DE2500793A1

DE2500793A1 - Ruehrer zum ruehren geschmolzenen glases

Info

Publication number: DE2500793A1
Application number: DE19752500793
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Current assignee: Pilkington Group Ltd
Priority date: 1974-01-11
Filing date: 1975-01-10
Publication date: 1975-07-17
Also published as: GB1476131A; JPS50101415A; FR2257550A1; US3971646A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R.BEETZ sen. Dipl.-lng. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. B E E T Z jr.

8 München 22, Stelnsdorfstr. 1O Tel. (089)22 7201/22 7244/295910

Telegr. Allpatent München Telex 522O48

078-23.64OP(23.64lH)

10. 1. 1975

PILKINGTON BROTHERS LIMITED Prescot Road, St. Helens, Merseyside WAlO 3TT (Großbritannien)

Rührer

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Die Erfindung bezieht sich auf Rührer, insbesondere Rührer zum Rühren geschmolzenen Glases.

Es ist bekannt, geschmolzenes. Glas in einem Glasschmelzbehälter unter Verwendung von Rührern zu rühren, die durch Öffnungen in der Abdeckung des Glasbehälters oder Ofens und durch die Atmosphäre über der Glasschmelze bis in die Glasschmelze hinein geführt sind. Die Halte- und Antriebseinrichtung für die Rührer ist außerhalb des Ofens angeordnet und so gegenüber der hohen Temperatur und der Atmosphäre innerhalb des Ofens geschützt. Es ergeben sich Schwierig-

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keiten bei der Fertigung der Teile der Rührer, die sich im Betrieb innerhalb der Glasschmelze oder der Atmosphäre im Ofen befinden, •da sie gegenüber dem korrosiven Verhalten der Glasschmelze bzw. der Atmosphäre beständig sein müssen. Molybdän wurde zur Herstellung von Rührern bereits verwendet, doch wird Molybdän sehr leicht durch Sauerstoff angegriffen, und es traten Schwierigkeiten mit Teilen des Rührers auf, die der Atmosphäre innerhalb des Glasofens ausgesetzt sind. Unter Berücksichtigung dieser Umstände wurden früher bereits Vorschläge gemacht, Rührer insgesamt mit einem Platinüberzug zu plattieren. Platin wird durch den Sauerstoff nicht ernsthaft beeinträchtigt, obwohl eine geringe Verflüchtigung auftritt. Jedoch ist Platin für eine Schädigung insofern anfällig, als die Anwesenheit irgendeines Aluminiumgehalts in der Glasschmelze zu einem Siliziumangriff führt. Aluminium kann als Verunreinigung in Einsatzmaterialien vorliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rührer zum Rühren geschmolzenen Glases, der ein Rührorgan zum Eintauchen in die Glasschmelze und eine vom Rührorgan nach oberhalb der Glasschmelze reichende und das Rohrorgan mit einer Antriebsvorrichtung verbindende Drehwelle aufweist, so auszubilden, daß die Korrosionseinflüsse seitens der Glasschmelze und der über der Glasschmelze befindlichen Atmosphäre möglichst weitgehend ausgeschaltet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehwelle unter Abstand von einer hohlen Platin- oder Platinleg ierungs einfassung umgeben ist, die. über dem Rührorgan endet und getrennte Einlaß- und Auslaßöffnungen zum Einführen und Ablassen eines durch den

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Raum zwischen der Einfassung und der Drehwelle geleiteten Inertgasstroms aufweist, und daß die Drehwelle und das Rührorgan aus einem gegenüber der Glasschmelze beständigen Werkstoff bestehen.

Durch Verwendung des Inertgases innerhalb der Einfassung ist es möglich, die Drehwelle und das Rührorgan aus einem Material herzustellen, das gegenüber einem Angriff durch geschmolzenes Glas beständig, jedoch gegenüber einem Angriff durch die Atmosphäre über der Glasschmelze unter den Betriebsbedingungen des Hührers anfällig ist.

