DE2539355B2 - GLASS MELTING FURNACE WITH A RELATED MELTING AND LOUD PART - Google Patents
GLASS MELTING FURNACE WITH A RELATED MELTING AND LOUD PARTInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Glasschmelzofen mit einer von oben durch Brenner beheizten Schmelzwanne, bestehend aus einem Schmelzteil und einem mit diesem zusammenhängenden Läuter- und Homogenisierungsteil, wobei das zu schmelzende Gemenge auf die Oberfläche beider Teile aufgegeben wird, mit einem Boden des Läuter- und Homogenisierungsteils, der erheblich tiefer als der Boden des Schmelzteils ist und einem seitlichen, über dem Boden des Läuter- und Homogenisierungsteüs befindlichen Auslaß für das Glas.The invention relates to a glass melting furnace with a melting tank heated from above by a burner, consisting of a melting part and a refining and homogenizing part connected to it, the mixture to be melted being applied to the surface of both parts, with one Bottom of the refining and homogenizing part, which is considerably deeper than the bottom of the melting part and a lateral outlet for the Glass.
Bei derartigen öfen (US-PS 21 23 544) hat sich aber nachteilig herausgestellt, daß der Wirkungsgrad nicht befriedigend ist, daß die Qualität des geschmolzenen Glases bei hohen Durchsatzleistungen ebenfalls oft nicht befriedigend ist und daß insbesondere relativ große öfen mit großen Badoberflächen benötigt werden, diese bekannten öfen also auf ihr Volumen bezogen nur eine geringe Leistung aufweisen.In such ovens (US-PS 21 23 544) but has been found to be disadvantageous that the efficiency is not It is satisfactory that the quality of the molten glass at high throughput rates also often occurs is not satisfactory and that, in particular, requires relatively large ovens with large bath surfaces , these known ovens therefore only have a low output in relation to their volume.
Die sich in diesen Glasschmelzofen ausbildende Horizontalströmung kann nur schwer beeinflußt werden und führt dazu, daß einige Glasanteile nach sehr kurzer Verweilzeit in der Wanne in den Abflußbereich gelangen, was ersichtlicherweise die Leistung dieser Wannen begrenzt, da diese Glasanteile mit kurzer Verweilzeit noch Blasen beinhalten.The horizontal flow that forms in this glass melting furnace can only be influenced with difficulty and leads to the fact that some glass parts after a very short residence time in the tub into the drainage area reach, which obviously limits the performance of these tubs, since these glass parts with short Dwell time still contain bubbles.
Diese genannten Nachteile weisen auch die öfen mit einem Durchlaß zwischen dem Schmelz- und dem Läuterteil und Elektroden zur elektrischen Zusatzbeheizung des Läuterteils(D-PS 8 93 707) auf.These disadvantages also have the furnaces with a passage between the melting and the Lauter part and electrodes for additional electrical heating of the lauter part (D-PS 8 93 707).
Es sind weiterhin vertikal arbeitende, vollelektrische Schmelzofen bekannt, bei denen die Elektroden in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind. Diese bekannten Öfen weisen den Nachteil auf, daß sie speziell ausgebildet sind und daß ein Umbau von vorhandenen, bekannten und konventionell beheizten öfen dafür nicht möglich ist. Nachteilig ist weiterhin, daß sie ausschließlich mit elektrischer Energie betrieben werden und daß daher die Verwendung von gegebenenfalls billigerem Gas oder öl nicht möglich ist und die volle Abhängigkeit von der Zuführung von elektrischer Energie besteht.There are also known vertically operating, fully electric melting furnaces in which the electrodes are in several levels are arranged one above the other. These known ovens have the disadvantage that they are special are designed and that a conversion of existing, known and conventionally heated ovens for this not possible. Another disadvantage is that they are operated exclusively with electrical energy and that therefore the use of possibly cheaper gas or oil is not possible and the full one There is a dependency on the supply of electrical energy.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Glasschmelzofen zu schaffen, dem die vorgenannten ίο Nachteile nicht mehr anhaften und aufgrund dessen es insbesondere möglich ist, zusammenwirkend mit konventioneller Feuerung und elektrischer Energie Glas in hoher Qualität zu erschmelzen, wobei bezogen auf das Volumen, der Ofen eine sehr hohe Leistung haben soll. Insbesondere soll es mit dem erfindungsgemäßen Ofen möglich sein, vorhandene konventionell befeuerte Glasofen so umzubauen, daß sie mit einem hohen Anteil an elektrischer Energie arbeiten und unter erheblicher Steigerung der Leistung eine verbesserte Glasqualität liefern. Es soll dabei weiterhin gewährleistet sein, daß diese öfen sowohl rein konventionell beheizt als auch rein elektrisch beheizt zu arbeiten in der Lage sind.It is therefore an object of the invention to provide a glass melting furnace similar to the aforementioned ίο Disadvantages no longer adhere and due to which it is in particular possible to cooperate with conventional ones Firing and electrical energy to melt glass in high quality, based on the Volume, the furnace should have a very high output. In particular, it should with the invention Oven, it will be possible to convert existing conventionally fired glass ovens so that they can be used with a high percentage work on electrical energy and improve the quality of the glass with a considerable increase in performance deliver. It should also be ensured that these ovens are heated purely conventionally as well are able to work purely electrically heated.
Insgesamt soll die Erzeugung von hochwertigem Glas wirtschaftlicher gemacht werden, da je nach Kosten der verschiedenen Energien die Energieanteile ausgewählt werden können und wobei weiterhin bei Benutzung vorhandener öfen die Herstellung des erfindungsgemäßen Ofens besonders wirtschaftlich, schnell und einfach sein soll.Overall, the production of high quality glass should be made more economical, depending on the cost of the different energies the energy proportions can be selected and continued with use existing ovens the production of the oven according to the invention is particularly economical, quick and easy should be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Schmelzteil und dem Läuter- und Homogenisierungsteil eine über den Boden des Schmelzteils hochragende Schwelle angeordnet ist und in dem Läuter- und Homogeniserungsteil in einer oder mehreren Ebenen in einem Läuterbereich eine zusätzliche elektrische Beheizung des Glases bewirkende Elektroden unterhalb oder in der Höhe des Bodens des Schmelzteils angeordnet sind.This object is achieved according to the invention in that between the melting part and the refining and Homogenization part is arranged a threshold protruding above the bottom of the melting part and in the refining and homogenizing part in one or more levels in a refining area an additional one electrical heating of the glass causing electrodes below or at the level of the bottom of the Are arranged melting part.
Das Glas wird also in einer horizontalen Zone während des vertikalen Abstiegs durch Durchleiten von elektrischem Strom zusätzlich erhitzt und geläutert, so daß in dieser Zone der Gasgehalt des Glases auf den erforderlichen Wert gesenkt wird. Unter dieser horizontalen Zone der Energiezugabe homogenisiert sich das Glas in einem Bereich ohne Konvektionsströmungen und wird danach abgezogen. Die Elektroden im Läuterteil sind dabei so angeordnet und geschaltet, daß keine starke abwärtsgerichtete Strömung entstehen kann, daß vielmehr das Glas weitgehend gleichmäßig so über den Querschnitt des Läuterteiles absinkt. Voraussetzung dafür ist, daß eine Energiekonzentration in dem Teil des Läuterteils stattfindet, in welchem ohne elektrische Beheizung sich die Hauptentnahmeströmung zum Durchfluß befinden würde. Vorteilhaft zur Einstellung der gewünschten Temperatur in dem ausströmenden Glas können in dem Auslaß Zusatzelektroden angeordnet sein und zur Erhöhung des Durchsatzes des Ofens sowie zur Verbesserung der Qualität des geschmolzenen Glases können in dem Schmelzteil eine Anzahl von Elektroden am Umfang und an den Gemengeeingabeöffnungen angeordnet sein, wobei insbesondere durch die letzteren eine Durchsatzsteigerung erreicht wird, da ein Einfrieren des Glasbades durch das hereinkommende, kalte Gemenge vermieden wird.The glass is thus in a horizontal zone during the vertical descent by passing through Electric current additionally heated and refined, so that the gas content of the glass on the in this zone required value is lowered. Homogenized under this horizontal zone of energy addition the glass is in an area without convection currents and is then peeled off. The electrodes in the Lauter parts are arranged and switched in such a way that no strong downward flow occurs can that rather the glass sinks largely evenly over the cross section of the refining part. pre-condition for it is that an energy concentration takes place in the part of the refining part in which without electrical heating would be the main withdrawal flow to the flow. Advantageously for setting the desired temperature in the outflowing glass can in the outlet Be arranged additional electrodes and to increase the throughput of the furnace and to improve the Quality of the molten glass can be a number of electrodes on the periphery in the melting part and be arranged at the batch input openings, in particular one by the latter Increase in throughput is achieved because the glass bath is frozen by the incoming, cold mixture is avoided.
Für den Fachmann überraschend hat sich herausgestellt, daß das geschmolzene Glas auch bei schwierig zu erschmelzenden Gläsern in der Qualität vollelektrischFor the person skilled in the art, surprisingly, it has been found that the molten glass is difficult to achieve Melting glasses in fully electric quality
geschmolzenem Glas nicht nachsteht. Ersichtlicherweise ist abhängig von den Kosten der verschiedenen Energien der erfindungsgemäße Glasschmelzofen sogar wirtschaftlicher zu betreiben als der vollelektrische Glasschmelzofen; sein Betrieb ist dem Personal ; konventioneller Glasschmelzöten vertrauter und er besitzt eine größere Flexibilität.not inferior to molten glass. Obviously depends on the cost of the various Energy to operate the glass melting furnace according to the invention even more economically than the fully electric one Glass melting furnace; its operation is to the staff; conventional glass melting more familiar and he has greater flexibility.
Im folgenden wird ein Ausfühmngsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Eszeipt ίοThe following is an exemplary embodiment of the Invention described in more detail with reference to drawings. Eszeipt ίο
Fig. 1 den Vertikalschnitt durch einen Glasschmelzofen undFig. 1 shows the vertical section through a glass melting furnace and
Fig. 2 einen Horizontalschnitt gemäß der Linie 11-11 in Fig. 1.Fig. 2 is a horizontal section along the line 11-11 in Fig. 1.
Der erfindungsgemäße Glasschmelzofen ist in herkömmlicher Weise aus feuerfestem Material aufgebaut, welches mit einem Stahlgerüst versehen und nach außen isoliert ist. Über dem Glasbad ist ein Gewölbe mit Brennern in Brenneröffnungen angeordnet und sowohl das Gewölbe als auch das Mauerwerk mit dem Stahlgerüst sind den üblichen entsprechend, sie stehen im Belieben des Fachmannes und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.The glass melting furnace according to the invention is constructed in a conventional manner from refractory material, which is provided with a steel frame and insulated from the outside. There is a vault above the glass bath Burners arranged in burner openings and both the vault and the masonry with the Steel frames are the usual ones, they are at the discretion of the skilled person and therefore do not need to be described in more detail.
Der Glasschmelzofen weist einen flachen Schmelzteil 1 und daneben einen erheblich tieferen Läuter- und Homogenisierurigsteil 2 auf, die über eine Überlaufschwelle 4 so miteinander verbunden sind, daß geschmolzenes Glas aus dem Teil 1 in den Teil 2 strömt. Die Badtiefe im Teil 2 ist dabei etwa zweimal so groß wie in Teil 1, d. h. der Boden 10 in dem TeiS 2 ist etwa doppelt so tief angeordnet wie der Boden 8 in dem Schmelzteil 1.The glass melting furnace has a flat melting part 1 and next to it a considerably deeper refining and Homogenisierurigteil 2, which are connected to one another via an overflow threshold 4 so that molten glass flows from part 1 into part 2. The bath depth in part 2 is about twice as great as in Part 1, i.e. H. the bottom 10 in the part 2 is arranged approximately twice as deep as the bottom 8 in the Melting part 1.
Aus dem Teil 2 führt ein Auslaß 3 zu einem Speiser 7, wobei durch Zusatzelektroden 9 in bekannter Weise Energie in dem Strom des ausfließenden Glases abgegeben wird, so daß die Temperatur in diesem Strom gehalten wird oder nicht zu stark absinkt.An outlet 3 leads from part 2 to a feeder 7, with additional electrodes 9 in a known manner Energy in the stream of the outflowing glass is given off, so that the temperature in this stream is held or does not drop too much.
Der Teil 2 weist eine obere Schmelzzone 2a und eine untere Läuter- und Homogenisierungszone 2b auf, in der sich eine Anzahl von Elektroden 5 befinden. Die Elektroden 5 können sowohl an den Längs- als auch an den Schmalseiten der rechteckigen Läuter- und Homogenisierungszone 2b angeordnet sein, und sie können in einer, in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Figuren aber auch in mehreren Ebenen angeordnet sein. Ihre Höhe ist so gewählt, daß sie niedriger liegen als der Boden 8 des Schmelzteils 1 bzw. sich ungefähr in Höhe des Bodens 8 befinden.The part 2 has an upper melting zone 2a and a lower refining and homogenization zone 2b in which a number of electrodes 5 are located. The electrodes 5 can be arranged both on the longitudinal and on the narrow sides of the rectangular refining and homogenization zone 2b , and they can be arranged in one, in a further embodiment of the invention according to the figures, but also in several planes. Their height is chosen so that they are lower than the base 8 of the melting part 1 or are approximately at the level of the base 8.
Die Elektroden 5 weisen gemäß den Figuren einen Abstand von dem Boden 10 des Teils 2 auf, so daß unter ihnen ein nicht beheizter Homogenisierungsbereich vorliegt.The electrodes 5 have according to the figures at a distance from the bottom 10 of the part 2, so that under they have a non-heated homogenization area.
Die gesamte Badoberfläche kann mit Gemenge bedeckt sein, es ist aber auch möglich, nur die Oberfläche des Schmelzieils 1 mit Gemenge zu beschicken.The entire surface of the bath can be covered with a mixture, but it is also possible to just that To load the surface of the melting point 1 with batch.
Der Schmelzteil 1 weist meist eine größere Oberfläche als die des Läüter- und Homogenisierungsteils 2 auf, von der Ger.amtoberfläche können zwei Drittel im Schmelzteil und ein Drittel im Läuter- und Homogenisierungsteil vorliegen. Je nach der Art des zu erschmelzenden Glases und der spezifischen Leistung des Ofens können diese Verhältnisse aber auch geändert werden, so können z. B. die Oberflächen von Schmelz- und Läuterteil auch die Verhältnisse von 3/1 bzw. 1/1 aufweisen.The melting part 1 usually has a larger surface than that of the refining and homogenizing part 2; two of the unit surface can be Third in the melting part and one third in the refining and homogenizing part. Depending on the nature of the too Melting glass and the specific output of the furnace can change these relationships be, so can z. B. the surfaces of the melting and refining part also have the ratios of 3/1 and 1/1 exhibit.
Der erfindungsgemäße Ofen arbeitet wie folgt:The furnace according to the invention works as follows:
Das auf die gesamte Badoberfläche aufgegebene Gemenge wird von oben mit den Brenngasen der Brenner beaufschlagt und erhitzt und schmilzt in der Trennlinie zwischen dem Gemenge und dem Glasbad auf. Das geschmolzene, noch nicht geläuterte Glas aus dem Schmelzteil 1 strömt über die Schwelle 4 in den Läuter- und Homogenisierungsleil 2, wo es sich mit dem in diesem geschmolzenen Glas vermischt. Das Glas strömt dann durch den Läuterbereich der Läuter- und Homogenisierungszone 2b zwischen den Elektroden 5 gleichmäßig nach unten, wobei es stärker erhitzt und geläutert in den darunterliegenden Homogenisierungsbereich absinkt, in dem es homogenisiert wird. In diesem Bereich sinkt die Temperatur des Glases wieder etwas ab, die Strömung ist nicht turbulent. Ein Absinken von nicht geschmolzenen Gemengepartikeln in den Homogenisierungsbereich wird durch die Elektroden 5 des Läuterbereichs sicher verhindert.The mixture applied to the entire surface of the bath is exposed to the combustion gases from the burner from above and heated and melts in the dividing line between the mixture and the glass bath. The melted, not yet refined glass from the melting part 1 flows over the threshold 4 into the refining and homogenizing part 2, where it mixes with the glass which has been melted in this. The glass then flows evenly downwards through the refining area of the refining and homogenization zone 2b between the electrodes 5, where it is heated to a greater extent and refined and sinks into the homogenization area below, in which it is homogenized. In this area the temperature of the glass drops again somewhat, the flow is not turbulent. A sinking of unmelted batch particles into the homogenization area is reliably prevented by the electrodes 5 of the refining area.
Das jetzt geläuterte Glas tritt durch den Auslaß 3 zu einem gegebenenfalls als Speiser ausgebildeten weitertührenden Glaskanal 7.The now refined glass passes through the outlet 3 to a further one, possibly designed as a feeder Glass channel 7.
Alternativ kann auch das Gemenge das Glasbad im Bereich des Läuter- und Homogenisierungsteils 2 nicht bedecken. Dadurch sinkt zwar die spezifische Leistung des Ofens, es ist aber auch möglich, besonders hochwertiges Glas zu erschmelzen bzw. bestimmte, schwierig zu schmelzende Glassorten zu erzeugen. Diese Maßnahme wird aber im allgemeinen nicht nötig sein, da die Anordnung der Schmelzzone 2a und der Läuter- und Homogenisierungszone 20 untereinander für eine genügend gute Läuterung sorgen.Alternatively, the mixture cannot enter the glass bath in the area of the refining and homogenizing part 2 cover. This reduces the specific output of the furnace, but it is also possible, especially To melt high quality glass or to produce certain types of glass that are difficult to melt. However, this measure will generally not be necessary because the arrangement of the melting zone 2a and the Lautering and homogenization zone 20 with one another ensure a sufficiently good purification.
Ersichtlicherweise kann der Glasschmelzofen so ausgeführt werden, daß bei einer Erneuerung eines konventionellen Glasschmelzofens der Läuterteil erheblich vertieft wird und in ihm die Elektroden 5 eingesetzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, daß auch dann ein Elektroschmelzen von Glas durchgeführt werden kann, wenn ein völliger Neubau eines vollelektrischen Glasschmelzofens nicht geraten oder möglich erscheint.Obviously, the glass melting furnace can be designed so that when a conventional glass melting furnace the refining part is deepened considerably and in it the electrodes 5 can be used. In this way it is possible for glass to be electro-melted even then can be if a completely new construction of a fully electric glass melting furnace is not advisable or seems possible.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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