DE2320269A1

DE2320269A1 - Elektrische heizeinrichtung fuer floatglasanlagen und deren verwendung

Info

Publication number: DE2320269A1
Application number: DE2320269A
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. R Antrag
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1972-04-21
Filing date: 1973-04-17
Publication date: 1973-11-15
Also published as: DD108184A5; IL41990A; RO65586A; PL87689B1; DK142070C; CS171749B2; HU169912B; SE403278B; TR18031A; LU67458A1; ES413923A1; FI55826B; NO131829C; AT324602B; IE37527L; AU5444873A; IL41990A0; GB1420753A; DK142070B; IE37527B1

Description

1 i..._;bN 19
Bo-ivaraliee 9 /
ToI.-044285

w/vh-2944 17, flpni ₁₉₇₃

Pilkington Brothers Limited, Prescot Road, St. Helens,

Lancashire /England

Elektrische Heizeinrichtung für Floatglasanlagen und deren Verwendung

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Heizeinrichtungen für Floatglasanlagen*

Floatglasanlagen weisen üblicherweise einen ^; länglichen Behälter für ein Bad aus geschmolzenem Metall auf, ; das gewöhnlich Zinn oder eine geschmolzene Zinnlegisrung, in der Zinn überwiegt, ist. Der Badbehälter ist von einer Haube überdeckt, die einen Einlass am einen Ende des Badbehälters bestimmt, durch den geschmolzenes Glas auf die Badoberfläche

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mit geregelter Geschwindigkeit zugespeist wird, und einen Auslass am anderen Ende des Badbehälters, durch den das gebildete Glasband über eine Fördereinrichtung zu einem Kühlofen ausgetragen wird.

IN dem Raum oberhalb des Bades unterhalb der Haube wird eine Schutzgasatmosphäre aufrechterhalten, die ein inertes Gas, beispielsweise Stickstoff, sein kann. Vorzuziehen ist jedoch eine leicht reduzierende Schutzgasatmosphäre, die beispielsweise aus 95 % Stickstoff und 5 % Wasserstoff besteht.

Am Einlassende des Badbehälters herrscht eine Temperatur in der Grössenordnung von 1 100 bis 1 000 ⁰C und es ist eine sehr sorgfälige Temperaturregelung längs des Bades vorzusehen, auf dem das Glasband sich fortbewegend abkühlt, bis es am Auslassende eine Temperatur von etwa 650⁰C aufweist, bei der Kalk-Soda-Silika-Gläser von der Badoberfläche abgehoben und ausgetragen werden können, ohne oberflächenbeschädigt zu werden. Die Temperaturregelung ist besonders am heissen Einlassende des Bades wichtig, an dem geschmolzenes Glas dem Bad zugespeist wird und über einen bestimmten Weg auf einer Temperatur gehalten wird, bei der ein ungehinderter Querfluss zur Bildung eines schwimmenden Körpers aus geschmolzenem Glas gestattet ist, aus welchem Körper dann das zu bildende Glasband abgezogen wird.

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Die Kräfte, denen das Glasband während seiner
Fortbewegung unterliegt, bestimmen seine Breite und Dicke und
seine Viskosität ist während seiner Fortbewegung ein wesentlicher Parameter. Die Steuerung der Viskosität wird durch Steuerung der Umgebungstemperatur, der das fortschreitende Glasband ausgesetzt ist, bewirkt. Es erfolgt dies gewöhnlich durch
elektrische Strahlungsheizer in dem Raum oberhalb des Bades
sowie durch zusätzliche, in das Metallbad eingetauchte Heizeinrichtungen. Diese Heizeinrichtungen unterliegen bei dem kon- ·

tinuierlichen Betrieb äusserst harten Betriebsbedingungen be- ! züglich der Temperatur, gleichgültig, ob sie in dem Raum ober- ^l halb des Bades oder in das Badmetall eingetaucht angeordnet
sind. '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ^ elektrische Heizeinrichtungen zu schaffen, die widerstandsfähig ■ genug sind, um den harten Betriebsbedingungen bei dem Einsatz
in Floatglasanlagen gewachsen zu sein, gleichgültig, ob sie als ι Strahlungsheizeinrichtungen im Raum oberhalb des Glases oder als j neben dem Badmetall oder in dieses eingetauchte Heizeinrichtungeri

eingesetzt sind, um gewünschte besondere örtliche Erwärmungen j zu veranlassen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Heizelemente aus Kohlenstoff über elektrisch isolie-j

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rende Stützen in einem länglichen Kasten aus Kohlenstoff angeordnet und elektrische Verbinder durch den Kasten hindurchgeführt sind. Zweckmässig ist Hierbei der Kasten aus Kohlenstoff abgedichtet verschlossen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Boden und die Seitenwände des Kastens einteilig ausgebildet und der Kasten durch einen Deckel aus Graphit verschlossen, wobei die Heizelemente Stangen aus Graphit sind, die über elektrisch isolierende Stützen am Kasten befestigt _r sind. Der,einteilige Kasten kann durch Herausarbeiten aus einem Graphitblock gebildet werden.

