DE2847150A1

DE2847150A1 - Verfahren und vorrichtung zum glasschmelzen

Info

Publication number: DE2847150A1
Application number: DE19782847150
Authority: DE
Inventors: Thomas Birmanns
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1978-10-30
Publication date: 1980-05-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Glasschmelz1
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen eines Glasgemenges für die Glasherstellung, wobei die erforderliche Schmelzenergie durch fossile Flammen und deren Rauchgase oberhalb der Glasschmelze und elektrisch innerhalb der Glasschmelze bis zum Erreichen der TYiaximaltemperatur der Glasschmelze zugeführt wird.
Es ist bekannt, zur Durchführung eines Verfahrens zum Schmelzen eines Glasgemenges fossil beheizte, also gas-oder ölbefeuerte Schmelzwannen zu verwenden. Das Heizprinzip und die zum Schmelzen notwendige Temperatur von etwa 1500°C bedingen bei diesen Schmelzwannen einerseits Rohstoffverluste und demzufolge Umweltbelastung durch Emission von staubenden und verdampfenden Glasgemengekomponenten, andererseits hohe Investitionskosten, die für die Installation der unabdingbar notwendigen Wärmetauscher - Regeneratoren oder Rekuperatoren - zur teilweisen Rückgewinnung der hohen Abgaswärme aufzubringen sind.(Die bei der öl- oder Gasverbrennung anfallenden Rauchgase werden durch die Regeneratoren oder Rekuperatoren geführt, um in diesen im Gegen- oder Gleichstrom die Verbrennungsluft vorzuwärmen.) Diese Schmelzwannen sind entweder längs- oder querbeheizt.
Demgegenüber haften einem Verfahren, bei dem eine gut arbeitende Elektroschmelzwanne zum Einsatz kommt, diese Nachteile nicht an. Dafür jedoch weist ein elektrisch durchgeführtes Verfahren den gravierenden Nachteil aüf, zu unwirtschaftlich zu arbeiten, da die elektrische Energie gegenüber der fossilen um ein Mehrfaches teurer ist. Das rein elektrisch betriebene Schmelzverfahren kann demzufolge mit dem fossil arbeitenden Schmelzverfahren aus Gründen der Wirtschaftlichkeit nicht konkurrieren.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Schmelzen eines Glasgemenges arbeitet kombiniert fossil und elektrisch , d.h.
daß eine Schmelzwanne zum Einsatz kommt, die gas- oder ölbefeuert ist und zusätzlich noch eine elektrische Heizeinrichtung in Form von in die Schmelze hineinragenden Heizelektro-den besitzt. Auch die bei diesem Verfahren allerdings in wesentlich kleineren Mengen anfallenden Xauchgase werden wiederum durch Regeneratoren oder Rekuperatoren geführt Bei den drei vorstehend beschriebenen Verfahren wird das Glasgemenge konventionell, d.h. körnig bis pulverförmig und kalt eingelegt (Vgl.1) R. Günther: "Glasschmelz - Wannenöfen", Verlag : Deutsche Glastechnische Gesellschaft, Frankfurt/M, Jhrg. 1958; 2) 1. 1. Kitaigorodski: "Technologie des Glases VEB - Verlag Technik, Berlin; 3) D. B. Ginsburg: "Glasschmelzöfen" (VEB) Staatsverlag für Leichtindustrie, 1948 ).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend genannten Art zu schaffen, dem die vorerwähnten Nachteile nicht anhaften, das vielmehr so ausgebildet ist, daß die zum Schmelzen des Glasgemenges und zum Läutern des Glases aufzubringende Wårmeenergie optimal übertragen und ausgenutzt wird.
