DE4036282C2 - Schmelzvorrichtung - Google Patents
SchmelzvorrichtungInfo
- Publication number
- DE4036282C2 DE4036282C2 DE4036282A DE4036282A DE4036282C2 DE 4036282 C2 DE4036282 C2 DE 4036282C2 DE 4036282 A DE4036282 A DE 4036282A DE 4036282 A DE4036282 A DE 4036282A DE 4036282 C2 DE4036282 C2 DE 4036282C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- crucible
- melting device
- peripheral wall
- electrical
- pair
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 51
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 37
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 claims description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 20
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/08—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
- C03B37/09—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates electrically heated
- C03B37/091—Indirect-resistance heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
- C03B5/033—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by using resistance heaters above or in the glass bath, i.e. by indirect resistance heating
- C03B5/0334—Pot furnaces; Core furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
- C03B5/033—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by using resistance heaters above or in the glass bath, i.e. by indirect resistance heating
- C03B5/0336—Shaft furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/02—Ohmic resistance heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/62—Heating elements specially adapted for furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B14/00—Crucible or pot furnaces
- F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
- F27B2014/068—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat with the use of an electrode producing a current in the melt
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0006—Electric heating elements or system
- F27D2099/0008—Resistor heating
- F27D2099/001—Resistor heating the container being the resistor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrisch beheizbare
Schmelzvorrichtung mit einem Tiegel. Sie ist insbesondere
für den Fall vorgesehen, daß zum Beispiel eine kleine
Menge eines hochwertigen Glasmaterials zu schmelzen ist.
Die folgenden, unter den Ziffern 1) bis 3) beschriebenen
Verfahren sind als Verfahren zum Schmelzen eines zu
schmelzenden Materials, wie zum Beispiel eines
Glasmaterials oder ähnliches, bekannt.
- 1) Das Verfahren einer indirekten Erhitzung, bei dem ein Schmelztiegel oder ein Schmelztank mit dem darin enthaltenen, zu schmelzenden Material mit Hilfe eines Ölbrenners, eines Gasbrenners oder eines elektrischen Ofens erhitzt wird, welch letzterer Widerstandsheizelemente aus Silikon-Karbid verwendet.
- 2) Ein Direkt-Erhitzungsverfahren, bei dem eine aus Aluminium, Zinnoxid, Molybdän oder ähnlichem bestehende Elektrode in ein Glas-Rohmaterial eingetaucht wird und bei dem elektrischer Strom direkt in das zu schmelzende Material geleitet wird, um das letztere direkt zu erhitzen.
- 3) Ein Verfahren, bei dem ein Platin-Schmelztiegel mit dem darin enthaltenen zu schmelzenden Material mit Hilfe einer Hochfrequenz-Induktionsheizung erhitzt wird.
Die oben beschriebenen, üblichen Schmelzverfahren haben
jedoch die folgenden Probleme und sind zum Schmelzen einer
kleinen Menge, z. B. eines hochwertigen Glasmaterials oder
ähnlichem, nicht geeignet.
- a) Die Verbrennungswärme des Brennstoffes Öl oder des Brennstoffes Gas oder die Hitze, die durch die Hitzeerzeugung der Widerstandselemente erzeugt wird, wird nicht hauptsächlich dazu verwendet, das Glasmaterial oder das ähnliche in wirksamer Weise zu schmelzen, sondern wird in gleicher Weise nach außen abgestrahlt. Der Hitze-Wirkungsgrad ist auf diese Weise niedrig und es entstehen hohe Verluste.
- b) Es wird ein Verbrennungsraum über dem Schmelztiegel oder dem Schmelztank und/oder ein Raum benötigt, in dem die Widerstands-Heizelemente angeordnet sind. Auf diese Weise ist es unmöglich, die Schmelzvorrichtung kompakt auszubilden.
- c) Wegen der indirekten Heizung ist ein schneller Schmelzvorgang unmöglich.
Es wird unterstellt, daß bei dem Verfahren der direkten
Energiezufuhr z. B. ein Paar Platinelektroden verwendet wird
sowie eine Stromquelle der normalen Frequenz von 50 oder 60 Hz.
In diesem Fall werden Teilchen aus der Oberfläche der
jeweiligen Platinelektroden in das Glasmaterial abgegeben
und es werden Platin-Einschlüsse geschaffen, so daß die
Qualität des Glasmaterials verschlechtert wird. Um die
Erzeugung von Platin-Einschlüssen zu vermeiden, ist es
notwendig, eine elektrische Stromquelle zu benutzen, deren
Frequenz sich in der Größenordnung von 9000 Hz bewegt. Es
ist daher eine Ausrüstung und Installation notwendig, die
z. B. einen Frequenzwandler umfaßt.
