DE3206588C2 - - Google Patents
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/173—Apparatus for changing the composition of the molten glass in glass furnaces, e.g. for colouring the molten glass
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
- C03B5/027—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
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- Furnace Details (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur
Herstellung von Glas, bei welchem eine Charge in einen Ofen
eingegeben wird, der mit Heizeinrichtungen ausgerüstet ist,
um diese Charge zu schmelzen und mit Elektroden, zwischen
denen ein Gleichstrom innerhalb der Schmelze fließt. Die
Erfindung betrifft ferner einen Glasschmelzofen, der eine
vorbestimmte Tiefe an geschmolzenem Glas hält und mit
Elektroden versehen ist, zwischen denen ein Strom im
geschmolzenen Glas fließt, insbesondere zur Durchführung des
Verfahrens.
Bei der Glasherstellung ist es bekannt, daß eine verglasbare
Charge der gewünschten Zusammensetzung in das
Beschickungsende eines Ofenbehälters eingegeben wird,
in dem diese Charge in einer Schmelzzone geschmolzen
wird, wobei dann das Glas im Behälter stromab durch
Mischungs- und Frischzonen zu einer Konditionierungszone
strömt, in der sich das Glas auf die gewünschte Verar
beitungstemperatur abkühlen kann. Aus der Konditionierungszone
gelangt geschmolzenes Glas zu einer Glas
formungsmaschine, beispielsweise zu einem Schwimmtank
oder zu einer Ziehstation oder zu einer Flaschenherstellungsmaschine,
und in diesen Maschinen wird das
Glas in die gewünschte Form gebracht und kann sich abkühlen.
Die Ausdrücke "stromauf" und "stromab", die
hier verwendet werden, bestimmen die Richtungen zum
Aufgabeende und zur Konditionierungszone hin.
Bekanntlicherweise ist ein Bereich in der Länge des
Schmelztankes vorhanden, in der die Atmosphäre, die sich
in Kontakt mit dem Glas befindet, am heißesten ist.
Dieser Bereich wird Heißpunkt genannt.
Von dieser Stelle strömen Oberflächenglasströme in
alle Richtungen nach außen über einen Bereich, der
als Quellenzone bezeichnet werden soll. Um die Kon
tinuität aufrechtzuerhalten, muß ein Strom aus der
Tiefe des geschmolzenen Glases im Behälter aufsteigen.
Dieser aufsteigende Strom kann so betrachtet werden,
als ob er von einer speziellen Stelle im Glasbad fortströmt,
und diese Stelle soll als "Quelle" bezeichnet
werden. Wenn kein Glas aus dem Behälter abgezogen wird,
und wenn keine Charge eintritt, befindet sich der
Heißpunkt in der Mitte der Quellenzone und strömt
senkrecht nach oben von der Quelle aus.
Divergierende Oberflächenströme stromauf der Quellenzone
strömen zur Beschickungsendwandung und kühlen sich
dort ab und bilden einen nach unten strömenden Konvektionsstrom,
der längs des Bodens des Behälters zur
Quelle zurückkehrt. Divergierende stromab strömende
Oberflächenströme bewegen sich längs des Ofenbehälters,
kühlen sich ab und sinken nach unten zum Boden des
Behälters und kehren ebenfalls zur Quelle zurück.
Glas, welches in die Konditionierungszone strömt,
stammt hauptsächlich aus diesen stromab fließenden
Oberflächenströmen, und da dieses heißer ist als das
Glas in der Konditionierungszone, entsteht eine weitere
Konvektionsumwälzströmung, die eine Rückströmung
kühleren Glases aus der Konditionierungszone längs des
Bodens des Schmelzbehälters zur Quelle hin erzeugt.
Dies beeinflußt die Umwälzung des Glases in den Bereichen
der Quelle und der Quellenzone. Die Quelle kann
sich leicht stromauf bewegen, so daß deren Zentrum
nicht länger mit dem Heißpunkt zusammenfällt.
Wenn die Charge in den Schmelzbehälter eingegeben wird,
schwimmt sie auf dem schon im Behälter geschmolzenen
Glas in einer Schicht, deren Dicke in Richtung stromab
abnimmt. Das stromab liegende Ende dieser Schicht der
ungeschmolzenen Charge ist im allgemeinen mit einem
Schaum bedeckt, der durch die Erzeugung von Glasbläschen
entsteht, wenn die Chargenbestandteile schmelzen
und miteinander reagieren und mit dem vorher geschmolzenen
Glas. Dieser Schaum erstreckt sich weiter stromab
als die schwimmende ungeschmolzene Charge, erstreckt
sich jedoch nicht über eine Schaumgrenzlinie hinweg,
und zwar wegen des stromauf strömenden Oberflächenglases,
welches aus der Quellenzone stammt. Diese Schaumgrenze
liegt stromauf von der Mitte der Quellenzone. Für die
Zwecke dieser Beschreibung wird die Quellenzone als der
Bereich betrachtet, der an der stromauf liegenden Kante
von der Schaumgrenze begrenzt ist und dessen Mitte die
Stelle der Oberfläche des Glasbades ist, von dem aus
die Glasoberflächenströme divergieren. Die Schmelzzone
des Behälters wird in dieser Beschreibung als die Zone
des Behälters stromauf der Mitte der Quellenzone bezeichnet.
Es ist bekannt, einen elektrischen Strom im
geschmolzenen Glas in einem Ofenbehälter für verschiedene
Zwecke zu erzeugen. Ein Grund ist der, zusätzliche
Wärmeenergie der Schmelze zuzuführen, um die Temperatur
zu erhöhen. Ein anderer Grund besteht darin, im geschmolzenen
Glas Ströme von elektrolytisch erzeugten
Sauerstoffbläschen zu erzeugen, um vorbestimmte Muster
von Strömungen im geschmolzenen Glas im Behälter zu
erzeugen, um sicherzustellen, daß die Schmelze gründlich
durchmischt wird. Wenn eine Anode, die einen derartigen
Strom von Sauerstoffbläschen erzeugt, am Boden des Behälters
unterhalb des Heißpunktes angeordnet wird, kann
der Strom der Sauerstoffbläschen dazu beitragen, die
Lage der Quelle zu stabilisieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,
einen elektrischen Strom in geschmolzenem Glas zu erzeugen,
und zwar zu einem anderen Zweck, nämlich um die
schnelle Erzeugung von Glas mit einer annehmbaren Qualität
in Beziehung zur verbrauchten Energie zu verbessern.
