DE4021223C2

DE4021223C2 - Verfahren zur Herstellung von Glas mittels eines Floatbads

Info

Publication number: DE4021223C2
Application number: DE4021223A
Authority: DE
Inventors: Isao Kurashina; Takeshi Horiguchi
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPH0653581B2; JPH0337123A; GB2235447A; US5059232A; GB9014838D0; GB2235447B; DE4021223A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glas mittels eines Floatbads. Genauer bezieht sie sich auf ein Glasherstellungsverfahren mittels eines Floatbads, das geeignet ist, das Tropfen von Zinnverbindungen auf ein geschmolzenes Floatglas (Band) auf geschmolzenem Zinn (Metall) zu vermeiden.

In der DE-OS 18 06 929 ist ein Verfahren zur Herstellung von Flachglas unter Verwendung des Float-Verfahrens beschrieben. Das 1959 erstmals vorgestellte Float-Verfahren ermöglicht es, Flachglas von hoher optischer Qualität herzustellen, oh ne so aufwendige Arbeitsprozesse, wie Schleifen und Polie ren, durchführen zu müssen. Das Float-Verfahren verursacht jedoch auf Grund der Besonderheit der Formgebung mittels eines Zinnbades typische Glasfehler. Eine Fehlerquelle, die zu einer erheblichen Produktionseinbuße führt, sind die so genannten kondensierten Sn-Tropfen, die zu "top specks" auf der Glasoberfläche führen, wenn sie von dem Gewölbe der Float-Kammer auf die Oberfläche des heißen Glasbandes herab fallen.

Um diese Fehlerquelle auszuräumen, wird in der Entgegenhal tung (1) vorgeschlagen, die auf das Glasband herabtropfenden Sn-Tropfen aufzufangen, zu sammeln und anschließend seitlich aus dem unmittelbar über dem Glasband liegenden Bereich vor zuleiten und in das Metallbad zurückzuführen. Zu diesem Zweck sind in der Überdruckkammer ein oder mehrere Sammel flächen vorgesehen. Diese Sammelteile werden vorzugsweise aus einem Material gefertigt, das den verhältnismäßig hohen Temperaturen in der Metallbadatmosphäre standhält und das sich das an ihr kondensierende und anhäufende, verdampfte Metall frei bewegen kann, während es durch Kapillarwirkung mit der Fläche in Berührung gehalten wird. Geeignete Mate rialien sind z. B. Metalle oder Legierungen.

Die in der OS 18 06 929 beschriebene Vorrichtung ist jedoch mit einer Vielzahl von Nachteilen behaftet. So führt die un terhalb der Decke angeordnete Sammelfläche zu unerwünschten Temperaturverläufen, da sich das Material der Sammelfläche nur langsam an eine Temperaturänderung anpassen kann. Folg lich kann auch die Temperatur des Glasbandes nicht mehr un mittelbar beeinflußt werden, die Änderung der Temperatur wird ein langwieriger Prozeß. Ferner sind die Sammelflächen kompliziert aufgebaut und erfordern daher eine aufwendige Produktion und damit verbundene hohe Produktionskosten. Das Wechseln der einzelnen Sammelflächen in dem Float-Bad ist langwierig und wirkt sich auf die Glasproduktion aus.

Ein Glasherstellungsverfahren basierend auf einem Floatverfahren zur Herstellung von Flachglas, bei dem ein Glasband auf geschmolzenem, metallischem Zinn schwimmt, ist allgemein verwendet worden. Bei der Glas herstellung mittels des Floatverfahrens erzeugt die Verdampfung von me tallischem Zinn selbst kein wesentliches Problem, da es einen niedrigen Dampfdruck besitzt. Wenn jedoch Sauerstoff oder Schwefel in dem Float bad anwesend sind, sublimiert das metallische Zinn als SnO oder SnS bei einer Temperatur größer als 850°C. Die Dampfdrücke von SnO und SnS sind 10mal und 100mal höher als der von Zinn (bei 1000°C). Sauerstoff wird zugeführt auf Grund des Eindringens atmosphärischer Luft durch unvollständige Abdichtung oder wird über das Glasbad selbst zugeführt, Schwefel wird über das Glas selbst zugeführt.

