DE2703223A1 - Verfahren zum schmelzen von glas und glasschmelzofen zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum schmelzen von glas und glasschmelzofen zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2703223A1 DE19772703223 DE2703223A DE2703223A1 DE 2703223 A1 DE2703223 A1 DE 2703223A1 DE 19772703223 DE19772703223 DE 19772703223 DE 2703223 A DE2703223 A DE 2703223A DE 2703223 A1 DE2703223 A1 DE 2703223A1
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Description

Anmelder:
8771 Pflochsbach k
Verfahren zum Schmelzen von Glas und Glasschmelzofen zur Durchführung a&dee Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen von Glas, wobei auf ein Bad aus geschmolzenem Glas eine Gemengeschicht aufgegeben und das flüssige Glas durch eine Öffnung unten aus dem Bad abgezogen wird und das Gemenge von oben mit Wärme energie zum Schmelzen beaufschlagt wird sowie einen Glasschmelzofen zur Durchführung dieses Verfahrens bestehend aus einem zusammenhängenden Schmelz- und Läuterteil, auf deren Oberfläche das zu schmelzende Gemenge aufgegeben wird, mit einem Boden des Läuterteils, der erheblich tiefer liegt als der Boden des Schmelzteils und einem seitlichen, über dem Boden des Läuterteils befindlichen Auslaß für das Glas.
Es sind bereits "konventionell" zu bezeichnende Glasofen bekannt, bei welchen in nebeneinander liegenden Läuter- und Schmelzteilen Glas geschmolzen und dann geläutert wird. Es ist auch bereits bekannt, in solchen Ofen Zusatzelektroden anzuordnen. Nachteilig hat sich hierbei aber herausgestellt, daß der Wirkungsgrad dieser öfen nicht befriedigend ist, daß die Qualität des geschmolzenen Glases bei hohen Durchsatzleistungen ebenfalls oft nicht befriedigend ist und daß insbesondere große öfen mit großen Badoberflächen benötigt 809831/0062
werden, die bekannten öfen also auf ihr Volumen bezogen nur eine geringe Leistung aufweisen*
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 Durchflußbereich gelangen, was ersichtlicherweise die Leistung dieser Wannen begrenzt, da diese Glasanteile mit kurzer Verweilzeit noch Blasen beinhalten.
Diese genannten Nachteile weisen auch die eingangs genannten Ofen mit einer Stufe« zwischen dem Schmelz- und dem Läuterteil auf (US-PS 21 23 544).
Es sind weiterhin vertikal arbeitende, yollelektrisclhe 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.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Schmelzen von Glas sowie einen Glasschmelzofen zu schaffen, 809831/0062
denen die vorgenannten Nachteile nicht mehr anhaften und aufgrund deren 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 Verfahren 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.
Insgesamt soll die Erzeugung von hochwertigem Glas wirtschaftlicher gemacht werden, da je nach Kosten der verschiedenen Energie die Energieanteile ausgewählt werden können und wobei weiterhin bei Benutzung vorhandener öfen die Herstellung des erfindungsgemäßen Ofens besonders wirtschaftlich, schnell und einfach sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem eingangs genannten Verfahren das Glas nach dem Aufschmelzen in einer vertikal nach unten gerichteten, nicht turbulenten Strömung geführt und in dieser erst durch Durchleiten von elektrischem Strom zusätzlich bis zur endgültigen Gasabgabe erhitzt (geläutert), dann darunter ohne Zugabe von Energie homogenisiert und aus dieser Zone unten abgezogen wird. 809831/0062
Das Glas wird also in einer horizontalen Zone durch Durchleiten von elektrischem Strom zusätzlich erhitzt, 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 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 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.
Der Glasschmelzofen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich vorteilhaft dadurch, daß in dem Läuterteil unterhalb der Höhe des Bodens des Schmelzteils in einer oder mehreren Ebenen Elektroden in einer Läuterzone zur zusätzlichen elektrischen Beheizung des Glases und darunter ein Homogenisierungsbereich angeordnet sind.
Vorteilhaft kann zur Erzielung eines hochwertigen Glases die Tiefe des Läuterteils ca. dreimal so groß sein, wie die des Schmelzteils, wodurch auch ein wirtschaftlicher Aufbau des Ofens gegeben ist.
Die Oberfläche des Schmelzteils kann bis zu dreimal größer 809831/00«?
sein, vorzugsweise bis zu zweimal größer sein als die des Läuterteils. Das Gemenge bedeckt zur Einstellung einer hohen spezifischen Leistung die Badoberfläche vorteilhaft sov/ohl im Bereich des Schmelz- als auch des Läuterteils, eine im Schmelzteil angeordnete elektrische Zusatzheizung verhindert das Absinken der Glasbadtemperatur infolge der dichten Gemengebedeckung .