„ . ' '. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrischen Verbinder Anschlußstifte aus einem feuerfesten, mit Kohlenstoff nicht reagierendem Metall, z.B. aus Molybdän, bestehen und in dem Deckel befestigt sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind drei zueinander parallele Stangen aus Graphit zum Anschluss an eine dreiphasige" Stromquelle an ihren einen Enden miteinander verbunden und an ihren anderen Enden mit je einem Anschlußstift aus Molybdän verbunden. Zweckmässig sind die Stangen aus Graphit aus einem monolithischen Graphitteil herausgearbeitet, der auf dem Boden des Kastens elektrisch isoliert abgestützt ist.

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Bei einer Ausführungsform einer elektrischen

Heizeinrichtung, die in das Bad aus geschmolzenem Metall eingetaucht angeordnet wird, ist vorgesehen, dass die längeren Seitenwände des Kastens nach unten gerichtete Verlängerungen aufweisen, mit denen sich der Kasten am Boden des Badbehälters abstützt, und dass an der Aussenflache des Bodens des Kastens den Wärmeübergang unterstützende Rippen gebildet sind.

Diese Verlängerungen können Beine an den vier Ecken des Bodens des Kastens sein. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verlängerungen der Seitenwände des Kastens mit dem Boden des Badbehälters Tunnel bilden, durch die ein Strömungsweg für zu erhitzendes Badmetall geschaffen wird.

Bei einer Heizeinrichtung, die an den Seitenwänden des Badbehälters angeordnet wird, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass der Kasten aus Kohlenstoff rechteckigen Querschnitt mit kürzerem Boden und Deckel als die Seitenwände hat, und dass die Stangen aus Graphit längliche Gestalt und rechteckigen Querschnitt aufweisen und übereinander in dem Kasten angeordnet sind.

, Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser Art ist vorgesehen, dass die unterste Stange aus Graphit elektrisch isoliert am Boden des Kastens mit ihrer langen Seite des Querschnitts abgestützt ist und die beiden anderen Stangen

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aus Graphit hierzu ausgerichtet mit ihren längeren Seiten des Querschnitts in senkrechter Lage angeordnet sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung 'ist auf eine Floatglasanlage mit elektrischen Heizeinrichtungen nach der Erfindung gerichtet, die einen Badbehälter aufweist, der breiter als das zu bildende Glasband ist. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass je eine Heizeinrichtung beiderseits des Glasbandes in das Badmetall eingetaucht angeordnet ist.

In weiterer Ausgestaltung dieser Anordnung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtungen mit ihren längeren Seiten parallel zu den Seitenwänden des Badbehälters dicht stromabwärts von oberhalb des Badspiegels liegenden linearen Induktionsmotoren angeordnet sind, die einen von den Heizeinrichtungen erhitzten Strom von Badmetall von den Rändern des Badbehälters in die Bewegungsbahn des Glasbandes bewirken. Hierbei ist es zweckmässig, wenn mindestens eine Heizeinrichtung an jeder Seitenwand des Badbehälters stromabwärts der ersten Heizeinrichtungen zum Erhitzen des dort entgegen der Bewegungsrichtung des Glasbandes fliessenden Badmetalls angeordnet sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kennzeichnet sich eine Floatglasanlage mit einem länglichen, sich in Querrichtung über den Badbehälter erstreckenden Halter, an dem ein Körper aus geschmolzenem Metall haftet und mit der oberen Fläche

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des Glasbandes zum Zwecke der Ioneneinwanderung in Berührung steht, dadurch, dass erfindungsgemässe Heizeinrichtungen an beiden Enden des Halters in das Badmetall eingetaucht angeordnet sind.

Bei einer Floatglasanlage mit in der Haube oberhalb des Badbehälters angeordneten Heizeinrichtungen ist ferner erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Kästen aus Kohlenstoff der Heizeinrichtungen an der Haube mit ihren Böden dem Glasband bzw. dem Badmetall zugewandt befestigt sind.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Floatjasverfahren, bei dem das Glasband in einem Bereich eine Viskosität aufweist, bei der es gestreckt werden kann un^in diesem Bereich zur Vereinheitlichung des Temperaturfeldes Querströme im Badmetall von den Seitenteilen des Badbehälters unter das Glasband erzeugt werden, wobei erfindungsgemäss das Metall für diese Querströme dem entgegen der Bewegungsrichtung des Glasbandes vom Auslassende fliessenden Strom entnommen wird und durch eingetauchte Heizeinrichtungen auf die Temperatur des Bereiches, in dem die Cuerströme veranlasst werden, erhitzt wird.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

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, i

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt nach der Linie I-I ! in Fig. 2 durch eine elektrische Heizeinrichtung nach der Erfindung, ;

Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1 mit weggebrochenen Teilen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil einer Floatglasanlage mit eingegliederten.Heizeinrichtungen nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV- in Fig. 3> Fig. 5 einen senkrechten Schnitt ddrch eine andere Ausführungsform einer Heizeinrichtung nach der Erfindung zur Anordnung neben einer Seitenwand des Badbehälters,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig.5,

Fig. 7 eine Draufsicht zu Fig. 5 und 6 mit weggelassenem Deckel,

Flg. 8 eine Draufsicht zu Fig. 5 mit aufgebrachtem Deckel und den elektrischen Anschlüssen,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 3 durch eine Heizeinrichtung, die neben der Seitenwand des Badbehälters in das Badmetall eingetaucht ist,

_ Q_

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Fig. 10 eine Teildraufsicht auf eine Floatglas- ^: anlage mit einer Einrichtung zum Verän- : dern der Oberflächeneigenschaften des ; gebildeten Glasbandes durch Ionenein- ^: wanderung, ;

Fig. 11 einen Teilquerschnitt durch eine Haube

einer Floatglasanlage mit einer Heizeinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 12 einen Teilschnitt nach der Linie XII-XII
in Fig. 11,

Fig. 13 einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Haube einer Floatglasanlage und

Fig. 14 einen Teilschnitt nach der Linie
XIV-XIV in Fig. 13.