Das Verfahren der Hochfrequenz-Induktionsheizung benötigt
ebenfalls eine Ausrüstung wie z. B. einen Frequenzwandler
oder ähnliches.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Schmelzvorrichtung anzugeben, die relativ einfach im Aufbau
ist, einen besseren thermischen Wirkungsgrad hat, die eine
leichte und schnelle Erhitzung ermöglicht und bei der nicht
die Gefahr besteht, daß die Qualität des zu schmelzenden
Materials verschlechtert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die
eingangs genannte Schmelzvorrichtung folgende Teile umfaßt:
Einen Schmelztiegel aus Platin oder einer Platinlegierung für das zu schmelzende Material, mit einer Umfangswand, die wenigstens teilweise mit einer inneren Umfangswand und einer äußeren Umfangswand ausgebildet ist,
eine elektrische Stromquelle und
Zuleitungsmittel, deren eines Ende mit der elektrischen Stromquelle verbunden ist und deren anderes Ende mit dem Tiegel verbunden ist, wobei der elektrische Strom über die Zuleitungsmittel in den doppelwandigen Aufbau des Schmelztiegels eingeleitet wird, zur Erzeugung der zum Schmelzen des Materials erforderlichen Hitze.
Einen Schmelztiegel aus Platin oder einer Platinlegierung für das zu schmelzende Material, mit einer Umfangswand, die wenigstens teilweise mit einer inneren Umfangswand und einer äußeren Umfangswand ausgebildet ist,
eine elektrische Stromquelle und
Zuleitungsmittel, deren eines Ende mit der elektrischen Stromquelle verbunden ist und deren anderes Ende mit dem Tiegel verbunden ist, wobei der elektrische Strom über die Zuleitungsmittel in den doppelwandigen Aufbau des Schmelztiegels eingeleitet wird, zur Erzeugung der zum Schmelzen des Materials erforderlichen Hitze.
Bei der Anordnung nach der Erfindung wird der elektrische
Strom dazu veranlaßt, durch den doppelwandigen Aufbau des
Schmelztiegels hindurchzugehen und Wärme zu erzeugen, wobei
es möglich ist, die Wärmeerzeugungsfähigkeit zu erhöhen.
Zusätzlich wird die Wärmeerzeugung sowohl an der inneren
als auch an der äußeren Umfangswand des doppelwandigen
Aufbaus bewirkt, wobei der Wärme- oder thermische Gradient
zwischen der inneren und der äußeren Wand erheblich
vermindert wird. Die in der inneren Umfangswand erzeugte
Wärme wird demzufolge fast nicht nach außen abgeleitet,
sondern die gesamte Wärme wird wirkungsvoll zum Schmelzen
des zu schmelzenden Materials verwendet. Da die
Wärmeerzeugung darüber hinaus durch direktes Einleiten des
elektrischen Stromes in den doppelwandigen Aufbau an sich
bewirkt wird, wird keine Verlustenergie an andere
Abschnitte des Schmelztiegels abgegeben. Das Hindurchgehen
des elektrischen Stromes setzt die Wärmeerzeugung
unmittelbar in Gang und der Schmelztiegel wird schnell auf
die vorbestimmte Temperatur gebracht. Auf diese Weise ist
es möglich, das Material schnell zu schmelzen. Ferner ist
es möglich, die Gefahr zu vermeiden, daß der elektrische
Strom örtlich konzentriert wird und das Platin oder seine
Legierung des Schmelztiegels örtlich schmilzt, wodurch die
Qualität des zu schmelzenden Materials verschlechtert
würde. Der doppelwandige Aufbau des Schmelztiegels
vergrößert darüber hinaus dessen mechanische Festigkeit.
Auf diese Weise ist die Handhabung des Schmelztiegels sehr
erleichtert.