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben: Es zeigen:
Figur 1 den Vertikalschnitt durch einen Glasschmelzofen gemäß der Erfindung mit hexagonalem Läuterteilj
Figur 2 einen Horizontalschnitt gemäß der Linie II-II in Figur 1,
Figur 2 den Vertikalschnitt durch eine Variante mit rechteckigem Läuterteil und
Figur 4 den Korizontalschnitt gemäß Linie IV-IV in Figur
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 6 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.Der konventionelle Oberbau kann wie bei einer regenerativen Flammenwanne oder wie bei einer regenerativen seitenbeheizten Wanne oder wie bei einer rekuperativen Wanne aufgebaut sein.
Der erfindungsgemäß Glasschmelzofen weist einen flachen Schmelzteil 1 und daneben einen erheblich tieferen hexagonalen oder rechteckigen Läuterteil 2 auf, die miteinander verbunden sind, so daß geschmolzenes Glas aus dem Teil 1 in den Teil 2 strömt. Die Badtiefe im Teil 2 ist dabei ca. zwei-
bis dreimal so groß wie in Teil 1, d.h. der Boden 10 in dem
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Läuterteil 2 ist doppelt bis dreifach so tief angeordnet wie der Boden 8 in dem Schmelzteil 1, -iUG den Läuterteil 2 führt ein Auslaß 5 zu einem Steiger η, wobei durch Zusatzelektroden 9 in bekannter V/eise Energie in den Strom des ausfließenden Glases abgegeben wird, so daß die Temperatur in diesem Strom gehalten wird oder nicht zu stark absinkt.
Der Läuterteil 2 weist eine obere Läuterzone 12 und eine untere Ilomogenisierungszone 13 auf, v/obei sich in der Läuterzone 12 eine Anzahl von Elektroden 5 befinden. JJie Elektroden lj> können sowohl in den Seiten des hexagonalen als auch des rechteckigen Läuterteils 2 angeordnet sein und sie können in einer, in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung aber auch gemäß den Figuren in zwei oder 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. Die gesamte Badoberfläche kann mit Gemenge bedeckt sein, es ist aber auch möglich, nur die Oberfläche des Schiaelzteils 1 mit Gemenge zu beschicken.
jjer Schmelzteil 1 v/eist meist eine größere Oberfläche als die des Läuterteils 2 auf, von der Gesamtoberfläche können zwei Drittel im Gchnelzteil und ein Drittel im Läuterteil vorliegen. Je nach der Art des zu erschmelzenden Glases und der spezifischen Leistung des Ofens können diese Verhältnisse aber aucVi geändert werden, so können z.H. die Oberflächen von Schmelz- und Läuterteil auch die Verhältnisse von 3/1 bzw. 1/1 aufweisen.
8H /one?
2703221
Das erfindungsgemäße Verfahren wird jetzt wie folgt durch geführt: Das auf die gesamte Badoberfläche aufgegebene Gemenge wird von oben mit den Brenngasen der Brenner beaufschlagt und erhitzt und schmilzt sowohl an der Oberfläche als auch in der Trennlinie zwischen dem Gemenge und neu Glasbar"! auf. ±>as ^oschnolzcne, noch nicht reläuterte Glas o.iu; ύ:\".ι üchnolzteil 1 strönt in den Läuterteil 2, wo es ciori ,,.Lt ^ora in diesen ';eochmoltfenen Glas vermischt. -Jas Glas ströVit dann durch die j.äuter^one der .Jlektroden b £leichmäßir: nach unten, wobei es stärker erhitzt und geläutert in die darunter liegende IIouorenisierun^szone 13 absinkt, in der es homogenisiert wird. In der Zone 13 sinkt die temperatur des Glases wieder etwas ab, die ütrömung ist nicht turbulent. jJin absinken von nicht geschmolzenen Gernen.^epartikeln in die Zone 13 wird durch die Läuterzone 12 mit den Jlektroden '■) sicher verhindert.
jjas jetzt geläuterte Glas tritt durch den Auslaß 3 zu einerii gegebenenfalls als steiger ausgebildeten v/eiterführenden Glaskanal 7.
alternativ kann auch das Gemenge das Glasbad in Bereich des Läuterteils 2 nicht bedecken. Dadurch sinkt zwar die spezifische Leistung des Ofens, es ist aber auch mörlich, besonders hochwertiges Glas zu erschmelzen bzw. bestimmte, schv/ierig zu schmelzende Glassorten zu erzeugen. Diese Maßnahme wird aber im allgemeinen nicht nötif; sein, da die Anordnung der Schmelzzone, der Elektroden in einer ]]bene der
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Läuterzone und die Homogenisierungssono untereinander für eine genügend gute Läuterung sorgen.