In den Zeichnungen sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.

Die elektrische Heizeinrichtung gemäss Fig. 1 : und 2 zur Verwendung in Floatglasanlagen besteht aus Heizelementen aus ,Kohlenstoff, die in einem abgedichteten Kasten aus
Kohlenstoff angeordnet sind. Der abgedichtete Kasten aus Kohlen-; stoff hat einen unteren Teil, der aus einem Block aus handels-

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üblichem Graphit herausgearbeitet ist. Es ist hierdurch ein einteiliger Kasten mit einem Boden 1, längeren Seitenwänden und 3 und kürzeren Stirnwänden 4 und 5 getildet. Die Gesamtabmessuhgen des Kastens sind beispielsweise 1000 χ 350 mm. Der so gebildete Kasten wird durch einen Deckel 6 aus dem gleichen Graphit verschlossen, der abgedichtet auf den oberen Kanten der Seitenwände 2 und 3 und der Stirnwände 4 und 5 aufruht und mit einem Kohlenstoff kleber befestigt ist. In dem abgedichteten Kasten aus Kohlenstoff sind bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 Heizelemente aus Kohlenstoff auf elektrisch isolierenden Stützen befestigt. Die Heizelemente sind an eine dreiphasige Stromquelle anschliessbar und bestehen daher aus drei parallel zueinander liegenden Stangen 7, 8 und 9 aus Graphit. Diese Stangen sind aus einem monolithischen Graphitteil herausgearbeitet und haben U-förmige Gestalt mit einem verdickten Ende 10, in dem ein Anschlußstück 11 aus Molybdän eingesetzt ist. Jede Stange erstreckt sich von dem verdickten Ende über die Länge des Kastens und dann zum ersten Ende zurück, wo die Stangen durch ein gemeinsames Brückenstück 12 verbunden sind, daf die gemeinsame Anschlussklemme des dreiphasigen Systees bildet. Im Bereich des Brückenstücks 12 sind die Stangen neben den Verdickten Enden mit Einschnürungen 13 versehen.

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-11-Unterhalb der verdickten Enden 10 der Stengen ^:

und dem Brückenstück 12 ist der Graphitteil auf einem elektrisch isolierenden Block 14 aus Siliziumnitrid abgestützt, der in eine Aussparung des Bodens 1 des Kastens festgelegt ist. Ferner sind elektrisch isolierende Teile 15 und 16 vorgesehen, die dieses Ende der Stangen in dem Kasten und an dem Deckel festlegen. An dem anderen Ende des Kastens, also rechts in den Fig. 1 und 2, weisen die Stangen verdickte Querteile 17 auf, die ihre Schenkel miteinander verbinden. Diese stützen sich auf einem elektrisch isolierenden Block 18 aus Siliziumnitrid ab, der ebenfalls in einer Aussparung des Bodens 1 des Kastens festgelegt ist. Ein weiteres aus Siliziumnitrid bestehendes Isolierstück 19 liegt oberhalb der verdickten Teile 17 der Stangen, um diese in dem Kasten festzulegen. Zwischen den Stirnflächen der Stangen und der Innenfläche der Stirnwand 5 des Kastens ist ein Spalt 20 vorgesehen, der Wärmedehnungen der Stangen 7, 8 und 9 aus Graphit durch den hindurchgeleiteten Heizstrom gestatten.

In diesem Ausführungsbeispiel hat jede der
Stangen rechteckigen Querschnitt mit den AbmesHungen von
beispielsweise 25 x 10 im . Das Graphitstück,aus dem die Heizelemente herausgearbeitet werden, hat beispielsweise einen Gesamtaschegehalt von weniger als 0,5 Gew%. Besonders geeignet

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ist ein Graphit mit einem Gesamtaschegehalt von etwa 0,2 Gev$>. Bei den Versuchen wurde mit einem Graphit mit einem Gesamtaschegehalt von weniger als 0,05 Gew# gearbeitet.

Der Widerstand der Heizelemente hängt von ihrer Gestalt ab. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der spezifische Widerstand der Stangen 7,8 und 9 etwa 8 Mikro Ohm-cm.

Die Stangen können mit einem aufgedampften Überzug aus Siliziumcarbid oder Kohlenstoff versehen werden, um ihre Lebensdauer zu erhöhen.

