DE2309445A1

DE2309445A1 - Verfahren zur herstellung von duennem floatglas

Info

Publication number: DE2309445A1
Application number: DE19732309445
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Benden; Franz Dipl Ing Classen; Frederic Dipl Ing Jungels; Lothar Kraus; Eberhard Liepelt
Original assignee: Erste Deutsche Floatglas & Co oHG GmbH; FLOATGLAS GmbH
Current assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Priority date: 1973-02-26
Filing date: 1973-02-26
Publication date: 1974-10-17
Also published as: ES423517A1; DE2309445C3; NO133934C; IT1019602B; NO133934B; DK145570C; DE2309445B2; DK145570B; SE400071B; NO740631L; BR7401301D0; JPS502009A; BE811051A; FR2219123A1; FR2219123B1

Description

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VE 23ο

Anmelder: Erste Deutsche Floatglas GmbH & Co OHG 5o5 PORZ
Concordiaplatz 3

Verfahren zur Herstellung von dünnem Floatglas

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dünnem Floatglas von weniger als 2,5 nun Dicke, bei dem geschmolzenes Glas in freiem Fall auf das Metallbad aufgegossen

5 25 wird, wo es sich im Viskositätsbereich bis zu 1o^y' -^Poise ohne den Eingriff von seitlichen Führungsrollen zu einer gleichmäßig dicken Schicht frei ausbreitet, worauf das Glasband im folgenden Abschnitt des Floatbades in verformbarem Zustand gehalten und unter Erhöhung seiner Geschwindigkeit in Längsrichtung gestreckt wird, wobei in diesem Verformungsbereich ausschließlich mittels von oben auf die Randbereiche des Glasbandes einwirkender Rollen auf das Glasband Kräfte ausgeübt werden, die die Streckwirkung der Zugkraft fortschreitend steuern, um ein allmähliches Strecken auf eine vorgegebene Dicke zu bewirken.

Die Herstellung von sehr dünnem Floatglas ist bekanntlich mit großen Schwierigkeiten verbunden. Dementsprechend sind bisher eine Vielzahl von unterschiedlichen Verfahren vorgeschlagen worden.

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Bei einer ersten Gruppe der bekannten Verfahren wird grundsätzlich so vorgegangen, daß die Glasschicht nach ihrer Ausbreitung auf dem Metallbad zunächst gekühlt und dadurch so weit verfestigt wird, daß es seitlich durch auf beiden Seiten zwischen sich fassende Rollenpaare, sogenannte 'edge-rolls', gegriffen werden kann. Man schafft so einen verfestigten und seitlich gehaltenen Teil des Glasbandes, der eine Reaktionszone zu der das Glasband streckenden Zugkraft darstellt, und die Übertragung dieser Zugkraft auf das sich ausbreitende Glas verhindert, so daß die Ausbreitung in der Querrichtung ungestört verlaufen kann. Im Anschluß an diese verfestigte Zone wird das Glasband wieder erhitzt, um es in einen Zustand zu bringen, in dem es durch die Zugkraft auf die gewünschte Dicke gestreckt werden kann. Dieses Verfahren ist in verschiedenen Abwandlungen in der DT-OS 2 127 491, der DT-OS 2 o31 863 und der DT-AS 1 238 628 im einzelnen beschrieben.

Diese Verfahren sind zum einen energetisch ungünstig, denn es wird das Glasband zunächst gekühlt und anschließend wieder aufgeheizt. Zum anderen hat es sich gezeigt, daß mit diesen Verfahren der optischen Qualität des Glasbandes, d- h. der Ebenheit und der Planparallelität seiner Oberflächen, Grenzen gesetzt sind. Das läßt sich möglicherweise durch die Diskontinuität im Temperaturverlauf erklären, etv/a in der Weise, daß das Glasband auch in dem verfestigten Bereich noch teilweise verformt wird, und diese Deformationen bei der späteren Behandlung nicht vollständig beseitigt werden können.

