DE2241502C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Agglomerieren verglasbarer Chargen zu bandartigen Gebilden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Agglomerieren verglasbarer Chargen zu bandartigen GebildenInfo
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Description
Transportbandes auf einer Walze 5 ab, die dem Transportband an dieser Stelle Halt bietet und seine
Durchbiegung unter der Wirkung der Laminierwalze 4 verbinden.
Das Transportband 1 und die Laminierwalze 4 s werden unabhängig voneinander von einem regelbaren
Motor angetrieben, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, die Umfangsgeschwindigkeiten unabhängig voneinander einzustellen. Diese liegen in der gleichen
Größenordnung, sofern sie nicht gleich sind.
Nach F i g. 2 wird die pulverförmige Charge, die unter
Verwendung von Mischern nach gebräuchlichen Verfahren zum Vorbereiten verglasbarer Chargen in
geeigneter Weise homogenisiert und angefeuchtet worden ist, über einen Förderer 10 in die Laminieran-Ordnung eingeführt Der Förderer entlädt die Charge in
einen Speichertrichter 11, der als Pyramidenstumpf ausgebildet und oberhalb eines Förderbandes 12
angeordnet ist, welches die eigentliche Lamiriervorrichtung versorgt
Die pulverförmige Charge 13 fällt schubweise vom Förderband 12 auf ein Förderband 14 der Laminiervorrichtung. Sodann wird sie in Richtung auf die
Laminierwalze 4 transportiert, und zwar mit einer Geschwindigkeit die deutlich oberhalb der Geschwin- 2s
digkeit des Förderbandes 12 liegt
Um die Verhältnisse klarzulegen, sei darauf hingewiesen, daß die Geschwindigkeit des Förderbandes 14
achtmal so groß wie die Geschwindigkeit des Förderbandes 12 sein kann. Dementsprechend ist die
Schichtdicke des pulverförmigen Materials auf dem Förderband 14 sehr viel geringer als die auf dem
Förderband 12. (Das Verhältnis beträgt etwa 1:10.)
Stromaufwärts der Laminierwalze 4 bildet sich eine Anhäufung 15 der pulverförmigen Charge aus, die
sicherstellt daß der Raum, in dem das Materia! zu seiner
Laminierung komprimiert wird, ganz kontinuierlich beschickt wird. Die RQckströmung des Materials sorgt
außerdem mit Sicherheit für eine Verteilung der pulverförmigen Charge über der gesamten Breite des
Förderbandes. Die pulverförmige Charge wird von dem Förderband 14 zwischen die beiden Walzen 4 und 5
gebracht, wo sie stark komprimiert und laminiert wird, und zwar derart daß man hinter dein Walzenpaar eine
kontinuierliche und homogene Bahn der puiverförmigen, kpmprimierten Charge erhält Am Ende des
Förderbandes 14 wird diese Bahn von einer Rakelplatte 16 aufgenommen. Am Ende dieser Rakelplatte zerbricht
die Bahn in Querrichtung unter der Wirkung ihres Eigengewichtes und fällt in Form von Stangen auf einen so
Förderer 17 einer Trockenvorrichtung 18.
Die Laminiervorrichtung umfaßt gleichermaßen nicht gezeigte Platten, die in Längsrichtung oberhalb des
Förderbandes 14 angeordnet sind, um die Führung der pulverförmigen Charge sicherzustellen und um zu
verhindern, daß die Charge vom Förderband herunterfließt Der Abstand zwischen diesen Platten kann
regelbar sein.
Die laminierte Charge kann in die Trockenvorrichtung in Form einer kontinuierlichen Bahn eingeführt
werden. Es ist jedoch vorzuziehen, die Bahn am Eingang der Trockenvorrichtung aufzubrechen, wie es oben
beschrieben wurde. Man kann die Bahn sogar noch mehr zerbrechen, indem man eine Schlitzvorrichtung
vorsieht, die in Längsrichtung auf die laminierte Charge einwirkt, wenn diese über die Rakelplatte 16 läuft.
Entsprechend F i g. 2 kann diese Schlitzvorrichtung in sehr einfacher Weise aus einer Reihe von Scheiben 19
bestehen, die lose auf einer Welle 20 angeordnet sind.
Diese Welle liegt auf einer solchen Höhe, daß die Scheiben bis auf die Mitte oder bis auf zwei Drittel der
Dicke in die laminierte Bahn eindringen. In diesem Fall zerbricht die Bahn, wenn sie auf den Förderer 17 der
Trockenvorrichtung fällt, nicht allein in Querrichtung, sondern gleichermaßen auch in Längsrichtung an der
Stelle der Einkerbungen, die von den Scheiben 19 erzeugt wurden.