Derart sublimiertes SnO oder SnS kondensiert oder schlägt nieder in Bereichen mit relativ geringer Temperatur, wie dem Deckenbereich des Float bades, um Deckenablagerungsprodukte zu bilden.

SnO oder SnS in den Deckenablagerungen werden mit H₂ in metalli sches Zinn reduziert, das auf das Band tropft und Defekte erzeugt. SnO und SnS können auch von Fall zu Fall heruntertropfen.

Um das Auftreten von Defekten durch das Heruntertropfen von Deckenablagerungen zu vermeiden, werden die folgenden Gegenmaßnahmen getroffen:

(1) Die Abdichtung des Floatbades wird verbessert, um das Eindringen von Luft zu vermeiden.
(2) Die Atmosphäre in dem Floatbad wird in einem Bereich mit einer Tem peratur größer als 850°C abgezogen, in dem die Sublimation von SnO und SnS geschieht, um dadurch die Konzentration der Sublimationsprodukte in dem Bad zu verringern.
(3) Die Deckenablagerungen werden von Zeit zu Zeit mittels der Küh lerreinigung weggekratzt oder weggeblasen.

Außerdem wird der Betrieb bei hoher Temperatur durchgeführt, während die Wasserstoffkonzentration erhöht wird, wodurch vorüberge hend die Menge der heruntertropfenden Deckenablagerungen erhöht wird, danach wird der Betrieb weitergeführt, während die Bedingungen in dem Bad in den stationären Zustand zurückkehren.

Von den oben beschriebenen Gegenmaßnahmen wird die Maßnahme (1) allgemein durchgeführt. Die Gegenmaßnahmen (2) und (3) werden vor der Herstellung von Produkten hoher Qualität durchgeführt, bei der der Betrieb in einem Wachstumsbereich der Deckenablagerungen während der Vorbereitung von Produkten hoher Qualität durchgeführt wird.

Wenn die Abdichtung des Floatbades, wie in (1) beschrieben, ver bessert ist, kann die Zufuhr von Sauerstoff oder Schwefel, obwohl das Eindringen von Sauerstoff in das Bad verhindert werden kann, von dem Band selbst nicht verhindert werden.

Da die Gegenmaßnahmen (2) und (3) das Heruntertropfen der Decken ablagerungen betreffen (Wegblasen, Hochtemperaturbetrieb, usw.), ist die Herstellung von Glasplatten sowohl für qualitativ bessere als auch schlechtere Produkte während oder gerade nach dem Wegblasen unmög lich, und die Betriebseffizienz der Herstellungsvorrichtung wird deutlich mit dem Heruntertropfen der Deckenablagerungen verringert. Außerdem ist es unmöglich, die Deckenablagerungen über eine weite Floatbaddecken oberfläche herunterzutropfen, und die Deckenablagerungen werden durch das Wegblasen eher instabil und erhöhen so die Defekte.

Wie oben beschrieben, können herkömmliche Gegenmaßnahmen nicht sicher das Auftreten von Defekten verhindern, die durch das Herabtrop fen von Deckenablagerungen auf das Glasband verursacht werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Glasherstellungsverfahren für ein Float-Bad zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe dessen es möglich wird, das Tropfen von Deckenablagerungen auf ein Glasband und das Auftreten von Defekten zu verhindern, ohne die Betriebsbedingungen zu ändern und gleichzeitig die Arbeitseffizienz des Float-Bades zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

In der vorliegenden Erfindung ist ein Karbonfaserkompositmaterial sehr geeignet für die Platte.

In dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden Decken ablagerungen, wenn sie heruntertropfen, auf der Platte aufgefangen und tropfen nicht auf das Glasband. Dementsprechend kann das Auftreten von Defekten auf dem Band sicher verhindert werden.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Bereichs eines Float bads, das geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.

Fig. 2 ist ein Längsschnitt eines weiteren Ausfüh rungsbeispiels, und

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2.