Diese Aufgabe wird gemäß einer ersten Variante der Erfindung dadurch gelöst, daß kaltes grobstückiges Glasgemenge in eine der Schmelzzone unmittelbar vorgelagerte und mit dieser kommunizierende Erwärmungszone eingesetzt, in dieser im Gegenstrom zu seiner Zuführungsrichtung mittels der Rauchgase fossiler Flammen auf definierte Temperatur vorgewärmt wird, bei der die Gemengeteile noch nicht aneinander und/oder an den Wandungen anbacken, und das in die Schmelze gelangende grobstückige Gemenge sowohl durch die zur Schmelze gegenströmenden Rauchgase fossiler Flammen und diese selbst als auch durch Zuführen elektrischer Energie geschmolzen wird.
Auf diese Weise gelangt man zu einem Verfahren der einleitend genannten Art, das die vorerwähnte Erfindungsaufgabe voll erfüllt. Hinzu kommt, daß das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren sehr investitionsgünstig ist, da die Regeneratoren bzw. Rekuperatoren entfallen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gemäß einer zweiten Variante der Erfindung dadurch gelöst, daß kaltes grobstückiges Glasgemenge in eine der Schmelzzone unmittelbar vorgelagerte und mit dieser kommunizierende Erwärmungszone eingesetzt, in dieser im Gegenstrom zu seiner Zuführungsrichtung mittels der Rauchgase fossiler Flammen vorerschmolzen und das so vorerschmolzene, in die Schmelzzone gelangende Gemenge in dieser sowohl durch die zur Schmelze gegenströmenden Rauchgase fossiler Flammen und diese selbst als auch durch Zuführen elektrischer Energie enderschmolzen wird. Gemäß dieser Variante der Erfindung liegt die Temperatur des grobstückigen Gemenges im Ausgang der der Schmelzzone vorgelagerten Erwärmungszone so hoch, daß es bereits schmilzt und zerläuft. In der sich anschließenden Schmelzzone findet dann die Endschmelzung und Läuterung des Gemenges in der wie bei der ersten Variante beschriebenen Weise statt. Hierbei ist der Anteil an elektrischer Energie geringer, der an fossiler Energie höher als bei der ersten Variante des erfindungsgemäßen VerfahrensT Dies bringt zusätzlich zu den der ersten Variante eigenen Vorteilen noch den weiteren Vorteil der größeren Wirtschaftlichkeit mit sich, da die fossile Energie erheblich billiger als die elektrische ist.
Vortei lhafterwi se wird das Gl;iseemcnge kom)aktiert, insbesondere brikettiert, oder pelletisiert eingesetzt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das aus der Erwärmungszone in die Schmelzzone eingetragene Gemenge in der Schmelzzone fossil und elektrisch erschmolzen, auf die Maximaltemperatur von etwa 15000C gebracht und die Glasschmelze in der-Läuterzone fossil und elektrisch geläutert und homogenisiert wird.
Ferner wird die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Rauchgase beim Eintritt in die Erwärmungszone auf einer definierten Höhe konstant gehalten wird.
