DE2518635A1

DE2518635A1 - METHOD OF MANUFACTURING FLAT GLASS

Info

Publication number: DE2518635A1
Application number: DE19752518635
Authority: DE
Inventors: Leonard Arthur Knavish
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1974-04-29
Filing date: 1975-04-26
Publication date: 1975-11-06
Also published as: ES436954A1; NL7505004A; FR2268760A1; DE2518635C3; IT1032769B; FR2268760B1; BR7502589A; DE2518635B2; AU8026075A; SE7504848L; DK184675A; AR209101A1

Description

Ludwigstr. 67 HvK/He (800)Ludwigstrasse 67 HvK / He (800)

PPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, U.S.A. Verfahren zur Herstellung von FlachglasPPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, U.S.A. Process for the manufacture of flat glass

Prioritäten: 29. April 1974, USA Serial Nr. 465 053 und 3. April 1975, noch nicht bekannt Priorities: April 29, 1974, USA Serial No. 465 053 and April 3, 1975, not yet known

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Flachglas, wobei ein über seine Gesamtlänge befeuerter Regenerativschmelzofen betrieben wird. Dabei können gasförmige oder verflüssigte Brennstoffe in einem Kopf- oder Freiraum über einer Wanne mit geschmolzenem Glas und Glasgemengematerialien verbrannt werden, um eine entsprechende Wärme zum Schmelzen, Reagieren, Konditionieren und Läutern des Glases zu erzeugen.The present invention relates to a method of manufacture of flat glass, with a regenerative melting furnace fired over its entire length being operated. Included can be gaseous or liquefied fuels in a head or free space above a pan with molten Glass and glass batch materials are burned to generate an appropriate heat for melting, reacting, conditioning and refining the glass.

Diese Erfindung bezieht sich sowohl auf die Herstellung von bei hohen Temperaturen schmelzenden kristallisierbaren Glassorten in kurzen Schmelzöfen, als auch auf die Herstellung von bei niedrigeren Temperaturen schmelzenden Glassorten in vergleichsweise langen Schmelzöfen. Diese Schmelzöfen haben ausgedehnte Konditionierungs- oder Läuterungseinrichtungen für eine Vorbereitung des Glases auf eine Veiterbeförderung, damit ein endloses Flachglasband erzeugt wird. Dabei wird ein Zug-, Walz-, Float- oder ein anderes Verfahren angewandt. Infolgedessen umfaßt der diese Erfindung betreffende Stand der Technik sowohl kristallisierbare Glassorten als auch in allgemeiner Weise das Schmelzen von Glas.This invention relates to both the manufacture of high temperature melting crystallizable ones Glass types in short melting furnaces as well as those that melt at lower temperatures Glass types in comparatively long melting furnaces. These melting furnaces have extensive conditioning or Refining devices for preparing the glass on a Veiter transport, with it an endless flat glass ribbon is produced. A tensile, rolling, float or other method is used. As a result, the prior art relating to this invention includes both crystallizable glasses in general the melting of glass.

Kristallisierbare Gläser sind spezielle Glassorten, welche erhitzt werden können,, um das Glas in ein halbkristallinesCrystallizable glasses are special types of glass that can be heated to turn the glass into a semi-crystalline one

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keramisches Material zu überführen, d.h. 90% oder noch mehr kristalline Phase. Verständlicherweise unterscheidet sich die Keramik von dem ursprünglichen Glas in physikalischen, chemischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften. Eine derartige Keramik ist opak bzw. undurchsichtig und hat im allgemeinen einen wesentlich geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das ursprüngliche, nicht kristallisierte Glas. Diese Eigenschaften machen das semikristalline Produkt besonders für die Verwendung oder Anwendung als Ofenbedachungsmaterial (stove top) geeignet. Die US-PSs 2 920 971 und 3 625 718 beschreiben derartige kristallisierbare Glaszusammensetzungen.transferring ceramic material, i.e. 90% or more crystalline phase. Understandably, the ceramic differs from the original glass in physical, chemical, mechanical and electrical properties. Such a ceramic is opaque or opaque and has generally a significantly lower coefficient of thermal expansion than the original, non-crystallized Glass. These properties make the semi-crystalline product particularly suitable for use or application suitable as stove roofing material (stove top). U.S. Patents 2,920,971 and 3,625,718 describe such crystallizable ones Glass compositions.

Kristallisierbare Glassorten, die eine ganz besondere Bedeutung besitzen, sind solche, die in die kristalline Phase, einer festen Lösung von beta-Spodumen überführt werden können. Derartige Gläser werden mit einem Anteil an Lithiumoxid (Li₂O) hergestellt und enthalten einen sehr geringen Anteil Flußmittel Na₂O und K₂O, die üblicherweise bei der Flachglasherstellung hinzugefügt werden, da diese zuvor genannten Ingredienzien entgegengesetzt zu dem Ausdehnungskoeffizienten des sich ergebenden kristallisierten Flachglasproduktes wirken. Daher haben kristallisierbare Gläser sehr hohe Schmelztemperaturen, d.h. 94° bis 205° üöer den Temperaturen, die zum Schmelzen von Alkali-Kalk-Kieselsäuregläsern benötigt werden.Crystallizable types of glass, which have a very special meaning, are those that can be converted into the crystalline phase, a solid solution of beta-spodumene. Such glasses are made with a proportion of lithium oxide (Li ₂ O) and contain a very small proportion of fluxes Na ₂ O and K ₂ O, which are usually added in the manufacture of flat glass, since these aforementioned ingredients crystallized in the opposite direction to the expansion coefficient of the resulting one Flat glass product. Therefore, crystallizable glasses have very high melting temperatures, ie 94 ° to 205 ° above the temperatures required to melt alkali-lime-silica glasses.

Um eine gewisse Flußmittelwirkung zu erzielen, werden in bestimmten, bevorzugten kristallisierbaren Glaszusammensetzungen Schwermetalloxideγ wie z.B. Zinkoxid verwendet. Zinkoxid ist eine besonders zweckdienliche Substanz, weil sie nicht nur als Flußmittel, sondern auch als Promotor für die Wirkungsweise der Kristallisation wirkt, um die Kristallisationsgeschwindigkeit zu steigern. Außerdem zeigt Zinkoxid keine dem Ausdehnungskoeffizienten entgegengesetzte Wirkung. In order to achieve a certain flux effect, heavy metal oxides, such as zinc oxide, are used in certain preferred crystallizable glass compositions. Zinc oxide is a particularly useful substance because it acts not only as a flux but also as a promoter for the action of crystallization to increase the rate of crystallization. In addition, zinc oxide does not show any effect opposite to the expansion coefficient.

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Bedauerlicherweise sind aber Schwermetalloxide, wie z.B. Zinkoxid, besonders flüchtig bei den Schmelztemperaturen, die beim Schmelzen von kristallisierbarem Glas angewandt werden. Diese hohen Schmelz- und Bildungstemperaturen machen in Verbindung mit der hohen Flüchtigkeit die Verwendung von üblichen Flachglas-Schmelzöfen unmöglich, die im allgemeinen eine Gesamtlänge von etwa 45 bis etwa 61 m haben. Die Energiemenge, welche dazu benötigt würde, das Glas in geschmolzenem Zustand zu halten, wäre für eine lange Durchgangszeit durch den Schmelzofen untragbar. Außerdem würde der Verlust an flüchtigen Zusätzen über die gesamte Wegstrecke darauf hinauslaufen, daß ein Glas erhalten wird, das arm an flüchtigen Bestandteilen und von geringer Qualität ist. Infolgedessen werden kürzere Schmelzöfen mit einer Gesamtlänge von etwa 15,25 m für zweckdienlich gehalten, wobei eine Erwärmung über die gesamte Länge des Schmelzofens angewendet wird.Unfortunately, heavy metal oxides, such as zinc oxide, are particularly volatile at the melting temperatures, which are used in the melting of crystallizable glass. These make high melting and formation temperatures In connection with the high volatility, it is impossible to use conventional flat glass melting furnaces which are im generally have an overall length of about 45 to about 61 meters. The amount of energy that would be needed for this, the glass Maintaining it in a molten state would be prohibitive for a long transit time through the furnace. aside from that the loss of volatile additives over the entire distance would result in a glass being obtained, that is low in volatiles and of poor quality. As a result, shorter furnaces with a Overall length of about 15.25 m considered appropriate, with heating over the entire length of the furnace is applied.

Bei derartigen kürzeren Schmelzofen ist eine Qualitätskontrolle des Glases von besonderer Wichtigkeit, und die üblichen Arbeitsweisen bei der Flachglasherstellung und die entsprechende Gestaltung des Schmelzofens, des Schmelzvorgangs und der Formgebung des Glases sind hierbei nicht geeignet. Die bei Flachglas aus Alkali-Kalk-Kieselsäureglas übliche Verfahrensweise zum Schmelzen bestand darin, die Glasausgangsmaterialien im rückwärtigen Teil oder an der Glasgemenge-Einspeisseite besonders heftig zu erhitzen, um dann die Temperatur stufenweise in Richtung auf die Konditionierungs- oder Läuterungswanne des Wannenschmelzofens zu reduzieren.· Bei Verwendung eines derartigen Heiz- oder Wärmeschemas ist es möglich, das Glasgemenge schnell zu schmelzen und es für eine vergleichsweise lange Wegstrecke durch den Schmelzofen hindurch für die thermische Konditionierung oder Läuterung des Glases aufzubereiten. In der thermischen Konditionierungszone ist das Glas bewegungslos, und einige Gasblasen innerhalb des Glases vermögen an die Glas- In such shorter melting furnaces, quality control of the glass is of particular importance, and the usual working methods in flat glass manufacture and the corresponding design of the melting furnace, the melting process and the shape of the glass are not suitable here. The usual procedure for melting flat glass made of alkali-lime-silica glass consisted of particularly vigorous heating of the glass starting materials in the rear part or on the glass batch feed side in order to then gradually reduce the temperature in the direction of the conditioning or refining tank of the furnace. When using such a heating or warming scheme, it is possible to melt the glass batch quickly and to prepare it for thermal conditioning or refining of the glass for a comparatively long distance through the melting furnace. In the thermal conditioning zone, the glass is motionless, and some gas bubbles inside the glass can affect the glass

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oberfläche emporzusteigen und platzen auf. Ein Einschluß dieser Gasblasen in der Glasoberfläche führt zu einem Glas, das in der Technik als feinblasiges Glas (seedy glass) bekannt ist. Infolgedessen erachtet man eine vergleichsweise lange Zeitdauer der thermischen Konditionierung für zweckmäßig, um sicherzustellen, daß alle Gasblasen entweder ausgeströmt sind oder sich in dem Glas aufgelöst haben und nicht in der Glasoberfläche eingeschlossen werden.to rise to the surface and burst open. Inclusion of these gas bubbles in the glass surface results in a glass known in the art as seedy glass . As a result, a comparatively long period of thermal conditioning is considered expedient in order to ensure that all gas bubbles have either escaped or have dissolved in the glass and not become trapped in the glass surface.

Dennoch hat man festgestellt, daß die üblichen Schmelzverfahr ensweisen beim Flachglas, also eine hohe Anfangserwärmung des Glasgemenges, gefolgt von einer stufenweise Reduzierung der Temperatur im Wärmeschema, nicht mit kurzen Schmelzofen vereinbar ist, die beim Schmelzen von bei hohen Temperaturen schmelzbaren Glassorten, insbesondere bei derartigen Glassorten Verwendung finden, die hochflüchtige Glasgemenge-Ingredienzien enthalten. Sin feinblasiges, starkfädiges (striated) Glas mit einer an Siliciumdioxid reichen Oberfläche und einem Mangel an flüchtigen Ingredienzien ist das Endergebnis.Nevertheless, it has been found that the usual melting processes occur with flat glass, that is, a high initial heating of the glass batch, followed by a gradual reduction in temperature in the heating scheme, not with short Melting furnace is compatible with the melting of types of glass that can be melted at high temperatures, especially such Glass types are used that contain highly volatile glass batch ingredients. Sin fine-bubbled, thick-threaded (Striated) glass with a silica-rich surface and a lack of volatile ingredients the final result.