Ersichtlicherweise kann der ei'findungsgernäße Glasschmelzoi'en so ausgeführt werden, daß bei einer Erneuerung eines konventionellen Glasschmelzofens der Läuterteil erheblich vertieft wird und in ihm die Elektroden b eingesetzt werden. Auf diese Ueise ist es möf-lich, daß auch dann ein Elektroschmelzen von Glas durchgeführt v/erden kann, wenn ein völliger Neubau eines vollelektrischen Glasschinelzofens nicht geraten möglich erscheint.
Ji1Ur den i'achmann überraschend hat sich herausgestellt, daß das Geschmolzene Glas auch bei schwierig zu erschmelzenden Gläsern in der Qualität vollelektrisch geschmolzenem Glas nicht nachsteht. Ersiehtlicherweise ist abhängig von den Kosten der verschiedenen Energien der erfindungsgemäße Glasschmelzofen sogar wirtschaftlicher zu betreiben als vollelektrische Glasschmelzöfen; sein Betrieb ist dem Personal konventioneller Glasschmelzofen vertrauter und durch seine Flexibilität bietet er eine ideale Lösung der anstehenden Probleme.
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    1\ Verfahren zum Schmelzen von Glas, wobei auf ein Bad aus geschmolzenem Glas eine Gemengeschicht aufgegeben und das flüssige Glas durch eine öffnung unten aus dem Bad abgezogen wird und das Gemenge von oben mit Wärmeenergie zum Schmelzen beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas nach dem Aufschmelzen in einer vertikal nach unten gerichteten, nicht turbulenten Strömung geführt und in dieser erst durch Durchleiten von elektrischem Strom zusätzlich bis zur endgültigen Gasabgabe (Läuterung) erhitzt wird, weiter dann vertikal nach unten strömt und in der nächst unteren Zone ohne Zugabe von Energie homogenisiert und aus dieser Zone unten abgezogen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teil- oder die Gesamtmenge des geschmolzenen Glases in einer praktisch horizontalen Strömung in den Bereich oberhalb der Läuterzone einströmt.
  3. 3. Glasschmelzofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer von oben durch Brenner beheizten Schmelzwanne bestehend aus einem zusammenhängenden Schmelz- und Läuterteil, auf deren Oberfläche das zu schmelzende Gemenge aufgegeben wird, mit einem Boden des Läuterteils, der erheblich tiefer liegt als der Boden des Schmelzteils und einem seitlichen, über dem Boden des Läuterteils befindlichen Auslaß für das Glas, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
    809831/0062
    ORIGINAL INSPECTED
    Läutertcil (2) unterhalb tier ?;iihc des lodern? ( .■) der? Schmelzteils (1) in einer oder mehrerer: ...oerien '..lektrocicn (i?) in einer Läutersone (1<2) zu.-.· jrusi^tzlichen elektrischen Jeheizunf" des Glases und darunter ν in i.:.oi:io jenisi-^/un :sbereich (13) angeordnet sind.
  4. 4. Glasschmelzofen nach, .».nspruch ν, ladurcii e]^::vizüi:;hnet, daio die Jl ek trod en (5) unterlialu der Mühe des Jodens (C) des Schmelzteils (1) angeordnet sind.
  5. 'j, Glcisschmelzofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch iekonnzeichnet, daß die Tiefe des Läuterteils (2) cu. dr ^i-.al so ist v/ie die des üchnielzteils (1).
  6. 6. Glasschmelzofen nach Anspruch ? bis lj, dadurch -elconnzeichnet, daß die Oberfläche des Schweiz teils (1) bis zn dreimal größer ist als die dos Lauterteile (2).
  7. 7. Glasschmelzofen nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, daß die UberflUcho des Schinelzteils (1) bis zu ordinal größer ist als die des Läute rtuils (2).
  8. 8. Glasschraelzof en nach Anspruch '? bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Auslaß (?) Zusati'.olektroden (\)) angeordnet 3ind.
    809831/ΟΠΟ?
    BAD ORIGINAL
    3, iJla;iSc;h!"X'lr:ofon nach Anspruch 35 bio 8, dadurch "ckennuojchnet, au ß (ie jaa ob erf lache εον/ohl des Schneit;- als auch dos Läuterteils nit Geiaenge "o ed eckt ist.
    ü. GlacGclimelsofcn nach Anspruch 3 biß 9, dadurch gekennzeichnet, ΊΠ.1·:· in dorn ochtnelisteil eine Anzahl von jJlektroden (11) ;un Ui.i.L'an;; und an den Genien :eeinf;abeöfi"nun;-en angeordnet si no.
    gp,'1 ' η p f; J
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