Um bei der Vorrichtung einen gleichmäßigen Arbeitsablauf zu erzielen, muß man verhindern, daß das
pulverförmige, angefeuchtete, zu agglomerierende Material an der Laminierwalze 4 festklebt Es ist daher
erforderlich, daß die Laminierwalze 4 vollständig glatt ist
Da äiluerersciis das zu agglomerierende Material
gleichmäßig zwischen den Walzen 4 und 5 angetrieben werden soll, muß das Förderband 14 gegenüber dem
pulverförmigen Material einen beträchtlichen Reibungskoeffizienten besitzen. Hervorragende Ergebnisse
werden mit gebräuchlichen, im Handel befindlichen Transportbändern aus Kautschuk erzielt die gegebenenfalls gerillt sein können, jedoch ist letzteres
keineswegs notwendig.
Dagegen soll die mit einer vollständig glatten Oberfläche versehene Laminierwalze 4 einen geringen
Reibungskoeffizienten gegenüber dem zu verfestigenden Material besitzen. Versuche haben gezeigt, daß
Walzen aus poliertem Stahl keine hervorragenden Resultate ergeben, da das pulverförmige, angefeuchtete
Material auf einer derartigen Oberfläche haftet Dies führt dazu, daß man Reinigungsvorrichtungen, wie
Rakel oder Bürsten, vorsehen muß, deren Wirksamkeit nie vollkommen ist und die auf alle Fälle die Vorrichtung
komplizieren.
Nach vorliegenden Vcrsuchsergebnissen ist es vorzuziehen, eine Laminierwalze zu verwenden, die mit einer
Beschichtung aus Hartkautschuk oder Kunststoff versehen ist Man kann verschiedene Kunststoffmaterialien verwenden, wie etwa Polyvinylchlorid oder
Polyäthylen. Es wurde jedoch gefunden, daß sich die besten Ergebnisse mit Polytetrafluoräthylen (Teflon)
erzielen lassen. Dieses Material verdankt seine Wirksamkeit wahrscheinlich seinen besonderen Festigkeits-,
Kohäsions-, Zähigkeits- und Benetzbarkeitseigenschaften, wozu noch eine vollständige Widerstandsfähigkeit
gegen chemische Mittel hinzukommt, welche in der Charge enthalten sind, wie beispielsweise in bestimmten
Fällen Ätznatron.
Die Shore-Härte des Förderbandes 14 soll vorzugsweise mindestens 60 betragen. Hervorragende Ergebnisse erzielt man mit einer Shorehärte von 70, wie man
sie in der Regel bei im Handel befindlichen, mit Kautschuk beschichteten Förderbändern antrifft.
Wie bereits oben erwähnt, ist es nicht erforderlich, bei
der erfindungsgemäßen Verfestigung verglasbarer Chargen durch Laminieren auch nur das geringste an
den gebräuchlichen Verfahren zum Vorbereiten dieser verglasbaren Chargen zu ändern. Insbesondere braucht
man die gebräuchliche Körnung der verschiedenen Bestandteile der verglasbaren Charge nicht zu verändern. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber
früheren Verfestigungsverfahren durch Granulieren in eintr Schale, in einem umlaufenden Zylinder oder in
einer Extruder-Vorrichtung dar. Die dabei bestehenden Anforderungen an die Korngröße der Ausgangsmaterialien sind bekannt.
angefeuchtet sein, wie es bei sämtlichen Verfestigungsverfahren
der Fall ist. Der Anteil an Wasser stellt jedoch keineswegs eine kritische Größe dar. Optimale Werte
variieren zwischen 5 und 16%, je nach der Zusammensetzung der verglasbaren Charge, und in den häufigsten
Fällen erhält man die besten Ergebnisse mit Wasseranteile'!
