DE2539355C3 - Glass melting furnace with a connected melting and refining part - Google Patents
Glass melting furnace with a connected melting and refining 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 Homogenisierungsteils 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 one with this coherent refining and homogenization part, the mixture to be melted on the Surface of both parts is abandoned, with a bottom of the refining and homogenizing part, the is considerably deeper than the bottom of the melting part and a lateral, above the bottom of the refining and Homogenization part located 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 Glasschmelzöfen 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 these glass melting furnaces can only be influenced with difficulty and leads to the fact that some portions of the glass are very short residence time in the tub in the drain area, which can be seen the performance of this Troughs limited, as these glass parts still contain bubbles with a short dwell time.
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.The ovens also have these disadvantages a passage between the melting and the refining part and electrodes for additional electrical heating of the refining part (D-PS 8 93 707).
Es sind weiterhin vertikal arbeitende, vollelektrische Schmelzöfen 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, fully electric melting furnaces which operate vertically and in which the electrodes are arranged one above the other in several levels. These known ovens have the disadvantage that they are specially designed and that it is not possible to convert existing, known and conventionally heated ovens for this purpose. A further 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 there is full dependence on the supply of electrical energy.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Glasschmelzofen zu schaffen, dem die vorgenanntenIt is therefore an object of the invention to provide a glass melting furnace similar to the aforementioned
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.ίο Disadvantages no longer cling and because of that it in particular, it is possible to work together with conventional firing and electrical energy in glass to melt high quality, whereby in relation to the volume, the furnace should have a very high output.
Insbesondere soll es mit dem erfindungsgemäßen O'sn 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 GlasqualitätIn particular, with the O'sn according to the invention it should be possible to use existing conventionally fired To convert glass furnace so that they work with a high proportion of electrical energy and under considerable Increase in performance and improved glass quality 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.deliver. It should still be ensured that these ovens are able to work both purely conventionally heated and purely electrically heated.
Insgesamt soll die Erzeugung von hochwertigem Glas wirtschaftlicher gemacht werden, da je nach Kosten derOverall, the production of high quality glass should be made more economical, depending on the cost of the verschiedenen Energien die Energieanteile ausgewählt werden können und wobei weiterhin bei Benutzung vorhandener öfen die Herstellung des erHndungsgemäßen Ofens besonders wirtschaftlich, schnell und einfach sein soll.different energies the energy proportions can be selected and continued with use of 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 oderThis 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 mehreren Ebenen in einem Läuterbereich eine zusätzliche elektrische Beheizung des Glases bewirkende Elektroden unterhalb oder in der Höhe des Bodens des Schmelzteils angeordnet sind.several levels in a refining area causing additional electrical heating of the glass Electrodes are arranged below or at the level of the bottom of the melting part.
während des vertikalen Abstiegs durcü 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 homogenisiertduring 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 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 gleichmäßigthe 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 is largely uniform 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.drops over the cross section of the lauter part. The prerequisite for this is that there is a concentration of energy in the Part of the lautering part takes place in which, without electrical heating, the main extraction flow to the flow would be.
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. Advantageously, to set the desired temperature in the outflowing glass, additional electrodes can be arranged in the outlet and to increase the throughput of the furnace and to improve the quality of the molten glass, a number of electrodes can be arranged on the circumference and on the batch input openings in the melting part, whereby In particular, the latter increases throughput, since freezing of the glass bath 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 nachsieht, Ersjchtlicherweise ist abhängig von den Kosten der verschiedenen Energien der erfindungsgemäße Glasschmelzofen sogar wirtschaftlicher zu betreiben als der vollelektrische Glasschmelzofen; sein Betrieb ist dem Personal 5 konventioneller Glasschmelzofen vertrauter und er besitzt eine größere Flexibilität,molten glass does not look, probably the glass melting furnace according to the invention is even dependent on the costs of the various energies more economical to operate than the all-electric glass melting furnace; its operation is the responsibility of the staff 5 familiar to the conventional glass melting furnace and has greater flexibility,
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt ίοIn the following an embodiment of the invention is described in more detail with reference to drawings. It shows 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 II-II in Fig. 1.2 shows a horizontal section along the line II-II 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 of the present invention is conventional Way constructed from refractory material, which is provided with a steel frame and outwards is isolated. Above the glass bath is a vault with burners in burner openings and both the vault as well as the masonry with the steel frame are the usual, they stand at the discretion of the person skilled in the art and therefore do not need to be described in more detail.
Der Glasschmelzofen weist einen flachen Schmelzten 1 und daneben einen erheblich tieferen Läuter- und Homogenisierungsteil 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 Teil 2 ist etwa doppelt so tief angeordnet wie der Boden 8 in dem Schmelzten 1.The glass melting furnace has a flat melting point 1 and next to it a considerably deeper refining and Homogenization part 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 about twice as deep as the bottom 8 in the Melted 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 Schmelzteils 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 charge the surface of the melting part 1 with a mixture.
Der Schmelzteil 1 weist meist sine größere Oberfläche als die des Läuter- und Homogenisierungsteils 2 auf, von der Gesamtoberfläche 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 its larger ones Surface than that of the refining and homogenizing part 2, of the total surface there can be two Third in the enamel and one third in the lauter and Homogenization part are present. Depending on the type of glass to be melted and the specific power of the furnace, these ratios can also be changed. B. the surfaces of enamel and lauter part also have the ratios of 3/1 and 1/1, respectively.
Der erfindungsgemäße Ofen arbeitet wie folgi: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 Homogenisierungsteil 2, wo es sich mit dem in diesem geschmolzenen Glas ve lischt. 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 molten, not yet refined glass from the melting part 1 flows over the threshold 4 into the refining and homogenizing part 2, where it fades with the molten glass in this. The glass then flows evenly down through the refining area of the refining and homogenization zone 2b between the electrodes 5, where it is heated 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 weiterführenden 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 2b untereinander für eine genügend gute Läuterung sorgen.Alternatively, the mixture cannot cover the glass bath in the area of the refining and homogenizing part 2. Although this reduces the specific output of the furnace, it is also possible to melt particularly high-quality glass or to produce certain types of glass that are difficult to melt. However, this measure will generally not be necessary since the arrangement of the melting zone 2a and the refining and homogenization zone 2b among one another ensure a sufficiently good refining.
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.
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Owner name: BETEILIGUNGEN SORG GMBH & CO KG, 8770 LOHR, DE |