Bei der ersten Variante der Erfindung regelt die Temperatur der Rauchgase an der Stelle unmittelbar bei deren Eintritt in die Erwärmungszone die Brennstoffzufuhr für die Flammen. Bei der zweiten Variante der Erfindung wird das Glasschmelzeniveau innerhalb der Schmelz- und Läuterzone durch entsprechende Brennstoffzufuhr für die Flammen geregelt, da die Flammengröße und damit die Temperatur der Rauchgase an der Stelle unmittelbar bei deren Eintritt in die Erwärmungszone die Menge der abschmelzenden Briketts bestimmt.
Weiterhin kann die Strömung der Glasschmelze in der Schmelz-und Läuterzone durch elektrische Energiezufuhr geregelt werden. Desweiteren kann als Verbrennungsluft für die Flammen die Kühlluft der temperaturmäßig exponierten Bereiche der Schmelzwanne benutzt werden.
Der nachfolgend aufgeführte Vergleich der überschlägigen Wärmebilanzen, durchgeführt für 1) ein ausschließlich mit fossiler Energie durchgeführtes Verfahren, 2) ein ausscaließlich mit elektrischer Energie durchgeführtes Verfahren und 3) das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren in zwei Varianten (Variante I und II), zeigt die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1) Fossil durchgeführtes Verfahren: Energie zum Erwärmen der Rohstoffe von 20°C auf 150000 0,58 kwh/kg (500 kcal/kg) Reaktionswärme 0,11 " / " ( 90 II / ") Kaminverluste (Abgase ca 400°C) 0,28 " / " (240 " / ") Wandverluste (15000C Oberofentemperatur) 0,43 " / " (370 " / ") Gesamtverbrauch 1,40 kwh/kg (1200 kcal/kg) 2) Elektrisch durchgeführtes Verfahren Gesamtverbrauch 0,80 kwh/kg (690 kcal/kg) 3a)Erfindungsgemäßes Verfahren gemäß Variante I: Fossile Energie: Erwärmung der Rohstoffe von 200C auf 100000 Q,38 kwh/kg (330 kcal/kg) Kaminverluste (Abgase ca 2000C 0,07 " / n ( 60 / ") Wandverluste (Oberofentemperatur ca. 100000) 0,29 " / " (250 / ") Verbrauch an fossiler Energie 0,74 kwh/kg (640 kcal/kg) Elektrische Energie: Erwärmung der Rohstoffe von 100000 auf 15000C 0,20 kwh/kg (170 kcal/kg) Reaktionswärme 0,11 " / " ( 90 " / ) Verbrauch an elektrischer Energie 0,31 kwh/kg (260 kcal/kg) Verbrauch an elektrischer Energie bei einem Wirkungsgrad von 0,95 0,32 kwh/kg (275 kcal/kg) Gesamtverbrauch (fossile Energie + elektrische Energie) 1,06 kwh/kg (915 kcal/kg) 3b)Erfindungsgemäßes Verfahren gemäß Variante II: Fossile Energie: Erwärmung der Rohstoffe von 200C auf 13000C 0,50 kwh/kg (430 kcal/kg) Reaktionswärme 80% 0,09 " / " ( 70 " / ) Kaminverluste (Abgase ca 2000C) 0,1 " / " ( 80 " / ") Wandverlusten (Oberofentemperatur 1300°C) 0,37 " / " (320 " / ") Verbrauch an fossiler Energie 1,06 kwh/kg (900 kcal/kg) El ektro energie: Erwärmung der Rohstoffe von 13000C auf 15000C 0,08 kwh/kg ( 70 kcal/kg) Reaktionswärme 20% 0,02 " / " ( 20 " / ") Verbrauch an elektrischer Energie 0,10 kwh/kg ( 90 kcal/kg) Verbrauch an elektrischer Energie bei einem Wirkungsgrad von 0,95 0,11 " / " ( 95 kcal/kg) Gesamtverbrauch (fossile Energie + elektrische Energie ) 1,17 kwh/kg (995 kcal/kg) Energie- und Preisvergleich: 1 kwh fossile Energie 0,0269 DM (Ölpreis 0,30 1)1kg) 1 kwh elektrische Energie 0,10 DM Tabelle