von S bis 10%. Die pulverförmiger verglasbaren
Chargen, die sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verfestigen lassen, sind nach Art und Zusammensetzung
äußerst unterschiedlich. So war es möglich, außer solchen Mischungen, von denen bestimmte Bestandteile
bekantlich günstige Eigenschaften im Hinblick auf die mechanische Widerstandsfähigkeit und auf das Aushärten
der verfestigten Chargen besitzen (Ätznatron unter Anwesenheit erdalkalischer Karbonate, Silikate, kohlensaurem
Natron), auch solche angefeuchteten Mischungen aus pulverförmigen Bestandteilen zu agglomerieren,
bei denen derjenige Bestandteil, auf den die Kohäsion zurückzuführen ist, ganz offensichtlich nicht
vorhanden war. Im folgenden werden als Beispiele einige verglasbare Chargen aufgeführt, die dem
erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden können:
Übliche Charge für Spiegelglas:
Klassische Charge für Spiegelglas,
in die 60% des Na2O in Form von
50%iger Natronlauge eingeführt
worden sind:
Charge für optisches Glas
(Crown extra-blanc):
Charge für Spezialgläser
(50% PbO):
Charge für Borsilikatglas
(PYREX):
Feuchtigkeit (Gew.-%)
9
9
16
Die exakte Zusammensetzung der verschiedenen Chargen wird hier nicht angegeben, da sie allgemein
bekannt ist. Auch ergibt sich auf jeden Fall aus der Mannigfaltigkeit in der Art der Zusammensetzungen,
die mit Erfolg dem Verfahren unterworfen wurden, daß dieses Verfahren auf verschiedenartigste verglasbare
Zusammensetzungen anwendbar ist.
Das Laminieren läßt sich unabhängig von der Zusammensetzung der jeweiligen Charge schwierigkeitslos
durchführen. Die mechanische Widerstandsfähigkeit der nach dem Trocknen erhaltenen Plattenabschnitte
kann allerdings in einem weiten Bereich variieren, und zwar in Abhängigkeit von der Zusammensetzung
der verglasbaren Charge. Immer jedoch genügt die mechanische Widerstandsfähigkeit den
Anforderungen der Lagerung und der Ofenbeschickung.
Funktion der Vorrichtung
Man erteilt der Laminierwalze und dem Förderband Umfangsgeschwindigkeiten, die grundsätzlich gleich
sind. Dies stellt jedoch keine unabdingbare Forderung dar, d.h., man kann diesen Elementen gegebenenfalls
geringfügig unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten erteilen.
Im Falle der oben beschriebenen, bevorzugten
Ausführungsform bei gemeinsamer Verwendung eines mit Kautschuk beschichteten Förderbandes und einer
mit Teflon beschichteten Laminierwalze läßt sich insgesamt folgendes feststellen:
a) Wenn die Umfangsgeschwindigkeiten der beider Elemente gleich sind, liegt die Geschwindigkeit dei
laminierten, verfestigten Bahn geringfügig ober halb dieser Geschwindigkeit;
b) wenn die Geschwindigkeit der Laminierwalze geringer ist als die des Förderbandes, besitzt die
laminierte Bahn die gleiche Geschwindigkeit wie das Förderband;
c) wenn die Geschwindigkeit der Laminierwalze ίο größer als die des Förderbandes ist, erhält die
laminierte Bahn eine Geschwindigkeit, die oberhalb der Geschwindigkeit des Förderbandes liegi
und gegebenenfalls sogar die Geschwindigkeit dei Laminierwalze übersteigen kann.
Ganz allgemein wird vorgeschlagen, nach den ober aufgeführten Möglichkeiten a) oder c) zu arbeiten, d. h.
mit einer Umfangsgeschwindigkeit der Laminierwalze die größer oder gleich der Geschwindigkeit de;
Förderbandes ist
Die Dicke der laminierten Bahn kann in weiter Grenzen variieren. Veränderungen in der Dicke erhall
man ganz einfach dadurch, daß man den Abstand zwischen der Achse der Laminierwalze und der Ebene
des Förderbandes ändert Hierzu ist die Laminierwalze in der Höhe einstellbar angeordnet, während die Achse
derjenigen Walze, die das Förderband unterhalb dei Laminierwalze abstützt, eine unveränderbare Stellung
in der Vorrichtung einnimmt
Die Dicke, die man den laminierten Plattenabschnit ten der verglasbaren Charge zu geben hat, hängt vor
den Trocknungsmöglichkeiten und von den durch die Verwendung gestellten Anforderungen ab. Die Dicke
soll jedoch eine untere Grenze nicht unterschreiten Diese Grenze liegt größenordnungsmäßig beim zweifachen
Wert des größten Abmaßes der in die Zusammensetzung der Mischung eingeführten Körner. Bishei
wurde durchgehend mit einer Dicke von 5 bis 12 mn gearbeitet. Erwartungsgemäß sinkt die scheinbare
Dichte des laminierten Produkts, wenn die Dicke dei Bahn ansteigt.