Wie oben beschrieben ist, ist die Schmelzvorrichtung nach
der Erfindung so angeordnet, daß wenigstens ein Teil des
Schmelztiegels einen doppelwandigen Aufbau hat und der
elektrische Strom wird dazu veranlaßt, wenigstens durch den
doppelwandigen Aufbau hindurchzugehen, um Wärme zu
erzeugen. Es wird mithin eine Schmelzvorrichtung
bereitgestellt, die einen relativ einfachen Aufbau hat und
deren thermischer Wirkungsgrad verbessert ist und bei der
ferner keine Gefahr besteht, daß das zu schmelzende
Material verschlechtert wird.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im
einzelnen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ist eine etwas schematische Querschnittsansicht
einer Schmelzvorrichtung nach einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist eine teilweise Draufsicht auf die
Schmelzvorrichtung nach Anspruch 1;
Fig. 3 ist eine etwas schematische Querschnittsansicht
einer Schmelzvorrichtung nach einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 ist eine teilweise Draufsicht auf die
Schmelzvorrichtung nach Anspruch 3; und
Fig. 5 ist eine etwas schematische Querschnittsansicht
einer Schmelzvorrichtung nach einem dritten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In den Fig. 1 und 2, auf die nun Bezug genommen wird,
ist eine Schmelzvorrichtung nach einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Gemäß diesen
Figuren umfaßt die Schmelzvorrichtung einen Schmelztiegel
10 mit doppelwandigem Aufbau, der aus einer inneren
Umfangswand 11 und einer äußeren Umfangswand 12 besteht. In
den Raum, der zwischen der inneren und der äußeren Wand 11,
12 gebildet ist, ist eine Füllung 13 eingefüllt. Mit der
äußeren Umfangswand 12 ist ein Paar von elektrischen
Anschlußflanschen 14a und 14b verbunden. Der Schmelztiegel
10 hat einen Boden 15, an den ein Abflußrohr 16
angeschlossen ist. In den Schmelztiegel 10 ist
Glas-Rohmaterial 17a geschüttet worden und es ist darin
geschmolzen, so daß ein geschmolzenes Glasmaterial 17b
entstanden ist. An den elektrischen Anschlußflanschen 14a,
14b ist ein Paar von Leiterplatten 18a und 18b mit ihren
jeweils einen Enden verbunden. Die anderen Enden der
jeweiligen Leiterplatten 18a, b sind mit einem
Verbund-Transformator 19 verbunden.
Der Schmelztiegel hat die Form eines, von oben gesehen,
zylindrischen Behälters, der einen Boden hat und aus Platin
besteht. Die Umfangs-Seitenwand des Schmelztiegels 10 hat
einen doppelwandigen Aufbau, der sich aus einer inneren
Umfangswand 11 und einer äußeren Umfangswand 12
zusammensetzt. Die jeweils oberen Enden der inneren und
äußeren Umfangswände 11 und 12 sind miteinander verbunden.
Darüber hinaus sind die unteren Enden der jeweiligen
inneren und äußeren Umfangswände 11 und 12 miteinander über
den Boden 15 verbunden.
Die äußere Umfangswand 12 ist in ein Paar von unteren und
oberen Wandabschnitten unterteilt. Ein Paar von
elektrischen Anschlußflanschen 14a, 14b erstreckt sich
horizontal und ist jeweils an den abgetrennten Enden der
oberen und unteren Wandabschnitte der äußeren Umfangswand
12 so angebracht, daß die Flansche einander
gegenüberliegen. Im einzelnen ist der elektrische
Anschlußflansch 14a mit dem unteren Ende des oberen
Wandabschnittes der äußeren Umfangswand 12 verbunden,
während der elektrische Anschlußflansch 14b mit dem oberen
Ende des unteren Wandabschnitts der äußeren Umfangswand 12
verbunden ist. Die elektrischen Anschlußflansche 14a, 14b
funktionieren so, daß dann, wenn elektrischer Strom an die
Anschlußflansche 14a, 14b angelegt wird, dieser Strom
gleichmäßig durch die äußere Umfangswand 12 und die innere
Umfangswand 11 über deren gesamten Umfang fließt.
Zwischen der inneren und äußeren Umfangswand 11, 12 ist ein
kreisringförmiger Abstand, der mit einer Füllung 13 gefüllt
ist, welche die Eigenschaft einer Hitzebeständigkeit und
Isolierung hat, wie z. B. Aluminiumpulver oder ähnliches.
Durch das Einfüllen der Füllung 13 können die innere und
äußere Umfangswand 11, 12 wirkungsvoll davor bewahrt
werden, durch die Wärme verformt zu werden und der
Wärmegradient zwischen der inneren und äußeren Umfangswand
11, 12 kann vermindert werden. Darüber hinaus ist ein
Abflußrohr 16 mit dem Boden des Schmelztiegels 10
verbunden, um das geschmolzene Glasmaterial 17b nach außen
abzuleiten. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann ein
Entschaumungstank, ein Homogenisierungstank oder ähnliches
an das vordere, d. h. untere Ende des Abflußrohres 16
angeschlossen werden.
Das Paar elektrischer Anschlußflansche 14a, 14b sind
jeweils an das Paar von Leiterplatten 18a und 18b mit Hilfe
von Befestigungsschrauben 14c befestigt. Die elektrischen
Anschlußflansche 14a und 14b sind jeweils über die
Leiterplatten 18a und 18b mit der Sekundärwicklung des
Verbundtransformators 19 verbunden. Die Primärwindung des
Verbundtransformators 19 ist mit einer elektrischen
Stromquelle 19a verbunden.