SchmelzverkeB- 1) 2)

fossil !lektriscl erfinaunesen. Verf.

spezif, durchgef. Lurche;ef.

Energiever Verfahren fVerfahren 3a) 3b>

br, und -kost VarianteI Variante

fossiler Energie-

fossiler hnergie- .

verbrauch kwh/kg - - - - 0.74 -

bzw. kcal/kg 1200,-- - 640, 900,--

elektrischer Ener

gieverbr. kwh/kg - 0,8 0,32 O,11

~ ~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ »

bzw. koal/kg - 690,-- 275,-- 95,--

Gesamtenergieverb

kwh/kg 1,40 0,8 1,06 1,17

bzw. keal/kg 200,-- 690,-- 915,-- 995,--.

fossile Energie-

kosten

DM/t 37,70 - 19,90 28,50

elektrische Ener-

giekosten

DM/t ~ 80,-- 32,-- 11,--

Gesamtenergie-

kosten

DM/t 37,70 80,-- 51,90 39,50

In Wirklichkeit dürfte der Vergleich noch günstiger für das erfindungsgemäße Verfahren ausfallen, da die nach Passieren der Vorwärmezone eine Temperatur von 2000C aufweisenden heißen Abgase sich für die Glasbemengevorwärmung noch weiter ausnutzen lassen, was eine Reduzierung der Kaminverluste zur Folge hat, und da die tatsächlichen Wärmeverluste über die Wandungen der Vorwärmzone erheblich niedriger als die dem Vergleich zugrunde liegenden sein dürften, weil die Fläche und die Temperatur der wärmeabgebenden Wandungen der Vorwärmzone wesentlich kleiner als bei Regenerativkammern sind. Zu den energiekostenmäßigen Vorteilen gegenüber der Elektroschmelze addieren sich die erstgenannten Vorteile.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens mit einer mit Heizelektroden bestückten Schmelzwanne, einem oder mehreren Brennern an einer oder mehreren Wänden und einer Vorwärm- und Zuführungseinrichtung für das grobstückige Glasgemenge an der vorderen Wannenstirnwand.
Bei einer bekannten Schmelzwanne, in der das Gemenge und die Schmelze kombiniert fossil und elektrisch beheizt werden, sind die Brenner in den Seitenwandungen untergebracht, so daß die Flammen quer zur Glasströmung gerichtet sind. Die abziehenden Rauchgase werden in Regeneratoren oder Rekuperatoren geleitet, um diese zu erwärmen, damit mit Hilfe dieser Wärmetauscher die durch sie hindurchgeführte Verbrennungsluft erhitzt werden kann, bevor sie den Brennern und damit dem Schmelzverfahren zugeleitet wird. Das Glasgemenge wird kalt mittels einer Einlegemaschine auf das Schmelzbad geleitet.
Dem nachfolgend beschriebenen vorrichtungsmäßigen Teil der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art zu schaffen, der die einleitend zum Stand der Technik genannten Nachteile nicht anhaften, die vielmehr so ausgebildet ist, daß die zum Schmelzen des Glasgemenges und zum Läutern des Glases innerhalb des Glasschmelzsystems aufzubringende Wärmeenergie optimal übertragen und ausgenutzt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Vorwärm- und Zuführungseinrichtung für das grobstückige Glasgemenge eine mit der Schmelzwanne in unmittelbarer Verbindung stehende Schachtkammer vorgesehen ist.
Hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die es ermöglicht, daß die Flammen und die energiereichen Rauchgase zum Vorerwärmen bzw. zum Vorschmelzen des grobstückigen, insbesondere brikettierten Glasgemenges optimal ausgenutzt werden.können. Rohstoffverluste treten nicht ein, da staubende und dampfende Glasgemengekomponenten nicht emittiert werden und demzufolge nicht die Umwelt belasten. Andererseits erfordert die erfindungsgemäße Vorrichtung lediglich geringe Investitionskosten, da die bisher benötigten Wärmetauscher zur teilweisen Rückgewinnung der hohen Abgaswärme entfallen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß als Verbrennungsluft für die Brenner die Kühlluft der temperaturmäßig exponierten Wannenteile, insbesondere des Durchlasses und der kritischen Gewölbeteile benutzt wird.