• Die an den verdickten Enden 10 der Stangen 7»8 und 9 befestigten Atischlußstifte 11 aus Molybdän sitzen an einem Anschlußstift 21 grösseren Durchmessers, der durch den Deckel 6 hindurchgeführt ist. Zur elektrischen Isolierung ist eine Buchse 22 aus Siliziumnitrid oder anderem geeigneten Werkstoff, beispielsweise feuerfestem Sillimanit, vorgesehen, die ihrerseits in einem Einsatzstück 23 sitzt, das in einen Schlitz des Deckels 6 eingesetztjist. Das obere Ende des Anschlußstiftes 21 ragt aus der Isolierbüchse 22 und trägt einen Gewindezapfen kleineren Durchmessers, auf den ein Anschlussstreifen 24 mittels einer Mutter 25 aus nichtrostendem Stahl festgeschraubt ist. Einer der Anschlußstreifen 24 ist in Fig. 2 dargestellt und ist mit einer Anschlußschiene 26, die

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ebenfalls aus rostfreiem Stahl besteht, verschweisst, um die Stromzuführung zum Anschlußstift 21 zu bewirken. Wie Fig. 2 zeigt, hat jede Stange 7, 8 und 9 ihre eigene elektrische Ver_ bindung, die über die in Fig. 4 gezeichneten drei Anschlussschienen 26 erfolgt, die durch die Seitenwand des Badbehälters herausgeführt sind zugleich der Einstellung der Heizeinrichtung innerhalb des Badbehälters dienen. Wenn auch als bevorzugter Werkstoff für die Anschlußstifte 11 und 21 Molybdän ist, kann auch Wolfram verwendet werden.

In den Fig. 3 und 4 ist die Anordnung zweier Heizeinrichtungen gemäss den Fig. 1 und 2 in einer Floatglasanlage dargestellt. In dem länglichen Behälter dieser Anlage ist ein Bad aus geschmolzenem Zinn enthalten, auf dem ein Glasband 28 in der bekannten Art des Floatverfahrens fortbewegt wird. Im Ausführungsbeispiel wird das Glasband allmählich gestreckt, wobei seine Breite und Dicke in Fortbewegungsrichtung gemäss dem Pfeil 29 fortschreitend abnimmt. Die Seitenwände 30 des Badbehälters enthalten einen konvergierenden Abschnitt 31 _t in dem sich die Breite des Bades verringert, die dann bis zum Auslassende aufrechterhalten wird. Die Seitenwände 30 des Badbehälters erstrecken sich nach oben von einem Boden 33, der von einem Stahlmantel 34 umschlossen ist. Der Badbehälter hat eine grössere Breite als das gebildete Glasband, so dass Flächen 35 des geschmolzenen Metalls des Bades beiderseits des

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Glasbandes freiliegen. In dem dargestellten Bereich wird das Glasband gestreckt und zu diesem Zwecke in Querrichtung des Bades eine Temperatur so eingeregelt, dass das Glas eine das Strecken gestattende Viskosität aufweist. Es werden Querströme des geschmolzenen Metalls 36 mittels gekühlter linearer Induktionsmotoren 37 gebildet, die oberhalb des Badspiegels angeordnet sind und in einem Block aus feuerfestem Werkstoff eingebettet sind, damit die Motoren Betriebstemperaturen unterhalb des Curie-Punktes des magnetischen Materials ihrer Ständer aufweisen. Die linearen Induktionsmotoren 37 werden oberhalb des Badspiegels durch Haltestangen 38 gehalten, in denen die elektrischen Zuleitungen sowie die Kühlwasserleitungen vorgesehen sind.

Durch die Querströme 36 wird das Temperaturfeld in diesem Bereich vergleichmässigt, wodurch die Möglichkeit von Störungen in den Oberflächeneigenschaften herabgesetzt ist. Während der Fortbewegung des Glasbandes in Richtung des Pfeiles 29 erfolgt ein Strom von heissem geschmolzenen Metall an der Oberfläche des Bades in Richtung auf den Auslass des Bades und es ergeben sich daher entgegengesetzt gerichtete Ströme kühleren geschmolzenen Metalls vom Auslassende des Bades zurück in die heisseren Bereiche, die in den freiliegenden Flächen neben dem Glasband strömen.

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Um diese Ströme vor dem Erreichen der Induktionsmotoren 37 und vor der Umleitung in die Querströme 36 zu

erhitzen, sind zwei elektrische Heizeinrichtungen gemäss den Fig. 1 und 2 in diesem Bereich auf einander gegenüberliegenden Seiten des Badbehälters dicht stromabwärts der lineparen Motoren 37 angeordnet. Diese Heizrichtungen 39 liegen mit ihren längeren Seitenwänden 2 und 3 parallel zu den Seitenwänden 30 des Badbehälters.und weisen nach unten gerichtete Verlängerungen 40 und 41 der Seitenwände 2 und 3 auf, mit denen der Kasten auf dem Boden 33 des Badbehälters aufruht und damit in Strömungsrichtung liegende Tunnel bildet. Die untere Fläche des Bodens 1 des Kastens aus Kohlenstoff der Heizeinrichtungen ist mit einer Reihe von den Wärmeaustauscbjunterstützenden Rippen ausgerüstet, die sich nach unten parallel zu den Verlängerungen 40 und 41 erstrecken. Die Verlängerungen 40 und 41 und die Rippen 43 können zusammen mit dem Kasten aus einem einheitlichen Graphitteil hergestellt werden, jedoch können diese Teile auch besonders gefertigt werden und dann mit dem Boden des Kastens verbunden werden.