Bei einer Schmelzvorrichtung, die so aufgebaut ist, wie
dies oben beschrieben worden ist, wird ein elektrischer
Strom von niedriger Spannung und hoher Stromstärke von der
elektrischen Stromquelle 19a über den Verbundtransformator
19 an einen Ort zwischen den elektrischen Anschlußflanschen
14a und 14b geleitet. Mit Hilfe des elektrischen Stromes
ist es möglich, in den äußeren und inneren Umfangswänden 12
und 11 Hitze zu erzeugen. Wenn Glas-Rohmaterial 17a in den
Schmelztiegel 10 geschüttet wird, dann kann dieses
Glas-Rohmaterial 17a auf diese Weise geschmolzen werden.
Das auf diese Weise erhaltene geschmolzene Glasmaterial 17b
wird über das Ausflußrohr 16 nach außen abgelassen.
Die oben beschriebene Schmelzvorrichtung nach dem ersten
Ausführungsbeispiel hat die folgenden Vorteile: Da die
Wärmeerzeugung mit Hilfe der inneren und äußeren
Umfangswände 11 und 12 bewirkt wird, ist die Fähigkeit und
die Möglichkeit zur Wärmeerzeugung groß. Da die
Wärmeerzeugung darüber hinaus sowohl in der inneren als
auch in der äußeren Umfangswand 11 und 12 erzeugt wird, ist
der Wärmegradient zwischen diesen beiden Wänden erheblich
vermindert. Die in der Innenwand 11 erzeugte Wärme wird
demzufolge fast überhaupt nicht auf die Außenseite
übertragen, sondern alle Wärme wird wirkungsvoll zum
Schmelzen des Glasmaterials verwendet. Da die
Wärmeerzeugung ferner durch den Durchfluß des elektrischen
Stromes durch die innere und durch die äußere Umfangswand
11 und 12 direkt erzeugt wird, wird keine Energie
verlustreich auf andere Abschnitte des Schmelztiegels 10
übertragen. Wenn der elektrische Strom durch die innere und
äußere Umfangswand 11 und 12 hindurchgeht, beginnt darüber
hinaus die Wärmeerzeugung unmittelbar, so daß der
Schmelztiegel 10 schnell auf seine vorbestimmte Temperatur
gebracht wird. Auf diese Weise ist ein schneller
Schmelzvorgang möglich. Durch die Wirkung der elektrischen
Anschlußflansche 14a und 14b besteht darüber hinaus keine
Gefahr, daß der elektrische Strom örtlich konzentriert wird
und auf diese Weise das Platin oder dessen Legierung des
Schmelztiegels 10 örtlich schmelzen könnte, so daß die
Qualität des Glasmaterials verschlechtert würde. Da die
Umfangswand des Schmelztiegels 10 darüber hinaus als
doppelwandiger Aufbau ausgebildet ist, ist die mechanische
Festigkeit des Schmelztiegels 10 erhöht. Die Handhabung
dieses Schmelztiegels 10 ist daher leicht.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben eine
Glasschmelzvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung hergestellt und sie haben Schmelzversuche
damit durchgeführt. Ein Beispiel der Versuchsresultate wird
hierunter angegeben.
Material: Platin oder Platinlegierung
Dicke: 0,5 mm
Höhe: 240 mm
Innendurchmesser der inneren Umfangswand 11: 130 mm
äußerer Durchmesser der äußeren Umfangswand 12: 145 mm
Kapazität des Schmelztiegels 10: 2,4 Liter
Gewicht des Glasmaterials: 9,3 kg
Flüssigkeitsspiegel: 60 mm vom oberen Ende des Schmelztiegels
Durchmesser der Anschlußflansche 14a, 14b: 185 mm
Dicke der Anschlußflansche 14a, 14b: 1,8 mm
(im Zusammenhang mit dem Obigen wird dargelegt, daß keine Probleme dadurch entstanden sind, daß die jeweiligen Verbindungsabschnitte zwischen den elektrischen Zuführflanschen 14a, 14b und den Leiterplatten 18a, 18b, die nicht auf eine hohe Temperatur gebracht werden, aus Vanadium bestehen, das billiger ist als Platin)
Füllung 13: Aluminiumpulver
Dicke der Füllung 13: 14 mm
(im Zusammenhang mit dem Obigen wird festgestellt, daß die Dicke der Füllung 13 vorzugsweise so klein wie möglich ist, solange nicht ein Kurzschluß erzeugt wird)
Art des zu schmelzenden Glasmaterials: ein Glas aus der Serie der Lanthanoide
Zugeführter elektrischer Strom: 6 kW/Hr (3 V, 2000 A)
Glas-Rohmaterial: pulverisiertes Glas-Rohmaterial
Schmelztemperatur: 1330°C
(Temperatur der inneren Umfangswand 11: 1330°C
Temperatur der äußeren Umfangswand 12: 1400°C)
Rohmaterialeinsatz: 800 g/15 Minuten.