Es wird angenommen, daß die obigen Qualitäts-Kontrollschwierigkeiten ihre Ursache in .der Lage der Konvektionsströme haben, welche sich in der Glasschmelze aufbauen. Derartige Konvektionsströme werden durch die Pfeile in der Figur 1 wiedergegeben, welche eine Aufrißansicht im Querschnitt eines durchgehenden Schmelzofens vom Wannentyp 9 zur Herstellung von Flachglas zeigt. Der in Figur 1 dargestellte Schmelzofen ist vergleichsweise kurz für Flachglasherstellungsmaßstäbe und hat eine "Gesamtlänge von etwa 15»25 m und eine Breite von etwa 2,75 m. Der Schmelzofen wird durch Reihen oben liegender Brenner oder Dachbrenner 8 erwärmt, welche sich über die gesamte Länge des Schmelzofens erstrekken. Die Konvektionsströme innerhalb der Glasschmelze werden durch das Wärmeschema (heating schedule) verursacht, das in Figur 3 als Kurve A angegeben ist. Diese Kurve bzw. dieses It is believed that the above quality control difficulties are due to the location of the convection currents that build up in the molten glass. Such convection currents are represented by the arrows in FIG. 1, which shows an elevation view in cross section of a continuous melting furnace of the tub type 9 for the production of flat glass. The melting furnace shown in Figure 1 is comparatively short for flat glass production standards and has a "total length of about 15» 25 m and a width of about 2.75 m The convection currents within the glass melt are caused by the heating schedule, which is indicated in Figure 3 as curve A. This curve or this

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Wärmeschema ist typisch für die Flachglasherstellung, und Flachglashersteller sind der Meinung, daß dieses Schema notwendig ist, um Qualitätsflachglas zu erzeugen. Dieses in der Kurve A der Figur 3 wiedergegebene Wärmeschema zeigt eine heftige Anfangsbefeuerung oder Erwärmung des Glases in den ersten Brennern der beiden Reihen, gefolgt von einer stufenweisen Reduzierung der Erwärmung über die verbleibenden Brenner der beiden Reihen. Etwa 56% des einströmenden Gases gelangen durch die ersten 3 Brenner in den Schmelzofen, während nur etwa kk% des einströmenden Gases durch die letzten 5 Brenner gelangen. Mit einem derartigen Wärme- oder Heizschema schmilzt das Glasgemenge früh aus, und es wird eine relativ lange Verweilzeit bei dem Durchgang durch den Schmelzofen für das Glas erzielt;, um es zu läutern. Wenn ein bei hoher Temperatur kristallisierbares Glas bei einem derartigen Wärmeschema erzeugt wird, ist das Glas leider dennoch von minderer Qualität, d.h. das Glas ist feinblasig und starkfädig, hat einen Mangel an flüchtigen Bestandteilen und ist reich an Siliciumdioxid. Man nimmt an, daß eine derartige mindere Qualität durch die Konvektionsströme in der Glasschmelze verursacht werden.Thermal scheme is typical of flat glass manufacture, and flat glass manufacturers believe that this scheme is necessary to produce quality flat glass. This heating scheme, shown in curve A of FIG. 3, shows a violent initial firing or heating of the glass in the first burners of the two rows, followed by a gradual reduction of the heating over the remaining burners of the two rows. About 56% of the inflowing gas gets through the first 3 burners into the melting furnace, while only about kk% of the inflowing gas gets through the last 5 burners. With such a heating or heating scheme, the glass batch melts out early and a relatively long residence time is achieved in passage through the melting furnace for the glass to refine it. Unfortunately, when a high temperature crystallizable glass is produced with such a heating scheme, the glass is still of inferior quality, that is, the glass is fine-bubbled and stringy, devoid of volatiles, and is rich in silicon dioxide. It is believed that such inferior quality is caused by the convection currents in the glass melt.

Die Konvektionsströme haben ihre Ursache in der Dichtedifferenz innerhalb der Glasschmelze, die durch die Temperatur-„ gradienten in der Schmelze bewirkt werden. Wenn das Glasgemengematerial in die Einspeißseite 11 des Schmelzofens 9 eingeführt wird, wird das geschmolzene Glas 13 bereits in der Schmel^kammer durch das vergleichsweise kalte Glasausgangsmaterial 15 abgekühlt, wobei ein Temperaturgradient entsteht, der längs des Schmelzofens mit einer Zone 17 maximaler Temperatur verläuft. Dabei stellte man fest, daß sich diese Zone annähernd in der Umgebung der dritten Brenneröffnung im Schmelzofen befindet, wie es z.B. in Figur 1 angedeutet ist. Die Stelle der maximalen Temperatur ist prinzipiell von dem Befeuerungsschema abhängig, wie es z.B. durch die Kurve A in Figur 3 wiedergegeben wird. Da das Glas in dieser Zone seine höchste Temperatur hat, besitzt es eineThe cause of the convection currents is the difference in density within the glass melt, which is caused by the temperature gradients in the melt. When the glass batch material is introduced into the feed side 11 of the melting furnace 9, the molten glass 13 is already cooled in the melting chamber by the comparatively cold glass starting material 15, a temperature gradient being created which runs along the melting furnace with a zone 17 of maximum temperature. It was found that this zone is approximately in the vicinity of the third burner opening in the melting furnace, as is indicated in FIG. 1, for example. The location of the maximum temperature is principally dependent on the lighting scheme as represented by the curve A in Figure 3, for example. Since the glass has its highest temperature in this zone , it has a

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geringere Dichte als das Glas in Zonen an einer der beiden Seitenwände. Dieser Zustand verursacht Konvektionsströme, wie sie durch Pfeile in Figur 1 wiedergegeben werdent Die vergleichsweise heiße Stelle 17 wird als Quellpunkt (hot spot) oder als Spring- bzw. Quellzone (spring zone) bezeichnet, analog dem "Sprung" bzw. dem "Quellen", der durch das Aufquellen oder Springen des Glases verursacht wird.lower density than the glass in zones on one of the two side walls. This condition causes convection currents as werdent represented by arrows in Figure 1. The relatively hot spot 17 as a source point (hot spot) or a jumping or source zone (spring zone) denotes, analogous to the "jump" or the "sources" caused by glass swelling or cracking.

Die Glasströme 19 und 21, die entlang dem Boden des Schmelzofens für eine kurze Durchgangszeit strömen, steigen durch diese Quellzone 17 hindurch bis zur oberen Oberfläche des Glases auf. An dieser Stelle werden die Ströme in zwei Fraktionen aufgeteilt. Eine Fraktion 21 kehrt zu den kälteren Stellen des Schmelzofens zurück. Da jedoch das Glas konstant durch die Stirnseite des Wannenofens gefördert wird, geht ein Teil des Glasstromes, der durch die Quellzone 17 hindurch nach oben kommt, als Produkt- oder als Durchsatz-Strom 19 weiter. Es wird jedoch nicht der gesamte welterströmende Teil 19 als Produktglasstrom abgeführt, sondern es besteht ein Rückstrom 23 entlang dem Boden des Schmelzofens von der Stirnseite der Wanne bis zu der Quellzone 17.The glass streams 19 and 21 running along the bottom of the furnace for a short transit time, rise through this swelling zone 17 through to the upper surface of the Glass on. At this point the streams are split into two fractions. A faction 21 returns to the colder ones Put the furnace back. However, since the glass is constantly conveyed through the front of the furnace is, a part of the glass flow that comes through the swelling zone 17 up through, goes as a product or as Throughput stream 19 continues. However, not the entire world-flowing part 19 is discharged as a product glass flow, instead, there is a backflow 23 along the bottom of the melting furnace from the front of the tank to the swelling zone 17th

Bei einem vergleichsweise kurzen Schmelzofen und bei derartigen Konvektionsströmen, wie sie beispielsweise in Figur 1 wiedergegeben sind, wurde festgestellt, daß das resultierende Glasprodukt, das aus einer Hochtemperaturschmelze erzeugt wurde und hochflüchtige Glasgemengebestandteile enthielt, im kommerziellen Sinne nicht einwandfrei war. Das Glas war sehr· feinblasig und zeigte etwas Schlierenbildung aufgrund der mangelnden Homogenisierung und mangelhaften Ausziehung, und die obere Oberfläche des resultierenden Glasproduktes war außerdem reich an Siliciumdioxid und arm an den flüchtigeren Bestandteilen des Glasgemenges. Hinsichtlich dieser Probleme wurden folgende Überlegungen angestellt: In a comparatively short melting furnace and with such convection currents, as shown for example in FIG. 1, it was found that the resulting glass product, which was produced from a high-temperature melt and contained highly volatile glass batch constituents, was not satisfactory in the commercial sense. The glass was very fine-bubbled and had some streaking due to the lack of homogenization and drawdown, and the top surface of the resulting glass product was also rich in silica and poor in the more volatile constituents of the glass batch. With regard to these problems , the following considerations have been made:

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Zu allererst nimmt man bezüglich der feinen Bläschen (seeds) an, daß die Ursache in der kurzen Gesamtlänge des Schmelzofens liegt, die keine adäquate Zeit zur Läuterung des Glases zuläßt. Wie in Figur 1 zu sehen, strömt der Durchsatzstrom 19 am Boden des Schmelzofens für eine vergleichsweise kurze Durchgangsverweilzeit. Während dieser kurzen Verweilzeit haben die Gasblasen nicht genügend Zeit, in den Rückstrom 21 abzuströmen. Infolgedessen werden viele Gasblasen in dem Durchsatzstrom 19 eingeschlossen und treten an der Oberfläche des Glasendproduktes in Erscheinung.First of all, with regard to the fine seeds, it is assumed that the cause is the short overall length of the furnace which does not allow adequate time to refine the glass. As can be seen in FIG. 1, the throughput stream flows 19 at the bottom of the furnace for a comparatively short transit residence time. During this short dwell time the gas bubbles do not have enough time to flow off into the return flow 21. As a result, there are many gas bubbles included in the throughput stream 19 and occur at the Surface of the final glass product in appearance.

Außerdem ist die an Siliciumdioxid reiche und an flüchtigen Bestandteilen arme Glasoberfläche wegen der Durchgangsverweilzeit Ursache dafür, daß der Durchsatzstrom 19 entlang der oberen Oberfläche des Glases strömt. Während dieser Durchgangsverweilzeit entlang der oberen Oberfläche des Glases hat das Glas eine vergleichsweise hohe Temperatur aufgrund der Befeuerung an der Stirnseite. Obwohl diese Befeuerung an der Stirnseite nicht so heftig ist wie die Befeuerung in dem rückwärtigen Teil des Schmelzofens, ist sie immer noch so beträchtlich, daß die hohe Temperatur des schmelzenden Glases genügend hoch für die Temperatur zur Glasformgebung gehalten wird. Das hat zur Folge, daß die flüchtigen Bestandteile der Glasschmelze aus dem oberen Teil der Schmelze heraus in die Atmosphäre während der vergleichsweise kurzen Durchgangsverweilzeit des Glases durch den Schmelzofen abgelassen werden. Dies hat wiederum zur Folge, daß eine an Siliciumdioxid reiche und an flüchtigen Bestandteilen arme Glasoberfläche gebildet wird.In addition, the silica-rich and volatile-poor glass surface is because of the transit residence time Reason that the throughput flow 19 along the top surface of the glass flows. During this transit dwell time along the top surface of the Glass has a comparatively high temperature due to the lighting on the front side. Although these The lighting at the front is not as intense as the lighting at the rear of the furnace they are still so considerable that the high temperature of the melting glass is high enough for the temperature to be Glass shaping is held. This has the consequence that the volatile constituents of the glass melt from the upper Part of the melt out into the atmosphere during the comparatively short transit residence time of the glass be drained through the furnace. This in turn has the consequence that one is rich in silica and volatile Ingredients poor glass surface is formed.

Bezüglich der Schlierenbildung (reaminess) des Glases nimmt man an, daß ihre Ursache in der vergleichsweise kurzen Durchgangsverweilzeit liegt, während der Durchsatzstrom 19 des Glases entlang dem Boden des Schmelzofens strömt. So bald sich dieser Durchsatzstrom entlang dem Boden des Schmelzofens bewegt, wird er nahe bei einer bestimmten With regard to the formation of streaks (reaminess) of the glass, it is assumed that its cause lies in the comparatively short transit dwell time while the throughput flow 19 of the glass flows along the bottom of the melting furnace. As soon as this flow rate moves along the bottom of the furnace, it becomes close to a certain one

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Grenzlinie (fixed boundary) bewegt und ist einer vergleichsweise hohen Gesamtbeanspruchung bzw. Abscherung (high total shear) ausgesetzt. Diese Abscherung oder Beanspruchung dämmt die Schlierenbildung in dem Glas ein, was ein Glas mit besserer Qualität ohne Schlierenbildung zur Folge hätte. Wie man in der Figur 1 sehen kann, fließt der Durchsatzstrom entlang dem Boden des Schmelzofens für eine vergleichsweise kurze Gesamtdurchgangsstrecke, d.h. annähernd nur etwa 1/3 der gesamten Länge des Schmelzofens. In dieser Situation reicht die Zeit nicht dazu aus, die Schlierenbildung einzudämmen und die Schlieren in ausreichender Weise für ein annehmbares Endprodukt zu verteilen oder aufzulösen. Aufgrund des zuvor Gesagten ist es einleuchtend, daß die Konvektionsströmungsschemata (convection flow patterns) sich innerhalb des bei hoher Temperatur schmelzenden Glases mit einem hohen Anteil an flüchtigen Bestandteilen in einem kurzen Schmelzofen bildet, wie er z.B. in Figur 1 wiedergegeben ist, und daß das dabei erhaltene Flachglas-Endprodukt nicht die erforderliche gute Flachglasqualität besitzt.Fixed boundary moves and is subject to a comparatively high total stress or shearing (high total shear) exposed. This shearing or stress reduces the formation of streaks in the glass, which results in a glass with better quality Quality without streaking would result. As can be seen in FIG. 1, the throughput flow flows along the bottom of the furnace for a comparatively short total passage distance, i.e. approximately only about 1/3 the entire length of the furnace. In this situation there is not enough time to contain the streaking and to distribute or dissolve the streaks sufficiently for an acceptable end product. Because of From what has been said above, it is evident that the convection flow patterns are different inside the high-temperature melting glass with a high volatile content in one short melting furnace, as shown for example in Figure 1, and that the resulting flat glass end product does not have the required good quality flat glass.

Verschiedene US Patentschriften befassen sich mit der Kontrolle oder der Einstellung der thermischen Konvektionsströme in einer Schmelzvorrichtung eines üblichen Glasschmelzofens. Die US-PS 1 941 778 beschreibt die Einstellung derartiger Ströme innerhalb einer an der Kopfseite befeuerten Schmelzeinrichtung, währenddessen eine unkontrollierte Strömung durch eine Läuterungseinrichtung und weiter in einen Formgebungs-Brennofen zugelassen wird. Die US-PS 2 616 221 beschreibt die Einstellung derartiger Ströme innerhalb einer an d"er Kopfseite befeuerten (end-fired) Schmelzeinrichtung, wobei ein Speiserkanal (forehearth) von unbestimmter Länge gespeist oder beschickt wird. Die US-PS 2 890 547 beschreibt ebenfalls die Einstellung derartiger Ströme innerhalb einer Schmelzvorrichtung mit einem Speiserkanal unbestimmter Länge, wobei diese Schmelzeinrichtung von der Seite aus befeuert wird, ohne daß eine Various US patents deal with the control or adjustment of the thermal convection currents in a melting device of a conventional glass melting furnace. US Pat. No. 1,941,778 describes the adjustment of such flows within a melting device fired at the head end, during which an uncontrolled flow is permitted through a refining device and further into a shaping furnace. US Pat. No. 2,616,221 describes the adjustment of such flows within an end-fired melting device which is fired at the head end, a feed channel (forehearth) of indefinite length being fed or charged. US Pat. No. 2,890,547 also describes the adjustment of such currents within a melting device with a feeder channel of indefinite length, this melting device being fired from the side without a

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Regenerativfeuerung mit den Seiten verbunden ist. Alle diese Patentschriften beschreiben die Entfernung des geschmolzenen Glases von einer Stelle unterhalb der Oberfläche eines Bekkens mit geschmolzenem Glas innerhalb eines Schmelzofens, um die Formgebung des Glases zu bewerkstelligen. Dementsprechend wird das geschmolzene Glas, das sich entlang einer KonvektionsStrömungsbahn nach oben durch eine "Quellzone" hindurch und weiter entlang der Oberflächenzone des Glases in einer Wanne fortbewegt, gezwungen, sich nach unten unter dem Einfluß verschiedener physikalischer Einflüsse zu bewegen, bevor es zur Formgebung weiterbefördert wird. Außerdem wird die gleichmäßige innere Geschwindigkeitsverteilung in dem Glas unterbrochen, und es kann die Wiedereinführung von Schlieren (seeds) und Glaseinschlußdefekten (stone defects) innerhalb des Glases verursacht werden, weil das Glas bei dieser Strömungsart Scherkräften ausgesetzt ist, die dazu tendieren, das Glas zu homogenisieren. Indessen sind die Strömungsschemata gemäß dem Stand der Technik nicht besonders dazu geeignet, Glas in gleichförmiger Weise zu präparieren und zu konditionieren, um ein endloses Glasband oder eine endlose Glastafel mit einer gleichmäßigen Beschaffenheit über ihre gesamte Breite hinweg zu erzeugen.Regenerative firing is associated with the sides. All of these patents describe the removal of the molten Glass from a point below the surface of a tank with molten glass inside a melting furnace, to accomplish the shaping of the glass. Accordingly, the molten glass moving along a Convection flow path upwards through a "swelling zone" through and further along the surface zone of the glass in a trough, forced to move down under to move under the influence of various physical influences before it is further conveyed for shaping. In addition, the uniform internal velocity distribution in the glass is interrupted, and reintroduction can occur caused by streaks (seeds) and glass inclusion defects (stone defects) within the glass, because in this type of flow the glass is subjected to shear forces which tend to homogenize the glass. However, the prior art flow schemes are not particularly suited to making glass more uniform Way to prepare and condition an endless ribbon of glass or an endless sheet of glass with a to create a uniform texture across its entire width.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Flachglas zur Verfügung zu stellen, das diese eingehend geschilderten Nachteile vermeidet.It is therefore the object of the present invention to provide an improved method for producing flat glass for To provide that avoids these disadvantages described in detail.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Flachglas unter Verwendung eines über seine Gesamtlänge befeuerten Regenerativschmelzofens gelöst, der eine Schmelzeinrichtung zur Aufnahme von Glasgemenge-Materialien an einer Einspeißseite enthält und mindestens fünf Befeuerungsöffnungen entlang seiner Gesamtlänge sowie eine Läuterungseinrichtung besitzt, die mit der Schmelzeinrich- This object is achieved by the method according to the invention for the production of flat glass using a regenerative melting furnace that is fired over its entire length, which contains a melting device for receiving glass batch materials on one feed side and has at least five firing openings along its entire length as well as a refining device that connects to the melting device -

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tung verbunden ist und eine geringere Tiefe zur Aufnahme der Glasschmelze als die Schmelzeinrichtung hat, wobei feingemahlene Glasgemenge-Materialien auf geschmolzenes Glas innerhalb des Schmelzofens an seiner Einspeisseite geschickt werden, um eine auf der Glasschmelze schwimmende Glasgemengeschicht zwischen den Befeuerungsöffnungen zu erzeugen, die in nächster Nähe der Einspeisseite angeordnet sind, und wobei das aufschwimmende Glasgemenge gezwungen wird, vom Schmelzofen durch die Wirkung der Feuerung über dem Gemenge aufgegriffen und mitgeführt zu werden.device is connected and has a shallower depth for receiving the molten glass than the melting device, with finely ground Glass batch materials are sent on molten glass inside the melting furnace on its feed side, in order to create a glass batch layer floating on the molten glass between the firing openings, the are arranged in close proximity to the feed side, and wherein the floating glass batch is forced from Melting furnace to be picked up and carried along with the mixture by the effect of the furnace.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man weniger als etwa 50% des Gesamtbrennstoffes, der dem Glasschmelzofen durch alle Befeuerungsöffnungen zugeführt wird, durch die ersten drei Befeuerungsöffnungen sehr nahe an der Stelle einleitet, wo das Glasgemenge in den Glasschmelzofen eingespeist wird,The inventive method is characterized in that less than about 50% of the total fuel, the is fed into the glass melting furnace through all the firing openings, through the first three firing openings a lot introduces close to the point where the glass batch is fed into the glass melting furnace,

und daß man mindestens etwa 30% des Gesamtbrennstoffes, der dem Glasschmelzofen durch alle Befeuerungsöffnungen zugeführt wird, durch Befeuerungsöffnungen einleitet, die nach diesen ersten drei Öffnungen angeordnet sind, währenddessen man die Gesamtgeschwindigkeit, mit der man den Brennstoff in den Schmelzofen einleitet, so einstellt und aufrechterhält, daß die Temperatur "des geschmolzenen Glases in der Läuterungseinrichtung innerhalb eines geeigneten Bereiches gehalten wird, um das geschmolzene Glas zur Erzeugung eines endlosen Flachglasbandes weiter zu fördern.and that at least about 30% of the total fuel that is fed to the glass melting furnace through all the fire openings is introduced through fire openings located after these first three openings, during which the total rate at which the fuel is introduced into the melting furnace is adjusted and maintains that the temperature of the molten glass in the refiner is maintained within a suitable range to further convey the molten glass to produce an endless ribbon of flat glass.

Das erfindungsgemäße Verfahren vermag den Gemengestaubaustrag (carryover) und die Emission von feingemahlenem Glasgemenge-Materialien aus dem Glasschmelzofen dadurch zu reduzieren, daß man die relative Feuerungsgeschwindigkeit durch die Befeuerungsöffnungen in einem über seine Gesamtlänge befeuerten Regenerativschmelzofen selektiv einstellt. Durch das Einleiten von weniger als der Hälfte des Gesamtbrennstoffes in den Schmelzofen durch die ersten drei Befeuerungsöffnungen wird der Verlust an Glasgemenge-Materialien durch Ein- The method according to the invention is able to reduce the batch dust discharge (carryover) and the emission of finely ground glass batch materials from the glass melting furnace by selectively setting the relative firing speed through the firing openings in a regenerative melting furnace fired over its entire length. By introducing less than half of the total fuel into the furnace through the first three firing openings, the loss of glass batch materials due to

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blasen von feinverteiltem Material in die Regeneratoren des Schmelzofens wesentlich reduziert, und die Temperaturverteilung des Glases innerhalb des Schmelzofens wird in der Weise verändert, daß der thermische Wirkungsgrad des Schmelzofens in eindeutiger Weise verbessert wird. Wenn dieses Verfahren bei einem seitlich befeuerten Regenerativschmelzofen mit einer tiefen Schmelzeinrichtung und einer niedrigen Läuterungseinrichtung angewendet wird, kann der thermische Wirkungsgrad des Schmelzofens in der Größenordnung von 20% verbessert werden, ohne daß irgendeine Verminderung in der Qualität des Glasendproduktes bewirkt wird.Blowing finely divided material into the regenerators of the melting furnace is significantly reduced, and the temperature distribution of the glass inside the furnace is changed in such a way that the thermal efficiency of the furnace is clearly improved. If this method is used in a side-fired regenerative smelter with a If a deep melting device and a low refining device are used, the thermal efficiency can be reduced of the furnace can be improved by the order of 20% without any degradation in quality of the final glass product is effected.

Der an der Kopf- oder Stirnseite gespeiste Glasschmelzofen, der eine Vielzahl von entlang seiner Gesamtlänge angeordneten Befeuerungsöffnungen hat, wird dadurch befeuert, daß man weniger als die Hälfte des gesamten Brennstoffes einleitet, der durch die drei öffnungen sehr nahe bei der Einspeisseite des Schmelzofens für die Glasgemenge-Materialien zugeführt wird, und daß man mindestens die Hälfte des gesamten Brennstoffes durch die Befeuerungsöffnungen einleitet, die mindestens drei weit von der Einspeisseite des Schmelzofens entfernt sind. Dabei wird die Turbulenz, die sich zu dem Fluß des Brennstoffes, der Verbrennungsluft und der Verbrennungsprodukte über den ungeschmolzenen, feingemahlenen Glasgemenge-Materialien hinzugesellt, in ausreichender Weise reduziert, um im wesentlichen den Betrag des feinen, pulverisierten, ungeschmolzenen Glasgemenge-Materials zu verringern, das aus dem Grundausgangsmaterial oder der Deckschicht des Glasgemenges ausgeblasen wird. Bei einer derartigen Verminderung des* ausgeblasenen Glaögemenge-Materials, besteht eine Reduktion der Materialmenge, die durch Absaugen der Gase in die Regeneratoren, gegen die feuerfesten Bauteile des Schmelzofens und durch die Absaugsysteme hindurch in die Umgebung mitgetragen wird. Die Erfindung ist auf Schmelzofen anwendbar, die mit jeglichem feingemahlenem oder pulverisiertem Glasgemenge-Material The glass melting furnace fed at the top or end, which has a large number of firing openings arranged along its entire length, is fired by introducing less than half of the total fuel that flows through the three openings very close to the feed side of the melting furnace for the Glass batch materials is fed, and that at least half of the total fuel is introduced through the firing openings which are at least three far from the feed side of the melting furnace. In doing so, the turbulence added to the flow of fuel, combustion air and combustion products over the unmelted, finely ground glass batch materials is reduced sufficiently to substantially reduce the amount of fine, powdered, unmelted glass batch material, which is blown out of the basic raw material or the top layer of the glass mixture. With such a reduction in the amount of glass material blown out, there is a reduction in the amount of material that is carried into the environment by suctioning the gases into the regenerators, against the refractory components of the melting furnace and through the suction systems. The invention is applicable to melting furnaces operating with any finely ground or pulverized glass batch material

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gespeist werden, sei es ein Blockspeiser, ein Flügelspeiser, ein Schneckengangspeiser, ein Deckenspeiser oder andere (lock feeder, plate feeder, screw feeder, blanket feeder). Weiterhin ist die Erfindung auf die Verfahrensweise bei derartigen Schmelzöfen anwendbar, die mit trockenem oder teilweise feuchtem Glasgemenge gespeist werden, oder solchen, die mit brikettiertem oder pelletisiertem Glasgemenge beschickt werden. Da das brikettierte und das pelletisierte Glasgemenge üblicherweise dem Bruch und der Abnutzung aufgrund von Abrieb, Kippbewegung und Einspeisung ausgesetzt ist, wird der Ausdruck "feingemahlenes bzw. pulverisiertes Glasgemenge" in der Weise verstanden, daß er sowohl pelletisiertes Glasgemenge und brikettisiertes Glasgemenge als auch granuliertes oder aus Einzelteilen bestehende Glasgemenge-Material umfaßt.be fed, be it a block feeder, a wing feeder, a screw feeder, a ceiling feeder or others (lock feeder, plate feeder, screw feeder, blanket feeder). Furthermore, the invention is based on the procedure such melting furnaces can be used which are fed with dry or partially moist glass batches, or those, which are charged with briquetted or pelletized glass batches. As the briquetted and the pelletized Glass batches typically subject to breakage and wear due to abrasion, tilting motion, and infeed is, the term "finely ground or pulverized glass batch" is understood to mean both pelletized Glass batches and briquetted glass batches as well as granulated or single-part glass batch material includes.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren auf einen von der Seite befeuerten (side-fired) Regenerativschmelzofen mit 5 oder mehr Befeuerungsöffnungen an Jeder Seite angewandt wird. Beim Betreiben eines derartigen Schmelzofens wird Gas, Öl, Generatorgas oder irgendein anderes Gas oder ein vergaster Brennstoff durch jede der Befeuerungsöffnungen hindurchgeleitet, die in Verbindung mit einer Seite des Brennofens stehen. Die Verbrennungsluft wird beim Passieren durch einen Regenerator vorgeheizt, der mit feuerfesten Materialien gepackt ist und in Verbindung mit jeder der Befeuerungsöffnungen steht. Die vorgeheizte Verbrennungsluft wird mit dem Brennstoff gemischt, wenn beide in dem Kopfoder Freiraum (head space) des Schmelzofens durch jede Befeuerungsöffnung hindurch eingeleitet werden. Der Brennstoff verbrennt in dem Freiraum über dem Glasgemenge und dem geschmolzenen Glas. Die Verbrennungsprodukte, die überschüssige Luft und ein Rückstand werden aus dem Kopfraum des Schmelzofens durch die Befeuerungsöffnungen an der entgegengesetzten Seite des Schmelzofens, sodann durchIn practicing the invention, it is particularly advantageous if the method is applied to a side-fired regenerative smelting furnace with 5 or more firing ports on each side. In operating such a furnace, gas, oil, generator gas or any other gas or gasified fuel is passed through each of the firing openings which are in communication with one side of the furnace. The combustion air is preheated as it passes through a regenerator that is packed with refractory materials and is in communication with each of the fire openings. The preheated combustion air is mixed with the fuel as both are introduced into the head space of the furnace through each firing port. The fuel burns in the space above the glass batch and the molten glass. The combustion products, excess air and residue are removed from the furnace headspace through the fire ports on the opposite side of the furnace, then through

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den Regenerator, der mit diesen Befeuerungsöffnungen in Verbindung steht, und dann durch ein Absaugsystem hindurch abgeführt, um dann in die Atmosphäre zu entweichen. In bestimmten Zeitabständen wird der Fluß durch den Schmelzofen umge kehrt, so daß jeweils die öffnung auf der einen Seite befeuert und die öffnung auf der anderen Seite nicht befeuert wird.the regenerator, which is connected to these fire openings stands, and then discharged through an exhaust system to then escape into the atmosphere. In particular At intervals, the flow through the furnace is reversed so that the opening is fired on one side and the opening on the other hand is not fired.

In der Regel werden Schmelzofen dieser Art so befeuert, daß 55% oder mehr des gesamten, in den Schmelzofen eingeführten Brennstoffes durch die drei öffnungen sehr nahe bei der Einspeisseite für das Glasgemenge eingeleitet werden. Dies geschieht, um das Glasgemenge schnell zu schmelzen, da es auf der Oberfläche des geschmolzenen Glases in dem Schmelzofen aufschwimmt bzw. floatet, und um zu verhindern," daß das ungeschmolzene Glasgemenge weit auf die Ausgangsseite des Schmelzofens zuschwimmt. Bei der praktischen Durchführung gemäß dem Stand der Technik greift die Flamme und die ankommende Luft, die von den ersten drei Befeuerungsöffnungen stammt, den Glasgemengestaub auf und suspendiert ihn, wobei es sich um das feine, pulverisierte Glasgemenge handelt, das noch nicht geschmolzen ist. Weiter stromabwärts von der Stelle, wo das Glasgemenge zu dem Schmelzofen eingespeist wird, bekommt das Glasgemenge eine dünne Oberflächenglasur, die die Aufnahme des Glasgemenges verhindert. Der feine, pulverisierte Glasgemengestaub, der durch die bewegte Luft und durch die Verbrennungsgase suspendiert wird, wird in die Regeneratoren hinweggetragen, da eine direkte Wegstrecke in die Öffnungen an der entgegengesetzten Seite des Schmelzofens besteht, im Gegensatz zu der Situation bei einem von der Kopf- oder Stirnseite befeuerten Schmelzofen. Der Glasgemengestaub kann mit den feuerfesten Materialien innerhalb der Regeneratoren reagieren und kann sie dabei zerstören. Außerdem kann der Glasgemengestaub gelegentlich die Gitter (checkers) in einem Regenerator verstopfen, und er wird sodann von dem Regenerator direkt in die Atmosphäre herausgetragen. As a rule, melting furnaces of this type are fired in such a way that 55% or more of the total fuel introduced into the melting furnace is introduced through the three openings very close to the feed side for the glass batch. This is done in order to melt the glass batch quickly, since it floats on the surface of the molten glass in the melting furnace, and to prevent the unmelted glass batch from floating far toward the exit side of the melting furnace In the prior art, the flame and incoming air coming from the first three fire ports picks up and suspends the glass batch dust, which is the fine, pulverized glass batch that has not yet melted. Further downstream from where The glass batch is fed to the melting furnace, the glass batch is given a thin surface glaze that prevents the glass batch from being absorbed. The fine, pulverized glass batch dust, which is suspended by the moving air and the combustion gases, is carried away into the regenerators as a direct path into the openings on the opposite side of the Schm elzofens exists, in contrast to the situation with a melting furnace fired from the top or front side. The glass batch dust can react with the refractory materials inside the regenerators and can destroy them in the process. In addition, the batch dust can occasionally clog the checkers in a regenerator, and it is then carried directly out into the atmosphere by the regenerator.

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Bei der praktischen Durchführung der Erfindung leitet man weniger als die Hälfte des gesamten Brennstoffes zu dem Schmelzofen durch seine ersten drei Befeuerungsöffnungen hindurch. Die Aufnahme des Glasgemengestaubes wird dadurch weitgehend reduziert, da das Glasgemenge veranlaßt wird, vergleichsweise ungestört entlang dem geschmolzenen Glas einwandfrei an der ersten öffnung vorbei zu floaten bzw. zu schwimmen, während das Gemenge eine geringfügige Glasur an seiner Oberfläche bekommt.In practicing the invention, less than half of the total fuel is directed to the Melting furnace through its first three firing holes. The inclusion of the glass batch dust is thereby largely reduced, since the glass batch is induced, comparatively undisturbed along the molten glass perfectly to float past the first opening while the mixture takes on a slight glaze its surface gets.

Es wird darauf hingewiesen, daß überall, sobald eine Befeuerungsöffnung beschrieben wird, eine korrespondierende Öffnung an der entgegengesetzten Seite des Schmelzofens existiert, so daß unter dem Ausdruck "Befeuerungsöffnung¹¹ immer ein Paar sich gegenüberliegender öffnungen verstanden wird.It should be noted that whenever a firing opening is described, there is a corresponding opening on the opposite side of the melting furnace, so that the expression "firing opening ^{11" is} always understood to be a pair of openings lying opposite one another.

Eine begleitende Wirkung bei der praktischen Durchführung der Erfindung besteht darin, daß die thermischen Konvektionsströme in einer Wanne mit geschmolzenem Glas innerhalb eines Schmelzofens sich ändern, wobei die "Quellzone" (spring zone) weg von der Einspeisseite des Glasgemenges in dem Schmelzofen zu seinem Auslaß oder Ablaßende verschoben wird. In einem langen Schmelzofen mit einer ausgedehnten Läuterungseinrichtung wird diese Quellzone zu einer Stelle in der Nähe der letzten befeuerten Befeuerungsöffnung hin verschoben, weit weg von der Einspeisseite des Schmelzofens. In einem kurzen Schmelzofen zum Schmelzen von bei hoher Temperatur schmelzendem, kristallisierbarem Glas wird diese Quellzone (spring zone) in die Nähe des Ablaß- oder Auslaßende des Schmelzofens verschoben. In einem derartigen kurzen Schmelzofen ist diese Quell-zone vorzugsweise und in ausreichendem Maße stromabwärts gegen das Ablaßende des Schmelzofens verschoben, so daß das Verhältnis der Länge der Schmelzzone (d.h. stromaufwärts von der Quellzone) zu der Länge der Läuterungszone (d.h. stromabwärts von der Quellzone zu der Stelle, wo das Glas von dem Schmelzofen abgelassen und in ein Flachglas umgeformt wird) zumindest 1,25:1 und vorzugsweise 1,5?1 beträgt. A concomitant effect in the practice of the invention is that the thermal convection currents in a vat of molten glass within a furnace change with the "spring zone" away from the feed side of the glass batch in the furnace to its outlet or End of drainage is postponed. In a long furnace with an extensive refining device, this swelling zone is shifted to a location near the last fired firing opening, far away from the feed side of the furnace. In a short furnace for melting crystallizable glass which melts at high temperature, this spring zone is moved near the outlet or outlet end of the furnace. In such a short furnace, this swelling zone is preferably and sufficiently shifted downstream towards the discharge end of the furnace so that the ratio of the length of the melting zone (ie, upstream of the swelling zone) to the length of the refining zone (ie, downstream of the swelling zone increases the point where the glass is drained from the furnace and formed into a flat glass) is at least 1.25: 1 and preferably 1.5? 1.

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Dies ergibt mehrere Vorteile, einschließlich eines gesteigerten Brennstoffwirkungsgrades und einer verbesserten Glasqualität, wie es noch im Nachhinein beschrieben wird.This results in several advantages including increased fuel efficiency and improved glass quality, as it will be described later.

Die Erfindung wird nunmehr noch näher anhand der Zeichnungen erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings.

Figur 1, die schon zuvor beschrieben wurde, und Figur 2 sind Aufrißansichten im Schnitt eines durchgehenden Schmelzofens vom Wannentyp zur Herstellung von Flachglas.Figure 1, previously described, and Figure 2 are elevational views in section of a continuous furnace of the tub type for the production of flat glass.

Figur 3 zeigt Heiz- oder Wärmeschemata, wobei die Kurve A zu dem Schmelzofen der Figur 1 und die Kurve B zu dem Schmelzofen der Figur 2 gehört.FIG. 3 shows heating or warming schemes, curve A relating to the melting furnace of FIG. 1 and curve B relating to the melting furnace of Figure 2 belongs.

Figur 4- ist eine Aufrißansicht im Schnitt eines an der Stirnseite gespeisten durchgehenden Schmelzofens vom Wannentyp mit einer Schmelzeinrichtung, die seitliche Befeuerungsöffnungen und eine längliche Läuterungseinrichtung besitzt, die mit der Schmelzeinrichtung in Verbindung steht und flacher ist als die Schmelzeinrichtung, um geschmolzenes Glas für die Weiterbeförderung vorzubereiten, um aus ihm ein endloses Flachglasband herzustellen.Figure 4- is an elevational view in section of a front-fed continuous tub-type melter with a melting device, which has lateral lighting openings and an elongated refining device, which is in communication with the melting device and is shallower than the melting device, around molten glass to prepare for onward transport in order to produce an endless ribbon of flat glass from it.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 wird zunächst eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben, die sich besonders auf die Herstellung von bei hohen Temperaturen schmelzendem, kristallisierbarem Glas bezieht. Es wird in beiden Figuren ein durchgehender Schmelzofen 9 vom Wannentyp zur Herstellung von Flachglas gezeigt.'Dieser Glas-· schmelzwannenofen 9 enthält einen länglichen Wannenabschnitt, um ein Bad mit geschmolzenem Glas 13 aufzunehmen. Diese Wanne hat eine Deckenwand oder ein Überdachungsbauteil 10, zwei seitliche Wände und eine Bodenwandung oder einen Boden 12, die allesamt aus einem geeigneten feuerfesten Material ge fertigt sind. Das Glasausgangsmaterial oder das rohe Glas-With reference to FIGS. 1 and 2, a preferred embodiment of this invention will first be described, which particularly relates to the production of crystallizable glass which melts at high temperatures. A continuous melting furnace 9 of the tub type for the production of flat glass is shown in both figures. This glass melting tub furnace 9 contains an elongated tub section in order to receive a bath with molten glass 13. This tub has a top wall or a canopy component 10, two side walls and a bottom wall or floor 12, all of which are made of a suitable refractory material . The glass starting material or the raw glass

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gemenge 15 wird durch die Einspeis- oder Beschickungsseite 11 des Schmelzofens, gewöhnlich Doghaus genannt, eingeführt. Sodann wird das Gemenge geschmolzen und in geschmolzenem Zustand gehalten, wobei Wärme zu dem Glasgemenge und dem geschmolzenen Glas durch Reihen von oben liegenden Brennern oder Dachbrennern 1 bis 8 zugeführt wird, die im wesentlichen über die gesamte Länge des Schmelzofens hin angeordnet sind. Das geschmolzene Glas 13 wird von dem Schmelzofen 9 durch Mittel zur Formgebung 25/26 abgezogen, damit kontinuierlich ein Glasband 27 erzeugt wird. Es wird beobachtet, daß die Temperatur an der Glasgemenge-Einspeisseite des Schmelzofens und an der Stirn- oder Ablaßseite des Schmelzofens niedriger ist, als an einem Punkt zwischen diesen beiden äußeren Stellen. Die Temperaturgradienten bilden Konvektionsströme in dem geschmolzenen Glas und zwar in der Weise » wie es allgemein in den Figuren 1 und 2 angegeben wird und zuvor beschrieben wurde.. Die heißeste Stelle des Schmelzofens 9 wird als Quellpunkt (hot spot) oder als Quellzone (spring zone) mit 17 bezeichnet. Das geschmolzene Glas 13 reagiert so, als ob es in Wirklichkeit abwärts in der Fläche strömen würde; mit anderen Worten, es existiert eine echte Zirkulation rückwärts und vorwärts von dem heißen Quellpunkt 17 aus, was man leicht damit demonstrieren kann, daß man Stücke aus Silicastein auf der Oberfläche des Glases anordnet. Man kann feststellen, daß diese Stücke sich rückwärts in dem Schmelzofen bewegen, wenn sie sich hinter dem oder stromaufwärts von diesem heißen Quellpunkt 17 befinden, und man kann weiterhin feststellen,.daß diese Stücke sich vorwärts bewegen, wenn sie sich hinter dem oder stromabwärts von diesem heißen Quellpunkt befinden/ Zusätzlich kann man zu dieser der Länge nach gerichteten Bewegung feststellen, daß sich die Siliciumdioxidstücke außerdem nach außen gerichtet zu den Seiten des Schmelzofens bewegen, da das Glas an den Seiten relativ kühler ist, als im wesentlichen in seiner Mitte. Dieses Phänomen zeigt in klarer Weise an, daß die Konvektionsströme vorhanden sind, wenn sich das Glas in dem Schmelzofen kontinuierlich in Konvektionsströmen batch 15 is introduced through the feed side 11 of the smelting furnace, commonly called Doghaus. The batch is then melted and held in a molten state, with heat being added to the batch and molten glass through rows of overhead burners or roof burners 1 to 8 arranged substantially the entire length of the furnace. The molten glass 13 is withdrawn from the melting furnace 9 by means for shaping 25/26 so that a glass ribbon 27 is continuously produced. It is observed that the temperature at the glass batch feed side of the melting furnace and at the front or outlet side of the melting furnace is lower than at a point between these two outer locations. The temperature gradients form convection currents in the molten glass in the manner indicated in general in FIGS. 1 and 2 and described above. The hottest point of the melting furnace 9 is called the hot spot or the spring zone ) marked 17. The molten glass 13 reacts as if it were actually flowing downward in the surface; in other words, there is real circulation back and forth from the hot source point 17, which can be easily demonstrated by placing pieces of silica stone on the surface of the glass. It can be seen that these pieces move backwards in the furnace if they are behind or upstream of this hot source point 17, and one can also see that these pieces move forward when they are behind or downstream of In addition to this lengthwise movement, it can be seen that the silica pieces also move outwardly to the sides of the furnace since the glass is relatively cooler on the sides than essentially in its center. This phenomenon clearly indicates that the convection currents exist when the glass in the melting furnace is continuously in convection currents

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fortbewegt in der Weise, wie es allgemein in den Figuren 1 und 2 mit Pfeilen angezeigt ist. Obwohl die Wannenzone als Schmelzkammer bezeichnet wird, wird ein Teil der Wanne, die an der linken Seite der Quellzone 17 angeordnet ist und sich zu der rückwärtigen Stirnwand erstreckt, als Schmelzzone bezeichnet, und der Teil der Wanne, der an der rechten Seite der Quellzone 17 angeordnet ist und sich zu den Formgebungsmitteln erstreckt, wird als Zone der thermischen Konditionierung genannt.advanced in the manner indicated generally in Figures 1 and 2 with arrows. Although the tub zone as a Melting chamber is referred to, a part of the tub, which is arranged on the left side of the swelling zone 17 and is extending to the rear end wall, referred to as the melting zone, and the part of the trough that is on the right the swelling zone 17 and extending to the shaping means is called the thermal conditioning zone called.

Das Glasgemenge-Material 15 schwimmt bzw. floatet auf dem Bad aus geschmolzenem Glas, wenn es in die Wanne eingeführt wird. Innerhalb der Schmelzkammer wird Wärme zur Überführung des Glasgemenges in geschmolzenes Glas teilweise mit Hilfe der ersten zwei Reihen der oben liegenden Brenner 1 bis 8 und teilweise durch den sich rückwärts bewegenden Konvektionsstrom 21 zugeführt. Die übliche Verfahrensweise beim Betreiben eines Schmelzofens zur Flachglaserzeugung würde ein Heiz- oder Wärmeschema anwenden, wie es in Figur 3 mit der Kurve A gezeigt ist, und das Konvektionsströme in der Weise erzeugen würde, wie es die Pfeile in Figur 1 zeigen und es zuvor diskutiert wurde. Ein derartiges Heizschema und die daraus resultierenden Konvektionsströme erzeugen jedoch ein Flachglas von minderer Qualität. Bei der praktischen Durchführung nach der Erfindung wird Jedoch ein Befeuerungsschema in der Weise, wie es in Figur 3 mit Kurve B bezeichnet wird, verwendet, das Konvektionsströme in dem geschmolzenen Glas erzeugt, so,.wie es mit den Pfeilen in Figur 2 angegeben ist. Diese Vorwärtsbewegung bzw. Verschiebung der Quellzone 17 gegen die Mittel zur Formgebung 25/26 ergeben die bessere Qualität des Flachglasproduktes. In Figur 3 sind auf der Ordinate die Mengen des verbrannten Erdgases in 0,02832 nr/h-Einheiten angegeben.The glass batch material 15 floats or floats on the Bath of molten glass when it is introduced into the tub. Heat is transferred inside the melting chamber of the glass mixture in molten glass partly with the help of the first two rows of the burners above 1 to 8 and partly supplied by the backward moving convection stream 21. The usual procedure When operating a melting furnace for the production of flat glass, a heating or warming scheme would be used as shown in FIG 3 is shown by curve A, and the convection currents in the manner shown by the arrows in Figure 1 and discussed earlier. Such a heating scheme and generate the resulting convection currents however, a flat glass of inferior quality. However, when practicing the invention a lighting scheme in the manner indicated by curve B in Figure 3 utilizes convection currents generated in the molten glass, as indicated by the arrows in FIG. This forward movement or displacement of the swelling zone 17 against the means for shaping 25/26 result in the better quality of the flat glass product. In FIG. 3, the quantities of natural gas burned are given in 0.02832 nr / h units on the ordinate.

In erster Linie ergibt der Durchsatzstrom 19, der entlang dem Boden 12 des Schmelzofens 9 für eine vergleichsweise lange Durchgangsverweilzeit strömt, eine verbesserte Homo-First and foremost, the throughput flow 19, which flows along the bottom 12 of the melting furnace 9 for a comparatively long transit residence time, results in an improved homo-

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genisierung des Glases und eine verbesserte Eindämmung oder Tilgung der Schlieren in dem Glas (attenuation of the striae), wobei ein Glas mit wesentlich geringerer Schlierenbildung erhalten wird. Zusätzlich hat der Durchsatzstrom 19 bei seiner längeren Durchgangsverweilzeit durch den Schmelzofen hindurch weniger Gelegenheit, seine flüchtigen Bestandteile innerhalb der Glasgemenge-Ingredienzien aus dem Glas in die Atmosphäre abzulassen, weil der Abstand der Wegstrecke des Durchgangsstromes 19 auf der rechten Seite der Quellzone 17 verkürzt
worden ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung reicht es aus, ein Befeuerungsschema mit nicht mehr als 55% des
gesamten Brennstoffes, der dem Schmelzofen durch die ersten drei Befeuerungsöffnungen oder Brenner in nächster Nähe der Einspeisseite des Schmelzofens zugeführt wird, und mit mindestens k5% des gesamten Brennstoffes anzuwenden, der dem Schmelzofen durch die verbleibenden Brenner hinter diesen drei
Brennern zugeleitet wird. Nichtsdestotrotz ist es besonders bevorzugt, einen Brennstofffluß durch die ersten drei Brenner unter etwa 50% des gesamten Brennstoffflusses aufrechtzuerhalten. genization of the glass and improved containment or eradication of the streaks in the glass (attenuation of the striae), a glass with significantly less streak formation being obtained. In addition, with its longer transit dwell time through the melting furnace, the throughput flow 19 has less opportunity to discharge its volatile constituents within the glass batch ingredients from the glass into the atmosphere, because the distance of the path of the through flow 19 on the right-hand side of the swelling zone 17 is shortened
has been. In this embodiment of the invention, it is sufficient to have a lighting scheme with no more than 55% of the
all of the fuel that is fed to the furnace through the first three firing openings or burners in close proximity to the feed side of the furnace, and to use at least k5% of the total fuel that is fed to the furnace through the remaining burners behind these three
Burners is fed. Nonetheless, it is particularly preferred to maintain fuel flow through the first three burners below about 50% of the total fuel flow.

Zusätzlich besteht bei der Verschiebung der Quellzone 17
stromabwärts gegen die Mittel zur Formgebung 25/26 keine
ausreichende Zeit für die Bläschenbildung (seed) innerhalb
des Stromes 19» um in den Rückstrom 21 aufzusteigen, so daß der Strom 19 im wesentlichen frei von Bläschenbildung ist,
wenn er wie eine sich nach vorwärts bewegende Stromfläche
bei der Quellzone 17 aufsteigt.In addition, there is 17 when the swelling zone is shifted
downstream against the means for shaping 25/26 none
sufficient time for vesicle formation (seed) within
of the stream 19 »to ascend into the return stream 21, so that the stream 19 is essentially free from the formation of bubbles,
if it is like a stream moving forward
at the source zone 17 rises.

Wie schon zuvor erwähnt, ist die Erfindung auf die Herstellung von bei hohen Temperaturen schmelzenden Glassorten
und insbesondere bei Glassorten, die bei hohen Temperaturen schmelzen und flüchtige Bestandteile enthalten, in vergleichsweise kurzen, durchgehenden Schmelzofen vom Wannentyp anwendbar. Dabei ist das Schmelzen des Glases der thermische Prozeß, bei dem das Glasgemenge vollständig in ge- As previously mentioned, the invention relates to the manufacture of types of glass that melt at high temperatures
and especially for types of glass that melt at high temperatures and contain volatile constituents, applicable in comparatively short, continuous furnace-type melting furnaces. The melting of the glass is the thermal process in which the glass batch is completely

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schmolzenes Glas überführt wird, das frei von ungelöstem bzw. ungeschmolzenem Glasgemenge ist. Die Schmelztemperatur des Glases liegt im Bereich der Temperatur des Schmelzofens, innerhalb dessen ein Schmelzverfahren in kommerziellem Sinne wünschenswert ist, und bei dem das resultierende Glasprodukt in der Regel eine Viskosität von 10 »* bis 10 ' * Poise besitzt. Für Vergleichszwecke der einzelnen Glassorten wird vorausgesetzt, daß das Glas bei seiner Schmelztempera-molten glass is transferred which is free from undissolved or unmelted glass batch. The melting temperature of the glass is in the range of the temperature of the melting furnace within which a melting process is commercially desirable and at which the resulting glass product typically has a viscosity of 10 »* to 10 * poise. For purposes of comparison of the individual types of glass, it is assumed that the glass at its melting temperature

tür eine Viskosität von 10 Poise hat. Im Sinne der Erfindung wird unter dem Ausdruck "bei hoher Temperatur schmel-door has a viscosity of 10 poise. According to the invention is used under the expression "at high temperature

2 zend" ein Glas verstanden, das eine Viskosität von 10 Poise bei einer Schmelztemperatur von mindestens 1449° C (3000° F) und vorzugsweise im Bereich von 1449° C bis 1816° C (3000° bis 330O⁰I¹) hat, sofern keine anderen Angaben gemacht werden. Um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, sollte das bei hoher Temperatur schmelzende Glas vorzugsweise eine relativ hohe Formgebungstemperatur haben,und diese Formgebungstemperatur sollte bevorzugt nahe bei der Schmelztemperatur liegen, d.h. daß die Differenz zwischen der Schmelz- und der Formgebungstemperatur etwa 149° C (300° F) oder weniger ausmacht. Die Formgebungstemperatur des Glases ist als diejenige Temperatur definiert, bei der das Glas eine ausreichende Viskosität besitzt, um in die Lage versetzt zu werden, durch die üblichen Formgebungseinrichtungen in ein eine gegebene Form beibehaltendes Produkt umzusetzen, beispielsweise in ein endloses Glasband. Wenn die Formgebungstemperatur zu hoch bzw. die Viskosität zu niedrig ist, wird das Glas die Walzen benetzen und erstarren. Wenn die Formgebungstemperaturen zu niedrig bzw. die Viskosität zu hoch ist, werden sehr hohe Beanspruchungen auf das Glas ausgeübt, wodurch sich ein Glasbruch ergibt. Gläser, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, haben in der Regel Formgebungsviskositäten von etwa 10 ' ^J Poise und tiefer, bevorzugt im Bereich von 10*· ²^ bis 10^2>8 Poise, und entsprechende Formgebungstemperaturen in der Regel von etwa 1482° C (2700° F) oder höher, bevorzugt innerhalb von etwa 1482° C bis etwa 1621° C (2700 bis 2950° F). 2 zend "means a glass having a viscosity of 10 poise at a melting temperature of at least 1449 ° C (3000 ° F) and preferably in the range of 1449 ° C to 1816 ° C (3000 ° to 330O ⁰ I ¹ ), if In order to carry out the process of the present invention, the high temperature melting glass should preferably have a relatively high molding temperature, and this molding temperature should preferably be close to the melting temperature, that is, the difference between the melting and molding temperatures is about 149 The forming temperature of the glass is defined as the temperature at which the glass has sufficient viscosity to enable it to be converted into a given shape-retaining product by conventional forming equipment For example, in an endless glass ribbon If the molding temperature is too high or the viscosity is too low, w The glass will wet the rollers and solidify. If the molding temperatures are too low or the viscosity is too high, very high stresses are exerted on the glass, which results in glass breakage. Glasses which are produced according to the present invention generally have molding viscosities of about 10 ^J poise and lower, preferably in the range from 10 * ² ^ to 10 ^{2> 8} poise, and corresponding molding temperatures usually of about 1482 ° C (2700 ° F) or higher, preferably within about 1482 ° C to about 1621 ° C (2700 to 2950 ° F).

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Unter dem Begriff hoehflüchtige Glasgemenge-Anteile bzw. ein Glas mit flüchtigen Komponenten wird ein Glas verstanden, das mindestens 5% einer besonderen Komponente, berechnet auf Oxidbasis, beim Schmelzvorgang und bei der Formgebung des Glases verliert. Der Verlust an flüchtigen Komponenten kann selbstverständlich variiert werden, in Abhängigkeit von der Schmelzofentemperatur, der Verweilzeit innerhalb der Wanne sowie von der Form, in der diese Komponenten zugegeben werden (beispielsweise sind Fluoride flüchtiger als Oxide). Der Verlust an einer derartigen flüchtigen Komponente kann dadurch bestimmt werden, daß man die Zusammensetzung des Glases berechnet, die sich aus dem zugegebenen Glasgemenge der Ingredienzien ergeben sollte, wobei man keine anderen flüchtigen Komponenten oder einen anderen Verlust an derartigen Ingredienzien voraussetzt und eine solchermaßen berechnete Glaszusammensetzung mit der nach dem Schmelzvorgang und der Formgebung erhaltenen Glaszusammensetzung vergleicht. Es wurde dabei festgestellt, daß Glaskomponenten, z.B. SiO₂ und Al₂O^,vergleichsweise schwer flüchtig sind, d.h. es besteht im wesentlichen kein Verlust an diesen Komponenten nach dem Schmelzvorgang und der Formgebung. Andere Glaskomponenten, beispielsweise ZnO, F~, P₂O₅ und B₂O₃„sind sehr flüchtig, d.h. ein etwa 5 bis 30%iger Verlust .dieser Komponenten, berechnet auf Oxidbasis,liegt vor, wenn man die berechnete und die erhaltene Glaszusammensetzung vergleicht. Ein Beispiel für bei hohen Temperaturen schmelzenden und bei hohen Temperaturen geformten· Gläser mit einem hohen Anteil an flüchtigen Komponenten sind kristallisierbare Gläser. Die bevorzugten kristallisierbaren Gläser sind solche mit einem Anteil -an Zinkoxid, einer" besonders flüchtigen Glasgemenge-Substanz. Derartige typische kristallisierbare Gläser mit einem Zinkoxidanteil werden in der US-PS 3 625 718 beschrieben. Besonders geeignete Glassorten besitzen die folgende Zusammensetzung: The term highly volatile glass batch fractions or a glass with volatile components is understood to mean a glass that loses at least 5% of a particular component, calculated on an oxide basis, during the melting process and when the glass is shaped. The loss of volatile components can of course be varied, depending on the furnace temperature, the residence time within the tank and the form in which these components are added (for example, fluorides are more volatile than oxides). The loss of such a volatile component can be determined by calculating the composition of the glass which should result from the added glass batch of the ingredients, assuming no other volatile components or any other loss of such ingredients and such a calculated glass composition with the glass composition obtained after melting and shaping. It was found that glass components, for example SiO ₂ and Al ₂ O ^, are comparatively poorly volatile, ie there is essentially no loss of these components after the melting process and shaping. Other glass components, for example ZnO, F ~, P ₂ O ₅ and B ₂ O ₃ "are very volatile, ie there is an approximately 5 to 30% loss of these components, calculated on an oxide basis, when the calculated and the obtained Compare glass composition. An example of glasses which melt at high temperatures and which are formed at high temperatures and have a high proportion of volatile components are crystallizable glasses. The preferred crystallizable glasses are those with a proportion of zinc oxide, a "particularly volatile glass mixture substance. Typical crystallizable glasses with a zinc oxide proportion of this type are described in US Pat. No. 3,625,718. Particularly suitable types of glass have the following composition:

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SiO₂ SiO ₂ 33 Al₂OAl ₂ O Li₂OLi ₂ O ZnOZnO TiO₂ TiO ₂ ZrO₂ ZrO ₂ 33 Sb₂OSb ₂ O 33 As₂OAs ₂ O

Komponente Gew.% auf OxidbasisComponent% by weight on an oxide basis

64 - 74 15 - 23 3,3 - 4,8 1 - 3,8 1,2 - 3,5 0-2 0■- 0,5 0 - 0,5 Sb₂O, + As₂O₃ 0,2 - 1,064 - 74 15 - 23 3.3 - 4.8 1 - 3.8 1.2 - 3.5 0 - ₂ 0 ■ - 0.5 0 - 0.5 Sb 2 O, + As ₂ O ₃ 0, 2 - 1.0

Die Glasgemenge-Ingredienzien, welche geschmolzen werden, um das zuvor beschriebene Glas zu bilden, sind solche, die üblicherweise in der Glastechnik bekannt sind und schließen derartige Materialien ein, wie z.B. Glasgemenge-Sand, Tonerde, Zink- und/oder Zirconsilicate, Zirconoxid, Titandioxid, Lithiumcarbonat, Petalit, Glasbruch und bis zu einem gewünschten oder notwendigen Ausmaß Arsen- und/oder Antimonoxide, welche als Schönungsmittel (fining agents) bei der Herstellung eines Glases der oben beschriebenen Zusammensetzung dienen.The glass batch ingredients which are melted to form the glass described above are those which are are commonly known in the glass art and include such materials as glass batch sand, clay, Zinc and / or zirconium silicates, zirconium oxide, titanium dioxide, lithium carbonate, petalite, broken glass and up to one desired or necessary extent arsenic and / or antimony oxides, which are used as fining agents in the Production of a glass of the composition described above are used.

Der Schmelzvorgang kann mittels einer Wärmebestrahlung an der Oberfläche durch Befeuerungsöffnungen an beiden seitlichen Wänden oder von Reihen von oben liegenden Brennern oder Dachbrennern bewerkstelligt werden, die auf den Pegel des geschmolzenen Glases innerhalb der Schmelzzone feuern. Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, wird die Wärme vorzugsweise mit Reihen von oben liegenden Brennern 1.bis 8 zugeführt, welche sich über die gesamte Länge des Schmelzofens 9 erstrecken. Insgesamt hat ein derartiger Schmelzofen eine Gesamtlänge von etwa 12,2 bis 24,4 m und ein Länge:Breiteverhältnis von etwa 4· bis 6:1. Diese vergleichsweise kurzen Flachglas-Schmelzöfen, die bei der vorliegenden Erfindung in Betracht kommen benötigen in der Regel 6 bis 10 Reihen von Brennern (rows of burners), um das Glas zu schmelzen The melting process can be accomplished by means of radiant heat on the surface through fire openings on both side walls or by rows of overhead burners or roof burners which fire at the level of the molten glass within the melting zone. As shown in FIGS. 1 and 2, the heat is preferably supplied with rows of overhead burners 1 to 8, which extend over the entire length of the melting furnace 9. Overall, such a melting furnace has an overall length of approximately 12.2 to 24.4 m and a length: width ratio of approximately 4 to 6: 1. These comparatively short flat glass melting furnaces which are suitable for the present invention generally require 6 to 10 rows of burners in order to melt the glass

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und es in geschmolzenem Zustand zu halten, damit es in diesem Zustand von dem Rückraum bis zu der Stirnseite des Schmelzofens gelangt. In der Regel gibt es etwa 2 bis 4 Brenner pro Reihe. Durch die ersten zwei Brennerreihen wird das Glasgemenge meistens vollständig geschmolzen, und die verbleibenden Brenner dienen dazu, das geschmolzene Glas bei seinem Fortgang durch die Schmelzzone in geschmolzenem Zustand zu halten. Wie man aus den Figuren 1 und 2 entnehmen kann, erstrecken sich die Reihen der oben liegenden Brenner im wesentlichen über die gesamte Länge des Schmelzofens. Anstelle von oben liegenden Brennern kann der Erwärmungsvorgang auch durch eine regenerative Befeuerung vonstatten gehen, wobei die Öffnungen, die sich nach dem Schmelzofen hin über den Pegel des darin strömenden Glases öffnen, in Abständen an beiden Seiten des Schmelzofens angeordnet sind. Die Befeuerung wird zuerst von einer Seite des Schmelzofens und sodann von der anderen Seite des Schmelzofens durchgeführt.and keep it in a molten state so that it is in that State reached from the rear space to the front of the melting furnace. Usually there are around 2 to 4 burners each Line. The first two rows of burners mostly melt the glass batch completely, and the remaining ones Burners serve to keep the molten glass in a molten state as it progresses through the melting zone keep. As can be seen from Figures 1 and 2, the rows of overhead burners extend substantially over the entire length of the furnace. The heating process can also be used instead of burners located above go through regenerative firing, with the openings that are located after the melting furnace over the Open level of the flowing glass in it, are arranged at intervals on both sides of the melting furnace. The firing is first from one side of the furnace and then carried out from the other side of the furnace.

Nachdem das Glas in geeigneter Weise geschmolzen und thermisch konditioniert worden ist, in der Regel für einen Zeitabschnitt von etwa 12 bis 24 Stunden auf kontinuierlicher Basis, wird die obere Oberfläche des Glases von dem Schmelzofen zur Formgebung abgezogen, wie es in Figur 2 gezeigt ist. Das Glas wird als endloses Glasband 27 geformt, wobei es zwischen wassergekühlten Walzen 25/26 hindurch bewegt wird, sobald es aus dem Schmelzofen herausgezogen wird. In der Technik sind Verfahrensweisen, um Glas kontinuierlich beim Durchgang zwischen Walzen zu formen, wohl bekannt, und eine bevorzugte Ausführungsform wird in der US Patentanmeldung Serial Nr. 222 627 beschrieben. Alternativ können andere Formgebungsmittel, z.B. eine Formgebung durch Floaten (float forming) bei der Glasherstellung verwendet werden.After the glass is appropriately melted and thermally has been conditioned, usually for a period of about 12 to 24 hours on a continuous basis Base, the top surface of the glass is peeled from the furnace for shaping as shown in FIG is. The glass is shaped as an endless glass ribbon 27, it being moved through between water-cooled rollers 25/26 as soon as it is pulled out of the furnace. In the art, procedures are to make glass continuous Forming in passage between rolls is well known and a preferred embodiment is disclosed in US patent application Serial No. 222 627. Alternatively, other shaping means, e.g. shaping by floating (float forming) can be used in glass production.

Nachdem das Glas in ein endloses Glasband umgeformt worden ist, durchläuft es in der Regel einen Temperungsglühofen, um von den thermischen Beanspruchungen entlastet zu werden, denen das Glas während seiner Formgebung ausgesetzt war. After the glass has been formed into an endless glass ribbon, it usually passes through a tempering annealing furnace in order to be relieved of the thermal stresses to which the glass was exposed during its shaping.

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Nach der Temperung wird das Glas in der Regel überprüft und auf entsprechende Größe zurechtgeschnitten.After tempering, the glass is usually checked and cut to the appropriate size.

example 1

Die nachfolgenden, gut gemischten Glasgemenge-Ingredienzien werden kontinuierlich an der Einspeisseite eines Flachglasschmelzofens mit einer 60 Tonnen-Kapazität eingespeist, wie er in allgemeiner Weise in Figur 2 gezeigt ist.The following, well-mixed glass batch ingredients are continuously fed in at the feed side of a flat glass melting furnace with a capacity of 60 tons, as shown in a general manner in FIG.

Ingredienzien Gew.%Ingredients wt%

Siliciumdioxid ■Silicon dioxide ■ 700700 hydratisierte Tonerdehydrated clay 296296 -Li thiumc arbonat-Li thium carbonate 8383 LithiumfluoridLithium fluoride 15,5015.50 TitandioxidTitanium dioxide 6,06.0 Zink- und ZirkonsilicatZinc and zirconium silicate 3131 Zinkoxidzinc oxide 10,510.5 AntimontrioxidAntimony trioxide 4,04.0 KaiiumcarbonatPotassium carbonate 2,52.5 1148,51148.5 GlasbruchBroken glass 13601360

* Der Glasbruch hatte folgende Zusammensetzung, ausgedrückt in Gew.%: Na₂O 0,31%; Li₂O 3,98%; F" 0,27%; SiO_£ 70,67% Al₂O₃ 19,39%; ZrO₂ 1,54%; ZnO 1,53%; TiO₂ 1,56%; K₂O 0,18%; As₂O₃ 0,01%; Sb₂O₃ 0,33%.* The broken glass had the following composition, expressed in% by weight: Na ₂ O 0.31%; Li ₂ O 3.98%; F "0.27%; SiO _£ 70.67% Al ₂ O ₃ 19.39%; ZrO ₂ 1.54%; ZnO 1.53%; TiO ₂ 1.56%; K ₂ O 0.18%; As ₂ O ₃ 0.01%; Sb ₂ O ₃ 0.33%.

Der Glasschmelzofen, wie er z.B. in Figur 2 gezeigt ist, hat eine Gesamtlänge von etwa 14,33 m sowie eine Breite von etwa 2,59 m und hat eine Schmelzzone, die in der Lage ist, etwa 60 Tonnen Glas aufzunehmen. Der Schmelzofen ist derart ausgelegt, daß er eine Schichttiefe von etwa 61 cm geschmolzenen Glases aufnimmt. Der Schmelzofen enthält 8 Reihen von oben liegenden Brennern, wobei eine Erdgasbefeuerung und ein Heizschema verwendet wird, wie es mit der Kurve B in The glass melting furnace, as shown for example in FIG. 2, has a total length of about 14.33 m and a width of about 2.59 m and has a melting zone which is able to hold about 60 tons of glass. The furnace is designed to accommodate a layer of molten glass about 61 cm deep. The furnace contains 8 rows of overhead burners, wherein a natural gas firing, and a heating pattern is used, as with the curve B in

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Figur 3 gezeigt wird. Etwa 52% des Gases gelangen durch die ersten drei Brenner in den Schmelzofen, während etwa 48% des Gases durch die letzten fünf Brenner eintreten, die von dem Glasgemenge-Speiser (batch feeder) entfernt sind. Das Temperaturprofil innerhalb des Schmelzofens ist etwa wie folgt:Figure 3 is shown. About 52% of the gas enters the furnace through the first three burners, while about 48% of the gas enters the last five burners, which are remote from the batch feeder. The temperature profile inside the furnace is roughly as follows:

Im Doghaus bzw. im Einspeisvorbau (doghouse) beträgt die Schmelztemperatur etwa 1205° C (2200° F). Bei etwa der dritten Reihe der oben liegenden Brenner, einer Distanz von etwa 1/3 der gesamten Länge des Schmelzofens, beträgt die an der Rückwand gemessene Schmelztemperatur etwa 1482° C (2700° F). Etwa bei der fünften Reihe der Brenner beträgt die Schmelztemperatur ca. 1704° C (3100° F). Die Quellzone ist etwa bei der siebten Reihe der Brenner angeordnet, und die Glastemperatur an dieser Quellzone beträgt etwa 1771° C (3220° F). Wie man sehen kann, ist das Verhältnis der Schmelzzone zu der thermischen Konditionierungszone etwa 1,6:1. Das geschmolzene Glas wird kontinuierlich von dem Schmelzofen gezogen und zwischen einem Paar hochtemperaturbeständiger, aus einer Legierung bestehender, wassergefüllter Walzen weiter geformt. Die Formgebungstemperatur beträgt etwa 1621° C (2950° F). Die Walzen sind gegen den Förderausguß der Wanne in der Weise ausgerichtet, daß das Glas im Klemm- oder Quetscheffekt der Walzen (pinch of the rolls) ausgesetzt und infolgedessen zu der gewünschten Dicke in Form eines kontinuierlich gebildeten Glasbandes gepreßt wird. Da das Glas von den wassergekühlten Formgebungs-Walzen weiter fortschreitet, ist die Glasoberfläche in ausreichender Weise abgekühlt, um eine mehr oder weniger selbsttragende Glastafel oder ein entsprechendes Glasband zu bilden. Bei der Überprüfung zeigt das endlos gebildete Glasband eine hervorragende optische Flachglas-Qualität. Das auf diese Weise gebildete Glasband ist frei von Bläschen. Sodann wird das Glas gut ausgezogen und hat eine geringfügige Schlierenbildung. Außerdem ist die Zusammensetzling des Glases von Oberfläche zu Oberfläche ver- In the dog house or in the feed porch (dog house), the melting temperature is around 1205 ° C (2200 ° F). With about the third row of burners at the top, a distance of about 1/3 of the total length of the furnace, the melt temperature measured on the rear wall is about 1482 ° C (2700 ° F). For about the fifth row of burners, the melting temperature is approximately 1704 ° C (3100 ° F). The swelling zone is located about the seventh row of burners, and the glass transition temperature at this swelling zone is about 1771 ° C (3220 ° F). As can be seen, the ratio of the melt zone to the thermal conditioning zone is about 1.6: 1. The molten glass is continuously drawn from the furnace and further formed between a pair of high temperature resistant, alloyed, water filled rollers. The molding temperature is approximately 1621 ° C (2950 ° F). The rollers are aligned with the delivery spout of the tub in such a way that the glass is exposed to the pinch of the rolls in a pinch of the rolls and is consequently pressed to the desired thickness in the form of a continuously formed ribbon of glass. As the glass continues to advance from the water-cooled forming rollers, the glass surface has cooled sufficiently to form a more or less self-supporting glass sheet or a corresponding glass ribbon. When checked, the endlessly formed glass ribbon shows an excellent optical flat glass quality. The ribbon of glass formed in this way is free from bubbles. The glass is then pulled out well and has slight streaking. In addition, the composition of the glass is different from surface to surface.

