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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen von Glas
und insbesondere ein Verfahren zum Schmelzen von Glas zur Verminderung
oder Auslöschung
einer Schaumschicht, die auf geschmolzenem Glas in einem Glasschmelzofen
während
der Glasherstellung gebildet wird.
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Ein
Glasschmelzofen zur kontinuierlichen Herstellung verschiedener Glasprodukte,
wie z.B. Flachglas, Behälterglas,
CRT (Kathodenstrahlröhren),
Glasrohre, usw., ist im Wesentlichen aus einer Schmelzkammer, einer
Läuterkammer
und einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung
zusammengesetzt. Die vorstehend genannten Kammern sind mit einer
Abtrennung unterteilt, die als Schattenwand, Hals, Durchlass, usw.,
bezeichnet wird.
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In
einem Beispiel eines Ofens des Seitenöffnungstyps zum Schmelzen von
Glas wird ein Glasrohmaterial von einer Rohmaterialöffnung,
die an dem stromaufwärts
liegenden Ende eines Schmelzofens bereitgestellt ist, kontinuierlich
zugeführt
bzw. beschickt. Das Glasrohmaterial wird mittels eines Luftbrenners
oder eines Sauerstoffbrenners geschmolzen, der einen Brennstoff
wie z.B. Schweröl
und Erdgas nutzt und der an den beiden Seiten des Schmelzofens angeordnet
ist. Nachdem das Rohmaterial vollständig geschmolzen worden ist,
wird das geschmolzene Glas angemessen geläutert und dann von dem stromabwärts liegenden
Ende einer Läuterkammer
entnommen, und zu Glasprodukten mit gewünschten Formen geformt. In
diesem Zusammenhang ist mit Luftbrenner ein Brenner gemeint, bei
dem Luft als Sauerstoffquelle zur Verbrennung genutzt wird, und
mit Sauerstoffbrenner ist ein Brenner gemeint, bei dem sauerstoffreiche
Luft oder reines Sauerstoffgas als Sauerstoffquelle zur Verbrennung
genutzt wird.
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Während des
Vorgangs des Glasschmelzens ist ein Glasrohmaterial, das von der
Materialöffnung
zugeführt
wird, aus Glasbruch und einer Glasrohcharge, die verschiedene Bestandteile
umfasst, zusammengesetzt, um Glasprodukte mit gewünschten
Zusammensetzungen herzustellen. Im Allgemeinen werden die vorstehend
genannte Glasrohcharge und der vorstehend genannte Glasbruch, die
in einem vorgegebenen Verhältnis
gemischt sind, gemeinsam von der Materialöffnung in eine Schmelzkammer
zugeführt.
Das zugeführte bzw.
beschickte Material bildet eine Rohmaterialschicht, die in geschmolzenem
Glas schwimmt und wird von dem neu zugeführten Material in Richtung
eines mittleren Abschnitts der Schmelzkammer geschoben, während es
sukzessive geschmolzen wird.
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In
dem vorstehend genannten Glasschmelzofen, bei dem die Oberfläche der
Rohmaterialschicht durch eine Heizeinrichtung, wie z.B. einen Ölbrenner
und einen Gasbrenner, erhitzt wird, wird die nicht geschmolzene
Glasrohmaterialschicht von ihrer Oberfläche her geschmolzen und nimmt
nach und nach ab, wenn sie sich von der Rohmaterialöffnung zu
dem mittleren Abschnitt bewegt. Dann wird sie an einer Position, bei
der die Beschickungsmenge im Gleichgewicht mit deren Schmelzgeschwindigkeit
steht, ausgelöscht.
Um den Bereich, bei dem die Rohmaterialschicht ausgelöscht wird,
wird durch eine Reaktion des Materials Schaum gebildet und bildet
eine Schaumschicht, die sich üblicherweise
von einer Position, bei der die Rohmaterialschicht ausgelöscht wird,
zu einer Position mit der höchsten
Temperatur in dem Schmelzofen erstreckt, so dass die Oberfläche des
geschmolzenen Glases bedeckt wird.