Es ist bekannt, daß bestimmte Bestandteile der
verglasbaren Charge besser und schneller assimilierbar
sind als andere Bestandteile. Insbesondere im Fall der
am meisten bekannten Glaschargenzusammensetzungen, die
Kieselsäure und Alkali enthalten und/oder Erdalkalimetalloxide,
schmelzen die Kieselsäurebestandteile
vergleichsweise langsam und die Rate, mit der geschmolzenes
Glas vom Behälter abgezogen wird, muß niedrig
genug gehalten werden, oder die Wärmeenergie, die dem
Behälter zugeführt wird, muß hoch genug sein, damit
eine annehmbare geringe Menge von nicht geschmolzenen
Kieselsäurekörnern, die als Steine bezeichnet werden,
abgezogen wird. Die vorliegende Erfindung beruht auf
der Erkenntnis, daß es möglich ist, bestimmte Maßnahmen
zu ergreifen, um das Schmelzen der verglasbaren
Chargen zu unterstützen, so daß für eine gegebene Energiezufuhr
die Produktionsrate erhöht werden kann, wobei
noch sichergestellt wird, daß ein annehmbarer niedriger
Steingehalt des Glases eingehalten wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der
Ansprüche 1 bzw. 18 gelöst.
Die Unteransprüche bilden die Erfindung weiter.
Gemäß der Erfindung ist ein kontinuierliches Verfahren
zur Herstellung von Glas vorgesehen, wobei eine Charge
in einen Ofen eingegeben wird, der mit Heizeinrichtungen
ausgerüstet ist, um die Charge zu schmelzen, und mit
Elektroden, zwischen denen ein Gleichstrom in der
Schmelze fließt;
wobei dieser elektrische Strom zwischen
wenigstens einer Kathode fließt, die in der oberen Hälfte
der Tiefe der Schmelze in der Schmelzzone angeordnet
ist, wobei die obere Hälfte der Schmelzzone im folgenden
als Chargenzone bezeichnet wird, und wenigstens
eine Anode, die außerhalb dieser Chargenzone angeordnet
ist. Der Gleichstrom, der in der Schmelze strömt, kann
kontinuierlich strömen oder kann ein gepulster Gleichstrom
sein, wie beispielsweise ein gleichgerichteter
Wechselstrom.
Wenn man erfindungsgemäß arbeitet und die anderen Be
triebsbedingungen des Ofens die gleichen sind, ist es
möglich, Glas abzuziehen, welches eine geringere Steinmenge
pro Masseneinheit aufweist. Alternativ ist es
möglich, Glas der gleichen Qualität zu erzeugen, beispielsweise
mit dem gleichen Steingehalt pro Masseneinheit,
jedoch mit einer größeren Rate bei der gleichen
Energieaufnahme.
Der wahre Grund hierfür ist nicht ganz klar, jedoch
besteht eine mögliche Erklärung darin, daß die
Anwesenheit eines elektrischen Feldes durch den Strom
das Brechen der O=Si=O-Bindungen verbessert, und
dies beschleunigt das Schmelzen. Ob dies nun der Fall
ist oder nicht, verbleibt doch die Tatsache, daß wenn
man gemäß der Erfindung arbeitet, eine bessere Beziehung
zwischen der Glasproduktionsrate und der Steinmengen
im erzeugten Glas erreicht wird.
Es wurde gefunden, daß der Hauptvorteil der Erfindung
besonders deutlich wird, wenn die Kathoden dicht bei
der noch ungeschmolzenen Charge angeordnet werden, und
es ist bevorzugt, daß die oder wenigstens eine Kathode,
in den oberen zwei Dritteln der Tiefe der Chargenzone
angeordnet wird. Aus dem gleichen Grund ist es bevorzugt,
daß die oder wenigstens eine Anode in der stromauf
gelegenen Hälfte der Beschickungszone angeordnet
wird.
Es sei bemerkt, daß die Oberflächenströme im geschmolzenen
Glas stromauf von der Quellenzone zur Beschickungsendwand
des Behälters hinströmen, wo sie sich
abkühlen und einen nach unten verlaufenden Konvektionsstrom
bilden, der längs des Bodens des Behälters zur
Quelle zurückkehrt. Oberflächenströme strömen durch
die Beschickungszone und sie nehmen ungeschmolzene oder
teilweise geschmolzene Körner mit sich. Es ist demgemäß
bevorzugt, daß wenigstens eine Kathode im Bereich
der Beschickungsendwand des Behälters angeordnet wird.
Weitere Vorteile werden erzielt, wenn wenigstens eine
zusätzliche Kathode im Bereich der Beschickungsendwand
des Behälters und in der unteren Hälfte der Tiefe der
Schmelze angeordnet wird. Alternativ oder zusätzlich
wird vorzugsweise eine weitere Kathode oder eine Kathodengruppe
im Bereich des Bodens des Behälters in der
stromauf liegenden Hälfte der Schmelzzone angeordnet,
um gegen ungeschmolzene oder teilweise geschmolzene
Körner im Umlaufstrom zu wirken.
Vorzugsweise wird die oder jede Anode stromab von der
oder jeder Kathode angeordnet. Ein derartiger Zwischenraum
der Anode und der Kathode oder der Anode
und den Kathoden oder den Anoden und der Kathode verbessert
weiterhin die durch die Erfindung erzielten
Vorteile.
Alternativ oder zusätzlich kann die oder jede Anode
am oder in der Nähe des Bodens des geschmolzenen Glases
im Behälter angeordnet werden. Diese Anordnung
der Anode oder der Anoden macht es möglich, daß sie
besser Kräften widerstehen können, die durch Glasströmungen
ausgeübt werden. Sauerstoffbläschen, die
an der Anode oder an den Anoden sich bilden, können
dann durch die im wesentlichen gesamte Höhe des geschmolzenen
Glases aufsteigen, und dies ist insbesondere zur
Entfärbung vorteilhaft. Bestandteile der verglasbaren
Schmelze enthalten oft Schwefel, wie beispielsweise
Sulfide und zweiwertiges Eisen als Verunreinigungen, und
dies führt dazu, daß das erzeugte Glas gefärbt wird. Wenn
man Sauerstoffbläschen durch das geschmolzene Glas hindurchführt,
so werden wenigstens einige solcher Schwefelbestandteile
oxidiert und wenigstens einige der zweiwertigen
Eisenbestandteile in einen Zustand, in dem sie
eine viel geringere färbende Wirkung haben, überführt.
Vorzugsweise wird der Strom oder wenigstens die
oder eine der Anoden ist derart angeordnet und ausgebildet,
daß diese Ströme von Sauerstoffbläschen abgibt,
wodurch die spezifische innere Durchlässigkeit für
sichtbares Licht des erzeugten Glases verändert oder
eingestellt werden kann.
