DE2647024A1

DE2647024A1 - Verfahren zum schmelzen von glasmassen zur handverarbeitung und ofen zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2647024A1
Application number: DE19762647024
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Pavlista; Pavel Dipl Ing Vlcek
Original assignee: Crystalex O P
Current assignee: Crystalex O P
Priority date: 1975-10-21
Filing date: 1976-10-18
Publication date: 1977-05-05
Also published as: IT1070738B; CS189180B1; GB1509498A; FR2328665B3; SE7610874L; FR2328665A1; DD126581A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen von farblosen oder farbigen Glasmassen zur Handverarbeitung, nach dem die Beschickung im Schmelzraum eines Ofens mittels horizontaler Elektroden kontinuierlich geschmolzen und geklärt wird und die geschmolzene und geklärte Glasmasse über einen getauchten Durchfluß in wenigstens einen Arbeitsraum geführt wird, wo sie auf Arbeitstemperatur gehalten, homogenisiert, ggf. gefärbt und periodisch entnommen und verarbeitet wird. Die Erfindung betrifft auch einen Ofen zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus einem Schmelzraum mit horizontalen stabförmigen Heizelektroden, der über einen getauchten Durchfluß mit wenigstens einem Arbeitsraum verbunden ist, der mit einer Heizeinrichtung und mit Homogen!sationsmitteln ausgestattet ist.

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Zur Handverarbeitung bestimmte farblose oder farbige Glasmassen hoher Güte werden überwiegend in Pfannenöfen geschmolzen, wie z.B. in der Veröffentlichung von Vl. Mainer "Glasöfen" (SNTL Prag 1967, S. 178) beschrieben ist. Dieser Schmelzvorgang ist durch einen unterbrochenen, periodischen Betrieb gekennzeichnet. Die Pfannen werden mit Scherben und Gemenge gefüllt, die ungefähr 16 Stunden geschmolzen und geklärt werden, und die geschmolzene Glasmasse wird während einer Schicht verarbeitet. Der Schmelzvorgang in Pfannen bietet nur eine sehr beschränkte Möglichkeit eines Regeins der Temperatur und der Atmosphäre, die für diesen Vorgang geeigneten Glasmassen haben keine besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften, und der Abfall bei der Erzeugung ist groß. Die öfen haben eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer. Einen Nachteil stellen auch die Pfannen dar, deren Lebensdauer gering ist, deren Anschaffungs- und Temperierkosten hoch sind'und deren Handhabung auch schwierig ist. Das Material der Pfannen ist außerdem eine große Quelle für eine Verunreinigung der Glasmassen.

Aus diesen Nachteilen entspringen Bestrebungen, auch bei Glasmassen, die zur Handverarbeitung bestimmt sind, vom diskontinuierlichen Schmelzen zu einem kontinuierlichen Schmelzen in Wannenofen überzugehen. In der PO-PS 55 548 ist ein regenerativer Wannenofen zum Schmelzen von Kristallglas beschrieben, wo das Glas ununterbrochen geschmolzen und über einen getauchten Durchfluß in zwei kreisförmige Arbeitsräume geführt wird, in deren Seitenwänden Arbeitsöffnungen mit Rührgeräten zur Homogenisation vorgesehen sind. Eine ähnliche Lösung bieten ein Verfahren und eine Anordnung gemäß der CS-PS 144 752, die vor allem

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zum Schmelzen von Bleikristall bestimmt sind. Über einen niedrigen Durchfluß, der einen oder mehrere kreisförmige Arbeitsräume mit einem langen und engen Schmelzraum des Typs "Unitmelter" verbindet, wird ein Rückströmen aus dem Arbeitsraum in den Schmelzraum verhütet. Die erwähnten Verfahren und öfen sind wirtschaftlich annehmbar, falls das Schmelzen und Entnehmen ununterbrochen vor sich gehen und die öfen mit Anordnungen zum Ausnützen von Abfallwärme ausgestattet sind. Während der Zeit, wo keine Glasmasse entnommen wird, muß der Ofen ohne Zufuhr der Beschickung in allen Teilen auf Betriebstemperaturen gehalten werden, was hohe zusätzliche Kosten für Energie bedeutet. Rekuperatoren haben eine geringe Lebensdauer und sind eine Ursache veränderlicher Güte der Glasmasse. Ein Wannensystem ohne Ausnützung von Abfallwärme verliert seine wirtschaftliche Begründung.