Dicke: 0,5 mm
Höhe: 240 mm
Innendurchmesser der inneren Umfangswand 11: 130 mm
äußerer Durchmesser der äußeren Umfangswand 12: 145 mm
Kapazität des Schmelztiegels 10: 2,4 Liter
Gewicht des Glasmaterials: 9,3 kg
Flüssigkeitsspiegel: 60 mm vom oberen Ende des Schmelztiegels
Durchmesser der Anschlußflansche 14a, 14b: 185 mm
Dicke der Anschlußflansche 14a, 14b: 1,8 mm
(im Zusammenhang mit dem Obigen wird dargelegt, daß keine Probleme dadurch entstanden sind, daß die jeweiligen Verbindungsabschnitte zwischen den elektrischen Zuführflanschen 14a, 14b und den Leiterplatten 18a, 18b, die nicht auf eine hohe Temperatur gebracht werden, aus Vanadium bestehen, das billiger ist als Platin)
Füllung 13: Aluminiumpulver
Dicke der Füllung 13: 14 mm
(im Zusammenhang mit dem Obigen wird festgestellt, daß die Dicke der Füllung 13 vorzugsweise so klein wie möglich ist, solange nicht ein Kurzschluß erzeugt wird)
Art des zu schmelzenden Glasmaterials: ein Glas aus der Serie der Lanthanoide
Zugeführter elektrischer Strom: 6 kW/Hr (3 V, 2000 A)
Glas-Rohmaterial: pulverisiertes Glas-Rohmaterial
Schmelztemperatur: 1330°C
(Temperatur der inneren Umfangswand 11: 1330°C
Temperatur der äußeren Umfangswand 12: 1400°C)
Rohmaterialeinsatz: 800 g/15 Minuten.
Als nächstes wird auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen. Dort
ist eine Schmelzvorrichtung nach einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. 3
ist eine Schnittansicht einer Schmelzvorrichtung, während
Fig. 4 eine teilweise Draufsicht auf die Schmelzvorrichtung
darstellt. Die Schmelzvorrichtung nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel wird nun im Zusammenhang mit den Fig. 3
und 4 beschrieben.
Die Schmelzvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist so angeordnet, daß die inneren und äußeren Umfangswände
21 und 22 des Schmelztiegels 20 beim oben beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiel voneinander getrennt sind und
elektrischer Strom wird zu diesen inneren und äußeren
Wänden 21 und 22 unabhängig voneinander zugeführt.
Wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, wird eine
Innenwand 21 mit elektrischem Strom von einem
Verbundtransformator 29a über ein Paar von Leiterplatten
28a, 28b beliefert. Die äußere Wand 22 wird darüber hinaus
mit elektrischem Strom von einem Verbundtransformator 29b
über ein Paar von Leiterplatten 28c, 28d beliefert.
Das bedeutet, daß der Schmelztiegel 20 die oben
beschriebenen inneren und äußeren Umfangswände 21 und 22
hat. In den Zwischenraum, der zwischen der inneren und
äußeren Umfangswand 21 und 22 gebildet ist, ist eine
Füllung 23 eingefüllt. Jeweils an den oberen und unteren
Enden der inneren Umfangswand 21 ist ein Paar von
elektrischen Anschlußflanschen 24a, 24b vorgesehen, während
jeweils an den oberen und unteren Enden der äußeren
Umfangsfläche ein Paar von elektrischen Anschlußflanschen
24c, 24d vorgesehen sind. Der Schmelztiegel 20 hat einen
Boden 25 und mit diesem Boden 25 ist ein Abflußrohr 26
verbunden. Ein Glas-Rohmaterial 27a wird in den
Schmelztiegel 20 eingegeben und darin so geschmolzen, daß
ein geschmolzenes Glasmaterial 27b hergestellt wird. Diese
Teile und Elemente sind dieselben wie diejenigen, die in
den Fig. 1 und 2 dargestellt sind und eine genaue
Beschreibung dieser Teile und Elemente kann daher
unterbleiben.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel entstehen funktionelle
Vorteile, die ähnlich denjenigen sind, die bei dem oben
erwähnten ersten Ausführungsbeispiel entstehen. Darüber
hinaus wird elektrischer Strom zur inneren und äußeren
Umfangswand 21 und 22 unabhängig voneinander zugeführt.