Auf Grund dieser Erkenntnisse und Erfahrungen ist bereits ein anderes Verfahren entwickelt und bekannt geworden, das diese Nachteile vermeiden soll. Bei diesem Verfahren, das in der DT-OS 2 038 688 beschrieben ist, wird auf die

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Verfestigung des Glasbandes im Bereich vor dem Verformungsbereich, sowie auf die Fixierung dieses Bereiches durch •edge-rolls' verzichtet. Dieses Verfahren sieht vielmehr vor, auf das Glasband auf der gesamten Länge des verformbaren Bereiches Kräfte zur Einwirkung zu bringen, die die Streckwirkung fortschreitend steuern und ein allmähliches Strecken bewirken. Dabei werden die Kräfte außer durch die 2fcgwirkung ausschließlich durch allein auf die obere Oberfläche einwirkende Rollen, sogenannte 'top-rolls', ausgeübt. Durch diese 'top-rolls' werden die Reaktionskräfte zur Zugkraft eingestellt, und gleichzeitig eine zu starke Einschnürung des Glasbandes vermieden.

Dieses in der DT-OS 2 o38 688 beschriebene Verfahren bringt bereits eine deutliche Verbesserung der Oberflächenqualität.

Für die Herstellung eines Glasbandes von 2,5 mm Dicke nach diesem Verfahren z. B. wird das erste Paar von 'top-rolls' bei einer Temperatur des Glasbandes von 86o°C angeordnet. Hinter diesen 'top-rolls' wird das Glasband allmählich auf 82o° gekühlt. In diesem Bereich greift das zweite Paar 'top-rolls' an. Nach dem Passieren des zweiten 'top-rolls'-Paares wird die Temperatur wieder auf 84ό gesteigert, einem dritten Paar 'top-rolls' zugeführt und danach auf einer Temperatur von etwa 815 gehalten. Während des gesamten Streckprozesses nimmt die Breite des Glasbandes von 6,35 m auf 2,8 m ab.

Nach demselben Verfahren läßt sich durch Erhöhung der Drehgeschwindigkeiten der einzelnen 'top-rolls' bei gleichem Temperaturfeld auch ein Glasband von 2,ο mm Dicke herstellen.

Es hat sich gezeigt, daß auch bei Anwendung dieses Verfahrens noch Oberflächenfehler beobachtet werden, und daß

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dementsprechend die optische Qualität des Glases nicht zufriedenstellend ist, wenn man einen strengeren Maßstab anlegt, was "beispielsweise dann notwendig ist, wenn das Glas für die Weiterverarbeitung zu Automobil-Windschutzscheiben vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das aus der DT-OS 2 038 688 bekannte Verfahren zur Herstellung von dünnem Floatglas weiter zu verbessern, um insbesondere eine noch
bessere Oberflächenqualität zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

- die auf das Glasband einwirkenden Kräfte so eingestellt werden, daß im Bereich des freien Ausbreitens der Glasschicht dieses sich unter Aufrechterhaltung eines Sicherheitsabstandes von höchstens
etwa 15 cm den Seitenwänden des Behälters so
weit wie möglich nähert,

- im eigentlichen Verformungsbereich, d.h. im Bereich der Viskosität des Glases zwischen 1o^' ^ und

1o ''^Poise, das Glasband keine Temperaturerhöhung erfährt, und

- in diesem eigentlichen Verformungsbereich die Kanten des Glasbandes durch die von oben einwirkenden Rollen in einem möglichst geringen Abstand von den Seitenwänden geführt werden, wobei die Verringerung der Breite des Glasbandes in diesem Bereich weniger als 2o % beträgt.

Es hat sich gezeigt, daß durch diese erfindungsgemäße Kombination verschiedener, einzelr. für sich jeweils bekannter

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Maßnahmen eine unerwartete und überraschende Verbesserung der Qualität des Floatglases eintritt. Insbesondere ist eine deutliche Verbesserung der Oberflächenqualität der oberen Seite des Floatglasbandes zu beobachten.