Es sind elektrische Doppelraumöfen bekannt, wie sie z.B. die GB-PS 835 201 beschreibt, die durch Plattenelektroden beheizt werden, oder öfen gemäß der CS-PS 131 680, die durch horizontale Stabelektroden beheizt werden. Bei diesen öfen ist die ganze Oberfläche der Glasmasse im Schmelzraum stets durch eine Schicht des Glasgemenges abgedeckt, die Wärmeverluste verhütet, oben fortwährend nachgefüllt und unten abgeschmolzen wird. Zum Unterschied von klassischen Wannen oder deren Alternativen, wo der Vorrat der Glasmasse im Ofen ein 3- bis 7- oder Mehrfaches der täglichen Schmelzleistung beträgt, so daß ein großes Volumen der Glasmasse auf der geforderten Temperatur gehalten wird, beträgt bei elektrischen öfen das Volumen der Glasmasse etwa das Doppelte der täglichen Schmelzleistung. Die öfen haben deshalb kleinere Abmessungen, auf der ge-

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forderten Temperatur wird ein wesentlich geringeres Volumen der Glasmasse gehalten, und die öfen können leicht geregelt werden. Die Fläche des Arbeitsraumes oder der Arbeitsräume, falls mehrere vorhanden sind, ist wesentlich geringer als die Fläche des Schmelzraumes, und die Oberfläche der Glasmasse wird auf konstanter Höhe gehalten. Deshalb wird die Glasmasse während der Arbeitszeiten, wo kein Glas entnommen wird, gefrittet, und die Oberfläche wird mit Glasgemenge abgedeckt, damit die Oberflächenschicht des Einsatzes nicht durchgeschmolzen wird. Eine Dreischichtenarbeit von Glasbläsern, die unter erschwerten Hitze- und Gesundheitsbedingungen arbeiten, schafft ein soziales Problem, das nur mit großen Schwierigkeiten gelöst werden kann. Dieses Problem trachten ein Verfahren und ein Ofen gemäß der CS-Urheberbescheinigung l63 611 zu lösen, wo die Vorteile eines kontinuierlichen elektrischen Schmelzens mit den Bedingungen eines periodischen Verarbeitens vereinigt sind. Während der Entnahme wird die Glasmasse gefrittet, und falls keine Entnahme erfolgt, werden mittels eines Systems von Überläufen und Stauschiebern die Arbeitsräume mit geschmolzener Glasmasse gefüllt. Das Niveau der Glasmasse wird so im Schmelzraum auf konstanter Höhe gehalten, während es im Arbeitsraum sehr schwankt. Der Ofen ist vor allem zur Einschichtentnahme bestimmt und bei Erhöhung der Schichtenzahl muß die Schmelzleistung in verhältnismäßig hohem Bereich geändert werden, oder die Arbeitsräume müssen auch während des Verarbeitens nachgefüllt werden, was vor allem beim Erzeugen farbiger Glasmassen mit Schwierigkeiten verbunden ist.