Eigenschaften der laminierten Produkte
Die mechanische Widerstandsfähigkeit des laminierten
Produktes vor der Trocknung ändert sich, untei anderem, in Abhängigkeit von der Dicke der Bahn
Diese mechanische Widerstandsfähigkeit bleibt immei sehr gering, woraus auch das spontane Abbrechen dei
laminierten Bahn unter der Wirkung des Eigengewich tes am Ende der die Bahn tragenden Rakelplatte
resultiert
Um diese Verhältnisse zu verdeutlichen, sei angege
ben, daß eine laminierte Bahn mit einer Dicke vor 10 mm beim quergerichteten Abbrechen Stäbe mit einei
Breite von 3 cm liefert, während bei einer Bahn mi einer Dicke von 12 mm die Stäbe eine Breite von etws
5 cm besitzen.
Messungen der mechanischen Widerstandsfähigkei gegen eine Durchbiegung des laminierten Produkte
wurden nach der Trocknung durchgeführt, und zwar ai
einer klassischen verglasbaren Charge für Spiegelglas in die 60% des Na2O in Form von 50%igei
Ätznatronlauge eingebracht worden war. Die Abmaßi der Plattenabschnitte betrugen 80 χ 40 χ 10 mm. Dm
ermittelten Werte liegen in der Größenordnung von 15<
bis 180 g/mm2.
Die chemische Stabilität und die Feuchtigkeitsaufnahme der gelagerten Plattenabschnitte sind zufriedenstel·
lend. Insbesondere besaßen die unverpackt aufeinander
gelagerten Plattenabschnitte keine Neigung, sich zu zerdrücken oder zusammenzukleben.
Die Breite des Bandes aui laminierter, verglasbarer
Charge kann sicli in weiten Grenzen ändern und insbesondere einen Meter übersteigen. So besitzt eine
zur Durchführung der Erfindung hergestellte Laminiervorrichtung
Walzen von 20 cm Durchmesser und 1,3 m Länge. Mit einer derartigen Vorrichtung hat man eine
laminierte Bahn aus verglasbarer Charge hergestellt, deren Dicke zwischen 4 und 12 mm lag und deren Breite
zwischen 0,40 und 1 m betrug, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 6 m pro Minute.
Diese Vorrichtung, die einen Glasschmelzofen mit einer Kapazität von 1501 pro Tag versorgen kann, wird
ohne weiteres von einem Elektromotor mit einer Leistung von 1,5 cV angetrieben, wohingegen ein
Extruder zum Granulieren einer verglasbaren Charge mit einer Kapazität von 301 pro Tag einen Leistungsbedarf
in der Größenordnung von 35 CV besitzt und die Herstellung von Eierbriketts aus verglasbarer Charge
bei einer Kapazität von 3501 pro Tag in der Größenordnung 100 CV verbraucht. Diese Zahlen
zeigen den Vorteil der Erfindung im Hinblick auf den
"i Energiebedarf.
Trotz der bekannten Abriebeigenschaften verglasbarer Chargen wurden an einer Teflon-Laminierwalze und
an einem Kautschuk-Förderband nach einer kontinuierlichen Betriebszeit von 10 Tagen keinerlei bemerkens-
H) werte Abnutzungserscheinungen festgestellt.
Die Trocknung der laminierten Bahn aus verglasbarer Charge soll vorzugsweise fortschreitend vor sich gehen,
um eine plötzliche Aushärtung der Außenschicht zu verhindern, die das Austrocknen der inneren Bereiche
der Plattenabschnitte sehr viel schwieriger gestalten könnte. Hervorragende Ergebnisse wurden mit einer
Trockenvorrichtung erzielt, mit der es möglich war, die Temperatur der Plattenabschnitte fortschreitend bis auf
etwa 400° C zu steigern.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Verfahren zum Agglomerieren verglasbarer Chargen zu bandartigen Gebilden durch Walzen auf
einem Transportband, dadurch gekennzeichnet, daß das aus pulverförmiger angefeuchteter Charge gewalzte Band über das Transportband
hinaus geführt wird, worauf es aufgrund des Eigengewichts zu Stäben zerbricht, die zum Zwecke
der Zwischenlagerung anschließend getrocknet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das Band in Längsrichtung
geschwächt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Laminierwalze gleich oder
geringfügig höher als die Bewegungsgeschwindigkeit des Transportbandes gehalten wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen des zu Stäben gebrochenen bandartigen
Gebildes fortschreitend vorgenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der gebrochenen
Abschnitte fortschreitend bis auf etwa 400° C erhöht wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
einem endlosen Förderband, dessen oberes inn wesentlichen horizontales Trum sich auf einer Walze
abstützt, deren Achse parallel zum oberen Trum und quer zu dessen Bewegungsrichtung ausgerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (5) von dem Förderband (1; 14), das einen erheblichen Reibungskoeffizienten aufweist, angetrieben wird und daß