In der vorliegenden Erfindung ist es erforderlich, daß die oben be schriebene Platte die unten gezeigten Eigenschaften aufweist.

(1) Die Platte ist hoch wärmeleitend und das Glasband kann über die Platte erwärmt und abgekühlt werden. Weiterhin wird die untere Oberfläche der Platte durch Strahlungswärme von dem Band erwärmt, und die Temperatur in dem Bad kann auf einer Temperatur ungefähr gleich der, wenn die Platte nicht verwendet wird, gehalten werden, und anoma les Wachstum von Deckenablagerungen kann verhindert werden.
(2) Es ist notwendig, daß die Platte leicht ausgetauscht und gerei nigt werden kann und daß sie gleichzeitig nicht leicht beschädigt wird, wenn ein Werkzeug gegen sie schlägt. Zu diesem Zweck ist es erforder lich, daß die Platte eine hohe Stabilität und eine hohen Elastizitäts (Youngschen) Modul im Bereich von 600 bis 1500°C besitzt.
(3) Es ist außerdem erforderlich, daß die Platte eine Widerstandsfä higkeit gegen thermische Stöße besitzt.
(4) Es ist außerdem erforderlich, daß die Platte von geringem Ge wicht und leicht herzustellen ist.

Als ein Material, das diese geforderten Eigenschaften erfüllt, ist ein Karbonfaserkompositmaterial sehr geeignet.

Die Eigenschaften des Karbonfaserkompositmaterials sind hiernach ge zeigt.

Eigenschaften der Platte aus Karbonfaserkompositmaterial
Scheinbare spezifische Dichte
1,3-1,6 g/cm³
Biegefestigkeit	68,6-196 N/mm²
Elastizitätsmodul	14,7-59×10³ N/mm²
Zugfestigkeit	39-157 N/mm²
Druckfestigkeit	127,5 N/mm²
Shorehärte	45-95
Wärmeausdehnungskoeffizient @	parallel zu den Fasern	0,3-0,6×10^-6/K
senkrecht zu den Fasern	4,0-4,4×10^-6/K
Wärmeleitfähigkeit @	parallel zu den Fasern	6,4 W/mK
senkrecht zu den Fasern	0,58 W/mK
Spezifische Wärme	837 J/kg

Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun un ter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt.

Fig. 1 ist ein Querschnitt eines Floatbads, das geeignet ist, das Verfahren nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchzuführen, und zeigt einen Längsschnitt des Floatbades am seitlichen Ende.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Floatbad, in dem ein Deckenbereich aus einem feuerfesten Deckenmaterial 2 und der Boden aus einem feuerfesten Bodenmaterial 3 besteht. Ein Bad aus geschmolzenem Zinn 4 wird auf dem feuerfesten Material 3 gebildet, und ein Glasband 5 schwimmt auf dem geschmolzenen Zinn. Ein Heizelement 6 ist an dem feu erfesten Deckenmaterial 2 angebracht.

Über dem Glasband 5 ist eine Platte 7 aus Karbonfaserkompositmate rial angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Platte 7 auf einem Träger 8 angeordnet. Der Träger umfaßt einen Balken oder ein Rohr aus Karbonfaserkompositmaterial, das ein luft- oder wassergekühltes Rohr sein kann. Wenn auch die Platte 7 auf dem Träger 8 angeordnet ist, kann sie mittels Bolzen usw. so angebracht sein, daß sie von dem Träger frei hängt.

Vorzugsweise überdeckt die Platte derart, daß ihre Breite im we sentlichen gleich der des Glasbandes in der Querrichtung des Ban des ist, während die Platte 7 vollständig einen erforderlichen Bereich in der Transportrichtung des Glasbandes überdeckt.

Fig. 2 ist ein Querschnitt, der den Aufbau eines Ausführungsbei spiels zeigt, bei dem eine Plattenbefestigungsvorrichtung im Hauptkörper eines Floatbads angeordnet ist, und sie zeigt einen Längsschnitt am seitlichen Ende des Floatbads. Fig. 3 ist ein Querschnitt ent lang der Linie III-III von Fig. 2.