Vorteilhafterweise ist auf der Schachtkammer ein Vorlaufbunker aufgesetzt und am Xopf der Schachtkammer ein Absaugventilator angebracht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 15 bis 21 hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Schmelzsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 ein gegenüber Fig. 1 etwas abgewandeltes Schmelzsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 etwas abgewandelte Gestaltung des Eihlege- und Schmelztisches und Fig. 4 eine gegenüber Figuren 2 und 3 etwas abgewandelte Gestaltung des Einlege- und Schmelztisches.
Die in Fig. 1 dargestellte .Schmelzwanne 1 besteht aus einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3. Der Unterteil 3 ist mit Glasschmelze 4 gefüllt, während im Oberteil 2 in der in der Zeichnung rechts dargestellten hinteren Stirnwand 5 ein oder mehrere Brenner 6 angeordnet sind. Mit der gegenüberliegenden vorderen Stirnwand 7 ist eine Vorwärm- und Zuführungsvorrichtung 8 für grobstückiges, insbesondere brikettiertes Glasgemenge 9 angeordnet. Die orwärm- und Zuführungseinrichtung 8 ist als Schachtkammer 10 ausgebildet, die einen Vorlaufbunker 11 trägt und an einen Absaugventilator 12 angeschlossen ist. Im Boden 3 der Schmelzwanne 1 sind Heizelektroden 13, 14 und 15 installiert, die äene ;,rärmemengen zuführen, die zum Erreichen der maximalen Schmelztemperatur sowie zur Läuterung und Homogenisierung der Schmelze erforderlich sind.
Die gelierte und homogenisierte Schmelze verläßt die Schmelzwanne durch den Durchlaß 16.
Die Schachtkammer 10 mündet auf einem oszillierenden Einlegeblech 17, das ein Teil einer nicht näher dargestellten Einlegemaschine 18 ist.
Das in Fig. 2 dargestellte Schmelzsystem unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten Schmelzsystem im wesentlichen dadurch, daß die Schachtkammer 10 auf einen Einlegetisch 19 mit darüber angeordnetem vertikalem Schmelzgitter 20 mündet.
Gemäß Fig. 3 ist der Einlegetisch 21 langgezogen schräg ausgebildet, so daß ein entsprechend geformter, durch die Wandungen 21 und 32 begrenzter Ausfallschacht 33 für die Briketts entsteht.
Gemäß Fig. 4 ist auf dem Schmelztisch 22 eine kolbenartig wirkende Einschubplatte 23 angeordnet.
Allen Zuführungseinrichtungen ist gemeinsam, daß sich im oberen Bereich der Schachtkammer 10 eine Brikettschüttung mit einer natürlichen Böschung 24 und bei den Zuführungs-Einrichtungen gemäß Fig. 1,3 und 4 am unteren Ende der Schachtkammer 10 ebenfalls eine Brikettschüttung mit einer natürlichen Böschung 25 ausbildet.
Das Prinzip des erfindungsgemäßen Schmelzverfahrens geht insbesondere aus den Fig. 1 und 2 hervor, die å jeweils eine Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe zeigen. Die Flammen brennen in Längsrichtung der Schmelz-Wanne entgegengesetzt zur Glasströmung. Das Prinzip erlaubt jedoch auch åede andere Art der Flammenführung (z.B. U-Flamme). Die Rauchgase strömen entlang der Oberfläche der Glasschmelze zur vorderen Wannenstirnseite und durch eine entsprechend ausgebildete Öffnung in eine vertikale Schachtkammer 10, die mit gompaktiertem oder pelletiertem Gemenge 9 definiert gefüllt ist.
Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 regelt die definierte konstante Temperatur der Rauchgase an der Stelle unmittelbar bei deren Eintritt in die Schachtkammer 10 direkt die Brennstoffzufuhr für die Brenner 6 und damit die Intensität der Flammen. Die Sollwerttemperatur ist so definiert, daß das kompaktierte, vorzugsweise brikettierte, oder pelletierte Gemenge störungsfrei aus der Schachtkammer 10 ausgetragen wird. In dieser erfolgt im Gegenstrom der Wärmeaustausch zwischen Briketts und Abgasen. Letztere treten infolgedessen aus der Kammer mit sehr niedriger Temperatur aus. Die Konstanz der Glasschmelzetemperatur wird durch entsprechende Regelung der Heizelektroden erreicht.