Es scheint, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen auf die thermische Homogenität des Metallbades einen entscheidenden Einfluß haben. Tatsächlich ist es bekannt, daß gerade bei der Herstellung von dünnem Floatglas der thermischen Homogenisierung des Metallbades eine ganz besondere Rolle zukommt (DT-OS 2 127 491). Im Metallbad bilden sich nämlich einerseits durch die Temperaturgradienten im Metallbad und andererseits durch die Bewegung des Glasbandes auf dem Metallbad nicht unbeträchtliche Metallströme aus, die einen schädlichen Einfluß auf die Oberfläche des Glasbandes ausüben. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wurde bereits vorgeschlagen, die thermische Homogenisierung durch intensive Durchmischung des Metallbades zu bewirken.

Die Erfindung geht einen ganz anderen Weg, bei dem eine erzwungene Durchmischung des Metallbades nicht erforderlich ist, und die zu einem noch besseren Ergebnis führt. Insbesondere werden durch die vorgeschlagenen Maßnahmen in optimaler Weise stabile Temperatur- und Strömungsverhältnisse erzeugt, und gleichzeitig ein gewisser Gleichgewichtszustand im Verfahrensablauf erreicht. Dabei kommt jedem einzelnen Verfahrensschritt der Kombination eine wesentliche Bedeutung zu. Dadurch, daß sowohl im Bereich des freien Ausbreitens der Glasschicht als auch im eigentlichen Verformungsbereich so weit wie eben möglich die gesamte Breite des Metallbades bedeckt wird, wird zweierlei erreicht: Zum einen wird ein sehr breites Glasband erzeugt, wodurch, verglichen mit einem schmäleren oder stärker eingeschnürten Glasband, bei gleicher Leistung die Ziehgeschwindigkeit des Glas-

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bandes herabgesetzt und damit die schädlichen Metallströmungen in Längsrichtung des Floatbades verringert werden. Zum anderen wird in Querrichtung des Glasbandes eine gewisse Temperaturstabilität erreicht. Berücksichtigt man nämlich, daß das Metallbad der darauf schwimmenden Glasschicht die Wärme gesteuert entziehen muß, dann wird ersichtlich, daß die Metallbadbereiche unter dem Glasband eine höhere Temperatur aufweisen als die Randbereiche des Metallbades. Je weiter also das Metallbad von der Glasschicht bedeckt ist, desto günstiger ist das für eine homogene Temperaturverteilung in Querrichtung des Metallbades, und umso weniger können sich störende Strömungen ausbilden.

Ebenfalls in dem gleichen Sinne wirkt sich die Maßnahme aus, daß im Verformungsbereich keine Temperaturerhöhung des Glasbandes erfolgen darf. Gerade eine solche Temperaturerhöhung wird aber bei allen bekannten Dünnglasverfahren angewandt. Es wurde gefunden, daß solche Unstetigkeiten im Temperatur-Längsprofil selbst dann schädlich sind, wenn die Wiedererwärmung nur 2o° oder 3o°C beträgt, wie es selbst in der DT-OS 2 038 688 für die Herstellung eines 2,ο mm dicken Floatglasbandes im Temperaturbereich zwischen 84o und 870⁰C beschrieben ist. Selbst solche relativ geringen Temperaturerhöhungen bedingen ja anschließend eine stärkere Temperaturerniedrigung, um das Glasband auf der festliegenden Länge des Floatbades auf den vorgegebenen Wert abzukühlen. Die dadurch erzeugten Temperaturgradienten aber führen offenbar wieder zu den unerwünschten und schädlichen Zinnströmungen.

Daß in den Temperaturbereichen, in denen ein Glasband mit Feuerpolitur gebildet wird, schon die geringsten Unregelmäßigkeiten in dem das Glasband umgebenden Medium zu Beeinträchtigungen der Oberflächenebenheit führen können,

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ist im übrigen aus der Technik der Ziehglasherstellung bekannt. Es erscheint daher durchaus erklärlich, daß bei derart empfindlichen Verfahren selbst geringfügige Änderungen im Verfahrensablauf zu äußerst wirksamen und für die Praxis bedeutsamen Verbesserungen führen können.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß im eigentlichen Verformungsbereich zwischen 1o ' und 1o '' *Toise über die gesamte Länge des Verformungsbereiches gleichmäßig verteilt auf jeder Seite wenigstens sechs von oben auf das Glasband einwirkende Rollen zum Einsatz kommen, die dafür sorgen, daß die Kanten des Glasbandes in diesem Bereich in geringem Abstand von den Seitenwänden des Floatbades geführt werden.