Durch Einstellen der zugeführten Mengen elektrischen Stroms
jeweils zur inneren und äußeren Umfangswand 21 und 22
unabhängig voneinander kann die Hitze oder die Wärmemenge
der jeweiligen inneren und äußeren Umfangswand 21 und 22
frei eingestellt werden, so daß es möglich ist, das
Glas-Rohmaterial 27a leicht unter besten Bedingungen zu
schmelzen.
Da sich ferner die innere Umfangswand 21 normalerweise
schnell abnutzt und verbraucht, ist es möglich, nur die
innere Umfangswand unabhängig durch eine neue zu ersetzen,
so daß es möglich ist, Unterhaltskosten einzusparen.
Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, in der eine
Schmelzvorrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt ist.
Wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, ist die
Schmelzvorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel so
angeordnet, daß an einem Abflußrohr 36, das dem Abflußrohr
16 beim ersten Ausführungsbeispiel entspricht, ein
elektrischer Anschlußflansch 34c vorgesehen ist und daß das
Paar elektrischer Anschlußflansche 14a und 14b beim ersten
Ausführungsbeispiel aus ihren jeweiligen Positionen nach
unten verschoben worden sind, um ein Paar elektrischer
Anschlußflansche 34a und 34b zu bilden; elektrischer
Dreiphasen-Strom wird von einem Verbundtransformator über
Leiterplatten 38a, 38b und 38c jeweils an die elektrischen
Anschlußflansche 34a, 34b und 34c angelegt. Die andere
Anordnung des dritten Ausführungsbeispiels ist identisch
mit der des ersten Ausführungsbeispiels. Teile und
Komponenten, die ähnlich denjenigen beim ersten
Ausführungsbeispiel sind, sind durch die gleichen oder
ähnliche Bezugszeichen bezeichnet und die Beschreibung
gleicher oder ähnlicher Bauteile kann daher entfallen. In
dieser Beziehung bezeichnet die Bezugsziffer 30 in Fig. 5
einen Schmelztiegel.
Nach dem dritten Ausführungsbeispiel werden funktionelle
Vorteile erreicht, die ähnlich denjenigen sind, die mit dem
oben erwähnten ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden.
Darüber hinaus werden jedoch die folgenden Vorteile
erreicht. Da der Boden des Schmelztiegels 30 und ein Teil
des Abflußrohrs 36 erhitzt wird, ist die Schmelzkapazität
der Schmelzvorrichtung verbessert und es ist leicht, das
geschmolzene Glasmaterial nach außen abzuführen.
Claims (14)
1. Elektrisch beheizbare Schmelzvorrichtung mit einem
Tiegel, gekennzeichnet durch
- - einen Schmelztiegel (10, 20, 30) aus Platin oder einer Platinlegierung für das zu schmelzende Material, mit einer Umfangswand, die wenigstens teilweise mit einer inneren Umfangswand (11, 21) und einer äußeren Umfangswand (12, 22) ausgebildet ist,
- - eine elektrische Stromquelle (19, 29, 39) und
- - Zuleitungsmittel (18a, 18b, 28a, 28b, 28c, 28d, 38a, 38b, 38c), deren eines Ende mit der elektrischen Stromquelle verbunden ist und deren anderes Ende mit dem Tiegel (10, 20, 30) verbunden ist, wobei der elektrische Strom über die Zuleitungsmittel in den doppelwandigen Aufbau (11, 12, 21, 22) des Schmelztiegels (10, 20, 30) eingeleitet wird, zur Erzeugung der zum Schmelzen des Materials erforderlichen Hitze.
2. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schmelztiegel (10, 20, 30) ein
zylindrischer Behälter mit einem Boden (15, 25) ist.
3. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die innere Umfangswand (11) ein
oberes und unteres Ende hat, und daß die äußere
Umfangswand (12) ebenfalls ein oberes und unteres Ende
hat, wobei die oberen und unteren Enden der inneren
Umfangswand (11) und der äußeren Umfangswand (12)
jeweils miteinander verbunden sind.
4. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die äußere Umfangswand (12) des
Schmelztiegels (10) in ein Paar von oberen und unteren
Wandabschnitten unterteilt ist, wobei jeweils am
unteren Ende des oberen Wandabschnittes und am oberen
Ende des unteren Wandabschnittes elektrische
Anschlußflansche (14a, 14b) vorgesehen sind, wobei die
anderen Enden der Zuleitungsmittel (18a, 18b) an
diesen elektrischen Anschlußflanschen (14a, 14b)
angeschlossen sind.
5. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zuleitungsmittel aus einem
Paar von Leiterplatten (18a, 18b) bestehen, die
jeweils mit dem Paar elektrischer Anschlußflansche
(14a, 14b) verbunden sind.
6. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zuleitungsmittel ferner einen
Transformator (19) umfassen, der eine Primär- und eine
Sekundärwicklung hat, wobei die Primärwicklung mit
einer elektrischen Stromquelle (19a) in Verbindung
steht und die Sekundärwicklung mit den Leiterplatten
(18a, 18b) verbunden ist.
7. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Paar elektrischer
Anschlußflansche (14a, 14b) so angeordnet ist, daß
sich die Flansche einander gegenüberliegen.
8. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine in den Zwischenraum zwischen der inneren
und äußeren Wand (11, 12, 21, 22) des Schmelztiegels (10)
eingefüllte Füllung (13, 23).
9. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Füllung (13, 23) aus
Aluminiumpulver besteht.
10. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch ein Ausflußrohr (16, 26, 36), das an den Boden
(15, 25) des Schmelztiegels (10, 20, 30) angeschlossen
ist, um das geschmolzene Glasmaterial (17b, 27b) aus
dem Schmelztiegel nach außen abzuführen.
11. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die inneren und äußeren Wände (21,
22) des Schmelztiegels (20) voneinander getrennt sind,
wobei die Leitermittel erste und zweite Leiterelemente
(28a bis 28d) umfassen, die jeweils an die innere und
äußere Wand (21, 22) des Schmelztiegels angeschlossen
sind, um elektrischen Strom von der elektrischen
Stromquelle (29a, 29b) in die innere und äußere Wand
(21, 22) unabhängig voneinander einzuleiten.
12. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch erste und zweite elektrische Anschlußflansche
(24a bis 24d), wobei das erste Paar elektrischer
Anschlußflansche (24a, 24b) jeweils mit dem oberen und
unteren Ende der inneren Umfangswand (21) des
Schmelztiegels (20) verbunden ist und das zweite Paar
elektrischer Anschlußflansche (24c, 24d) jeweils mit
dem oberen und unteren Ende der äußeren Umfangswand
(22) des Schmelztiegels (20) verbunden ist.
13. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet
durch einen elektrischen Anschlußflansch (34c), der am
Abflußrohr (36) angeordnet ist, wobei die
Zuleitungsmittel einen Transformator (39) umfassen und
der elektrische Anschlußflansch (34c) mit dem
Transformator (39) verbunden ist.
14. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet
durch ein Paar elektrischer Anschlußflansche (34a,
34b), die jeweils mit den unteren Enden der inneren
und äußeren Umfangswand (11, 12) des Schmelztiegels
(30) verbunden sind, wobei dieses Paar elektrischer
Anschlußflansche (34a, 34b) mit dem Transformator (39)
verbunden ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1312763A JP2515898B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 溶融装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4036282A1 DE4036282A1 (de) | 1991-06-20 |
DE4036282C2 true DE4036282C2 (de) | 1994-09-22 |
Family
ID=18033130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4036282A Expired - Fee Related DE4036282C2 (de) | 1989-11-30 | 1990-11-14 | Schmelzvorrichtung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5131005A (de) |
JP (1) | JP2515898B2 (de) |
DE (1) | DE4036282C2 (de) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH077102B2 (ja) * | 1988-10-21 | 1995-01-30 | 動力炉・核燃料開発事業団 | 廃棄物処理用溶融炉及びその加熱方法 |
US5711635A (en) * | 1994-05-20 | 1998-01-27 | Stir-Melter, Inc. | Apparatus for hazardous waste vitrification |
DE10393837B8 (de) * | 2002-12-03 | 2008-01-10 | Schott Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Beheizung von Schmelzen |
JP4095943B2 (ja) * | 2003-09-05 | 2008-06-04 | Hoya株式会社 | 熔融ガラスの製造方法及びガラスの熔融容器、並びにプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク及び光学素子の製造方法 |
US7454925B2 (en) * | 2005-12-29 | 2008-11-25 | Corning Incorporated | Method of forming a glass melt |
JP5476042B2 (ja) * | 2009-06-01 | 2014-04-23 | トクデン株式会社 | 加熱装置 |
US8274018B2 (en) * | 2010-02-25 | 2012-09-25 | Corning Incorporated | Apparatus for use in direct resistance heating of platinum-containing vessels |
DE102010048297B4 (de) * | 2010-10-14 | 2016-07-21 | Schott Ag | Vorrichtung zum Läutern einer anorganischen nichtmetallischen Schmelze und Verfahren zur Herstellung eines Glases und/oder einer Glaskeramik |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US985226A (en) * | 1910-07-07 | 1911-02-28 | Edward R Taylor | Electric smelting-furnace. |
US1680543A (en) * | 1926-08-20 | 1928-08-14 | Hartford Empire Co | Feeding molten glass |
NL46665C (de) * | 1936-02-20 | |||