Es ist insbesondere bevorzugt, die oder wenigstens eine
der Anoden im wesentlichen direkt unter dem Heißpunkt
des Behälters anzuordnen. Dadurch wird die Lage der
Quelle im Bad fixiert, so daß diese in ihrer natürlichen
Stellung stabilisiert wird, und es ist ebenfalls möglich,
die Quelle in eine neue stabile Lage zu verschieben,
wenn dies gewünscht ist, insbesondere weil gewisse Heizwirkungen
an der Anode auftreten können, jedoch hauptsächlich
weil einige Sauerstoffbläschen, die hergestellt
werden, die mittlere Dichte der Schmelze im Bereich
vermindert und bewirken, daß diese Schmelze dann aufsteigt.
Diese Einwirkungen haben die Neigung, die Kon
vektionsströmung nach oben zu beschleunigen, und zwar
am Heißpunkt, und dies lokalisiert und stabilisiert
diese Glasströme.
Eine Elektrode, die erfindungsgemäß verwendet werden
kann, kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt
werden, welche den Betriebszuständen im Schmelzofen
widersteht. Dies bedeutet, daß dieses Material der
Wärme widerstehen muß, den chemischen Bedingungen, und
daß dieses Material fest genug sein muß, um den Glasströmungen
zu widerstehen. Es ist ebenfalls wünschenswert,
daß die oder jede Anode oxidationsfest ist.
Zinnoxid ist gegenwärtig das am meisten bevorzugte
Anodenmaterial. Andere bevorzugte Anodenmaterialien
sind Chromoxid, Lanthanoxid, Lanthanchromid und Platin.
Es ist ebenfalls erwünscht, daß die oder jede Kathode
reduktionsbeständig ist. Die gegenwärtig bevorzugten
Kathodenmaterialien sind Molybdän, Grafit, Wolfram,
geschmolzenes Zinn.
Die Spannung zwischen den Kathoden und den Anoden ist
vorzugsweise wenigstens 1 V und vorzugsweise 2,5 bis
3 V.
Dadurch, daß die verglasbare Charge geändert wird und
daß bestimmte andere Schritte durchgeführt werden, ist
es möglich, das Schmelzen der Charge zur Herstellung
des Glases zu beschleunigen und zu verbessern, so daß
für eine gegebene Wärmeeingabe und eine gegebene Glas
produktionsrate das Auftreten von ungeschmolzenen oder
ungelösten Körnern der Schlacke im erzeugten Glas vermindert
wird, so daß die Glasqualität verbessert wird.
Umgekehrt ist es möglich, für die gleiche Glaserzeugungsrate
und -qualität die Wärmeaufnahme zu verringern.
Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung können
Reduktionsmittel, beispielsweise Sulfide oder ein fein
verteiltes Metall, in die verglasbare Charge eingegeben
werden. Diese Materialien vergrößern den Einflußbereich
der Kathoden auf das geschmolzene Glas und auf das Bad,
so daß das Schmelzen weiter beschleunigt und unterstützt
wird. Vorzugsweise wird Ofenschlacke in die verglasbare
Charge gegeben, die in den Schmelzbehälter eingeführt
wird.
Die Einführung von Ofenschlacke in die verglasbare
Charge verbessert das Schmelzen der Charge. Es wird
angenommen, daß dies wegen der Anwesenheit von Sulfiden
in der Schlacke der Fall ist. Die Qualität des Glases
bezüglich des Vorhandenseins von ungeschmolzenen Körnern
des Chargenmaterials im Glas kann für eine gegebene
Wärmeaufnahme verbessert werden. Da Ofenschlacke
praktisch überall erhältlich ist und da sie im allgemeinen
wenigstens teilweise verglast ist, bedeutet dies,
daß ein Glas einer gegebenen Qualität in einer wirtschaftlicheren
Weise hergestellt werden kann. Es sei
bemerkt, daß Ofenschlacke ferner reich an Eisen ist,
und es ist ferner bekannt, daß Eisen insbesondere in
seinem zweiwertigen Zustand eine starke Färbungswirkung
auf das Glas hat. Aus diesem Grund hat man bisher
weitgehend abgelehnt, Schlacke in verglasbare Chargen
einzugeben, mit Ausnahme des Falles, in dem gefärbte
Gläser hergestellt werden, beispielsweise zur Herstellung
von Flaschen, wobei ja ein dunkles und meist
undurchsichtiges Glas oft erwünscht ist. Bei der Herstellung
von klaren Gläsern war es bisher wünschenswert,
dafür zu sorgen, daß das Glas so wenig Eisen
wie möglich enthielt. Gemäß der Erfindung wird der
Farbeffekt des Schwefels und des Eisens in der verglasbaren
Charge weitgehend vermindert oder ausgeschaltet,
und zwar durch das Vorhandensein von freiem Sauer
stoff, der elektrolytisch innerhalb der Schmelze erzeugt
wurde, so daß klare Gläser, falls gewünscht, erzeugt
werden können. Der Entfärbungseffekt von Sauerstoff
beruht auf der Oxidation von wenigstens einigen
dieser Schwefel- und/oder Eisenbestandteile im Glas
auf eine höhere Wertigkeit, in der diese Materialien
dann einen geringeren Färbungseffekt auf das Glas
haben. Die Schlacke kann selbstverständlich behandelt
werden, um den Eisengehalt zu vermindern.
Die Schlacke ist vorzugsweise eine Hochofenschlacke,
und zwar weil diese fast überall erhältlich ist.
Schlacken mit dem Handelsnamen "Sexlal" und "Calumit"
sind insbesondere geeignet und andere Schlackenzusammensetzungen
können verwendet werden.
Die Zusammensetzungen von Beispielen von geeigneten
Schlacken in Gewichts-% sind hier angegeben.
Diese Schlacke wird vorzugsweise in die Charge in einer
Menge zwischen 20 und 150 kg und optimal zwischen 30
und 100 kg pro Tonne hergestelltes als eingegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann verwendet werden,
um gefärbte Gläser herzustellen, jedoch wird es bevorzugt,
daß die Schmelze entfärbt wird, um ein
klares Glas herzustellen, dessen Durchlässigkeit für
sichtbares Licht bei wenigstens 80% liegt, und dessen
Reinheit der Farbanregung vorzugsweise bei 0,4%
liegt, wenn eine Messung mit einer CIE Lichtquelle C
durchgeführt wird.
Selbstverständlich hängt die Lichtdurchlässigkeit eines
glasartigen Körpers unter anderem von dessen Dicke ab
und Teile hinsichtlich der Durchlässigkeit des sichtbaren
Lichtes des Glases in dieser Beschreibung beziehen
sich auf eine Scheibe mit einer Dicke von 5 mm, die
polierte Oberflächen aufweist.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens. Es ist ein Glasschmelzbehälterofen
vorgesehen, der eine vorbestimmte Tiefe an geschmolzenem
Glas halten kann und der mit Elektroden
ausgerüstet ist, um einen Gleichstrom im geschmolzenen
Glas fließen zu lassen. Erfindungsgemäß ist wenigstens
eine Kathode vorgesehen, die in einer Zone der Schmelzzone
angeordnet ist oder sich in diese hineinerstreckt,
wobei diese Zone im folgenden als Chargenzone bezeichnet
werden soll, und diese Kathode liegt in der oberen
Hälfte der vorbestimmten Tiefe, und es ist wenigstens
eine Anode außerhalb dieser Chargenzone angeordnet,
und es sind Einrichtungen vorgesehen, um einen Strom
zwischen Anode und Kathode fließen zu lassen.
Es handelt sich hierbei um eine sehr einfache Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
und ein bereits vorhandener Schmelzofen kann leicht
mit den entsprechenden Elektroden ausgerüstet werden.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine oder
mehrere der folgenden Merkmale auf. Die oder wenigstens
eine Kathode ist in den oberen zwei Dritteln der
Chargenzone angeordnet. Die oder wenigstens eine
Kathode ist in der stromauf liegenden Hälfte der
Chargenzone angeordnet. Wenigstens eine Kathode ist im
Bereich der Beschickungsendwand des Behälters angeordnet.
Es ist wenigstens eine zusätzliche Kathode im Bereich
der Beschickungsendwand des Behälters und in der unteren
Hälfte der vorbestimmten Tiefe angeordnet. Ferner ist
eine Kathode oder Kathodengruppe im Bereich des Bodens
des Behälters in der stromauf liegenden Hälfte der
Schmelzzone angeordnet. Die oder jede Anode ist am Boden
des Behälters oder in der Nähe des Bodens angeordnet.
Wenigstens eine Anode ist im wesentlichen direkt unterhalb
des Heißpunktes des Behälters angeordnet. Die oder
jede Anode besteht aus Zinnoxid, Chromoxid, Lanthanoxid,
Lanthanchromid oder Platin. Die oder jede Kathode besteht
aus Molybdän, Grafit, Wolfram oder geschmolzenem
Zinn.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen in der folgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren
der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Glasschmelzofens
und
Fig. 2 eine grafische Darstellung der Glasproduktionsrate
als Funktion der Steingesamtmenge.
Der in Fig. 1 dargestellte Glasschmelzofen 1 weist
einen Boden 2 und Seitenwandungen 3 auf, in denen
mehrere Brenneröffnungen 4 ausgebildet sind, und eine
Giebelwand oder Endwandung 5. Eine verglasbare Charge
6 wird dem Schmelzbehälter 7 des Ofens über einen Verschlag
8 zugeführt, der in der Endwand 5 ausgebildet
ist. Das stromab gelegene oder Austrittsende des
Schmelzbehälters 7 wird durch eine Rückenwandung 9
gebildet, in der eine Öffnung 10 ausgebildet ist, durch
die hindurch geschmolzenes Glas 11, welche im Schmelzbehälter
7 enthalten ist, zu einer nicht dargestellten
Konditionierungszone geführt wird, in der das Glas
auf eine Temperatur gebracht wird, die geeignet ist,
damit dieses Glas zu irgendeiner Glasformungsmaschine
geführt werden kann, die mit dem Ofen verbunden ist.
Der Schmelzbehälter 7 ist derart ausgebildet, daß eine
vorbestimmte Tiefe Y an geschmolzenem Glas gehalten
werden kann.
Eine allgemeine Darstellung des Glasströmungsverlaufes
in der Schmelze wird durch verschiedene Pfeile gegeben.
Am Abgabeende des Schmelzbehälters 7, auf der rechten
Seite der Figur, ist ein Oberflächenabzugsstrom W vorhanden,
der durch die Öffnung 10 in die nicht dargestellte
Konditionierungszone strömt. Am Boden 2 des
Schmelzbehälters ist ein Rückstrom R vorhanden, und
es handelt sich hierbei um Glas, welches aus der Kon
ditionierungszone zurückströmt und sich mit einem Rück
stromabschnitt eines umlaufenden Stromsystems C₁ verbindet,
wobei dieser Umwälzstrom C₁ zum heißesten Teil
des Ofens hinströmt, der etwa in der Mittel liegt und
der als Heißpunkt bezeichnet wird und in der Linie H-H
liegt. Am Heißpunkt oder hot spot steigt die Umwälzströmung C₁
durch Konvektionseffekte nach oben und
bewegt sich dann als Vorwärtsstrom F im oberen Abschnitt
der Schmelze des Behälters in Richtung stromab.
Stromauf von dem Unwälzstromsystemen C₁, d. h. also in
der Figur links, befindet sich ein zweites Umwälzstromsystem C₂,
welches durch einen heißen aufwärtsströmenden
Strom in dem Heißpunkt gebildet wird und
durch Ströme in den oberen Schichten der Schmelze,
die stromaufwärts zur Endwandung 5 strömen und in
den Verschlag 8 hinein, wo sich das geschmolzene Glas
im Strom abkühlt und absinkt zu einem Rückstrom in den
untersten Schichten der Schmelze, wobei dieser Strom
zur nicht dargestellten Quelle hinströmt, die dicht beim
sogenannten Heißpunkt liegt.
Wenn die Charge 6 im Behälter 7 schmilzt, werden Gasmengen,
hauptsächlich Kohlendioxid und Schwefeldioxid
und ebenfallls Wasserdampf, freigesetzt, und diese steigen
zur Oberfläche auf, wo sie einen Schaumkörper 12 bilden,
der über einen Teil der noch ungeschmolzenen Charge 6
und einen Teil der Schmelze 11 liegt. Durch die Strömungssysteme
innerhalb der Schmelze wird der Schaum auf
einem stromauf liegenden Bereich der Oberfläche der
Schmelze beschränkt und liegt oberhalb einer Linie, die
als Schaumgrenze L bezeichnet wird. Die Länge X des
Schmelzbehälters stromauf von der Mitte der sogenannten
Quellzone wird in dieser Beschreibung als Schmelzzone
des Behälters bezeichnet.
Eine Gruppe von Kathoden 13 ist in der Schmelzzone X
des Behälters in der oberen Hälfte der Tiefe der Schmelze
angeordnet, das ist in der Chargenzone B₁, B₂. Tatsächlich
wird diese Gruppe der Kathoden 13 auf die stromauf
liegende Hälfte B₁ der Chargenzone begrenzt.
Zwei zusätzliche Kathoden 14 erstrecken sich in die
stromauf gelegene Hälfte B₁ der Chargenzone des Behälters
7 im Bereich der Endwandung 5 und zwei weitere
wahlweise zusätzliche Kathoden 15 erstrecken sich in die
untere Hälfte der Tiefe des geschmolzenen Glases 11
im Behälter 7 und ebenfalls im Bereich der Endwand 5.
Diese Kathoden 14 und 15 erstrecken sich von der Wand 8
des Verschlages. Kathoden 14 und 15, die sich durch die
Endwand 5 auf jeder Seite des Verschlages hindurch erstrecken,
sind nicht dargestellt.
Eine weitere Gruppe von Kathoden 16 erstreckt sich vom
Boden 2 des Behälters in den Bereich der Schmelze unterhalb
der stromauf gelegenen Hälfte der Chargenzone B₁.
Eine Gruppe von Anoden 17 ist im Behälter außerhalb der
Chargen- oder Beschickungszone B₁, B₂ angeordnet. Es
sind zwei Anoden 17 vorgesehen, und diese sind am Boden
2 des Behälters unterhalb der Quellenzone L bis S angeordnet,
d. h. im wesentlichen direkt unter dem sogenannten
Heißpunkt.
Eine zusätzliche zweite Gruppe von Anoden 18 ist am
Boden des Behälters stromab von der ersten Anodengruppe
17 angeordnet.
Die verschiedenen Elektroden sind mit einer nicht dargestellten
Gleichspannungsquelle verbunden, um eine
Spannung zwischen diesen zu erzeugen, so daß ein elektrischer
Strom in der Schmelze 11 fließt. Dies unterstützt
das Schmelzen oder die Lösung der noch ungeschmolzenen
Beschickung im geschmolzenen Glas.
Die Vorteile, die durch den erfindungsgemäßen Betrieb
erzielt werden, sind in Fig. 2 dargestellt, und diese
Figur gibt Informationen, die mittels eines Ausführungsbeispieles
der Erfindung erhalten wurde. In Fig. 2 ist
die Steingesamtheit, d. h. die Anzahl der Steine, gezählt
pro Gewichtseinheit des hergestellten Glases an
der vertikalen Achse aufgetragen, und zwar als Funktion
der Glas-out-put Rate bis zu 400 Gewichtseinheiten
pro Stunde. Der Schmelzofen wurde bei diesem Ausführungsbeispiel
auf einer Temperatur von 1300°C gehalten.
Die Kurven A und B geben die Steingesamtheiten für Gläser
an, die aus zwei verschiedenen Chargenzusammensetzungen
hergestellt wurden, und zwar bei Abwesenheit eines elektrischen
Stromflusses in der Schmelze. Es sei bemerkt,
daß es für die üblichen Verglasungszwecke erwünscht ist,
eine vernachlässigbare Steingesamtheit zu haben, so daß,
wenn der Schmelzofen bei 1300°C betrieben wird, die
Glasproduktion aus der Chargenzusammensetzung A auf
etwa 40 Gewichtseinheiten pro Stunde begrenzt ist,
und die Glasproduktion aus der Chargenzusammensetzung B
auf etwa 140 Gewichtseinheiten pro Stunde begrenzt ist.
Die Kurven C, D und E geben die Steinmengen für Gläser
an, die erfindungsgemäß hergestellt wurden, wobei eine
Spannung zwischen einer Anode unterhalb des Heißpunktes
und einer oder mehreren Kathoden in unmittelbarer Nähe
der noch ungeschmolzenen Chargen im Schmelztank angelegt
wurde.
Die Kurven C und D beziehen sich auf die gleiche Chargen
zusammensetzung wie diejenige, aus der die Kurve A
ermittelt wurde. Bei der Kurve C wurde eine Spannung von
2,6 V zwischen den Elektroden angelegt, um einen Strom
von 0,5 A · kg-1 · h in der Schmelze zu erzeugen. Es wurde
gefunden, daß, wenn der Schmelzofen auf eine Temperatur
von 1300°C gehalten wurde, das Glas eine vernachlässigbare
Steingesamtheit aufwies, wenn es mit einer Rate
bis zu 170 Gewichtseinheiten pro Stunde hergestellt wurde.
Das bedeutet, daß die Produktionsrate mehr als vervierfacht
wurde. Mit anderen Worten kann gesagt werden, daß
für eine Glasproduktion von 170 Gewichtseinheiten pro
Stunde die Steingesamtmenge etwa 24,5 pro Gewichtseinheit
(Kurve A) auf einen vernachlässigbaren Wert (Kurve C)
gebracht wurde. Bei der Kurve D betrug die Spannung
zwischen den Elektroden 2,75 V, und der Strom betrug
wiederum 0,5 A · kg-1 · h. Dies ermöglicht einen weiteren
Zuwachs auf 200 Gewichtseinheiten pro Stunde, wobei
ein im wesentlichen steinfreies Glas erzeugt wurde.
Die Kurve E bezieht sich auf Chargenzusammensetzungen,
die die gleichen sind, aus denen die Kurve D ermittelt
wurde, und die Betriebsbedingungen waren die, wie sie
unter Bezugnahme auf die Kurve C beschrieben wurden.
Die Spannung betrug 2,6 V und der Strom 0,5 A · kg-1 · h,
und es ist zu erkennen, daß die Produktion eines im
wesentlichen steinfreien Glases wesentlich verbessert
wurde, und zwar in diesem Fall von 140 Gewichtseinheiten
pro Stunde auf 200 Gewichtseinheiten pro Stunde.
Der optimale Wert des Stromes zwischen den Elektroden
und der Spannung zwischen den Elektroden hängt von
einer Anzahl von Faktoren ab, insbesondere von der
Zusammensetzung der verglasbaren Chargen und der gewünschten
Menge und Qualität des erzeugten Glases, und
es ist deshalb erforderlich, bestimmte Experimente
durchzuführen. Diese können in einer verkleinerten
Anlage durchgeführt werden.
Man bestimmt zuerst die Zusammensetzung des herzustellenden
Glases, die erforderliche Produktionsmenge der
Anlage und die gewünschte Qualität des hergestellten
Glases, d. h. die Anzahl der nicht geschmolzenen
Körner, die in einer gegebenen Glasgewichtseinheit zugelassen
werden können.
Elektroden, die in dieser Anlage verwendet werden können,
können hergestellt werden oder können vom Lager
entnommen werden. Diese Elektroden können übliche Elektroden
sein, die bei der Glasherstellung oder Glasver
arbeitung verwendet werden. Es ist vorteilhaft, eine
Molybdän-Kathode und eine Zinnoxid (SnO₂)-Anode zu verwenden.
Eine Bezugselektrode, beispielsweise eine mit
Zirkonium ummantelte Platin-Bezugselektrode wird hergestellt,
und die Bezugselektrode und die beiden anderen
Elektroden werden in ein Bad geschmolzenen Glases in
der Zusammensetzung, die hergestellt werden soll, eingetaucht.
Eine Kurve der Stromdichte als Funktion der
Spannung in bezug auf die Bezugselektrode wird hergestellt,
um einen festen Spannungswert zu erhalten. Einzelheiten
des Verfahrens der Erstellung dieser Kurve
werden im "Journal of the American Ceramic Society",
Oktober 1966 Vol 49 Nr. 10 auf Seite 551 beschrieben.
Der dort abgedruckte Beitrag beschreibt die Bildung
von Bläschen durch elektrochemische Prozesse in Glas.
Die Verbesserung des Schmelzens der verglasbaren Charge
scheint hauptsächlich vom Kathodenpotential abzuhängen.
Das optimale Kathodenpotential wird empirisch in der
Versuchsanlage bestimmt. Für Natronkalkgläser liegt
die optimale Potentialdifferenz zwischen der Schmelze
in der unmittelbaren Nachbarschaft der Kathode und in
der Menge der Schmelze im Ofen im Bereich von -500 mV
bis -700 mV. Die Aufrechterhaltung einer höheren negativen
Potentialdifferenz führt zu Energieverlusten, da
dies nicht zur Verbesserung der Glasproduktionsrate
führt.
Als nächstes wählt man eine gewünschte Kathodengesamtoberfläche.
Dies kann in der Weise erfolgen, daß irgendein
Teil oder die gesamte Fläche der noch ungeschmolzenen
Charge sich in der unmittelbaren Einwirkungsumgebung
von wenigstens einer Kathode befindet. Aus dieser gewünschten
Kathodenfläche und dem gewünschten Kathoden
potential relativ zum festen Bezugspotentialwert und
aus der Stromdichte/Kathodenpotentialkurve, die aufgezeichnet
wurde, kann der Gesamtstrom abgeleitet werden.
Die Anodenfläche und der Abstand wird dann ausgewählt,
um eine Anpassung an diesen Gesamtstrom zu erhalten.
Weitere Vorteile können durch einen Kompromiß, falls
dieser erforderlich ist, erzielt werden, und zwar zwischen
dem Strom, der in Abhängigkeit von der Kathodenfläche
ausgewählt wurde, und dem Minimalstrom, der ausreichend
Sauerstoff erzeugt, um das Glas zu homogenisieren
und zu entfärben, und zwar für eine gegebene
Produktionsrate des Schmelzbehälters. Ein Hauptfaktor,
der diesen Strompegel beeinflußt, liegt darin, ob
Flaschenglas (beispielsweise grünes oder braunes Glas)
oder klares Glas erzeugt werden soll. In der Praxis
kann der erforderliche optimale Entfärbungsstrom als
direkt proportional zum Glas-out-put für einen gegebenen
Ofen und für eine Elektrodenanordnung angesehen
werden.
Natronkalkglas wurde in einem Schmelzofen durch Schmelzen
einer verglasbaren Charge der folgenden Zusammensetzung
hergestellt (kg pro erzeugter Tonne Glas):
Sand | |
690 | |
Dolomit | 226 |
Natronkalk | 33 |
Na₂CO₃ | 242 |
Na₂SO₄ | 13 |
Feldspat | 24 |
Es wurde ein Glas der folgenden Zusammensetzung erzeugt
(Gewichts-%):
SiO₂ | |
71,4 | |
Na₂O | 14,1 |
CaO | 8,7 |
MgO | 4,8 |
Al₂O₃ | 0,9 (+0,1 anderer Oxide) |
Der Ofenbehälter wurde auf eine Temperatur von 1520°C
gehalten.
Molybdän-Kathoden waren in Öffnungen in den Wandungen
des Ofenbehälters eingesetzt und erstrecken sich in
die Schmelze in unmittelbarer Nähe der noch ungeschmolzenen
Chargen. Die gesamte Kathodenfläche, die gegenüber
der Schmelze frei lag, betrug 0,15 m².
Zinnoxid-Anoden wurden am Boden des Schmelzbehälters
angeordnet und ein Spannungsunterschied von 4,5 V wurde
zwischen den Elektroden angelegt, so daß ein elektrischer
Strom von 8 Ampere in der Schmelze erzeugt wurde.
Unter diesen Bedingungen konnte ein Glas, welches eine
vernachlässigbare Steingesamtmenge aufwies, einer Rate
von 1,25 Tonnen pro Tag abgezogen werden.
Wenn die Elektroden abgeschaltet wurden, hatte das
Glas, welches mit dieser Produktionsrate abgezogen
wurde, eine Steingesamtmenge, die zu hoch war, um sie
zu zählen.
Wenn die Elektroden abgezogen waren, konnte ein Glas,
welches eine vernachlässigbare Steingesamtheit auf
wies, nicht mit einer Rate größer als 0,7 Tonnen pro
Tag gewonnen werden.
Bei einer Abänderung dieses Beispiels wurden die Zinnoxid-
Anoden unterhalb des Heißpunktes des Ofentankes angeordnet,
und ihre Gesamtfläche wurde derart gewählt,
daß die Stromdichte an den Anoden ausreichend war, um
zur Ausbildung von Sauerstoffbläschen in ausreichender
Menge zu führen, wobei diese Bläschen durch die Schmelze
nach oben stiegen und das hergestellte Glas homogenisierten.
Die Chargenzusammensetzung in diesem Beispiel war ähnlich
wie die, aus der die Kurven A, C und D der Fig. 2
abgeleitet wurden.
Eine verglasbare Charge der folgenden Zusammensetzung
(kg pro Tonne hergestelltes Glas) wurde einem Ofenbehälter
zugeführt, der auf 1520°C gehalten wurde:
Sand | |
697 | |
Dolomit | 219 |
Natronkalk | - |
Na₂CO₃ | 221 |
Na₂SO₄ | 13 |
Schlacke | 46 |
Die verwendete Schlacke war eine Hochofenschlacke, die
die folgende Zusammensetzung (Gewichts-%) aufwies:
SiO₂ | |
33,5 | |
Al₂O₃ | 15,3 |
TiO₂ | 0,2 |
CaO | 42,2 |
MgO | 5,1 |
K₂O | 0,5 |
Fe₂O₃ | 0,4 |
S | 1 |
MnO | 0,68 |
P₂O₅ | 0,6 |
Das hergestellte Glas hatte die folgende Zusammensetzung
(Gewichts-%):
SiO₂ | |
71,4 | |
Na₂O+K₂O | 14,1 |
CaO | 8,7 |
MgO | 5 |
Al₂O₃ | 0,9 |
TiO₂ | 0,02 |
Fe₂O₃ | 0,09 |
MnO | 0,04 |
P₂O₅ | 0,03 |
Wie im Beispiel 1 wurden Molybdän-Kathoden durch die
Ofenwand eingeführt und erstreckten sich in die Schmelze
in der unmittelbaren Nachbarschaft der eingeführten
Charge. Die gesamte der Schmelze ausgesetzte Kathodenoberfläche
betrug 0,02 m².
Zinnoxid-Anoden wurden am Boden des Behälters unterhalb
des Heißpunktes und stromab von dieser Stelle angeordnet.
Die Gesamtfläche der Anoden betrug 0,16 m².
Mit dieser Anordnung wurde ein Strom von 4 Ampere in
der Schmelze dadurch erzeugt, daß eine Spannung von
4 V zwischen den Anoden und Kathoden angelegt wurde.
Unter stationären Bedingungen ohne Stromfluß in der
Schmelze konnte ein Glas mit vernachlässigbarem Steingehalt
einer Rate von 0,25 Tonnen pro Tag abgezogen
werden. Das klare Glas hatte eine spezifische innere
Durchlässigkeit für sichtbares Licht (berechnet für
eine Scheibe mit 5 mm Dicke) von 98,5%.
Wenn ein stationärer Zustand bei fließendem elektrischem
Strom erreicht wurde, konnte ein Glas mit einem
vernachlässigbaren Steingehalt mit einer erhöhten Rate
von etwa 0,45 Tonnen pro Tag abgezogen werden.
Wenn Glas mit dieser erhöhten Rate ohne Fließen
eines elektrischen Stromes wiederum unter stationären
Bedingungen abgezogen wurde, so hatte das Glas eine
Steingesamtmenge, die zu groß zum Zählen war.
Die Chargenzusammensetzung in diesem Beispiel entspricht
denen der Fig. B und E der Fig. 2.
Eine verglasbare Charge mit der in Beispiel 1 angegebenen
Zusammensetzung wurde in einem Ofenbehälter mit
einer Schmelzkapazität von 600 Tonnen pro Tag geschmolzen,
wobei dieser Behälter Elektroden aufwies, wie sie
in Fig. 1 gezeigt wurde. Das Anoden-Kathoden-Potential
wurde auf 10 V eingestellt, um einen Strom von 6000 Ampere
zu erzeugen. Die Anodenfläche betrug 30 m² und
die Kathodenfläche 1,5 m². Wenn ein stationärer Zustand
erreicht wurde, konnte im wesentlichen steinfreies
Glas mit einer Rate zwischen 120% und 150% der
Rate abgezogen werden, die bei stationärem Zustand
ohne Stromfluß erzielt wurde.
Glas wurde in einem Ofenbehälter hergestellt, der, wie
in Fig. 1 dargestellt, ausgebildet war, und zwar dadurch,
daß eine verglasbare Charge der folgenden Zusammensetzung
(kg pro Tonne erzeugtes Glas) geschmolzen
wurde:
Sand | |
700,7 | |
Dolomit | 217,6 |
Na₂CO₃ | 232,7 |
Schlacke (Sexlal) | 36 |
Der Ofenbehälter wurde auf eine Temperatur von
1550°C gehalten.
Ohne Stromfluß zwischen den Elektroden im Behälter
hatte das erzeugte Glas eine spezifische innere Durchlässigkeit
für sichtbares Licht von 55%, eine Farbreinheit
von etwa 71%, gemessen unter Verwendung einer
CIE-Lichtquelle C, und die Farbe war gelb und hatte
eine Hauptwellenlänge von 575 nm.
Ein im wesentlichen steinfreies Glas konnte mit einer
Rate von 0,25 to pro Tage abgezogen werden.
Gemäß der Erfindung wurde ein elektrolysierender,
sauerstofferzeugender Strom zwischen den Anoden 17
und den Kathoden 14 erzeugt. Verschiedene Parameter
waren die folgenden:
Gesamtanodenfläche|0,04 m² | |
Gesamtkathodenfläche | 0,02 m² |
Kathoden-Anoden-Potentialdifferenz | 4 V |
Gesamtstrom | 2 Ampere |
Anodenstromdichte | 50 Ampere/m² |
Wenn ein stationärer Zustand erreicht wurde, wurden
die folgenden Werte bezüglich der Glasproduktion festgestellt:
Output-Rate | |
0,25 Tonnen pro Tag | |
Spezifische innere Durchlässigkeit für sichtbares Licht | 73% |
Reinheit der Farbanregung | 34% |
Farbe | gelb |
Hauptwellenlänge | 573 nm |
Berechnete Glaszusammensetzung:
SiO₂ | |
71,4 | |
Na₂O | 14,1 |
CaO | 8,7 |
MgO | 5 |
Al₂O₃ | 0,9 |
Fe₂O₃ | 0,1 |
Es wurde auch gefunden, daß steinfreies Glas mit einer
Rate hergestellt werden konnte, die um 50% oder mehr
größer war als die Rate, die erzielt wurde, wenn der
Strom nicht floß.
Eine weitere Chargenzusammensetzung wurde in einem Ofenbehälter
bei elektrolysierendem Strom geschmolzen, wobei
die Zusammensetzung der in Beispiel 1 entsprach. Die
Behältertemperatur wurde auf 1550°C gehalten.
Die Chargenzusammensetzung war die folgende (kg pro
Tonne hergestelltes Glas):
Sand | |
700,7 | |
Dolomit | 217,6 |
Na₂CO₃ | 228,5 |
Na₂SO₄ | 16 |
Schlacke (Sexlal) | 50,6 |
Die Sexlal-Schlacke, die verwendet wurde, hatte einen
Fe₂O₃-Gehalt von etwa 0,5%. Das erhaltene Glas war von
ähnlicher Zusammensetzung wie der des Beispiels 1, hatte
jedoch ein Fe₂O₃-Gehalt von 0,135%.
Glas, das unter stationären Bedingungen hergestellt wurde,
hatte die folgenden Eigenschaften:
Spezifische innere Durchlässigkeit für sichtbares Licht|87,8% | |
Einheit der Farbanregung | 0,8% |
Hauptwellenlänge der Farbe | 495 nm |
Es wurde gefunden, daß die Rate, in der im wesentlichen
steinfreies Glas abgezogen werden konnte, um 50% oder
mehr anstieg, wenn dieser Strom floß.
Wenn ein Glas gemäß der Erfindung hergestellt wurde,
so wurde gefunden, daß die Feinstruktur des Glases, verglichen
mit einem Glas von ähnlicher Zusammensetzung,
verändert wurde, und dies kann durch mikroskopische
Prüfung festgestellt werden. Ferner wurden die Redoxzustände
der multivalenten Elemente innerhalb der
Glasstruktur, insbesondere von Eisen und Schwefel,
verändert, und dies kann elektrochemisch festgestellt
werden.
Claims (27)
1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Glas, bei
welchem eine Charge in einen Ofen eingegeben wird, der
mit Heizeinrichtungen zum Schmelzen der Charge und mit
Elektroden zur Stromführung in der Schmelze ausgestattet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Unterstützung
des Schmelzens der verglasbaren Charge einen Gleichstrom
zwischen wenigstens einer Kathode, die in der oberen
Hälfte der Tiefe der Schmelze in der Schmelzzone
angeordnet ist, welche obere Hälfte der Schmelzzone im
folgenden als "Chargenzone" bezeichnet wird, und
wenigstens einer Anode, die außerhalb dieser Chargenzone
angeordnet ist, fließen läßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man den Gleichstrom zwischen der Kathode oder wenigstens
einer Kathode in den oberen zwei Dritteln der Tiefe der
Chargenzone und der Anode fließen läßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Gleichstrom zwischen der oder wenigstens
einer Kathode in der stromauf liegenden Hälfte der
Chargenzone und der Anode fließen läßt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man den Gleichstrom zwischen der oder
wenigstens einer Kathode im Bereich der
Beschickungsendwand des Ofenbehälters und der Anode
fließen läßt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man den Gleichstrom zwischen
wenigstens einer zusätzlichen Kathode im Bereich der
Beschickungsendwand des Ofenbehälters und in der unteren
Hälfte der Tiefe der Schmelze und der Anode fließen läßt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man den Gleichstrom zwischen
einer weiteren Kathode oder einer weiteren Kathodengruppe
im Bereich des Bodens des Ofenbehälters in der stromauf
liegenden Hälfte der Schmelzzone und der Anode fließen
läßt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man den Gleichstrom zwischen
der oder jeder Anode stromab von der oder jeder Kathode
fließen läßt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man den Gleichstrom zwischen
der oder jeder Kathode und der oder jeder Anode am oder
in der Nähe des Bodens des geschmolzenen Glases im Tank
fließen läßt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
man Gleichstrom zwischen der Kathode und der oder
wenigstens einer Anode fließen läßt, die so ausgebildet
ist, daß sie Ströme von Sauerstoffbläschen erzeugt, die
die spezifische innere Durchlässigkeit für sichtbares
Licht im erzeugten Glas einstellen oder verändern.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man den Gleichstrom zwischen Kathode
oder Kathoden und die oder wenigstens einer Anode im
wesentlichen direkt unter dem Heißpunkt des
Schmelzbehälters fließen läßt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man den Gleichstrom zwischen
der oder den Kathoden und Anode oder Anoden aus
Zinnoxid, Chromoxid, Lanthanoxid, Lanthanchromit und
Platin fließen läßt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man den Gleichstrom zwischen der
oder den Anoden und der oder jeder Kathode aus Molybdän,
Graphit, Wolfram und geschmolzenem Zinn fließen läßt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen der Kathode
oder den Kathoden und der Anode oder den Anoden eine
Spannung anlegt, die wenigstens 1 V und vorzugsweise 2,5
bis 3 V beträgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man ein oder mehrere
Reduktionsmittel wie Sulfide und/oder Carbide oder fein
verteiltes Metall der verglasbaren Charge einverleibt,
die in den Schmelzbehälter eingespeist wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man Ofenschlacke der
verglasbaren Charge einverleibt, die in den
Schmelzbehälter eingespeist wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Schlacke in den Schmelzbehälter in einer Menge
zwischen 20 und 150 kg pro Tonne erzeugtes Glas
einverleibt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Schlacke in den Schmelzbehälter in einer Menge
zwischen 30 und 100 kg pro Tonne erzeugtes Glas
einverleibt.
18. Glasschmelzofen, der eine vorbestimmte Tiefe an
geschmolzenem Glas hält und mit Elektroden versehen ist,
zwischen denen ein Strom im geschmolzenen Glas fließt,
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eine Kathode (13) in der oberen Hälfte (B₁,
B₂) der Tiefe der Schmelze in der Schmelzzone (X)
angeordnet ist oder sich in diese Zone hinein erstreckt,
wobei diese obere Hälfte der Schmelzzone im folgenden
als "Chargenzone" bezeichnet wird, das wenigstens eine
Anode (17, 18) außerhalb der Chargenzone angeordnet ist
und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um einen
Gleichstrom zwischen der Anode und der Kathode fließen
zu lassen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die oder wenigstens eine Kathode (13) in den oberen
zwei Dritteln der Chargenzone angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kathode (13, 14) in
der stromauf gelegenen Hälfte (B₁) der Chargenzone
angeordnet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 18, 19 oder 20, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine Kathode (14) im
Bereich der Beschickungsendwand des Schmelzbehälters
angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine zusätzliche Kathode
(15) im Bereich der Beschickungsendwand des
Schmelzbehälters und in der unteren Hälfte der
vorbestimmten Tiefe der Schmelze angeordnet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß eine weitere Kathode oder
Kathodengruppe (16) im Bereich des Bodens des
Schmelzbehälters in der stromauf gelegenen Hälfte der
Schmelzzone (X) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die oder jede Anode (17, 18) am oder
in der Nähe des Bodens des Schmelzbehälters angeordnet
ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Anoden (17) im
wesentlichen direkt unter dem Heißpunkt (H-H) des
Schmelzbehälters angeordnet ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die oder jede Anode (17, 18) aus
Zinnoxid, Chromoxid, Lanthanoxid, Lanthanchromit oder
Platin besteht.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die oder jede Kathode (13, 14, 15, 16)
aus Molybdän, Graphit, Wolfram oder geschmolzenem
Zinn besteht.
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