Weiter ist es in Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, die Kanten des Glasbandes in dem Verformungsbereich an den Stellen, an denen die einzelnen Rollen angreifen, durch Fernsehkameras laufend zu überwachen und im Bedarfsfall ihre Lage mit Hilfe der Rollen zu korrigieren. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Korrektur der einzelnen Rollen durch Fernsteuerung der Rollen vorgenommen wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, den Badabschnitt, in dem sich die Glasschicht frei ausbreitet, in Längsrichtung des Floatbades so weit wie möglich auszudehnen, um auch auf diese Weise eine Glasschicht zu erzeugen, die schon in diesem Stadium einen nöglichst weitgehenden Glexchgewichtszustand und eine möglichst vollkommene Oberflächenqualität aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles und an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Von den Zeichnungen zeigt

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Fig. 1 einen horizontalen Schnitt durch eine Flοatanlage, und

Fig. 2 das Viskositätsproi'il bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Der das geschmdzene Zinn 1 aufnehmende Floatbadbehälter weist die Seitenwände 2,2', sowie die beiden Stirnwände 3>4 auf. Oberhalb der Stirnwand 3 wird durch einen Ausguß 5 das flüssige Glas 6 in freiem Fall auf das Zinnbad 1 aufgegossen, wobei die auffließende Menge durch einen höhenverstellbaren Regelschieber 7 geregelt wird. Hinter der Stirnwand 5 SM anderen Ende des Floatbades sind angetriebene Transportwalzen 8 angeordnet, mit deren Hilfe das Glasband mit der gewünschten Geschwindigkeit über das Zinnbad gezogen wird. Innerhalb des Zinnbades und/oder oberhalb des Zinnbades sind Mittel vorgesehen, um dem Glasband in seiner Längsrichtung das gewünschte Temperaturprofil und das diesem entsprechende Viskositätsprofil zu geben.

Zur Herstellung eines Glasbandes mit einer Dicke von 2,2 mm wird wie folgt verfahren:

Zunächst wird dafür gesorgt, daß sich in dem mit I bezeichneten Abschnitt des Floatbades, d. h. in dem Bereich niedriger Viskosität bis zu einer Viskosität von etwa 1o^' ^ Poise, das geschmolzene Glas ohne jede mechanische Beeinflußung seitlich frei ausbreitet. Es ist wichtig, daß sich in diesem Bereich eine gute Homogenisierung und Stabilisierung der Temperatur einstellt, und das geschmolzene Glas Zeit hat, einen möglichst vollkommenen Gleichgewichtszustand anzunehmen. Dabei muß die Glasschicht sich seitlich so weit ausbreiten, daß sich die Kanten der Glasschicht so weit wie möglich, lediglich unter Aufrechterhaltung eines Sicher-

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heitsabstand.es von etwa 1o bis 15 cm, den Seitenwänden 2,3 des Floatbades nähert.

Der auf den Abschnitt I folgende Abschnitt II in der Längsrichtung des Floatbades zeichnet sich dadurch aus, daß in diesem Bereich auf das Glasband neben den in dem Glasband herrschenden Zugkräften von der Glasoberseite her Kräfte in der Querrichtung des Glasbandes ausgeübt werden. Dadurch wird das Glasband daran gehindert, sich über ein gegebenes Maß einzuschnüren. Gleichzeitig werden die Kanten des Glasbandes über die ganze Länge dieses Bereiches II in einem möglichst geringen Abstand zu den Seitenwänden 2,3 geführt. Die erforderlichen Kräfte für die Führung des Glasbandes an den Kanten werden mit Hilfe der von oben auf das Glasband einwirkenden angetriebenen Rollen 1o bis 15 und 1ο¹ bis 15' ausgeübt. Der Bereich II ist auf der einen Seite durch eine

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Viskosität von etwa 1o^' "Toise, und auf der anderen Seite durch eine Viskosität von etwa 1o Poise, bestimmt. In diesem Bereich II sollen die Kanten des Glasbandes sich so wenig wie möglich von den Seitenwänden 2,3 entfernen.