Das für die Drehwelle und das Eührorgan verwendete Material ist vorzugsweise Molybdän, obwohl auch andere die vorgenannten !Kriterien erfüllende Werkstoffe wie Wolfram und Kohlenstoff hierzu brauchbar sind- Das verwendete Inertgas soll wesentlich frei von Sauerstoff sein,' so daß es das Molybdän nicht angreift, und ist vorzugsweise Stickstoff oder Argon-

Bei dem bevorzugten Aufbau unter Verwendung von Molybdän wird der Teil des Rührers, den man in die Glasschmelze eintaucht, aus Molybdän gefertigt, doch sind die Molybdänbestandteile, die sich durch die Atmosphäre im Ofen erstrecken, durch das in der Platin- oder Platinlegierungseinfassung enthaltene Inertgas geschützt. Ähnlich taucht die Platin- oder Platinlegierinngseinfassung im Betrieb nur etwas in die Glasschmelze ein, um die Schwierigkeiten der Platinkorrosion aufgrund der Anwesenheit von Aluminium erheblich zu verringern,

Vorzugsweise befindet sich die Einlaßöffnung am oberen Ende der

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Einfassung, während die Auslaßöffnung nahe dem unteren Ende der Einfassung ist.

Vorzugsweise ist die Auslaßöffnung stark verengt, um nur einen geringen Auslaßdurchsatz des Gases aus der Einfassung zuzulassen. Die Einfassung weist vorzugsweise eine oder mehrere Kapillarausgänge nahe ihrem unteren Ende als Auslaßöffnung auf.

Vorzugsweise ist das untere Ende der Einfassung offen, und die Auslaßöffnung oder Ausgänge sind in der Seitenwand der Einfassung vorgesehen, so daß das offene Ende der Einfassung in die Glasschmelze eingetaucht werden kann und dabei die Auslaßöffnung oder die'Ausgänge oberhalb der Glasschmelzenoberfläche bleiben.

Vorzugsweise -ist das obere Ende der Drehwelle mit einer weiteren Antriebswelle gekuppelt, und die Kupplungseinheit befindet sich wenigstens teilweise in einer an ihrem unteren Ende offenen und mit der Einfassung verbundenen Kammer, deren Inneres mit dem Kaum zwischen der Einfassung und der Drehwelle in Verbindung steht.

Vorzugsweise ist die Kammer mit einer Gaseinlaßöffnung versehen. Bei der Benutzung ist die Gaseinlaßöffnung mit einer Quelle von im wesentlichen sauerstofffreiem Inertgas, vorzugsweise Stickstoff verbunden.

Die weitere Antriebswelle reicht vorzugsweise Ms oberhalb der Kammer und durchsetzt gasdicht eine Wand derselben.

Die Kupplungseinheit kann ein Zwischenverbindungsstück enthalten,

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das an seinem oberen Ende mit der weiteren Antriebswelle in der Kammer und an seinem unteren Ende mit der Drehwelle verbunden ist. Die Verbindung mit der Drehwelle kann innerhalb des oberen Teils der Einfassung liegen.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Glasschmelzbehälter, der durch einen Rührer mit den genannten Merkmalen und eine außerhalb des Behälters angeordnete Antriebsvorrichtung gekennzeichnet ist, mit der die Drehwelle und die Einfassung verbunden sind, die sich über dem Glasschmelzespiegel nach oben erstrecken und durch eine Decke des Behälters geführt sind.

Schließlich ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Rühren einer Glasschmelze in einem Glasschmelzbehälter mittels Rotation eines Rührorgans am unteren Ende einer Drehwelle, mit dem Kennzeichen, daß man ständig einen Stickstoffstrom rings um die Drehwelle und innerhalb einer die Drehwelle umgebenden und mit ihrem unteren Ende etwas in die Glasschmelze eingetauchten Einfassung aus Platin oder einer Platinlegierung leitet, die hierfür eine Ein- und eine Auslaßöffnung aufweist, wobei die Drehwelle und das Rührorgan aus einem gegenüber der Glasschmelze beständigen Werkstoff bestehen. Vorzugsweise bestehen das Rührorgan und die Drehwelle aus Molybdän.

Die Erfindung soll anhand des in der Zeichnung veranschaulichten· Ausführungsbeispiels näher erläutert werden; darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines in einem Glasschmelzbehälter angeordneten Rührers gemäß der Erfindung, und