US2179224A (en) * | 1937-05-18 | 1939-11-07 | Owens Illinois Glass Co | Electric heating and flow control of molten glass |
US2215982A (en) * | 1939-01-20 | 1940-09-24 | Owens Illinois Glass Co | Electric furnace |
US2565136A (en) * | 1948-08-07 | 1951-08-21 | Emhart Mfg Co | Automatic molten glass level control apparatus |
US3235243A (en) * | 1963-09-12 | 1966-02-15 | Pennsalt Chemicals Corp | Apparatus for producing ultraclean alloy steels |
DE1962135C3 (de) * | 1969-12-11 | 1980-01-17 | Leybold-Heraeus Gmbh, 5000 Koeln | Verfahren zur Reinigung von Metallen in einem Elektroschlacke-umschmelzofen |
GB1384319A (en) * | 1971-04-19 | 1975-02-19 | Sherwood Refractories | Vitreous silica and process and apparatus for making same |
US3790749A (en) * | 1973-03-26 | 1974-02-05 | R Lee | Electric lead pot with increased efficiency |
FR2223318B1 (de) * | 1973-03-30 | 1978-03-03 | Saint Gobain | |
US4101305A (en) * | 1974-07-10 | 1978-07-18 | The Post Office | Drawing dielectric optical waveguides |
PH12717A (en) * | 1979-05-09 | 1979-07-25 | J Lee | Electrically resistant heat generating furnace |
US4514851A (en) * | 1982-01-26 | 1985-04-30 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Arc circuit electrodes for arc glass-melting furnace |
US4438518A (en) * | 1982-08-06 | 1984-03-20 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Method for protecting forming bushings |
SE435988B (sv) * | 1983-03-07 | 1984-10-29 | Asea Ab | Anordning for styrning av effekten i en renninduktor |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1312763A patent/JP2515898B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-29 US US07/604,484 patent/US5131005A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-14 DE DE4036282A patent/DE4036282C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2515898B2 (ja) | 1996-07-10 |
JPH03174329A (ja) | 1991-07-29 |
DE4036282A1 (de) | 1991-06-20 |
US5131005A (en) | 1992-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE720950C (de) | Verfahren und Ofen zum Schmelzen und Laeutern von Glas und anderen schwerschmelzenden Stoffen mittels elektrischen Stromes | |
DE2621380B2 (de) | Schmelzofen mit einem Behälter für Schmelzmaterial | |
DE4036282C2 (de) | Schmelzvorrichtung | |
DE1596699B1 (de) | Elektrischer Schmelzofen,insbesondere zum Schmelzen von Glas | |
DE4015785C2 (de) | ||
DE3022091C2 (de) | Vorrichtung zur Herstellung von bläschenfreiem erschmolzenen Glas | |
DE2461700A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur indirekten beheizung von glasfuehrenden kanaelen, speisern und speiserkoepfen | |
EP1671518B1 (de) | Aggregat f r konduktiv beheizbares schmelzen | |
EP0422406A2 (de) | Anode für einen Gleichstromlichtbogenofen | |
DE4429340C2 (de) | Tiegel zum induktiven Schmelzen oder Überhitzen von Metallen, Legierungen oder anderen elektrisch leitfähigen Werkstoffen | |
DE3143146A1 (de) | Als flachspule ausgebildete induktionsheizspule zum tiegelfreien zonenschmelzen | |
DE2040854C3 (de) | Verfahren zum Ermitteln des Backzustandes einer vom Betriebsstrom durchflossenen selbstbackenden Elektrode eines elektrischen Ofens und Elektrode zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0273975B1 (de) | Plasma-induktionsofen | |
DE1917861B2 (de) | Elektroschlacke-Schweißverfahren | |
DE1080740B (de) | Vorrichtung zur gleichfoermigen elektrischen Beheizung von Glas | |
DE1471853B2 (de) | Als elektrode dienende vorrichtung fuer einen schmelzofen mit elektrischer beheizung insbesondere fuer einen glas schmelzofen | |
DE2538576C2 (de) | Elektrische Schmelzvorrichtung | |
EP0083091A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Formteilen mit schmelzflüssigem Metall | |
DE2407229C3 (de) | Glasschmelzwanne | |
DE3213767C2 (de) | Induktionsrinnenofen | |
DE1596699C (de) | Elektrischer Schmelzofen, insbeson dere zum Schmelzen von Glas | |
DE2903880A1 (de) | Duesenwanne zur aufnahme eines geschmolzenen, mineralischen materials | |
DE3786136T2 (de) | Vakuumunterbrecher. | |
DE1471853C (de) | Als Elektrode dienende Vorrichtung für einen Schmelzofen mit elektrischer Beheizung, insbesondere für einen Glasschmelzofen | |
EP0579146A1 (de) | Gekühltes Wandelement für metallurgische Öfen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |