DE2523593C3 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Glas unter Verwendung von Strahlungsreflektoren in einer Glasformgebungskammer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Flachglas in der Weise, daß man es ausformt, während man es aufgeschmolzenem Metall abstützt Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Methode zur thermischen Konditionierung des geschmolzenen Glases, die unmittelbar, nachdem das Glas auf das geschmolzene Metall zum Ausformen aufgebracht wurde, eingesetzt wird und bei der Strahlungsreflektoren verwendet werden. Es gibt verschiedene bekannte Prozesse zur Herstellung von Flachglas in der Art, daß es aus einem auf geschmolzenem Metall abgestützten Glaskörper ausgeformt wird. Das Glas kann auf ein Bad von geschmolzenem Metall, wie beispielsweise Zinn, aufgebracht und so abgekühlt und auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls vorwärts transportiert werden, daß sich eine endlose Platte oder ein Band aus Glas bildet, wie dies die US-PS 7 10 357, 789911,29 11 159,30 83 551 und 32 20 816 zeigen.

Schon in den frühesten dieser Veröffentlichungen wurde es positiv eingeschätzt, daß die Temperatur des Glases kontrolliert werden kann, während es sich auf dem geschmolzenen Metall abstützt. Nach der US-PS 33 52 657 erfolgt die Temperaturkontrolle des heißen Glases, das zur Formgebung von einer Metallschmelze gestützt wird, durch nicht näher definierte Temperaturregler, die oberhalb und unterhalb des Glases vorhanden sind, und zwar an Stellen, die in Richtung des Glasstroms ein gutes Stück unterhalb des Einlasses der Formgebungskammer liegen. Tatsächlich ist es beim Betrieb einer Formgebungskammer, die der in der US-PS 33 52 657 gezeigten ähnelt, nicht ungewöhnlich, daß geschmolzenes Glas, das in die Kammer mit einer Temperatur von 1105°C an der Lippe eintritt, innerhalb der ersten fünf Minuten seines Aufenthaltes in der Formgebungskamme: auf weniger als 780°C abgekühlt wird. Dies wird bestätigt durch den starken anfänglichen Temperaturabfall, wie er in F i g. 3 dieser Patentschrift gezeigt wird.

US-PS 35 31 274 beschreibt, daß es vorteilhaft sei, die Temperatur des Glases auf dem Metallbad am Anfang nicht zu stark abzusenken.

Alle diese Patentschriften geben keine Hinweise, wie die für Flachglas, das durch Abstützen auf geschmolzenem Metall während der Formgebung hergestellt wurde, charakteristische gewisse optische Verzerrung verringert oder beseitigt werden kann.

Die optische Verzerrung wird deutlicher bei dünnen Gläsern als bei dicken Gläsern, insbesondere bei Gleichgewichtsglas, und ist besser zu erkennen, wenn man das Glas unter einem kleinen Winkel im reflektierenden Licht betrachtet, als unter einem Winkel von etwa 90⁰C im durchscheinenden Licht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung die optische Qualität von

Flachgläsern zu verbessern und die Intensität der Verzerrungen zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Flachglas gelöst. Diese Vorrichtung zur Herstellung von Glas mit einem s Glasschmelzofen zur Zulieferung von geschmolzenem Glas, einer Glas-Formgebungskammer, die ein Bad aus geschmolzenem Metall zum Abstützen des Glases und Mittel zum Ausformen des auf dem geschmolzenen Metall abgestützten Glases zu Flachglas einschließt, und to mit einer Einrichtung zur Zuführung von geschmolzenem Glas aus dem Glasschmelzofen in die Glas-Formgebungskammer ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Schwelle einschließt, über die ein breiter flacher Strom geschmolzenen Glases auf einem ι > im wesentlichen horizontaler. Weg auf das Bad aus geschmolzenem Metall fließt und daß über dem geschmolzenen Glas Strahlungsreflektoren angebracht sind, von denen ein erster Strahlungsreflektor am Dach der Zuliefereinrichtung aufgehängt, zwischen der stromabwärts gelegenen Hubtür und dem Sturz über dem geschmolzenen Glas angeordnet ist

Der Reflektor dient dazu, Wärme, die von dem geschmolzenen Glas abgestrahlt wird, auf dieses zurückzustrahlen und zu einem gewissen Grad durch das geschmolzene Glas hindurch in das geschmolzene Metall. Es wird genügend Hitze auf das Glas zurückreflektiert, um seine Temperatur und Viskosität während der Anfangsphase seines Aufenthaltes auf dem geschmolzenen Metall in gewünschten Grenzen zu jo halten, so daß ein Glas von verbesserter Ebenheit hergestellt wird.

Das wird dadurch erreicht, daß das Glas seine Wärme relat ν schneller durch seine untere als durch seine oben liegende Oberfläche verliert und unmittelbar nach dem J5 Aufb ingen auf das geschmolzene Metall so heiß bleibt, daß ':ine durchschnittliche Viskosität zwischen 10³ und 10⁵ F'oise während der Anfangsphase seines Aufenthaltes auf dem geschmolzenen Metall erreicht wird und daß der Temperaturabfall zu Anfang relativ langsam ist -10 gegenüber der späteren Abfallgeschwindigkeit der Temperatur. Es wird ausreichend Wärme auf das Glas zurückreflektiert, daß seine Temperatur-Abfallgeschwindigkeit während dieser Anfangsphase unter 55°C pro Minute bleibt, vorzugsweise unter 5O⁰C pro Minute. 4 > Die Zeitdauer der Anfangsphase, wehrend der eine derartige Temperaturkontrolle aufrechterhalten wird, beträgt mindestens zwei Minuten, vorzugsweise mindestens fünf Minuten. Nach diesem anfänglichen langsamen Abkühlen kann das Glas relativ schneller ~>o abgekühlt werden, ohne die Qualität des erzeugten Glases zu beeinträchtigen.

Am effektivsten wird ein Strahlungsreflektor in Kombination mit einer Glas-Formgebungskammer angewendet, in der das Glas in gleicher Richtung in die v> Kammer und auf dem geschmolzenen Metall entlangfließt. In einer derartigen Vorrichtung kann der Strahlungsreflektor dicht genug bei dem Glas angeordnet werden, so daß er, thermisch gesehen, wie ein unendlicher ebener Reflektor wirkt, also ohne erhebli- wi ehe Wirksamkeitsverluste wegen irgendeines Blickfeld-Effektes an den Rändern des Stroms aus geschmolzenem Glas. Unabhängig von dieser bevorzugten Kombination kann die Erfindung in einer Vorrichtung angewandt werden, in der das geschmolzene Glas erst hi abwärts, dann vorwärts fließt, oder in der es abwärts, rückwärts, auswärts und dann vorwärts fließt.

Der Strahlungsreflektor kann eine ebene reflektierende Oberfläche auf der dem Glas zugewandten SeitL· haben oder seine reflektierende Oberfläche kann so geformt sein, daß eine bestimmte thermische Verteilung erreicht wird, die über die Minimalisierung der optischen Verzerrung durch die Gesamttemperatui Kontrolle hinaus bestimmten Zwecken dient. Beispielsweise kann der Strahlungsreflektor eine konvexe untere reflektierende Oberfläche haben, um mehr Wärme an die Ränder des Glasstroms zu reflektieren als auf seinen Mittelteil. Ein derartiger Reflektor kann benutzt werden, um Wärmeverluste durch die Seiten der Formgebungskammer auszugleichen.

Demgemäß ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsreflektoren im wesentlichen flache Platten und im wesentlichen gleichmäßig weit von dem Bad aus geschmolzenem Metall entfernt sind.

Für eine andere Ausführungsform der Erfindung ist kennzeichnend, daß die Strahlungsreflekioren Platten mit einer konvexen unteren wärmenjflektierenden Oberfläche sind, die in der Nähe tier Mitte der Formgebungskammer dem geschmolzenen Metall am nächsten und in der Nähe der Seiten der Formgebungskammer am weitesten davon entfernt sind.

Der Strahlungsreflektor kann sich über die volle Breite de/ Formgebungskammer erstrecken oder er kann kleinere Abmessungen haben. Es ist wünschenswert, daß der Strahlungsreflektor sich mindestens über die Ränder des Glasstroms erstreckt, der der Kammer zur Formgebung zugeführt wird. Der Strahlungsreflektor kann zwei getrennte reflektierende Oberflächen einschließen, die mit Abstand voneinander angeordnet sind, so daß die vom Mittelteil des Glases abgestrahlte Hitze nicht reflektiert wird, während auf die Ränder des Glases Wärme reflektiert wird. Dadurch kann eine Kontrolle des relativen Flusses des Glases im Mittelteil des Stroms gegenüber seinem Fluß in den Randteilen des Stroms erreicht werden. Eine derartige Beeinflussung der Flußgeschwindigkeit kann die Qualität des erzeugten Glases beeinflussen.

Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Strahlungsreflektor aus mehreren Platten und aus wärmereflektierendem Material besteht und jede eine Breite hat, die geringer ist als die Breite des Bades aus geschmolzenem Metall und eine Länge, die sich von der Nähe der Steile, an der das geschmolzene Glas auf das geschmolzene Metall gefördert wird, zu einer Steile stromabwärts von dort erstreckt.

Kennzeichnend für eine alternative Ausführung ist, daß im Miltelbereich der Formgebungskammer zwischen benachbarten Wärmereflektoren ein Zwischenraum besteht.

Vorz.igiweise hat der Strahlungsreflektor eine reflektierende Oberfläche, die ein hohes Reflexionsvermögen im infraroten Bereich des Spektrums der Strahlungsenergie hat. Als reflektierende Oberfläche des Reflektors sollte die Oberfläche eines Materials dienen, die ihr Reflexionsvermögen im Infraroten in einer Atmosphäre behält, die Schwefel, reduzierende Gase, Metalldämpfe und Reaktionsprodukte dieser Materialien mit geschmolzenem Glas enthält. Beispielsweise wird die reflektierende Oberfläche vorzugsweise aus einem Material bestehen, das bei Temperaturen oberhalb von I095T, vorzugsweise oberhalb von 1360°C weder äußerlich noch chemisch angegriffen wird. Feuerfeste Materialien oder Metalle können zur Konstruktion des Reflektors verwendet werden. Die

reflektierende Oberfläche kann aus Siliciumdioxid. Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Molybdändisilicid oder einem ähnlichen hochwarmfesten Material bestehen, eine metallische, reflektierende Oberfläche ist jedoch vorzuziehen. Fs hat sich herausgestellt, daß Edelstahl ein besonders geeignetes Material für die Konstruktion der Fläche des Strahlungsreflektors ist.

Für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist kennzeichnend, daß die Wärmereflektoren darüber hinaus eine thermische Isolierung einschließen, die über der Metallplatte montiert ist.

Da die Atmosphäre über dem Bad mit geschmolzenem MeHI in der Glas-Formgcbungskammer kondensierbare Stoffe enthält (siehe US-PS 33 56 476 und 35 97 178), ist es wünschenswert, den Strahlungsreflektor auf einer relativ zu der des Glases und der Atmosphäre hinreichend hohen Temperatur zu halten, so daß kondensierbare Stoffe nicht auf der Fläche des Reflektors kondensieren und auf das Glas fallen, wobei sie es verunreinigen. Diese Stoffe könnten zwar leicht an einem Bauteil zum Auffangen von Kondensat kondensiert werden, das nahe bei dem Reflektor angeordnet und auf die Seiten der Formgebungskammer ausgerichtet ist, in der Weise, wie es in den US-PS 34 94 755 und 35 97 178 beschrieben ist. Es ist jedoch vorzuziehen, daß die ganze Umgebung des Strahlungsreflektors auf einer Temperatur gehalten wird, bei der eine Kondensation, die zur Verunreinigung führt unwahrscheinlich ist. Dies ist deshalb wichtig, weil die Kondensation von Verunreinigungen auf der reflektierenden Fläche ihr Reflexionsvermögen vermindern könnte, so daß die gewünschte Wirksamkeit der Verwendung des Reflektors nicht erreicht wird.

Der Strahlungsreflektor nach dieser Erfindung wird vorzugsweise 5 bis 45 cm über der Oberfläche des geschmolzenen Glases angeordnet, das unter ihm hindurchflieBt. Je dichter der Reflektor über dem geschmolzenen Glas hängt, desto mehr wirkt er wie ein Reflektor von unbegrenzter Ausdehnung. Daher ist es wünschenswert, den Reflektor dicht über dem geschmolzenen Glas anzuordnen, so daß er soviel Hitze wie möglich auf das Glas zurückrichtet.

Es können auch mehrere Reflektoren wirksam zur Kontrolle der Glastemperatur verwendet werden. Wenn eine Serie von Reflektoren benutzt wird, sollte derjenige, der der Glas-Zuliefereinrichtung am nächsten ist, vorzugsweise am dichtesten über dem geschmolzenen Glas auf dem geschmolzenen Metall angeordnet werden. Die folgenden Reflektoren sollten mit jeweils größeren Abständen über dem Spiegel des geschmolzenen Metalls angeordnet sein. Eine derartige Anordnung ist nützlich, da die Strahlungsreflektoren dazu dienen, die Bewegung der Atmosphäre über dem geschmolzenen Glas zu behindern. Wenn der Raum über dem geschmolzenen Glas sich zum Einlaßende der Glas-Formgebungskammer nach und nach vermindert, so führt dies zu einer allmählichen Verminderung der Strömung der Atmosphäre über dem Glas, wenn sich die atmosphärischen Gase dem heißeren Glas am Einlaß der Glas-Formgebungskammer nähern. Dadurch wird der Wärmeverlust des Glases auf Grund von Konvektion am Einlaß der Formgebungskammer kontrolliert und möglichst gering gehalten. Dieser angeblich ungleichförmige Wärmeverlust ist eine mögliche Ursache von Wellur.gen in der Glasoberfläche. Jedenfalls führt die Benutzung von Reflektoren in dieser Weise dazu, daß Glas von gleichmäßiger Oberflächenqualität hergestellt wird.

Da die Reflektorfläche während der Benutzung ziemlich heil) wird, wird der Reflektor vorzugsweise al· relativ dünne Vorderplatte konstruiert, die auf einei SUüzplatte befestigt ist, die ihrerseits an einem I lalletci über dem Glas aufgehängt ist. Diese Stülzplatte kanr durch einen thermischen Isolator ersetzt werden, odei man kann eine thermische Isolation zwischen dei Reflektor-Vorderplatte und der Stützplatte vorsehen Die Anordnung kann am Dach der Formgebungskam mer oder der Zuliefereinrichtung aufgehängt werder oder sie kann von einem Halteteil getragen werden, da; sich in die Kammer erstreckt. Ein geeignetes Haltetei ist ein Rohr, das sich durch die Seitenwände dei Zuliefereinrichtung erstreckt. Ein derartiges Rohr kanr gekühlt werden, ohne den Reflektor in ungewünschter Weise zu kühlen.

Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung von Glas unter Verwendung der erfin dungsgemäßen Vorrichtung, w-bci eine Viskosität des Glases im Bereich zwischen 10' und 10^s Pnisc während der ersten 5 Minuten seines Aufenthaltes ;uif dem geschmolzenen Metall aufrechterhalten wird und isi dadurch gekennzeichnet, daß man das geschmolzene Glas auf das geschmolzene Metall als breite flache Schicht von geschmolzenem Glas bringt, wobei man die Breite des Glasstroms während der Formgebung aufrechterhält, und daß man Wärme, die von dem t^chmolzenen Glas abgestrahlt wird, ->uf dieses zurückreflektiert, und daß man die Geschwindigkeit des Temperaturabfalls während der ersten 2 Minuten des Aufenthaltes auf dem geschmolzenen Metall unter ungefähr 56°C pro Minute hält.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Wärme im wesentlichen gleichförmig über die Breite des Glasstroms reflektiert. Für die alternative Verfahrensführung ist kennzeichnend, daß mehr Wärme auf die Randzonen des Glasstroms reflektiert wird, als auf den mittleren Bereich des Glasstroms.

Die Erfindung wird nunmehr näher an Hand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine Ansicht im Aufriß und Schnitt in Längsrichtung der Zuliefereinrichtung für geschmolzenes Glas, die mit dem Einlaßende der Glas-Formgebungskammer verbunden ist, in der die Strahlungsreflektoren nach dieser Erfindung montiert sind;

Fig. 2 ist eine Ansicht in Aufriß und Schnitt in Querrichtung der Zuliefereinrichtung nach F i g. 1 entlang der Schnittlinie 2-2;

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht in Aufriß und Schnitt in Querrichtung, die eine andere A'isführungsform dieser Erfindung zeigt.

In F i g. 1 ist die Konditionierungseinrichtung 13 eines Glasschmelzofens dargestellt, die durch eine Zuliefereinrichtung 17 mit einer Flachglas-Formgebungskammer 15 verbunden ist. Die Konditionierungseinrichtung 13 enthält ein Bad von geschmolzenem Glas 18. Die Konditionierungseinrichtung hat einen Boden 19, Seitenwände 20, ein Dach 21, eine Vorderwand 23 und eine Stirnwand des Beckens 25. Die Formgebungskammer 15 hat einen Boden 27, Seitenwände 28, ein Dach 29 und eine Einlaßwand oder einen Sturz 31. Ein Bad von geschmolzenem Metall 33, vorzugsweise Zinn, befindet sich im unteren Teil der Formgebungskammer 15. Ein Strom von geschmolzenem Glas 34 fließt von der Konditionierungseinrichtung 13 auf das Bad aus geschmolzenem Metall 33, um abzukühlen und ausgeformt zu werden.

Die Ziilicfereinrichtung 17 schließt cine Schwelle 35 ein, über die geschmolzenes Glas von der Konditionieriingseinrichtung 13 in die Formgebungskammer 15 fließt. Die Schwelle 35 ruht auf der Becken-Stirnwand 25 und auf einem stützenden Bauteil nahe der Formgebungskammer 15. Die Schwelle erstreckt sich quer über die Einlaßseite der Formgebungskammer 15. Die Zuliefereinrichtung 17 hat außerdem Seitenteile oder CV'osten 36, die an den Enden der Schwelle 35 aufragen und quer angeordnete Meßteile oder Hubtüren 37 und 39, die sich nach unten erstrecken, um das geschmolzene Glas zu erfassen und seinen Fluß über die Schwelle 35 zu kontrollieren. Die Zuliefereinrichtung 17 schließt weiterhin einen Dachteil 41 und 43 ein, der sich über den Bereich der Schwelle erstreckt und mit den Seitenteilen 36 an gegenüberliegenden Enden der Schwelle 35 zusammentrifft.

Ein erster Strahlungsreflektor ist zwischen der stromabwärts gelegenen Hubtür 37 (auch Kontroll Hubtür genannt) und dem Sturz 3i angeordnet. Diesci ^c'*rahlungsreflektor hat eine Reflektor-Vorderplatte 45 mit ein«*r reflektierenden Oberfläche, die nach unten gerichtet ist und eine Sützplatte 47, die mit der Vorderplatte 45 durch Abstandshalter 49 verbunden ist. Eine thermische Isolation kann auf der oberen Oberfläche der Vorderplatte aufgebracht werden, um ihre Wärmeverluste gegen das Dach so gering wie möglich zu halten. Der Reflektor ist mit den Stäben 51 am Dach 43 aufgehängt. Der Reflektor ist ungefähr 10 cm über der vorgesehenen Höhe des geschmolzenen Glases angeordnet und erstreckt sich über die Breite der Zulieioreinrichtung zwischen den Seitenteilen 36. Um den Reflektor herum ist genügend Raum vorhanden, daß er leicht installiert und entfernt werden kann. Der zweigeteilte Reflektor, der in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine andere mögliche Ausführungsform; ein geeigneter Reflektor kann sich auch über die volle Breite der Einheit erstrecken, wobei die Platte 45 eine einzige ununterbrochene Platte ist.

Ein zweiter, wahlweise vorhandener Reflektor ist in der Formgebungskammer angeordnet. Dieser Reflektor hat eine Vorderplatte 53, die durch Abstandsstücke 55 mit der Stützplatte 57 verbunden ist, die ihrerseits durch Stäbe 59 und Haken 63 und ösen 61 an den darüber befindlichen Bauelementen (Sturz 31 und Dach 29) der Formgebungskammer 15 aufgehängt ist. Die Vorderplatte 53 des stromabwärts gelegenen Reflektors ist mit größerem Abstand gegenüber der angestrebten Höhe der Glasoberfläche angeordnet als die Vorderplatte 45 des stromaufwärts gelegenen Reflektors.

In F i g. 2 ist ein geteilter Reflektor mit einem offenen Zwischenraum über dem mittleren Teil des Stroms aus geschmolzenem Glas dargestellt. Bei Benutzung dieses Reflektors ist es möglich, relativ mehr Hitze in den Randteilen des Glasstroms zurückzuhalten, als im Mittelteil. Wenn auch der Mittelteil des Stroms vielleicht eine höhere absolute Temperatur als die Randteile behält, kann doch sein Wärmeverlust größer sein, so daß das Glas allgemein besser fließt und eben wird.

Fig.3 zeigt eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung. Hier ist ein Reflektor mit einer konvexen unteren Fläche vorgesehen. Dieser Reflektor reflektiert Hitze vom Mittelteil des Glasstroms zu den Randteilen des Stroms, um für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung über die Breite des Stroms zu sorgen und dadurch einen gleichmäßigen Glasfluß zu fördern, damit das Glas ebener wird. Es wird eine andere Reflektorbefestigung gezeigt. Die Stützplatte 47 ist mit Haken 65 verbunden, die über einem Rohr 67 hängen, das sich über die Breite der Zuliefereinrichtung erstreckt. Man kann durch das Rohr 67 Wasser schicken, um es zu ) kühlen und dadurch seine Ausrichtung zu bewahren.

Durch Benutzung eines Strahlungsreflektors, wie er hier beschrieben wurde, ergibt sich ein allgemeines Ansteigen der Glastemperatur unmittelbar stromabwärts des Sturzes, soweit die Temperatur des geschmol ι» zenen Glases stromaufwärts der Hubtür 37 aufrechterhalten wird.

Durch die folgenden Beispiele werden clic durch Hie Benutzung von Strahlungsreflektoren erzielten Ergebnisse verdeutlicht.

Beispiel 1

Flachglas wird in einer Formgebungskammer von der Art hergestellt, wie sie oben und in der DE-OS 24 08 867 beschrieben ist. Geschmolzenes Soda-Kalk-Silicium-

ju UÄiu-V-jiaS vVii'u äiS ,3IiOiVi vüi'i üi'igciai'ii* i,S3 ivicici' Breite und 1,9 bis 2,5 cm Dicke auf die Oberfläche eines Bades von geschmolzenem Zinn in einer Formgebungsknmmer gefördert. Der Strom von geschmolzenem Glas wird von einem Glasschmelzofen in horizontaler

r. Richtung über eine Schwelle auf die Oberfläche des Bades von geschmolzenem Zinn zugeliefert, dessen Spiegel in einer Höhe so dicht wie möglich an der oberen, das Glas unterstützenden Oberfläche der Schwelle gehalten wird.

κι Das Glas wird entlang der Oberfläche des geschmolzenen Zinns weitertransportiert und abgekühlt, so daß sich eine ununterbrochene Platte oder ein Band aus Glas bildet, das eine Breite von etwa 1,80 Meter hat. Die Breite des Glasstromes wird während der Formgebung

r> aufrechterhalten. Der Einlaßbereich der Formgebungskammer, das Auslaß- oder Abflußende des Glasofens und die Zuliefereinrichtung, die die beiden verbindet, sind in Fig. 1 dargestellt. Zunächst befindet sich kein Reflektor in der Anlage.

in Die Vorrichtung ist mit mehreren Temperaturmeßeinrichtungen versehen, um den Prozeß der Zulieferung des geschmolzenen Glases und der Formgebung zu Flachglas zu überwachen. Ein Strahlungspyrometer ist gerade stromaufwärts von der Kontroll-Hubtür auf das

4> geschmolzene Glas gerichtet, um die Temperatur des geschmolzenen Glases an dieser Stelle festzustellen. Es ist auf eine Stelle entlang der Mittellinie des Stroms aus geschmolzenem Glas gerichtet (unmittelbar links von der Hubtür 37 in Fig. 1). Ein weiteres Strahlungspyrometer ist in der Glas-Formgebungskammer auf das Glas gerichtet, und zwar an einer Stelle entlang seiner Mittellinie und ca. 1,22 Meter stromabwärts von der stromabwärts gewandten Fläche der Kontroll-Hubtür (unmittelbar rechts von der Reflektorplatte 53 in Fig. 1). Thermopaare sind in dem flachen Querbalken stromabwärts von der Kontroll-Hubtür (im Dachteil 43 in Fig. 1) angeordnet und erstrecken sich durch die Seitenwände der Formgebungskammer ungefähr 1,22 Meter stromabwärts von der Schwelle in das geschmolzene Zinn. Die Geschwindigkeit des Glases, das sich durch die Formgebungskammer bewegt, wird durch Geschwindigkeitsmessungen bestimmt, wobei man Tachometer benutzt, die an den Walzen des Temperaturglühofens stromabwärts von der Formgebungskammer und an Oberrollen sitzen, die die Kante des Glases in der Formgebungskammer berühren. Sandspuren und Stoppuhren können ebenfalls benutzt werden, um die Durchschnittsgeschwindigkeit des Glases über festge-

legte Strecken in der Formgebungskammer zu bestimmen.

Die physikalischen und optischen charakteristischen Eigenschaften des erzeugten Glases werden an zufällig ausgewählten Proben bestimmt, die von dem ununterbrochenen Band nach dem Formgeben und Tempern geschnitten werden. Breite und Dicke des Glasbandes werden mit konventionellen Mitteln gemessen (ein Stahlband und eine Mikrometerschraube können benutzt werden). Die optische Verzerrung im Glas wird unter Benutzung eines Verzerrungs-Analysators gemessen, wie er in der US-TS 37 92 930 beschrieben ist. Die aufintegrierte Summe der gesamten optischen Verzerrung, genommen in der Richtung des Zugs (der Förderung durch die Formgebungskammer) wird als das aussagekräftigste Merkmal für die Formgebungsbedingungen angesehen. Diese optische Verzerrung wird über die Breite des Glasbandes an verschiedenen Stellen gemessen, um eine durchschnittliche Verzerrunßssumme in Zugrichtung für die linke Seite des Bandes, einen Durchschnitt für die rechte Seite des Bandes und einen Gesamtdurchschnitt für das ganze Band zu erhalten. Die Summe der gesamten optischen Verzerrung wird über eine frei gewählte Standardlänge von 55,9 cm integriert und in dimensionslosen Einheiten angegeben, die als Einheiten der Verzerrung charakterisiert werden. Soweit konsistente Einheiten verwendet werden (wie dies hier geschieht) ist ihr absoluter numerischer Wert weniger wichtig als die relativen Werte für verschiedene Betriebsbedingungen, die verglichen werden sollen. Nichtsdestoweniger werden im Interesse der Vollständigkeit diese Einheiten der Verzerrung, die D.-A.-Summen, auf die gesamte optische Verzerrungsstärke P, der US-PS 37 92 930 bezogen. Es gilt folgende Beziehung:

D.-A.-Summe =

P,\dl

L ist eine Länge von 55,9 cm,

P, ist der absolute Betrag der optischen Verzerrungsstärke,
dl ist die differentielle Länge.

Eine Vorrichtung wie die der US-PS 37 92 930 kann die notwendigen elektrotechnischen Einheiten enthalten, um diese Integration auszuführen, wobei eine D.-A.-Summeneinheit ungefähr 0,13 cm/m entspricht.

Während eines Zeitraums von mehreren Tagen wird Glas hergestellt, ohne daß sich ein Strahlungsreflektor am Einlaßende der Formgebungskammer befindet. Das während dieses Zeitraums erzeugte Glas hat eine mittlere Dicke von 3,53 mm. Die linke Hälfte des Bandes hat eine durchschnittliche D.-A.-Summe von 44, die rechte Seite 45.

Das Glas wird mit einer durchschnittlichen Leistung von 55 Tonnen pro Tag hergestellt Das geschmolzene Glas stromaufwärts von der Hubtür wird bei einer durchschnittlichen Temperatur von 1138° C gehalten. Der flache Querbalken hat eine durchschnittliche Temperatur von 1097° C. Die durchschnittliche Temperatur des Glases U2m von der Schwelle entfernt beträgt 992° C

Ein einzelner Strahlungsreflektor wird über der vollen Breite des Glases unmittelbar stromabwärts von der Hubtür eingebaut Die Betriebsbedingungen wurden stabilisiert und die Glashersteilung mit einer Leistung von ;'Ί Tonnen pro Tag für mehrere Tage fortgesetzt Das geschmolzene Glas stromaufwärts der Hubtür hat eine durchschnittliche Temperatur von 1102⁰C. Der flache Querbalken hat eine durchschnittliche Temperatur von 863° C.

Die Temperatur des Glases 1,22 m unterhalb der λ Schwelle beträgt durchschnittlich 1000⁰C.

Das Glas, das mit eingebautem Strahlungsreflektor hergestellt wurde, ist 3,3 mm dick. Es hat auf der linken Seite des Bandes eine durchschnittliche D.-A.-Summe von 30 und auf der rechten Seite von 24, woraus sich id ergibt, daß das Glas eine viel bessere Qualität hat als das Glas, das ohne Reflektor hergestellt wird.

Beispiel 2

ι. Die Vogänge des Beispiels I werden wiederholt, mit der Ausnahme, daß dickeres Glas hergestellt wird in der ersten Betriebsphase kein Reflektor verwendet wird, während bei den vorzuziehenden Betriebsbedingungen zwei Reflektoren zur Verwendung kommen, wie dies in

.'(i F i g. 1 dargestellt ist. Die Bedingungen und Ergebnisse werden in der Weise zusammengefaßt, daß jeweils die Bedingungen und Ergebnisse zuerst aufgeführt werden, die dem Betrieb ohne Strahlungsreflektor entsprechen.

Die Dicke betrug 4,1 mm und blieb im gleichen

_>i Bereich von 4,2 mm; der Durchsatz betrug 51 Tonnen pro Tag, dann 42 Tonnen pro Tag; die Temperatur des geschmolzenen Glases stromaufwärts der Hubtür betrug H40°C und dann 1107⁰C; die Temperatur des flachen Querbalkens lag bei 1103° C und dann bei 626°C;

ίο die Temperatur des Glases 1,22 m unterhalb der Schwelle betrug in beiden Fällen 978° C.

Das Glas, das ohne Benutzung eines Strahlungsreflektors hergestellt wurde, hat eine durchschnittliche D.-A.-Summe von 28 auf der linken Seite des Bandes

Γ) und auf der rechten Seite des Bandes 30. Das unter Benutzung des Reflektors hergestellte Glas hat eine durchschnittliche D.-A.-Summe von 18 auf der linken Seite und von 18 auf der rechten Seite des Bandes. Das unter Einsatz des Reflektors hergestellte Glas ist von

4Ii sichtlich besserer optischer Qualität als das, das ohne Benutzung des Reflektors hergestellt wurde

Beispiel 3

Die Vorgänge von Beispiel 2 werden wiederholt, mit

4-1 der Ausnahme, daß wiederum dickeres Glas hergestellt wird. Ebenso, wie in Beispiel 2, werden zwei Reflektoren benutzt. Die Bedingungen und Ergebnisse werden zusammengefaßt wobei die zuerst aufgeführten Bedingungen und Ergebnisse dem Betrieb ohne Strahlungsre-

>() flektor entsprechen.

Die Dicke betrug 6,5 mm und blieb mit 6,0 mm im selben Bereich; der Durchsatz lag bei 62 Tonnen pro Tag, danach bei 50 Tonnen pro Tag; die Temperatur des geschmolzenen Glases betrug stromaufwärts von der Hubtür 1103° C und dann 1105° C; der flache Querbalken hatte eine Temperatur von 1072⁰C und dann von 62 Γ C; die Glastemperatur 1,22 m stromabwärts von der Schwelle betrug 879° C und dann 915° C.

Das ohne Reflektor hergestellte Glas hat eine

bo durchschnittliche D.-A.-Summe auf der linken Seite des Bandes von 21 und auf der rechten Seite des Bandes von 18. Das mit den Reflektoren hergestellte Glas hat auf der linken Seite des Bandes eine durchschnittliche D.-A.-Summe von 13 und auf der rechten Seite von 25.

Man beobachtet daß das unter Verwendung der Reflektoren hergestellte Glas zusammengenommen in seiner optischen Qualität geringfügig besser ist als das ohne Reflektoren hergestellte.

Beispiel 4

In einer weiteren Abwandlung des Verfahrens und der Vorrichtung nach Beispiel 3 wird Glas von einer Dicke von 6,75 mm mit einer Leistung von 61 Tonnen pro Tag hergestellt. Die Strahlungsreflektoren werden > entfernt und anstelle des stromaufwärts gelegenen Reflektors wird ein Paar von kugelförmigen elektrischen Heizern eingesetzt, die auf 1107⁰C aufgeheizt werden. Dabei werden am einen Heizer 124 Volt, am anderen 128 Volt angelegt; die Stromstärken betragen m 40 bzw. 38 Ampere.

Die Temperatur des geschmolzenen Glases stromaufwärts der Hubtür beträgt 1110⁰C, die Glastemperatur 1,22 m stromabwärts der Schwelle liegt bei 1010⁰C.

Das hergesiellte Glas hat auf der linken wie auf der · > rechten Seite des Bandes eine D.-A.-Surnme von 6. Die Qualität des Glases ist ausgezeichnet.

In allen Beispielen vermindert sich die Dicke des Stroms von geschmolzenem Glas von ungefähr 1.90 cm auf ungefähr 0,63 cm, während es von der Stelle .'" unterhalb d». -" Hubtür in der Nähe der Schwelle zu der Temperaturmeßstelle 1,22 m stromabwärts von der Schwelle fließt. Diese Änderung bleibt unbeeinflußt von der endgültigen Dicke des Glasbandes, solange diese in der Gegend oder unterhalb der Gleichgewichtsdicke :> liegt. Die Zeit, die ein Durchschnittselement des Glasstroms benötigt, um diese Anfangslänge der Formgebungskammer zurückzulegen, beträgt in allen Beispielen ungefähr zwei Minuten.

Unter Benutzung dieser Erkenntnisse kann die i» Effektivität eines Reflektors dadurch beschrieben werden, daß man seine Wirksamkeit, die Wärmeverlustgeschwindigkeit des geschmolzenen Glases, das unter ihm einströmt, zu beeinflussen, angibt. Die in den Beispielen benutzten Reflektoren vermindern den ;· Wärmeverlust des geschmolzenen Glases während der ersten zwei Minuten seines Aufenthaltes in der Formgebungskammer so, daß seine Temperaturabfallrate auf größenordnungsmäßig 16 bis 22⁰C pro Minute vermindert wird. In Beispiel 2 änderte sich die m Geschwindigkeit des Temperaturabfalls von 72° C pro Minute auf 5O⁰C pro Minute, wenn der Reflektor benutzt wurde. In Beispiel 2 änderte sich die Temperaturabfallrate von 80° C pro Minute bei Verwendung des Reflektors auf 64^CC pro Minute. In -r. Beispiel 3 schließlich änderte sich die Geschwindigkeit des Temperaturabfalls von 111⁰C pro Minute auf 105⁰C pro Minute, wenn der Reflektor benutzt wurde. In Beispiel 4 wird die Temperaturabfallrate durch Benutzung der beiden Heizer bei dem flachen Querbalken auf 50⁰C reduziert.

Aus den Beispielen und insbesondere aus den Messungen der optischen Verzerrung kann man weiterhin ersehen, daß die optische Qualität weniger empfindlich auf die thermischen Bedingungen im Glas unmittelbar, nachdem es zur Formgebung auf das geschmolzene Metall aufgebracht wurde, reagiert bzw. weniger von diesem abhängt, wenn die endgültige Dicke sich der Gleichgewichtsdicke nähert. Ebenfalls ist jetzt zu erwarten, daß das Glas gegenüber der anfänglichen Temperaturkontrolle weniger empfindlich ist, wenn die endgültige Glasdicke extrem gering wird (unter ungefähr 3 mm), da die optische Verzerrung in erster ί .inie ein Phänomen der Glasoberfläche ist, Jas entsteht, bevor das Glas ausgezogen wird, so daß in einem bestimmten Dickebereich dieses Ausziehen lediglich die Oberflächeneigenschaften deutlicher werden läßt, die bereits entstanden sind. Nimmt man eine D.-A.-Suüime von 20, gemessen in Zugrichtung als wünschenswertes Ziel für Glas, das dünner ist als die Gleichgewichtsdickc und eine solche von 15 als noch erstrebenswerteres Ziel für alle Dicken von Glas an, so ist es nun möglich, diese Ziele zu erreichen. Wenn die Viskosität des Glases während der ersten zwei Minuten seines Aufenthaltes auf dem geschmolzenen Metall in der Formgebungskammer bei ungefähr IO** Poise gehalten und hinreichend langsam während dieser Zeit abgekühlt wird, so kann Glas von verbesserter optischer Qualität erzeugt werden. Um Glas mit einer D.-A.-Summe in Zugrichtung von weniger als 20 herzustellen, sollte die Kontrolleinrichtung für die Anfangstemperatur die Abfallgeschwindigkeit des Glases auf weniger als 56°C pro Minute während der ersten zwei Minuten des Aufenthaltes auf dem geschmolzenen Metall halten. Zur Herstellung von Glas mit einer mittleren D.-A.-Summe von weniger als 15 sollte der Temperaturabfall während der ersten zwei Minuten des Aufenthaltes auf dem geschmolzenen Metall so kontrolliert werden, daß er weniger als 17°C pro Minuio beträgt.

Außer den in den Zeichnungen und Beispielen beschriebenen sind zahlreiche andere Ausführungsformen der Erfindung möglich. Beispielsweise könnte das Dach der Formgebungskammer so konstruiert s :·% daß es als Reflektor wirkt, oder es könnten Heizer in dem flachen Querbalken oder dem Dach angeordnet sein, die es auf eine Temperatur aufheizen, die hoch genug ist, daß es die von dem geschmolzenen Glas kommende Strahlung nicht endgültig aufnimmt, sondern reflektiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Glas mit einem Glasschmelzofen zur Zulieferung von geschmolzenem Glas, einer Glas-Formgebungskammer, die ein Bad aus geschmolzenem Metall zum Abstützen des Glases und Mittel zum Ausformen des auf dem geschmolzenen Metall abgestützten Glases zu Flachglas einschließt, und mit einer Einrichtung zur Zuführung von geschmolzenem Glas aus dem Glasschmelzofen in die Glas-Formgebungskammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (17) eine Schwelle (35) einschließt, über die ein breiter flacher Strom geschmolzenen Glases auf einem im wesentlichen horizontalen Weg auf das Bad aus geschmolzenem Metall (33) fließt, und daß über dem geschmolzenen Glas Strahlungsreflektoren angebracht sind, von denen ein erster Strahlungsreflektor am Dach (43) der Zuliefereinrichtung (17) aufgehängt, zwischen der stromabwärts gelegenen Hubtür (37) und dem Sturz (31) über dem geschmolzenen Glas angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsreflektoren im wesentlichen flache Platten (45) und im wesentlichen gleichmäßig weit von dem Bad aus geschmolzenem Metall (33) entfernt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsreflektoren Platten (45) mit einer konvexen unteren wärmereflektierenden Oberfläche sii.d, die in der Nähe der Mitte der Formgebungskammer J15) d<,m geschmolzenen Metall (35) am nächsten und in der Nähe der Seiten der Formgebungskammer (i5) ac. weitesten davon entfernt sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Strahlungsreflektor aus mehreren Platten (45) und aus wärmereflektierendem Material besteht und jede eine Breite hat, die geringer ist als die Breite des Bades aus geschmolzenem Metall (33) und eine Länge, die sich von der Nähe der Stelle, an der das geschmolzene Glas (34) auf das geschmolzene Metall (33) gefördert wird, zu einer Stelle stromabwärts von dort erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelbereich der Formgebungskammer (15) zwischen benachbarten Wärmereflektoren (45) ein Zwischenraum besteht.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmereflektoren darüber hinaus eine thermische Isolation einschließen, die über der Metallplatte montiert ist.

7. Verfahren zur Herstellung von Glas unter Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 6, wobei eine Viskosität des Glases im Bereich zwischen IO^J und 10⁵ Poise während der ersten 5 Minuten seines Aufenthaltes auf dem geschmolzenen Metall aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das geschmolzene Glas (18) auf das geschmolzene Metall (33) als breite flache Schicht von geschmolzenem Glas (34) bringt, wobei man die Breite des Glasstromes (34) während der Formgebung aufrechterhält, und daß man Wärme, die von dem geschmolzenen Glas (34) abgestrahlt wird, auf dieses zurückreflektiert und daß man die Geschwindigkeit des Temperaturabfalls während der ersten 2 Minuten des Aufenthaltes auf dem geschmolzenen Metall (33) unter ungefähr 56°C pro Minute hält

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme im wesentlichen gleichförmig über die Breite des Glasstroms reflektiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehr Wärme auf die Randzonen des Glasstroms reflektiert wird, als auf den minieren Bereich des Glasstroms.