In den Fig. 2 und 3 sind gezeigt ein Bodenblock 10, ein Seiten block 11, eine Seitendichtung 12, ein Deckenseitensturz 13, eine Seiten platte 14 und ein Seitendichtungswinkel 15. Geschmolzenes Zinn 4 wird in einem von dem Bodenblock 10 und dem Seitenblock 11 gebildeten Bereich, über dem das Glasband 5 schwimmt, gehalten.

Über dem Glasband 5 sind Träger aus Karbonfaserkompositmaterial in der horizontalen Richtung angeordnet. Der Träger 16 ist ein Doppel-T- Träger mit einem doppel-T-förmigen, vertikalen Querschnitt und die Plat ten 7 aus Karbonfaserkompositmaterial sind so angeordnet, daß sie im unteren Flankenbereich 16a des Doppel-T-Trägers 16 einrasten. Bezugszeichen 17 bezeichnet eine Hängevorrichtung aus Karbonfaserkompositmaterial zum Tragen des Trägers 16. Die Hängevorrichtung 17 dringt in die feuerfeste Decke 18 ein und rastet in eine Nuß 19 aus Karbonfaserkompositmaterial ein, die mit dem oberen Ende davon verschraubt ist.

In Fig. 3 sind ebenfalls gezeigt die Unterseite 20 der Dec kenseitenwand und die Badseitenwand 21.

In dem Floatbad mit der wie oben beschrieben angeordneten Platte 7 wird das Herstellungsverfahren im übrigen auf die gleiche Weise durchgeführt, wie es an sich in einem herkömmlichen Floatbad bekannt ist. In diesem Fall kann sicher verhindert werden, daß Deckenablagerungen auf das Glasband 5 tropfen, auch ohne die Anwendung von Gegenmaßnahmen zum Verhin dern des Herabtropfens der Deckenablagerungen, wie sie in dem oben be schriebenen Stand der Technik gezeigt wurden. Das heißt, selbst wenn die Deckenablagerungen herabtropfen, werden sie von der Platte 7 auf gefangen und tropfen nicht auf das Glasband.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Flachglases durch Floa ten eines Glasbandes auf einem geschmolzenen Metall, um fassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Floatbades mit einem auf einem geschmolzenen Metall schwimmenden Glasband,
Anordnen einer Platte zwischen diesem schwimmenden Glasband und einem Deckenbereich des Float-Bades und
Bilden einer Glasscheibe in dem Float-Bad, wobei die Platte verhindert, daß Deckenablagerungsprodukte, welche dadurch entstanden sind, daß sich Produkte dieses ge schmolzenem Metalls auf dem Deckenbereich des Float-Bades abgelagert haben, auf das Glasband tropfen, während eine Glasscheibe hergestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß eine eine hohe Wärmebeständigkeit und Wärmeleitfä higkeit aufweisende Platte eingesetzt wird, die aus einem Carbonfaser-Compositmaterial besteht und die folgenden Eigenschaften aufweist: Scheinbare spezifische Dichte 1,3-1,6 g/cm³ Biegefestigkeit 68,6-196 N/mm² Elastizitätsmodul 14,7-59×10³ N/mm² Zugfestigkeit 39-157 N/mm² Shorehärte 45-95 Wärmeausdehnungskoeffizient: @ parallel zu den Fasern 0,3-0,6×10^-6/K senkrecht zu den Fasern 4,0-4,4×10^-6/K

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte eingesetzt wird, die des weiteren folgende Eigenschaften aufweist: Wärmeleitfähigkeit: parallel zu den Fasern 6,4 W/mK senkrecht zu den Fasern 0,58 W/mK spezifische Wärme 837 J/kg Druckfestigkeit 127,5 N/mm²

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als geschmolzenes Metall geschmolzenes Zinn eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Platte in der Richtung senkrecht zur Schwimmrichtung des Glasbandes im wesentlichen identisch mit der Breite des Glasbandes in dieser senkrechten Richtung gewählt wird.