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Fig. 2 im einzelnen den Aufbau des oberen Teils des Rührers und seinen Anschluß an einen Antriebsmechanismus im Schnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung sieht einen Glasschmelzbehälter 11 (Ofen) mit einer feuerfesten Basis 12 und einer feuerfesten Decke 13 vor. Ein Bad aus geschmolzenem Glas 14 liegt im Ofen. Der Rührer ragt durch ein in der Decke des Ofens ausgebildetes Loch 15 nach unten in die Glasschmelze 14. Der Rührer besteht aus einem Rührorgan 16, das völlig in die Glasschmelze eintaucht, und einer mit dem Rührorgan 16 verbundenen und nach oben durch die Ofendecke aufragenden Drehwelle 17. Das Rührorgan 16 ist aus Molybdän gebildet und kann ein einfacher flacher Schaufelflügel sein. Die Welle 17 besteht ebenfalls aus Molybdän und ist von einem als Einfassung dienenden Platinrohr 18 umgeben, das sich in einem Abstand von der Welle 17 unter Bildung eines ringförmigen Gaskanals· 19 befindet. Das untere Ende der Einfassung 18 ist offen, taucht jedoch etwas in die Glasschmelze ein, so daß das Glas dieses Ende der Einfassung abschließt. Zwei Kapillarausgänge 20 sind in den Seitenwänden der Einfassung 18 etwas oberhalb des Spiegels der Glasschmelze ausgebildet. Die Welle 17 ist mit einer Antriebsvorrichtung 21 verbunden, und der Gaska^al 19 steht mit einer Druckstickstoffquelle 22 in Verbindung. Die Stickstoffquelle 22 ist mit dem Kanal 19 über eine Sauerstoffentfernungseinheit 23 verbunden. Die Einheit 23 verringert den Sauerstoffgehalt des Stickstoffs auf unter 100 ppm. Im Betrieb läßt man das Rührorgan 16 und die. WeUo 17 mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 21 rotieren und leitet Stickstoff in einem langsamen steten Strom durch den Gaskanal 19, von wo er durch die Kapillarrohre 20 in die Atmosphäre innerhalb des Ofen? entweicht. Der Teil des Rühre-irs, der von der Glas-

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schmelze berührt wird, besteht aus Molybdän, ist somit gegenüber einer Korrosion durch Glas beständig und wird auch durch eine Aluminium verunreinigung in der Glasschmelze nicht beeinträchtigt. Der Teil des Rührers, der frei der Atmosphäre im Ofen ausgesetzt ist, besteht aus der Platineinfassung, die gegenüber Sauerstoffkorrosion beständig ist. Die Molybdänwelle 17, die über der Glasschmelze hochragt, ist über ihre gesamte Länge durch den sie umspülenden Stickstoff geschützt-

Die in mehr Einzelheiten in Fig. 2 dargestellte Anordnung läßt den oberen Teil des Rühr er s, d. h. den Teil an der Glasschmelzenoberfläche und darüber genauer erkennen, während das Rührorgan 16 nicht dargestellt ist. Gleiche Teile wie die in Fig. 1 sind hier mit gleichen Bezugsziffern versehen. Wie Fig. 2 zeigt, ragen die Welle 17 und die Einfassung 18 vertikal durch die Decke 13 des Ofens zu einer Antriebskupplungseinheit 25 nach oben, die außerhalb des Ofens angebracht ist. Eine rotierende Antriebswelle 29 aus hitzebeständigem rostfreiem Stahl ist an ihrem oberen Ende mit einem (nicht dargestellten) Antriebsorgan verbunden, das an einen (nicht dargestellten) Motor angeschlossen ist. Das untere Ende der Antriebswelle 29 ragt durch eine Gasdichtung 30 hindurch in eine geschlossene Kammer Das obere Ende der Platineinfassung 18 ragt ebenfalls in die Kammer 34 hinein und weist einen Flansch 35 auf, der die Einfassung an Ort und Stelle hält und gasdicht mit der Kammer 34 verbunden ist. Der hohle Innenraum der Kammer 34 steht mit dem Gaskanal 19 in Verbindung, der sich innerhalb der Einfassung 18 erstreckt- Das obere Ende der Molybdänwelle 17 endet etwas unter dem Oberende der PIatineinfassung 18 und ist durch Schraubverbindung mit einer Zwischen-

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welle 36 verbunden. Die Welle 36 ragt in das Innere der Kammer 34 hinein und ist mittels zweier verbolzter Flansche, die eine elektrisch isolierte Verbindungsstelle ergeben, mit dem unteren Ende der Antriebswelle 29 verbunden. Die Kammer 34 ist mit einer Gaseinlaßöffnung versehen, die mit der Sauerstoffentfernungseinheit 23 in Fig. 1 verbunden ist. In dieser Weise strömt Stickstoff in die Einlaßöffnung 37 und weiter nach unten längs des Gaskanals 19, da die Kammer. 34 ansonsten geschlossen ist.

Bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Anordnung ist der zwischen der Einfassung 18 und der Welle 17 strömende Stickstoff so sauer stoff frei, wie es vernünftigerweise erreichbar ist, während man unmöglich Stickstoff in Handelsmengen zu erhalten vermag, der völlig frei von Sauerstoff spuren ist. Es wurde jedoch gefunden, daß beim kontinuierlichen Durchleiten von Stickstoff der : erstgenannten Art durch die Einfassung 18 das Molybdän nicht angegriffen wird.

Die Erfindung ist auf die Einzelheiten des dargestellten und be-

schriebenen Ausführungsbeispiels nicht beschränkt. Das Rohr bzw. die Einfassung 18 kann auch aus einer Platinlegierung gebildet sein, und in gewissen Fällen können das Rührorgan 16 und die Welle 17 auch aus WoIffram oder Kohlenstoff bestehen.

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Claims

Patentansprüche

1/ Rührer zum Rühren geschmolzenen Glases, der ein Rührorgan zum Eintauchen in die Glasschmelze und eine vom Rührorgan nach oberhalb der Glasschmelze reichende und das Rührorgan mit einer Antriebsvorrichtung verbindende Drehwelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle (17) unter Abstand von einer hohlen Platin- oder Platinlegierungseinfassung (18) umgeben ist, die über dem Rührorgan (16) endet und getrennte Einlaß- und Auslaßöffnungen (37, 20) zum Einführen und Ablassen eines durch den Raum (19) zwischen der Einfassung (18) und der Dr-ehwelle (17) geleiteten Inertgasstroms aufweist, und daß die Drehwelle (17) und das Rührorgan (16) aus einem gegenüber der Glasschmelze beständigen Werkstoff bestehen.
2. Rührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührorgan (16) und die Drehwelle (17) aus Molybdän hergestellt sind.
3. Rührer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (37) am oberen Ende der Einfassung (18) und die Auslaßöffnung (en) (20) nahe dem unteren Ende der Einfassung (18) angeordnet sind.
4. Rührer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (en) (20) zur Ermöglichung nur eines geringen Gasaustrittsdurchsatzes aus der Einfassung (18) begrenzt ist (sind).

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5. Rührer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung (18) nahe ihrem unteren Ende eine oder mehrere Kapillaren-Auslaßkanäle als Auslaßöffnung (20) aufweist.
6. Rührer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Einfassung (18) offen ist und sich die Auslaßöffnung (20) in deren Seitenwand befindet, wobei das erstere in die Glasschmelze (14) bei über dieser gehaltener Auslaßöffnung eintauchbar ist.
7. Rührer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Drehwelle (17) mit einer weiteren Antriebswelle (29) gekuppelt, ist und sich die Kupplungseinheit (25) wenigstens teilweise in einer an ihrem unteren Ende· offenen und mit der Einfassung (18) verbundenen Kammer (34) befindet, deren Inneres mit dem Raum (19) zwischeri der Einfassung (18) und der Drehwelle (17) in Verbindung steht.
8. Rührer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (34) mit einer Gaseinlaßöffnung (37) versehen ist.
...» 9. Rührer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Antriebswelle (29) bis oberhalb der Kammer (34) reicht und eine Wand der Kammer gasdicht durchsetzt.
10. Rührer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinheit (25) ein Zwischenverbindungsstück

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(Welle 36) enthält, das an seinem" oberen Ende mit der weiteren Antriebswelle (29) in der Kammer (34) und an seinem unteren Ende mit der Drehwelle (17) verbunden ist.
11. Rührer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (37) an eine Quelle (22) eines im wesentlichen sauerstofffreien Gases angeschlossen ist.
12. Glasschmelzebehälter, gekennzeichnet durch einen Rührer nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und eine außerhalb des Behälters angeordnete Antriebsvorrichtung (21), mit der die Drehwelle (17) und die Einfassung (18) verbunden sind, die sich über dem Glasschmelzespiegel nach oben erstrecken und durch eine Decke (13) des Behälters (ll) geführt sind.
13. Verfahren zum Rühren einer Glasschmelze in einem Glasschmelzbehälter nach Anspruch 12 mittels Rotation eines Rührorgans am unteren Ende einer Drehwelle, dadurch gekennzeichnet, daß man kontinuierlich einen Stickstoffstrom rings um die Drehwelle und innerhalb einer die Drehwelle umgebenden und mit ihrem unteren Ende etwas in die Glasschmelze eingetauchten Platin- oder Platinlegierungseinfassung leitet, die hierfür eine Ein- und eine Auslaßöffnung aufweist, wobei die Drehwelle und das Rührorgan aus einem gegenüber der Glasschmelze beständigen Werkstoff bestehen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührorgan und die Drehwelle aus Molybdän bestehen.

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