Im Anschluß an den Bereich II kann das Glasband nun eine stärkere Einschnürung erfahren, ohne daß diese Verringerung der Breite in dem Viskositätsbereich oberhalb 1o Poise noch zu schädlichen Beeinflussungen der Glasoberfläche führt.

Die weitere Streckung des Glasbandes vollzieht sich in dem

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Viskositätsbereich bis etwa 1o^r'^Poise, so daß in diesem Bereich die Geschwindigkeit des Glasbandes weiter ansteigt.

Wie aus dem in Fig. 2 dargestellten Viskositätsprofil ersichtlich, muß dafür gesorgt werden, daß in dem kritischen . Verformungsbereich zwischen lo^ und 1o '' -^Poise kein Viskositätsabfall im Glasband, bzw. dementsprechend keine Temperaturerhöhung in dem Zinnbad auftritt. Je gleichmäßiger

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in diesem Bereich der Viskositätsanstieg erfolgt, umso besser stellen sich die gewünschten Gleichgewichtszustände ein, und umso besser wird die optische Qualität des Glasbandes.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zur.Herstellung von dünnem Floatglas von weniger als 2,5 nun Dicke, bei dem geschmolzenes Glas in freiem Fall auf das Metallbad aufgegossen wird, wo es sich im Viskositätsbereich bis zu lo^' ^Poise ohne den Eingriff von seitlichen Führungsrollen zu einer gleichmäßig dicken Schicht frei ausbreitet, worauf das Glasband im folgenden Abschnitt des Floatbades in verformbarem Zustand gehalten und unter Erhöhung seiner Geschwindigkeit in Längsrichtung gestreckt wird, wobei in diesem Verformungsbereich ausschließlich mittels von oben auf die Randbereiche des Glasbandes einwirkender Rollen auf das Glasband Kräfte ausgeübt werden, die die Streckwirkung der Zugkraft fortschreitend steuern, um ein allmähliches Strecken auf eine vorgegebene Dicke zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß

- die auf das Glasband einwirkenden Kräfte so eingestellt und gesteuert werden, daß im Bereich des freien Ausbreitens der Glasschicht diese sich unter Aufrechterhaltung eines Sicherheitsabstandes von höchstens etwa 15 cm den Seitenwänden des Floatbadbehälters so weit wie möglich nähert,

- im Bereich der Viskosität des Glases zwischen 1o^v' ^y und 1o ' ^Poise das Glasband keinen Temperaturanstieg erfährt, und daß

c pe -•im Bereich der Viskosität des Glases zwischen 1o^* ' und 1o Poise die Kanten des Glasbandes durch die von

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oben einwirkenden Rollen in einem möglichst geringen Abstand von den Seitenwänden geführt werden, wobei die Verringerung der Breite des Glasbandes in die-sem Bereich weniger als 2o % beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verformungsbereich zwischen lo-*' ^ und 1o ''^ Poise über die gesamte Länge des Verformungsbereiches gleichmäßig verteilt auf jeder Seite wenigstens sechs von oben einwirkende Rollen zum Einsatz kommen.
3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Glasbandes im Verformungsbereich an der Stelle der einzelnen Rollen durch Fernsehkameras laufend überwacht und im Bedarfsfall ihre Lage mit Hilfe der Rollen korrigiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur der einzelnen von oben auf die Randbereiche des Glasbandes einwirkenden Rollen durch Fernsteuerung vorgenommen wird.
5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasband im Bereich der Viskosität zwischen 1o und 1ο' Poise unter Verringerung seiner Breite und Dicke weiter gestreckt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß der Floatbadabschnitt, in dem sich die Glasschicht frei auf dem Metallbad ausbreitet, in Längsrichtung des Floatbades so weit wie möglich ausgedehnt wird.

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