eine zur ersten Walze (5) parallele Laminierwalze (4) gegenüber der ersten Walze (5) unter geringem
Abstand oberhalb des Förderbandes (1; 14) angeordnet ist und eine glatte Oberfläche aus Hartkautschuk
oder Kunststoff wie insbesondere Polytetrafluoräthylen aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminierwalze (4) in der Höhe
bezüglich des Förderbandes (1; 14) verstellbar ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß Förderband (1; 14) und
Laminierwalze (4) unabähngig voneinander steuerbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Rakelplatte (16) hinter
dem Förderband (14), an deren Ende das bandartige Gebilde in Querrichtung bricht; und durch ein unter
dem Ende der Rakelplatte anschließendes Förderband (17...) einer Trocknervorrichtung (18).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9 und insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
2, gekennzeichnet durch Scheiben (19) oberhalb der Rakelplatte (16) zur Erzeugung von Schwächungslinien in Längsrichtung im bandartigen Gebilde.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (14) mit der pulverförmigen Charge über ein
Förderband (12) versorgt wird, dessen Geschwindigkeit geringer als die Geschwindigkeit des erstgenannten Förderbandes (14) ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-PS 8 33 995 ist es bekannt, eine Charge in
einen Schmelzofen in Form eines dünnen endlosen Bandes einzuführen, das vorher verdichtet und gepreßt
und unter Ausnutzung der Ofenabgase gesintert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch die
es ermöglikcht wird, verglasbare Chargen, bevor sie zur
ίο weiteren Verarbeitung in einen Schmelzofen eingebracht werden, zwischenzulagern.
Bekanntlich kann man verglasbare Chargen in Pulverform in Glasschmelzofen einbringen. Diese
Arbeitsweise ist jedoch nachteilig, da die Gefahr is besteht, daß sich die verschiedenen Bestandteile
entmischen, sei es nun während der Lagerung im Silo oder in Trichtern unter der Wirkung der Schwerkraft,
sei es auf Förderbändern infolge von Vibrationen. Nachteilig ist auch, daß besonders kleine Partikel der
verglasbaren Charge im Brennraum und in den Rekuperatorkammern wegfliegen, was sich auf die
Qualität des hergestellten Glases und die Lebensdauer der Wand«» des Ofens und der Rekuperatorkammern
auswirkt Außerdem ist es schwierig, pulverförmige Chargen im Inneren des Ofens ausreichend zu
erwärmen, und zwar aufgrund der schlechten Wärmeübertragung durch Wärmeleitung und aufgrund einer
verfrühten Verschmelzung der besonders leicht schmelzenden Bestandteile der Charge, wodurch sich erneut
eine Entmischung ergibt
Es wurde zwar bereits vorgeschlagen, verglasbare Chargen in Form von Kugeln, Körnern, Eierbriketts,
Plättchen und dergleichen zu agglomerieren und zu verfestigen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil,
daß die Ausgangsstoffe, um sie verfestigen zu können, eine sehr feine Korngröße aufweisen müssen; dies
macht vorausgehende teuere Verkleinerungs- und Siebvorgänge erforderlich. Für die Verkleinerung sind
erhebliche mechanische Kräfte erforderlich, die zu einem hohen Energiebedarf und einer schnellen
Abnutzung der Apparaturen führen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausge-Stallungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran
sprüche.
Durch diese Ausbildung wird auf einfache Weise und ohne großen Energieaufwand ein Zwischenprodukt
geschaffen, das sowohl die für eine Zwischenlagerung als auch die für eine spätere Verarbeitung erforderlichen Voraussetzungen erfüllt und zu einem beliebigen
Zeitpunkt in einen Schmelzofen eingesetzt werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 und 2 beispielsweise erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung des Arbeitsprinzips der Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens und
Fig.2 eine schematische Gesamtanordnung der Vorrichtung.
Nach F i g. 1 ist ein Transportband 1 zwischen zwei Rollen 2 und 3 gespannt, wobei sich das obere Trum des
Transportbandes in Richtung des Pfeiles F bewegt Nahe dem stromabwärts gelegenen Ende des Transportbandes ist eine Laminierwalze 4 angeordnet. Sie
dreht sich in Richtung des Pfeiles Fund läßt sich in ihrer Höhe relativ zum Transportband einstellen. Gegenüber
der Laminierwalze 4 stützt sich das obere Trum des
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