Die Briketts 9 fallen aus dem Vorbunker 11 in die Schachtkammer 10 und aus dieser auf das oszillierende Einlegeblech 17 der Einlegemaschine 18, die die Briketts 9 schubweise in die Schmelzwanne 1 befördert. Die Briketts 9 liegen zunächst als loses Haufwerk auf der Glasschmelze 4, bevor sie selbst schmelzen und verlaufen (27). Die Brenner 6 sind in der hinteren Stirnwand 5 der Wanne 1 so installiert, daß Flammen 34 und Rauchgase 28 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Glasschmelze strömen (Gegenstrom). Durch die Auslauföffnung der Schachtkammer 10 treten die Gase horizontal in die Brikettschüttung ein und durchströmen diese nach einer 900 -Umlenkung (Pfeile 35) vertikal von unten nach oben. Die Schachtkammer 10 ist in ihrem Einlauf-und Auslaufteil so gestaltet, daß die Brikettschüttung hier einen natürlichen Böschungswinkel 24., 24,5*aufweist..Aufgrund der entgegengesetzt verlaufenden Böschungen ist gewährleistet, daß die Abgase über den Querschnitt der Schachtkammer 10 gesehen in etwa gleich lange Strömungswege durchfließen, d.h. ungefähr gleich große Strömungswiderstände zu überwinden haben. Der Absaugventilator 12 sorgt für das erforderliche Druckgefälle. Die Folge ist eine gleichmäßige Beaufschlagung des Kammerquerschnitts mit Abgasen und somit gleichmäßige Erwärmung der Briketts 9.
Als Verbrennungsluft für die Brenner 6 wird beispielsweise die Kühlluft für den Durchlaß 16 verwendet. Dadurch ist gewährleistet, daß erstere auch vorgewärmt ist (für diesen Zweck ist auch Kühlluft anderer kritischer Wannenteile, z.B. der.Wannendecke 2 verwendbar). Die Intensität der Flammen 28 ist so eingeregelt, daß die Rauchgase bei Eintritt in die Brikettschüttung 9 unterhalb der kritischen Temperatur liegen, die zum Anbacken oder gar Verschmelzen der Briketts 9 und damit zu Störungen beim Austrag derselben bzw.
Behinderung der Rauchgasströmung führt. Vorzugsweise liegt die kritische Temperatur bei ca. 9000C. Bei gut ausgelegtem Schmelzsystem und richtig dimensionierter Schachtkammer 10 liegt die Austrittstemperatur der Rauchgase bei Verlassen derselben bei ca. 100°C. Die Heizelektroden 13, 14 und 15 führen den schmelzenden Briketts einen Teil der Wärmemenge zu, die zum Erreichen der Maximaltemperatur und zur Läuterung und Homogenisierung der Schmelze benötigt wird, Gleich zeitig erzeugt die durch die Elektroden 13 zugeführte wärme eine vertikale uellströmung in diesem Bereich, die den Transport der auf der Schmelze liegenden, noch nicht ganz geschmolzenen Briketts zur Wannenmitte hin bewirkt Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schmelzsystem wird die Temperatur der Rauchgase bei deren Eintritt in die ochachtkammer 10 so hoch gewählt, daß bereits ein Schmelzen der Briketts 9 in diesem Bereich einsetzt. Bei diesem System wird zur Regelung der Brennstoffzufuhr direkt das Glasschmelzeniveau in der Schmelzwanne, indirekt die Temperatur der Rauchgase an der Stelle unmittelbar bei deren Eintritt in die Schachtkammer benutzt. Steigt beispielsweise die Rauchgastemperatur und damit die Menge der abschmelzenden Briketts an, so steigt auch das Niveau der Glasschmelze. Die Niveauerhöhung bewirkt eine entsprechende Reduzierung der Brennstoff zufuhr und damit der Rauchgastemperatur. Die aus der Schachtkammer 10 stetig nachrutschenden Briketts 9 schmelzen im Kammerauslauf durch die hier eintretenden Rauchgase. Die Schmelze fließt nach unten, sammelt sich auf einem tischartigen Plateau, dem gleichzeitig als Boden der Schachtkammer fungierenden Einlegetisch 19, und fließt von diesem in die Schmelzwanne. Die installierten Heizelektroden 13, 1 und 15 führen dann wieder einen Teil der wärmemenge zu, die zum Erreichen der Maximaltemperatur sowie zur Läuterung und Homogenisierung der Schmelze notwendig sind.
Das in Fig. 2 dargestellte Schmelzsystem ist bis auf den Auslaufteil der Schachtkammer in Aufbau und Funktion der Elemente identisch mit dem Schmelzsystem gemäß Fig. 1. Um zu gewährleisten, daß die Briketts 9 im Auslauf der Schachtkammer 10 abschmelzen und die Schmelze in die Schmelzwanne 1 laufen kann, sind der Einlege- bzw. Abschmelztisch 19, schräg und die vertikale Trennwand zwischen Schachtkammer und Schmelzwanne, das sog. Schmelzgitter~20, vorzugsweise als vertikal orientierter Spaltsiebrost ausgebildet.
Die vorzugsweise ca. 13000C heißen Abgase treten horizontal durch das Schmelzgitter 20 und die freie Ausfallöffnung unterhalb desselben in Richtung der Pfeile 29 in die Brikettschüttung ein und wie oben beschrieben durch diese hindurch. Gemäß dem Gegenstromprinzip werden die unmittelbar am Schmelzgitter anliegenden Briketts am stärksten aufgeheizt, schmelzen ab und fließen nach unten. Auf dem Schmelztisch bildet sich eine Schmelzelache 27, über deren Oberfläche die Rauchgase streichen und die Schmelze weiter aufheizen. Aus der Lache fließt ständig Schmelze in die Wanne 1 ab. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten des Schmelztisches ist dieser bestens isoliert. Er kann sogar beheizt werden.
Den Platz der am Schmelzgitter 20 wegschmelzenden Briketts nehmen die aus der Schachtkammer 10 nachrutschenden ein.
Das Schmelzniveau 30 der Schmelzwanne wird zwecks Regelung der Flammenstärke abgetastet.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist auf das Schmelzgitter verzichtet und durch entsprechende Gestaltung des Schmelztisches 21 und der Wand 32 (lang gezogene Schrägen) und damit des Ausfallschachts 33 (lang gezogener schräger Kanal), sowie der Schachtkammer 10 (Begrenzungswände nach unten hin konisch konvergierend) die Schüttung der Briketts im Ausfallschacht und die Ausbildung der Schmelzlache 27 so beeinflußt, daß auch hier über den Schacht-bzw. Kammerquerschnitt gesehen in etwa gleich lange Strömungswege für die Rauchgase durch die Brikettschüttung bestehen und damit die gleichmäßige Erwärmung derselben gewährleistet ist. Die auf der Böschung der Schüttung schmelzenden Briketts fließen, ohne eine ausgeprägte Lache zu bilden, direkt schräg nach unten in die Schmelzwanne hinein.
Bei der Ausführung gemäß Abb. 4 fehlt ebenfalls das Schmelzgitter. Der Einlegetisch 22 ist horizontal ausgebildet. Das Einschieben der Schmelze erfolgt jedoch zwangsweise mittels einer mechanischen Fördereinrichtung, hier einer horizontal, kolbenartig wirkenden Einschubplatte 23. Der Einlegetisch 22 hat eine schräge Ablaufkante 31. Die aus der Schachtkammer 10 nachfallenden Briketts bilden auf dem Einlegetisch 22 wiederum eine Schüttung mit freier Böschung 25, durch die die Rauchgase in die Schüttung eintreten. Die auf der Böschwung abschmelzenden Briketts fließen als Schmelze nach unten und bilden auf dem wannennahen.Teil des Einlegetisches wiederum eine Lache. Diese wird nun infolge der horizontalen Oszillationsbewegung der Einschubplatte 23 indirekt über die beim Rückwärtshub vor die Schubplatte von oben her nachfallenden Briketts schubweise in die Schmelzwanne befördert. Diese Zwangsfördereinrichtung ist sowohl bei dem Schmelzsystem gemäß Fig. 1 (Einlegen von ca. 8000C heißen Briketts) als auch wie beschrieben bei dem Schmelzsystem gemäß Fig. 2 (Einschieben von geschmolzenen Briketts) anwendbar.