Ein wärmeisolierender Dickel 44 aus feuerfestem Werkstoff ist oberhalb des Deckels 6 vorgesehen (Fig. 4). Induzieren während des Betriebes die linearen Motoren 37 Querströme 36 in dem mittleren Bereich des Bades, so wird kühleres geschmolzenes Metall aus dem stromabwärts liegenden seitlichen

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Bereich 35 durch die Tunnel der Heizeinrichtung unterhalb der Heizeinrichtungen gezogen (Pfeile 45) und werden während des Durchlaufs auf etwa die Temperatur des Badmetalls in diesem Bereich erhitzt, bevor sie in die Querströme 36 geleitet werden,

Eine Steuerung des elektrischen Stromkreises des Dreiphasennetzes zu den Stangen aus Graphit der Heizeinrichtung gewährleistet, dass diese beispielsweise eine Temperatur von 1150⁰C erreichen, so dass die Temperatur an der Innenfläche des Bodens 1 des Kastens aus Kohlenstoff etwa 1050⁰C beträgt. Etwa 75$> der durch die Stangen aus Graphit gelieferten Wärme wird über den Boden des Kastens und die Rippen 43 nutzbringend zur Erwärmung des Stromes kühleren Metalls vor seiner Weiterleitung unter das Glasband ausgenutzt. Die Heizeinrichtung kann beispielsweise mit einer Leistung von etwa 60 KW bei einer Netzspannung von etwa 60 Volt und einem Strom von etwa 600 Amp betrieben werden.

Bei diesem Einsatz der Heizeinrichtungen ist es ersichtlich, dass sie unter ausgesprochen harten Betriebsbedingungen arbeiten müssen. Die Temperatur in diesem Bereich beträgt beispielsweise 850⁰C, die die gesamte Umgebung in diesem Bereich, in dem das Strecken erfolgt, aufweist. Da die Heizelemente, die eine bedeutend höhere Temperatur, beispielsweise bis zu.. 14OO°C aufweisen, abgeiüchtet in dem Kasten aus Graphit angeordnet sind, unterliegen sie weniger dem Angriff

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der sie umgebenden Atmosphäre. Der Kasten selbst ist nicht gasdicht, weist vielmehr beispielsweise eine Porosität von 20$ auf, so dass ein gewisser Austausch der Atmosphäre durch die Wände des abgedichteten Kastens mit der reduzierenden Atmosphäre im Raum oberhalb des Bades eintritt, so dass die Atmosphäre innerhalb des Kastens kontinuierlich gereinigt wird.

Falls gewünscht, kann der Austausch der Atmosphäre innerhalb des Kastens mit der innerhalb des Raumes oberhalb des Bades verringert werden, indem die äusseren Flächen des Kastens, die der Atmosphäre in dem Raum oberhalb des Bades ausgesetzt^sind, mit einer Schicht aus Aluminiumoxid besprüht werden, nachdem der Kasten mit den eingeschlossenen Stangen aus Graphit abgedichtet ist. Eine aufgespritzte Aluminiumoxidschicht kann auch auf der oberen Fläche des Deckels und an den Aussenflächen der Seiten- und Stirnwände des Kastens vorgesehen werden. Die Unterfläche des Bodens und die Rippen 43 bleiben jedoch unbeschichtet. Da die unbeschichteten Flächen des Kastens schwarz sind, wird die Wärmeübertragung auf das geschmolzene Metall oder bei innerhalb der Haube der Floatglasanlage angeordneten Heizeinrichtungen die Abstrahlung der Wärme unterstützen.

Es kann aber auch eine gesonderte Zuleitung von Reinigungsgas zum Inneren des Kastens vorgesehen werden, wobei hierzu zweckmässig eine Mischung eines inerten Gases wie Stick-

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stoff oder Argon mit einem reduzierenden Bestandteils beispielweise Wasserstoff, in einem höheren Anteil als in der Schutzgasatmosphäre verwendet wird. Das Reinigungsgas entweicht durch die Poren des Kastens, wenn dieser nicht beschichtet ist_e Sie die Wände des Kastens beschichtet, so ist ein besonderer Gasauslass vorzusehen. Als Reinigungsgas kann natürlich auch ein inertes Gas allein verwendet werden«,

Die Heizeinrichtungen müssen nicht notwendigerweise parallel zu den Seitenwänden des Badbehälters angeordnet sein, beispielsweise können sie um 45° geneigt zur Fortbewegungsrichtung des Glasbandes liegen. Bei einer anderen Ausführungsform können die Heizeinrichtungen auch rechtwinklig zur Fortbewegungsrichtung des Glasbandes angeordnet werden, wobei sich dann die Rippen parallel zu den kürzeren Stirnseiten des Kastens erstrecken. Diese Anordnung ist zweckmässig, wenn eine weniger intensive Beheizung des durchströmenden Metalls erforderlich ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Floatglasanlage ist

bads es ferner vorteilhaft, wenn vom Auslassende des Metall/ zurückströmendes Metall vor dem Erreichen der Heizeinrichtungen 39 vorgewärmt wird. Diese Ströme 46 des Metalls werden durch stromab im Bereich der freien Flächen 35 an den Seitenwänden des Badbehälters angeordnete Heizeinrichtungen 47 beheiz/t,

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deren Aufbau in den Fig, 5 "bis 8 näher dargestellt ist. Fig. 9 zeigt, wie eine dieser Heizeinrichtungen an der Seitenwand 32 des Badbehälters befestigt werden kann.