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251863b _ΛΑ. 251863b _ΛΑ .

gleichsweise einheitlich, was dadurch angezeigt wird, daß die Oberfläche des Glases während dem Schmelzvorgang keinen Verlust an flüchtigen Bestandteilen aufweist.equally uniform, which is indicated by the fact that the Surface of the glass does not show any loss of volatile constituents during the melting process.

Das gebildete Glasband wird dann von kleineren Transportwalzen (apron rolls) aufgenommen, die gegenwärtig ein Teil der Mechanik eines Temperungsglühofens (annealing lehr mechanism) sind, die aber nicht eingeschlossen sind wie die restlichen Bauteile des Ofens. In dieser Zone verliert das Glas sehr schnell an Wärme, und die Temperatur fällt etwa auf 1260° C (2300° F), wobei die Rollen auf etwa 816° C (1500° F) beim Eintritt des Glases in den Temperungsofen gehalten werden. In diesem Ofen wird das Glas getempert, um von den thermischen Beanspruchungen entlastet zu werden, denen" es während der Formgebung ausgesetzt ist. Nach der Temperung wird das Glas überprüft und auf eine gewünschte Größe zurechtgeschnitten. Das Glas hat in diesem Zustand eine nominale Schichtdicke von etwa 5,08 mm (0,2 inch) und besitzt die folgende Zusammensetzung:The formed glass ribbon is then picked up by smaller transport rollers (apron rolls), which are currently part of the mechanics of an annealing mechanism, but which are not included like the other components of the furnace. In this zone, the glass loses heat very quickly and the temperature drops to about 1260 ° C (2300 ° F) with the rollers being held at about 816 ° C (1500 ° F) as the glass enters the tempering furnace. In this furnace, the glass is tempered in order to be relieved of the thermal stresses to which it is subjected during molding. After the tempering, the glass is checked and cut to the desired size. The glass in this state has a nominal layer thickness of approximately 5.08 mm (0.2 inches) and has the following composition:

Komponente Gew.% (analysiert)Component wt.% (Analyzed)

SiO₂ ·. ' 70,50SiO ₂ ·. '70.50

Al₂O₃ 19,20Al ₂ O ₃ 19.20

Li₂O . 3,98Li ₂ O. 3.98

TiO₂ 1,60TiO ₂ 1.60

ZrO₂ 1,50ZrO ₂ 1.50

ZnO ' 1,60ZnO '1.60

Sb₂O₃ 0,35Sb ₂ O ₃ 0.35

As₂O₃ 0,01As ₂ O ₃ 0.01

F~ 0,08F ~ 0.08

Das Glas besitzt eine hervorragende Qualität und ist entsprechend frei von Bläschen- und Schlierenbildung. Außerdem The glass is of excellent quality and is accordingly free from the formation of bubbles and streaks. aside from that

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erscheint die Zusammensetzung, wenn ein Querschnitt des Glasbandes unter Querpolarisatoren geprüft wird, durch die Schichtdicke des Glasbandes hindurch vergleichsweise einheitlich, d.h. daß die Zusammensetzung an der Oberfläche des Glases annähernd die gleiche ist wie im Innern des Glases. Dies wird durch den vergleichsweise geringen Verlust an flüchtigen Bestandteilen aus dem Glas während seinem Einschmelzen in dem Schmelzofen angezeigt. Diese Gleichförmigkeit der Zusammensetzung wird begründet, wenn das Glas in einen Ofen überführt wird, um es einer Wärmebehandlung zur Kristallisierung zu unterziehen. Das Glas kristallisiert dabei aus und wird opak bzw. undurchsichtig sowie milchig weiß. Eine Röntgenstrahlanalyse zeigt an, daß das der Erwärmung ausgesetzte Glas eine Glaskeramik ist, deren Hauptkristallphase eine feste Lösung von beta-Spodumen ist, und daß der Kristallisationsgrad etwa 98% beträgt. Das Glas kristallisiert gleichförmig, und es gibt keine Anzeichen für ein Zerspringen oder Verformung des auskristallisierten Glases.the composition appears when a cross section of the glass ribbon is examined under transverse polarizers through which Layer thickness of the glass ribbon is comparatively uniform through it, i.e. the composition on the surface of the glass is approximately the same as inside the glass. This is due to the comparatively low loss of volatiles from the glass as it is being melted down in the furnace. This uniformity The composition is established when the glass is placed in an oven for heat treatment to undergo crystallization. The glass crystallizes out and becomes opaque or non-transparent as well milky white. An X-ray analysis indicates that the glass exposed to the heating is a glass-ceramic, its The main crystal phase is a solid solution of beta-spodumene, and that the degree of crystallization is about 98%. The glass crystallizes uniformly and there is no evidence of cracking or deformation of the crystallized Glass.

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bezieht sich besonders auf die Herstellung von üblichen Gläsern, beispielsweise einem Alkali-Kalk-Kieselsäureglas. In Figur 4 wird ein Querschnitt eines an der Kopfseite gespeisten, von der Seite befeuerten Regenerativschmelzofens, der eine Schmelzeinrichtung 31 mit einer bestimmten Tiefe und eine Läuterungseinrichtung 33 mit einer Tiefe hat, die tiefer ist als die der Schmelzeinrichtung, gezeigt. Der Schmelzofen ist mit einer Formgebungskammer 34a verbunden, in welcher eine endlose Flachglastafel dadurch gebildet wird, daß man das Glas auf geschmolzenes Metall aufschwimmen bzw. floaten läßt.Another embodiment of the method according to the invention relates in particular to the production of conventional glasses, for example an alkali-lime-silica glass. FIG. 4 shows a cross-section of a regenerative melting furnace that is fed from the top and fired from the side, the one melting device 31 with a certain depth and one refining device 33 with a Has shown depth which is deeper than that of the melter. The melting furnace is with a molding chamber 34a connected, in which an endless sheet of flat glass thereby is formed by allowing the glass to float on molten metal.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Länge ist annähernd maßstäblich, währenddessen die wiedergegebene Höhe unterhalb der Glasoberfläche annähernd den doppelten Maßstab anzeigt, um die Variation in der Tiefe des Schmelzofens als eine Funktion der Länge des Schmelzofens deutlicher The length shown in the drawing is approximate to scale, while the height shown below the glass surface shows approximately double the scale in order to more clearly show the variation in the depth of the furnace as a function of the length of the furnace

zu zeigen. 509845/0804to show. 509845/0804

Die Schmelzeinrichtung 31 hat eine Glasgemenge-Einspeisseite, an der linken Seite der Figur 4, und die Läuterungseinrichtung 33 hat ein Auslaßende, an der rechten Seite der Figur 4, und zwar in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Einlaßende der Formgebungskammer 34, wie rechts außen in der Figur 4 gezeigt.The melting device 31 has a glass batch feed side, on the left side of Figure 4, and the refining device 33 has an outlet end, on the right side of the figure 4, in the immediate vicinity of the inlet end of the shaping chamber 34, as on the far right in the figure 4 shown.

Die Schmelzeinrichtung 31 umfaßt einen Boden 35, eine rückseitige Wannenwand 37, seitliche Wände 39, eine obere Rückwand 41 und ein Dach 43. Die seitlichen Wände 39 besitzen Öffnungen, die in Verbindung mit Befeuerungsöffnungen 45 stehen, die ihrerseits Brenner 47 enthalten, um einen Brennstoff in die Schmelzeinrichtung 31 des Schmelzofens einzuleiten. Ein Ofen zum Abfeimen oder Abschäumen 49 (skim kiln) ist an jeder Seite der Schmelzeinrichtung in der Nähe ihres stromabwärts gelegenen Endes angeordnet.The melting device 31 comprises a bottom 35, a rear trough wall 37, side walls 39, and an upper rear wall 41 and a roof 43. The side walls 39 have openings that are in communication with lighting openings 45, which in turn contain burners 47 in order to introduce a fuel into the melting device 31 of the melting furnace. A skim kiln 49 is provided on each side of the melter near theirs arranged downstream end.

An diesem stromabwärts gelegenen Ende der Schmelzeinrichtung 31 besteht eine Verbindung über eine Einschnürung (waist) mit der Läuterungseinrichtung 33. Diese Einschnürung umfaßt eine Schirmwand 61 (shadow wall) und abgeschrägte bzw. konisch geformte (tapered) seitliche Wände 63.At this downstream end of the melting device 31 there is a connection via a constriction (waist) with the refining device 33. This constriction comprises a screen wall 61 (shadow wall) and beveled or conical tapered side walls 63.

Die Läuterungseinrichtung 33 umfaßt einen Boden 51, eine Stirnwannenwand 53, eine obere Stirnwand 55, ein Dach 57 und seitliche Wände 59. Ein Ofen zum Abfeimen oder Abschäumen 65 ist entlang jeder Seitenwand 59 in Nachbarschaft zu dem stromaufwärts gelegenen Ende der Läuterungseinrichtung 33 vorgesehen.The refining device 33 comprises a floor 51, an end trough wall 53, an upper end wall 55, and a roof 57 and side walls 59. A sizing or skimming oven 65 is adjacent to each side wall 59 the upstream end of the refining device 33 is provided.

Der Boden des Schmelzofens, der von der tiefsten Stelle des Bodens 35 der Schmelzeinrichtung 31 bis zu der höchsten Stelle des Bodens 51 der Läuterungseinrichtung 33 in mehreren Stufen ansteigt, umfaßt Stufenschwellen 67 und Stufenfelder 69· Eine Vielzahl von eingetauchten Kühlern kann quer zu dem Schmelzofen in der Nähe des Schmelzofenbodens angeordnet The bottom of the melting furnace, the melting means 31 to the highest point of the bottom of the refiner rises from the lowest point of the bottom 35 51 33 in multiple stages, comprises level thresholds 67 and level fields 69 ·, a plurality of submerged coolers transverse to the smelting furnace in placed near the bottom of the furnace

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sein, um die gewünschten Strömungsschemata in dem Glas einzustellen und aufrechtzuerhalten. Die Kühler sind z.B. Röhren 71» 73 und 75.to set the desired flow schemes in the glass and maintain. The coolers are e.g. tubes 71 »73 and 75.

Während des Verfahrens wird ein Bad aus geschmolzenem Glas innerhalb des niedrigeren Teiles des Schmelzofens sowie ein Freiraum in dem oberen Teil des Schmelzofens über dem geschmolzenen Glas geschaffen. Das Bad aus geschmolzenem Glas umfaßt einen Teilbereich 32 der Schmelzeinrichtung 31 und einen Teilbereich J>k der Läuterungs einrichtung 33. Ungeschmolzene Glasgemenge-Materialien werden in den Schmelzofen über die rückseitige Wannenwand 37 eingespeist. Dieses Glasgemenge bildet eine Deckenschicht 36 (blanket), die auf dem Bad aus geschmolzenem Glas aufschwimmt bzw. floatet, bis das Glasgemenge schmilzt. Das dabei gebildete geschmolzene Glas wird dann zur Formgebung konditioniert und geläutert.During the process, a bath of molten glass is created within the lower part of the furnace and a clearance is created in the upper part of the furnace above the molten glass. The bath of molten glass comprises a portion 32 of the melting device 31 and a portion J> k of the refining device 33. Unmelted glass batch materials are fed into the melting furnace via the tank wall 37 on the rear side. This batch of glass forms a blanket layer 36 (blank) which floats or floats on the bath of molten glass until the batch of glass melts. The molten glass formed is then conditioned and refined for shaping.

Auch wenn das erfindungsgemäße Verfahren nicht zur Anwendung kommt, erstreckt sich für gewöhnlich die Glasgemenge-Deckenschicht nicht weiter als etwa zwei Befeuerungsöffnungen weit von der Einspeisseite der Schmelzeinrichtung. Wie bei dem Betreiben aller derartiger Schmelzofen, so gibt es auch hier (siehe Figur 4) eine heiße. Stelle in dem Glas in einem gewissen Abstand von der Einspeisseite der Schmelzeinrichtung, und eine "Quellzone" 77 ("spring zone") entwickelt sich an dieser heißen Stelle, wo das Glas emporsteigt. Bei einer natürlichen Konvektion existieren Rückströme 79 und 81 am Boden 51 der Läuterungseinrichtung 33 entlang gegen diese Quellzone 77 sowie ein Rückstrom an der Oberfläche 85 innerhalb der Schmelzeinrichtüng 31 unmittelbar 'unter der Glasgemenge-Deckenschicht 36 innerhalb der Schmelzeinrichtung. Unterdessen wird ein vorwärts gerichteter Strom der Oberfläche 87 innerhalb der Läuterungseinrichtung 33 gebildet, und ein Teil dieses Stromes strömt an der Oberfläche weiter, um aus dem Schmelzofen befördert zu werden und zum Schluß in ein Flachglas umgeformt zu werden. Diese Oberflächenschicht des Glases 89 besitzt ein erwünschtes Strömungs- Even if the method according to the invention is not used, the glass batch cover layer usually does not extend further than approximately two firing openings far from the feed side of the melting device. As with the operation of all such melting furnaces, there is also a hot one here (see FIG. 4). Place in the glass at a certain distance from the feed side of the melting device, and a "spring zone" 77 develops in this hot spot where the glass rises. In the case of natural convection, return currents 79 and 81 exist along the bottom 51 of the refining device 33 towards this swelling zone 77 as well as a return flow on the surface 85 within the melting device 31 immediately below the glass batch cover layer 36 within the melting device. Meanwhile, a forward flow of the surface 87 is formed within the refining device 33, and a portion of this flow continues to flow on the surface to be conveyed out of the furnace and finally formed into a flat glass . This surface layer of the glass 89 has a desired flow

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schema, und zwar aufgrund der am Boden der Läuterungseinrichtung vorhandenen Kühlung, die durch die aufeinander folgenden Stufen in dem Boden des Schmelzofens verursacht werden^ aufgrund der stufenweise Abkühlung, die durch die eingetauchten Kühler 83 hervorgerufen wird, sowie aufgrund der zwangsläufigen Luftkühlung des Bodens der Läuterungseinrichtung. Vorzugsweise wird dieses Strömungsschema ungestört aufrechterhalten, während das Glas weiterbefördert und geformt wird. Dies geschieht dadurch, daß man die Glasschicht 89 bei ihrer allerletzten vollen Breite entlang einer im wesentlichen horizontalen Förderwegstrecke auf ein Bad mit geschmolzenem Metall zur Formgebung weiterbefördert. Sodann wird das Glas gekühlt und auf die gewünschte Schichtdicke ausgezogen, währenddessen bei der Formgebung die Glasbreite vorzugsweise unverändert beibehalten wird.Scheme, due to the existing cooling at the bottom of the refining device, which is caused by the successive Stages in the bottom of the melting furnace are caused ^ due to the gradual cooling caused by the submerged Cooler 83 is caused, as well as due to the inevitable air cooling of the bottom of the refining device. Preferably this flow pattern is maintained undisturbed, while the glass is conveyed and shaped. This is done by the fact that the glass layer 89 at its very last full width along a substantially horizontal conveyor path onto a bath of molten metal conveyed further for shaping. The glass is then cooled and drawn out to the desired layer thickness, meanwhile the width of the glass is preferably kept unchanged during the shaping.

Die Quellzone 77 kann durch Einstellung des Brennstoffflusses zu jedem der Brenner 47 an jeder der Befeuerungsöffnungen 45 stromabwärts in die Nähe der letzten Befeuerungsöffnung verschoben werden. Mit Hilfe eines stufenförmigen Bodens, der eine erste Stufe in der Nähe der letzten Befeuerungsöffnung hat, ist die Verschiebung der Quellzone besonders drastisch. Dadurch wird eine gewichtige Wärmeübertragung von dem geschmolzenen Glas auf das Glasgemenge über ihm bewirkt, da das Glas unter dem Glasgemenge nach rückwärts strömt. Dies hat zur Folge, daß zum Schmelzen des Glasgemenges eine geringere direkte Beheizung von den Brennern benötigt wird, und daß der thermische Wirkungsgrad des Schmelzofens verbessert wird.The swelling zone 77 can be brought into the vicinity of the last fire opening downstream by adjusting the fuel flow to each of the burners 47 at each of the firing openings 45 be moved. With the help of a stepped floor, the first step close to the last Has a fire opening, the displacement of the source zone is particularly drastic. This creates a weighty heat transfer of the molten glass on the glass batch above it causes the glass below the glass batch after flows backwards. This has the consequence that for melting the glass mixture, less direct heating of the Burners is needed and that the thermal efficiency of the furnace is improved.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird der Brennstofffluß nicht nur darauf eingestellt, daß man weniger als die Hälfte, und noch vorteilhafter weniger als 40% des Brennstoffes durch die ersten drei öffnungen in der Nähe der Einspeisseite der Schmelzeinrichtung zuleitet, sondern auch daß man den Gesamtbrennstofffluß und den Strom der Verbrennungsluft ausreichendIn a particularly preferred embodiment of this invention, the fuel flow is set not only so that less than half, and even more advantageously less than 40% of the fuel is fed through the first three openings near the feed side of the melting device, but also that the Total fuel flow and the flow of combustion air are sufficient

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reduziert, um weniger als etwa 1759 kWh (6,0 million BTU) Energie pro Tonne Glas, die durch den Schmelzofen erzeugt wurde, zur Verfügung zu stellen. Dies bedeutet für den Wirkungsgrad der Brennstoffausnutzung bei einem Schmelzofen, der zwischen 400 und 700 Tonnen Glas pro Tag erzeugt, mindestens 33% des theoretischen Brennstoffbedarfes in einem vollständig adiabatisch arbeitenden Schmelzofen. Ein derartiger Wirkungsgrad der Brennstoffausnutzung läßt sich in vorteilhafter Weise mit Wirkungsgraden in der Größenordnung von 28% des theoretischen Brennstoffbedarfes vergleichen, was ein typischer Brennstoffwirkungsgrad für kommerzielle Schmelzofen des beschriebenen Typs darstellt.reduced to less than about 1759 kWh (6.0 million BTU) To provide energy per ton of glass that was produced by the melting furnace. This means for the efficiency the fuel efficiency in a furnace that produces between 400 and 700 tons of glass per day, at least 33% of the theoretical fuel requirement in one fully adiabatic melting furnace. Such fuel efficiency can be seen in compare advantageously with efficiencies in the order of magnitude of 28% of the theoretical fuel requirement, which is typical fuel efficiency for commercial furnaces of the type described.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird indessen der Glasgemengestaub (batch dust carryover), der während seines Absaugzyklus¹ durch die Befeuerungsöffnungen in die Regeneratoren gelangt, unter Zweckmäßigkeitsgesichtspunkten im wesentlichen vollständig eliminiert.In the practical implementation of the method according to the invention, however, the batch dust carryover, which gets into the regenerators through the firing ^{openings during its suction cycle 1, is essentially completely eliminated from the point of view of expediency.}

Example 2

Glasgemenge-Materialien der folgenden Zusammensetzung werden in.einen durchgehenden Schmelzofen des in Figur 4 wiedergegebenen Typus eingespeist, um Flachglas in einer Größenordnung von 500 Tonnen pro Tag zu produzieren.Glass batch materials of the following composition will be fed into a continuous melting furnace of the type shown in FIG. 4 in order to convert flat glass into a Produce on the order of 500 tons per day.

Komponente Gew.% (analysiert)Component% by weight (analyzed)

SiO₂ , 73SiO ₂ , 73

Na₂O 13,7Na ₂ O 13.7

K₂O 0,1K ₂ O 0.1

C₂O 8,9C ₂ O 8.9

MgO . 3,9MgO. 3.9

Al₂O₅ 0,1Al ₂ O ₅ 0.1

SO₃ 0,2SO ₃ 0.2

Fe₂O 0,1Fe ₂ O 0.1

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Das Glasgemenge enthält etwa 30% Glasbruch.The glass batch contains about 30% broken glass.

Der Glasschmelzofen ist etwa 57,91 m (190 feet) lang, wobei die Schmelzeinrichtung etwa 21,34 m (70 feet) lang ist, und zwar von der rückwärtigen Wannenwand bis zu dem Zentrum des Ofens zum Abfeimen bzw. Abschäumen stromabwärts von der Einschnürungj und wobei die Läuterungseinrichtung etwa 21,34 m (70 feet) lang ist, und zwar von dem Ende der abgeschrägten Einschnürungswand bis zu der Stirnwand der Wanne. Die Innenbreite sowohl der Schmelz- als auch der Läuterungseinrichtung beträgt etwa 10,67 m (35 feet). Die Tiefe der Glasschmelze innerhalb der Schmelzeinrichtung beträgt etwa 114,3 cm (45 inches) sowie in der Lauterungseinrichtung etwa 76,2 cm (30 inches).The glass furnace is approximately 57.91 m (190 feet) long, with the melter is approximately 21.34 m (70 feet) long, and from the rear wall of the tub to the center of the furnace for slimming or skimming downstream of the Constrictionj and where the refining device is about 21.34 m (70 feet) long from the end of the beveled neck wall to the end wall of the tub. The internal width of both the melting and refining equipment is approximately 10.67 m (35 feet). The depth of the Glass melt within the melter is about 114.3 cm (45 inches) as well as about 114.3 cm (45 inches) in the purifier 76.2 cm (30 inches).

Als Brennstoff wird Erdgas verwendet, obwohl auch Öl verwendet werden kann. Der gesamte Gasfluß beträgt etwa "140 000 SCFH". Der Brennstoff wird durch die 7,in Figur 4 gezeigten Beförderungsöffnungen in der Weise zugeführt, daß etwa 33% durch die ersten drei Beförderungsöffnungen und 50% durch die letzten drei Beförderungsöffnungen, d.h. also 67% durch die vier Beförderungsöffnungen hinter der dritten Öffnung zugeführt werden. Der Luftüberschuß wird auf etwa 10% der theoretischen oder stöchiometrischen Luftmenge gehalten, die für die Verbrennung des Erdgases benötigt wird. Die heißeste Stelle bzw. die Quellzone innerhalb des Glases wird mit Hilfe eines Strahlungspyrometers bestimmt. Diese Stelle liegt in der Nähe des Zentrums des Schmelzofens zwischen der sechsten und der siebten Befeuerungsöffnung. Versenkte Kühlrohre 71, 73, 75, "83 finden in der Weise Verwendung, wie es in Figur 4 angezeigt ist. Wenn ein Glas mit einem Gehalt von mehr als etwa 0,4% FepO, erzeugt wird, zieht man es dennoch vor, das Verfahren eher mit der Außenkühlung allein zu betreiben, die sich unterhalb des Bodens des Schmelzofens einstellt, als mit den hier beschriebenen eingetauchten Kühlrohren. Natural gas is used as the fuel, although oil can also be used. The total gas flow is approximately "140,000 SCFH". The fuel is fed through the 7 transport openings shown in Figure 4 in such a way that about 33% is fed through the first three transport openings and 50% through the last three transport openings, i.e. 67% through the four transport openings behind the third opening. The excess air is kept at around 10% of the theoretical or stoichiometric amount of air that is required for the combustion of the natural gas. The hottest point or the swelling zone within the glass is determined with the aid of a radiation pyrometer. This point is near the center of the furnace between the sixth and seventh firing openings. Countersunk cooling tubes 71, 73, 75, "83 are used in the manner indicated in Figure 4. If a glass is produced containing more than about 0.4% FepO, it is still preferred that The process is more likely to operate with the external cooling alone, which occurs below the bottom of the melting furnace, than with the immersed cooling tubes described here.

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Es wird ein Glas mit einer hervorragenden Gesamtqualität aus der Glasschmelze gebildet, die zur Formgebung herangefördert wurde. Dabei wird eine gute Homogenisierung der Glasschmelze innerhalb der Schmelzeinrichtung angezeigt. Die Glasgemenge-Deckenschicht wird während der Befeuerung und während des Befeuerungswechsels von der einen Seite zu der anderen Seite beobachtet. Dabei wird festgestellt, daß ein nur unwesentlicher Anteil Glasgemengestaub in die Befeuerungsöffnungen während des Absaugvorgangs mitgerissen wird. Der Wirkungsgrad des Schmelzofens liegt bei etwa 33% des theoretischen Wirkungsgrades, und die Brennstoffausnutzung beträgt etwa 1759 kWh (6,0 million BTU) pro Tronne erzeugtem Glas.A glass with an excellent overall quality is formed from the glass melt, which is conveyed for shaping became. A good homogenization of the glass melt within the melting device is indicated. The glass batch cover layer is closed from one side during the firing and during the change of firing the other side observed. It is found that only an insignificant proportion of glass batch dust in the lighting openings is entrained during the suction process. The efficiency of the melting furnace is around 33% the theoretical efficiency, and the fuel efficiency is approximately 1759 kWh (6.0 million BTU) per glass barrel produced.

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Claims

251863b Claims:

1. Process for the production of flat glass using a regenerative melting furnace fired over its entire length, which contains a melting device for receiving glass batch materials on a feed side, and has at least five lighting openings along its entire length as well as a purification device, which is connected to the melting device and a shallower depth for receiving the glass melt than the melter has finely ground glass batch materials on molten glass within the Melting furnace on its feed side can be sent to a batch of glass floating on the glass melt to be created between the lighting openings, which are arranged in the immediate vicinity of the feed side, and wherein the floating glass batch is forced from the furnace by the action of the furnace above the Mixture to be picked up and carried along, characterized in that one less than about 50% of the total fuel that goes to the glass melting furnace is fed through all the lighting openings, through the first three lighting openings a lot introduces close to the point where the glass batch is fed into the glass melting furnace,

and that at least about 50% of the total fuel entering the glass furnace is passed through all of the fire openings. is introduced through fire openings, which are arranged according to these first three openings, during which the total speed at which the fuel is introduced into the melting furnace is adjusted and maintained so that the temperature of the molten glass in the refining device is within a suitable range is held in order to further convey the molten glass to produce an endless flat glass ribbon.

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2. The method according to claim 1, characterized in that less than 40% of the total Fuel through these first three fire openings and at least about 60% of the total fuel initiates the lighting openings at least three openings far away.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the combustion of the Air used for fuel fed into the glass melting furnace is less than about 1.1 times the stoichiometric air requirement for the combustion of the fuel.

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