Claims

Patentansprüche 1 Verfahren zum Schmelzen eines Glasgemenges für die Glasherstellung, wobei die erforderliche Schmelzenergie durch fossile Flammen und deren Rauchgase oberhalb der Glasschmelze und elektrisch innerhalb der Glasschmelze bis zum Erreichen der Maximaltemperatur der Glasschmelze zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß kaltes grobstückiges Glasgemenge in eine der Schmelzzone unmittelbar vorgelagerte und mit dieser kommunizierende Erwärmungszone eingesetzt1 in dieser im Gegenstrom zu seiner Zuführungsrichtung mittels der Rauchgase fossiler Flammen auf definierte Temperatur vorgewärmt wird, bei der die Gemengeteile noch nicht aneinander und/oder an den Wandungen anbacken, und das in die Sehmelze gelangende grobstückige Gemenge sowohl durch die zur Schmelze gegenströmenden Rauch--gase fossiler Flammen und diese selbst als auch durch Zuführen elektrischer Energie geschmolzen wird.
2. Verfahren zum Schmelzen eines Glasgemenges für die Glasherstellung, wobei die erforderliche Schmelzenergie durch fossile Flammen und deren Rauchgase oberhalb der Glasschmelze und elektrisch innerhalb der Glasschmelze bis zum Erreichen der Maximaltemperatur der Glasschmelze zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß kaltes grobstückiges Glasgemenge in eine der Schmelzzone unmittelbar vorgelagerte und mit dieser kommunizierende Erwärmungszone eingesetzt, in dieser im Gegenstrom zu seiner Zuführungsrichtung mittels der Rauchgase fossiler Flammen vorerschmolzen und das so vorerschmolzene, in die Schmelzzone gelangende Gemenge in dieser sowohl durch die zur Schmelze gegenströmenden Rauchgase fossiler Flammen und diese selbst als auch durch Zuführen elektrischer Energie enderschmolzen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Glasgemenge kompaktiert, insbesondere brikettiert eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Glasgemenge pelletisiert eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das aus der Brwärmungszone in die Schmelzzone-eingetragene Gemenge in der Schmelzzone fossil und elektrisch erschmolzen und auf die Maximaltemperatur von etwa 150000 gebracht wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Glasschmelze in der Läuterzone fossil und elektrisch geläutert und homogenisiert wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Temperatur der Rauchgase beim Eintritt in die Erwärmungszone auf einer definierten Höhle konstant gehalten wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Brennstoffzufuhr für die Brenner von der Temperatur der Rauchgase unmittelbar beim Eintritt in die Erwärmungszone geregelt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Glasschmelzeniveau innerhalb der Schmelz- und Läuterzone durch entsprechende Dosierung der Brennstoffzufuhr für die Flammen geregelt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Strömung der Glasschmelze durch elektrische Energiezufuhr geregelt wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e:-n n z e i c h n e t, daß als Verbrennungsluft für die Flammen die Kühlluft der temperaturmäßig exponierten Bereiche der Schmelzwanne benutzt wird.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem -oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 mit einer mit Heizelektroden bestückten Schmelzwanne, einem oder mehreren Brennern an einer oder mehreren Wänden und einer Vorwärm- und Zuführungseinrichtung für das grobstückige Glasgemenge an der vorderen Wannenstirnwand, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Vorwärm- und Zuführungseinrichtung (8) für das Glasgemenge (9) eine mit der Schmelzwanne (1) in unmittelbarer Verbindung stehende Schachtkammer (10) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß als Verbrennungsluft für die Brenner (6) die Kühlluft der temperaturmäßig exponierten Wannenteile, insbesondere des Durchlasses (16) und der kritischen Gewölbeteile benutzt wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und/oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf der Schachtkammer (10) ein Vorlaufbunker (11) aufgesetzt und am Kopf der Schachtkammer ein Absaugventilator (12) angebracht ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, d a d u r c h gek e n n z e i c h ne t, daß in der Schachtkammer (10) ein Haufwerk von kompaktiertem, insbesondere brikettiertem Gemenge (9) so angeordnet ist, daß sich am unteren und am oberen Ende der Schachtkammer (10) natürliche Böschungen (24,25) des Haufwerkes bilden.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, d a d u r c h gek e n n z e ich n e t, daß die Schachtkammer (10) auf ein Einlegeblech (17) einer Einlegemaschine (18) mündet.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schachtkammer (10) auf einen Einlegetisch (19) mit darüber angeordnetem vertikalen Schmelzgitter (20) mündet.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schmelztisch (21) lanjgezogen und schräg ist, während der Ausfallschacht (33) als langezogener schräger Kanal ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 18, d a d u r c-h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Wandung der Schachtkammer (10) nach unten konisch konvergierend verläuft.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 19, d a d u r c h gek e n n z e ich ne t, daß auf dem Schmelztisch (22) eine kolbenartig wirkende Einschubplatte (23) angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, d a d u r c h G e k e n nz e i c h n e t, daß der Schmelztisch (22) wannenseitig eine schräge Ablaufkante (31) hat.