Gemäss den Fig,^ 5 bis 8 hat der Kasten aus Kohlenstoff, der die Stangen aus Graphit enthält, rechteckigen Querschnitt mit einem Boden 1 und einem Deckel 6, die kürzer sind als die Seitenwände 2 und 3· Der Boden 1 trägt keine Rippen oder nach unten gerichtete Verlängerungen wie bei der Äusführungsform nach den Fig. 1 und 2,und der Deckel 6 ist lediglich abgedichtet in Ausnehmungen 48 an den oberen Enden der Seitenwände 2 und 3 unter Verwendung eines Kohlenstoffklebers abgedichtet. Die Stangen 7, 8 und 9 aus Graphfeit haben länglichen rechteckigen Querschnitt und sind übereinander in dem Kasten angeordnet. Die unterste Stange 7 ruht auf elektrisch isolierenden Blöcken 14 und 18 auf dem Boden des Kastens auf, wobei die längere Seite ihres Querschnitts parallel zum Boden 1 liegt (Fig. 6). Die beiden anderen Stangen 8 und 9 sind ausgerichtet oberhalb der untersten Stange 7 mit ihren langen Seiten des Querschnitts in senkrechter Lage angeordnet. Die eine ! längere Seite der QuerschnitiB der Stangen 8 und 9 sowie die eine kürzere Seite des Querschnitts der Stange 7 liegen gegen ' einen gemeinsamen isolierenden Einsatz 49 aus Siliziumnitrid | oder anderem geeigneten feuerfesten Werkstoff, wie geschmolzener Silika, an.

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Am einen Ende sind, die drei Stangen 7_} 8 und 9 durch ein senkrechtes Brückenstück 12 miteinander verbunden, während die anderen Enden 50 der Stangen 8 und 9 erweitert sind, wobei das erweiterte Ende 50 der Stange 9 kürzer als das der Stange 8 ist und die zu unterst liegende Stange 7 sich über die erweiterten Teile der beiden anderen Stangen hinaus erstreckt. Zwischen den erweiterten Enden 50 und dem benach-

SL/ barten Teil der Stange 7 sind Isolierplatten⁷aus Siliziumnitrid oder anderem geeigneten feuerfesten Werkstoff, beispielsweise geschmolzener Silika, vorgesehen» Das Ende 51 der Stange 7 ist von der Stirnwand des Kastens durch ein Stück aus Siliziumnitrid isoliert. Ein ähnliches Stück 52 aus Siliziumnitrid ist an der anderen Stirnwand des Kastens vorgesehen, an der auch ein Spalt 20 zum Ausgleich von Wärmedehnungen vorgesehen ist. Mit jedem der freien Enden der Stangen ist ein Anschlußstift 21 aus Molybdän in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 befestigt, die nach oben durch isolierende Platten 53 am Deckel 6 und durch mit diesem verbundene Büchsen 54 aus isolierendem Werkstoff nach aussen geführt sind.

Die oberen Enden der Anschlußstifte 21 haben Gewindezapfen zum Anschluss von Anschlußschienen 55_S die durch aufge-

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schraubte Gittern 57 festgespannt werden. Die Anschlußschienen 55 sind nach aussen durch die Seitenwand des Badbehälters geführt (Fig. 8 und 9).

In Löcher des Deckels 6 sind Graphitstopfen 58 eingeklebt, die zur Reinigung des Innenraumes entfernt werden können. Bänder 59 aus hitzebeständigem Stahl sind am Deckel befestigt und dienen der Befestigung der Heizeinrichtung an der Seitenwand 32 des Bandbehälters, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Bei der Ausbildung ganäss Fig„ 9 sind die Bänder 59 an der Aussenseite der Seitenwand des Badbehälters nach unten abgebogen und dort mit dem den Badbehälter umgebenden Stahlmantel 34 verschraubt. Ein Teil und mindestens die äussere Fläche des Kastens dieser Heizeinrichtungen kann mit einer undurchlässigen Schicht aus Siliziumcarbid oder pyrolitischem Graphit beschichtet sein, wenn dies erforderlich ist.

In abgewandelter Weise können die Heizeinrichtungen auch in Aussparungen in den Blöcken der Seitenwand des Badbehälters angeordnet werden.

Es kann auch eine Reihe von derartigen Heizeinrichtungen als Bekleidung des Badbehälters im Bereich der geringeren Breite verwendet werden, um über die gesamte Länge den Rückstrom kühleren Metalls aufzuwärmen, so dass das die Tunnel der Heizeinrichtungen 39 stromabwärts der Induktionsmotoren erreichende Metall bereits weitgehend die dort herrschende Temperatur angenommen hat.

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58.

Die Anschlußschienen 55 sind in der gleichen Weise wie die Anschlußschienen 26 mit einer dreiphasigen Stromquelle verbunden. Die an den Seitenwänden vorgesehenen Heizeinrichtungen können beispielsweise mit einer Leistung von 30 KW betrieben werden, wobei eine Netzspannung von etwa 30 Volt und ein Strom von 600 Amp verwendet wird.

Eine weitere Anwendungsform der Erfindung ist in Fig. 10 veranschaulicht. Das längs des Bades aus geschmolzenem Metall fortbewegte Glasband 28 wird hier einer Oberflächenbehandlung unterzogen, bei der ein Körper aus geschmolzenem Metall mit der oberen Fläche des Glasbandes in Berührung gehalten wird, um die Oberflächeneigenschaften durch Xoneneinwanderung zu ändern. Der Körper aus geschmolzenem Metall haftet hierbei an der unteren Fläche eines Halters 60^s rechteckigen Querschnitts, der sich quer zur Fortbewegungsrichtung des Glasbandes erstreckt und eine Kupferelektrode sein karnij, die an der Haube durch isolierende Hängeeisen 61 aufgehängt ist«, Die Elektrode 60* ist elektrisch mit einer regelbaren Stromquelle 62 so verbunden, dass die Elektrode 60^f eine Anode wird.. Eine zweite Elektrode 63 ist in das geschmolzene Badmetall neben der Bewegungsbahn des Glasbandes eingetaucht und an die andere Klemme der Stromquelle angeschlossen. Sie kann aber auch, wie es häuf ig der Fall ist, an Masse liegen. Der Körper

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64 aus geschmolzenem Stoff, der an der Unterfläche der Elektrode 60* haftet, wird hierdurch in Berührung mit der oberen Fläche des Glasbandes 28 gehalten, das unter ihm hindurchbewegt wird, und bei Verwendung eines geschmolzenen Körpers aus einer Kupfer-rBlei-Legierung erfolgt eine Einwanderung von Kupfer- und Blei-Ionen aus dem geschmolzenen Körper 64 beim Durchleiten eines elektrischen Stroms durch die Elektrode 60', die anschliessend unter dem Einfluss der reduzierenden Atmosphäre im Raum oberhalb des Bades reduziert werden.

Unter anderen Faktoren, die die Intensität der Behandlung des Glasbandes steuern, um aus diesem ein wärme-

abweisendes .Glas mit Bronzefarbe zu erhalten, ist die einheitliche Behandlung über die ganze Breite des Glasbandes wesentlieh von einem möglichst gleichmässig aufrechterhaltenem Temperaturfeld in diesem Bereich abhängig. Um dies zu unterstützen, sind neben den Enden der Elektrode 60* in das Badiaetall eingetauchte Heizeinrichtungen 39 vorgesehen, die durch Regelung die Bildung eines homogenen Temperaturfeldes unterstützen.

Elektrische Heizeinrichtungen nach der Erfindung können auch in dem Raum oberhalb des Bades angeordnet werden, : um Wärme durch Strahlung auf das darunter befindliche Glasband j oder das Badmetall zu übertragen. Dies ist in den Fig. 11 und : 12 veranschaulicht.

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Die Haube ist aus feuerfesten Blöcken 65 und 66 gebildet, die innerhalb eines Stahlmantels 67 gehalten sind. Ein Raum 68 oberhalb der feuerfesten Blöcke innerhalb des Mantels 67 dient der Aufnahme der elektrischen Anschlüsse zu den Heizeinrichtungen. Die Heizeinrichtung 69 ist gegenüber der Bauform nach den Fig. 1 und 2 insofern abgewandelt, als die nach unten gerichteten Verlängerungen 40 und 41 und die Rippen 43 in Fortfall kommen. Die untere Fläche 70 des Bodens 1 des Kastens aus Kohlenstoff ist vielmehr eben und liegt ausgerichtet zu der unteren Fläche der feuerfesten Blöcke 65, die die Haube bilden.

Die Unterfläche 70 des Bodens 1 des Kastens ist nicht behandelt und stellt eine stark wärmeabstrahlende Fläche dar. Schwere Schutzüberzüge aus Siliziumcarbid, pyrolitischem Graphit oder aufgesprühten feuerfesten Oxiden, beispielsweise Aluminiumoxid, sind an der Aussenfläche des Deckels und den Seiten- und Stirnwänden des Kastens aus Kohlenstoff vorgesehen.

Fig. 12 zeigt, dass die Seitenwände 2 und 3 des Kastens aus Kohlenstoff mit Flanschen 71 und 72 versehen sind, die auf Schultern von Füssen 73 aufruhen, die in Aussparungen an den unteren Ecken der feuerfesten Blöcke 65 und 66 liegen und über Hängeeisen 74 an. der Haube aufgehängt sind.

Der feuerfeste Block 66 hat die gleichen Aussenabmessungen wie der Kasten aus Kohl_Tens1s£f für die Heizeinrichtung

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und kann zusammen mit den Heizelementen 7,8 und 9 und dem Deckel 6 des Kastens hochgehoben werden, um die Heizeinrichtung zu warten , beispielsweise ein Heizelement zu ersetzen, ohne dass hierzu ein Entfernen des Kastens aus Kohle erforderlich ist, der auf den Schultern der Füsse 73 aufruhend verbleibt und die Abdichtung des Raumes oberhalb des Bades weiterhin bewirkt.

Lange Anschlußstifte 21 aus Molybdän erstrecken sich durch den feuerfesten Block 66 und sind über biegsame elektrische Kabel 75 mit den Anschlußschienen 76 eines Dreiphasennetzes verbunden, die sich, wie Fig, Il zeigt, durch Isolatoren 77 nach aussen erstrecken.

Eine derartige Heizeinrichtung kann beispielsweise mit einer Leistung von 35 KW bei einer Netzspannung von 34 Volt und einem Strom von 600 Amp betrieben werden. Die untere Fläche 70 des Kastens strahlt von der Decke der Haube nach unten Wärme an das Badmetall und das aus diesem fortbewegte Glasband ab.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach den Fig.13 und 14 hat die Haube eine Verkleidung aus Platten 80 aus einem thermisch gutleitendem Graphit, der durch die Füsse 73 in seiner Lage gehalten ist. Die untere Fläche 70 des Bodens der Heizeinrichtung berührt die obere Fläche dieser Platten 80, so dass

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diese beheizt werden und die Wärme nach unten abstrahlen. Das Entfernen des feuerfesten Blocks 66 erfolgt in diesem Falle mit der gesamten Heizeinrichtung/ da die Platten 80 die Abdichtung des Raumes oberhalb des Bades übernehmen.

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Claims

-27-Patentansprüche

1. Elektrische Heizeinrichtung für Floatglasanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass Heizelemente (7,8,9) aus Kohlenstoff über elektrisch isolierende Stützen in einem länglichen Kasten (1 bis 6) aus Kohlenstoff angeordnet und elektrische Verbinder (21) durch den Kasten hindurchgeführt sind.

2. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten aus Kohlenstoff abgedichtet verschlossen ist.

3. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (1) und die Seitenwände (2,3,4,5) des Kastens einteilig ausgebildet sind, dass der Kasten durch einen Deckel (6) aus Graphit verschlossen ist und die Heizelemente Stangen (7₉8,9) aus Graphit sind, die über elektrisch isolierende Stützen (14,18) am Kasten befestigt sind.

4. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Verbinder Anschlußstifte (21) aus einem feuerfesten, mit Kohlenstoff nicht reagierendem Metall,z.B. aus Molybdän, bestehen und in dem Deckel (6) befestigt sind. !

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5. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass drei zueinander parallele Stangen (7,8,9) aus Graphit zum Anschluss an eine dreiphasige Stromquelle an ihren einen Enden (17) miteinander verbunden sind und an ihren anderen Enden mit je einem Anschlußstift (21) aus Molybdän verbunden sind.

6. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stangen (7,8,9) aus Graphit aus einem monolithischen Graphitteil hergestellt sind, der auf dem Boden (1) des Kastens elektrisch isoliert abgestützt ist.

7. Elektrische Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die in das Bad aus geschmolzenem Metall eingetaucht angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die langen Seitenwände (2,3) des Kastens nach unten gerichtete Verlängerungen (40,41) aufweisen, mit denen sich der Kasten am Boden (33) des Badbehälters abstützt, und dass an der Aussenf lache des Bodens (l) des Kastens den Wärmeübergang unterstützende Rippen (43) gebildet sind. !

8. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerungen (40,41) der

Seitenwände (2,3) des Kastens mit dem Boden (33) des Badbehäl- > ters einen Tunnel bilden.

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9. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, die an den Seitenwänden des Badbehälters angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kasten aus Kohlenstoff rechteckigen Querschnitt mit kürzerem Boden (1) und Deckel (6) als die Seitenwände (2,3) hat, und dass die Stangen (7,8,9) aus Graphit längliche Gestalt und rechteckigen Querschnitt aufweisen und übereinander in dem Kasten angeordnet sind.

10. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die unterste Stange (7) aus Graphit elektrisch isoliert am Boden (l) des Kastens mit ihrer langen Seite des Querschnits abgestützt ist und die beiden anderen Stangen (8,9) aus Graphit hierzu ausgerichtet mit ihren längeren Seiten des Querschnitts in senkrechter Lage angeordnet sind.

11. Floatglasanlage mit Heizeinrichtungen nach Anspruch 7 oder 8 und einem Badbehälter, der breiter als das zu bildende Glasband ist, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Heizeinrichtung (39) beiderseits des Glasbandes in das Badmetall eingetaucht angeordnet ist.

12. Floatglasanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (39) mit ihren längeren Seitenwänden parallel zu den Seitenwänden (31) des Badbehälters dicht stromabwärts von oberhalb des Badspiegels

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liegenden linearen Induktionsmotoren (37) angeordnet sind, die einen von den Heizeinrichtungen erhitzten Strom von Badmetall von den Rändern des Badbehälters in die Bewegungsbahn des Glasbandes bewirken,

13. Floatglasanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Heizeinrichtung (47) nach Anspruch 9 oder 10 an jeder Seitenwand (32) des Badbehälters stromabwärts der ersten Heizeinrichtungen (39) zum Erhitzen des dort entgegen der Bewegungsrichtung (29) des Glasbandes fliessenden Badmetalls angeordnet sind.

14. Floatglasanlage mit einem länglichen, sich in Querrichtung über den Badbehälter erstreckenden Halter, an dem ein Körper aus geschmolzenem Metall haftet und mit der oberen Fläche des Glasbandes zum Zwecke der Ioneneinwanderung in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, dass Heizeinrichtungen (39) nach Anspruch 10 neben beiden Enden des Halters (60·) in das Badmetall eingetaucht angeordnet sind.

15. Floatglas-anlage mit in der Haube oberhalb des Badbehälters angeordneten Heizeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kästen aus Kohlenstoff an der Haube mit ihren Böden (1) dem Glasband bzw. dem Badmetall zugewandt befestigt sind.

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16. Floatglasverfahren, bei dem das Glasband

in einem BEreich eine Viskosität aufweist, bei der es gestreckt ^; werden kann und in diesem Bereich zur Vergleichmässigung des Temperaturfeldes Querströme im Badmetall von den Seitenwänden des Badbehälters unter das Glasband erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall für diese Querströme dem entgegen der Bewegungsrichtung des Glasbandes vom Auslassende fliessenden Strom kühleren Metalls entnommen wird und durch eingetauchte Heizeinrichtungen auf die Temperatur des Bereichs, in dem die Querströme veranlasst werden, erhitzt wird.

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