Beim Schmelzen in Pfannen bietet der Übergang von einer Farbe zur anderen keine Schwierigkeiten. Bei einem

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kontinuierlichen Schmelzen in Wannen, die ein Mehrfaches der Tagesleistung enthalten, ist es jedoch nötig, durch fortlaufende Änderung der Farbe eine große Menge der Glasmasse auszuwechseln. Deshalb geht man auf ein Färben der ursprünglichen Glasmasse durch Farbfritte in Kanälen der Dosiergeräte über, wie in einer Reihe von Patentschriften z.B. in der GB-PS 1 248 369, beschrieben ist. Beim Schmelzen von zur Handverarbeitung bestimmtem Glas in kontinuierlichen Wannen wird dieses Problem derart gelöst, daß die Farbkomponenten oder eine mit Farbe stark angereicherte Fritte von oben in die einzelnen Arbeitsräume zugeführt werden,- wie in der CS-Urheberbescheinigung 163.6II angeführt ist, oder gemäß der PO-PS 67.006 in Teile des Arbeitsraumes in Form eines Kreissegmentes eingebracht werden, der durch Trennwände gebildet wird. Das Dosieren der Farbkomponenten geschieht periodisch und richtet sich nach der Menge der entnommenen Glasmasse in einer Schicht, die sich gemäß dem Sortiment ändert. Deshalb kann der Farbton bei verschiedenen Schichten anders ausfallen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß das Glasmassenniveau im Schmelz- und im Arbeitsraum nur wenig schwankt, die Schichtenfolge leicht änderbar ist und Farbübergänge einfach steuerbar sind. Außerdem soll ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneter Ofen angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer oder mehreren Arbeitsschichten maximal eine Tagesschmelzleistung entnommen wird, wobei das Niveau der Glasmasse im Ofen maximal auf eine Höhe sinkt, die oberhalb

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der Elektroden die sechsfache Höhe des Elektrodendurchmessers aufweist.

Im Fall einer Erzeugung farbiger Glasmassen wird in Ausgestaltung der Erfindung eine farbig konzentrierte und vorgewärmte Schmelze den unteren Schichten der Mutterglasmasse am Boden des Arbeitsraumes kontinuierlich bei selbsttätig geregeltem hydrostatischem Druck zugeführt.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Ofen zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus einem Schmelzraum mit horizontalen Stabheizelektroden, der mittels eines getauchten Durchflusses mit mindestens einem Arbeitsraum verbunden ist, der mit einer Heizeinrichtung und Homogenisationsmitteln versehen ist, mit dem Kennzeichen, daß die Fläche des oder der Arbeitsräume ein Ein- bis Zehnfaches der Fläche des Schmelzraumes bildet.

Beim Erzeugen farbiger Glasmassen wird der Arbeitsraum zweckmäßig an einen Dosierraum einer farbig konzentrierten Schmelze angeschlossen, der mit dem Arbeitsraum einen kommunizierenden Raum bildet.

Bei Einhalten der gemäß der Erfindung vorgesehenen Maßnahmen schwankt das Niveau bei kleiner Schichtenfolge in beiden Räumen, d.h. im Schmelz- und im Arbeitsraum im tragbaren Bereich bei einer gleichförmigen Schmelzleistung, und die Schichtenfolge kann ohne Schwierigkeiten, falls nötig, betrieblich erhöht oder herabgesetzt werden. Beim Erzeugen farbiger Glasmassen ist auch bei

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betrieblichen Änderungen eine Gleichförmigkeit des Farbtones durch selbsttätiges Regeln des Mengenverhältnisses der Mutterglasmasse und der farbig konzentrierten Schmelze gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ofen entlang einer in Fig. 2 mit A-A' bezeichneten Ebene;

Fig. 2 eine Draufsicht im Schnitt entlang einer in Fig. 1 mit B-B¹ bezeichneten Ebene;

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Ofen entlang einer in Fig. 2 mit C-G' bezeichneten Ebene; und

Fig. 4 eine Draufsicht im Schnitt als eine Alternative mit mehreren Arbeitsräumen.

Der Ofen 1 gemäß Fig. 1 bis 3 besteht aus einem Schmelz- und Klärraum 2, der in der Höhe des Niveaus mit einem Deflektor 3 ausgestattet ist, durch horizontale Elektroden 4 beheizt wird und durch einen getauchten Durchfluß 5 mit den Arbeitsräumen 6 verbunden ist. Aus dem Durchfluß 5 führt über einen Steigschacht 7 ein Überfall-Sicherungskanal 8. Die Arbeitsräume β sind für den Fall einer Erzeugung farbiger Glasmassen am Boden mit Dosierräumen 9 für farbig konzentrierte Schmelze verbunden und mit Mischgeräten 10 versehen. Die Arbeitsräume β und Dosierräume 9 sind ferner mit nicht dargestellten Heizgeräten ausgestattet, die Elektroden, Brenner, Widerstände und dergleichen sein können. In Fig. 1 bis 3 ist ein Ofen 1 mit zwei Arbeitsräumen β dargestellt, in Fig. eine Ausführung mit vier Arbeitsräumen 6 zu beiden Sei-

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ten des Schmelzraumes 2 des Ofens 1.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen:

Die mittels der Stabelektroden 4 im Schmelz- und Klärraum 2 kontinuierlich geschmolzene und geklärte Glasmasse fließt über den Durchfluß 5 in die Arbeitsräume Bei Arbeit in drei Schichten bleibt das Niveau auf der Höhe a des Überfallkanals 8. Bei Arbeit in einer oder zwei Schichten kann die ganze Schmelzleistung abgenommen werden. Das Niveau der Glasmasse sinkt dabei von der Höhe a. maximal auf die Höhe b der unteren Kante des Deflektors 3, die sich auf einem Niveau in einer Höhe befindet, das um den sechsfachen Durchmesser der Elektroden 4 oberhalb dieser Elektroden 4 liegt. Im Verlauf weiterer Schichten ohne Entnahme der Glasschmelze steigt das Niveau der Glasmasse auf das ursprüngliche Niveau a..

Beim Erzeugen farbiger Glasmassen werden in die Dosierräume 9 der farbig konzentrierten Schmelze eine selbsttätig geregelte Menge des Gemenges sowie Farbstoffes und Energie zugeführt und geschmolzen. Die geschmolzene, farbig konzentrierte Schmelze wird in den unteren Teil des Arbeitsraumes β dosiert und mittels der Mischgeräte 10 mit der Mutter-Kristallglasschmelze gemischt.

Eine Änderung der Farbe erfolgt durch Änderung der Zusammensetzung des Einsatzes im Dosierraum 9.

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Claims

Ansprüche

Ij Verfahren zum Schmelzen von farblosen und farbigen Glasmassen zur Handverarbeitung, nach dem die Beschickung im Schmelzraum eines Ofens mittels horizontaler Stabelektroden kontinuierlich geschmolzen und geklärt wird und die geschmolzene und geklärte Glasmasse über einen getauchten Durchfluß in wenigstens einen Arbeitsraum geführt wird, wo sie auf Arbeitstemperatur gehalten, homogenisiert, ggf. gefärbt und periodisch entnommen und verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer oder mehreren Arbeitsschichten maximal eine Tagesschmelzleistung entnommen wird, wobei das Niveau der Glasmasse im Ofen maximal auf eine Höhe sinkt, die oberhalb der Elektroden die sechsfache Höhe des Elektrodendurchmessers aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine farbig konzentrierte und vorgewärmte Schmelze den unteren Schichten der Mutterglasmasse am Boden des Arbeitsraumes kontinuierlich bei selbsttätig geregeltem hydrostatischen Druck zugeführt wird.

J. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einem Schmelzraum mit horizontalen Stabheizelektroden, der mittels eines getauchten Durchflusses mit mindestens einem Arbeitsraum verbunden ist, der mit einer Heizeinrichtung und Homogenisationsmitteln versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des oder der Arbeitsräume (6) ein Ein- bis Zweifaches der Fläche des Schmelzraumes (2) bildet.

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4. Ofen nach Anspruch J5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Arbeitsraum (6) ein Dosierraum (9) einer farbig konzentrierten Schmelze angeschlossen ist, der mit dem Arbeitsraum (6) einen kommunizierenden Raum bildet.

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