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Die
vorstehend beschriebene Schaumschicht weist eine geschäumte Oberfläche auf,
die Wärmestrahlen
streut und Strahlungswärme
von der Flamme der Brenner, von einem Abgasrauch und von feuerfesten
Ziegeln reflektiert. Als Folge davon wird die Wärmeübertragung zu dem geschmolzenen
Glas unterhalb der Schaumschicht behindert, was zu einer Verminderung
der Wärmeeffizienz
führt.
Die Schaumschicht reflektiert Strahlungswärme in Richtung der Decke und
der Seitenwände
eines Ofens, so dass deren Temperatur erhöht wird, wobei es sich um eine
der Ursachen der Beschädigung
der feuerfesten Ziegel handelt. Ferner besteht die Schaumschicht
aus viel Schaum, der Gas im Inneren einschließt. Wenn der Schaum nicht während des Läutervorgangs
entfernt wird, wird dieser die Qualität des geschmolzenen Glases
beeinträchtigen
und die Ausbeute des Produkts aufgrund des enthaltenen Schaums senken.
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Die
Schaumschicht auf dem geschmolzenen Glas wird dicker und länger und
neigt dazu, der Produktion mehr Schäden zuzufügen, wenn Glasprodukte aus
dem geschmolzenen Glas in einem größeren Maßstab und mit einer höheren Herstellungsgeschwindigkeit
hergestellt werden. Es besteht auch eine Tendenz zu einer Zunahme
der Dicke der Schaumschicht, wenn eine Verbrennung des Sauerstofftyps
von Öl
oder Gas unter Verwendung eines Sauerstoffbrenners eingesetzt wird.
Demgemäß muss die
Schaumschicht auf dem geschmolzenen Glas im Fall einer Verbrennung
des Sauerstofftyps unter Verwendung eines Sauerstoffbrenners sowie
einer Verbrennung des Lufttyps unter Verwendung eines Luftbrenners
unterdrückt
oder ausgelöscht werden.
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EP-A-0
967 180 beschreibt ein Vakuumentgasungsverfahren für geschmolzenes
Glas, welches das Einführen
von geschmolzenem Glas in eine Vakuumentgasungsvorrichtung, Unterwerfen
des geschmolzenen Glases einer Entgasungsbehandlung bei einer vorgegebenen Bedingung
eines verminderten Drucks und dann Entnehmen des geschmolzenen Glases
für einen
nachfolgenden Schritt umfasst, wobei während der Entgasungsbehandlung
eine Metallverbindung, bei der es sich um mindestens eine Verbindung
eines Metalls handelt, das aus der Gruppe bestehend aus Aluminium,
Titan, Silizium, Zink, Magnesium, Eisen, Chrom, Cobalt, Cer und
Calcium ausgewählt
ist, von außerhalb
der Vakuumentgasungsvorrichtung zu der Oberfläche einer Blasenschicht zugeführt wird,
die in dem geschmolzenen Glas in dem Entgasungsbehälter ausgebildet
ist, um die Blasenschicht zu vermindern oder auszulöschen. EP-A-0
253 188 beschreibt ein Verfahren zum Läutern von geschmolzenem Glas
oder dergleichen, bei dem unter Vakuum das Zusammenfallen von Schaum
durch Abscheidung von schaumbrechenden Substanzen auf dem Schaum
beschleunigt wird. Die schaumbrechenden Substanzen umfassen Wasser,
Alkalimetallverbindungen, wie z.B. Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat,
und Lösungen
solcher Verbindungen. US-A-5 665 137 beschreibt ein Verfahren zur
Kontrolle von Sekundärschaum
in einem Glasschmelzverfahren, bei dem ein Oxidationsmittel dem
zweiten Schmelzbereich eines Glasofens zugesetzt wird, bei dem sekundärer Schaum
gebildet wird. Das Oxidationsmittel kann direkt dem zweiten Schmelzbereich
zugeführt
werden oder es kann der geschmolzenen Glaszusammensetzung mit den Rohmaterialien
der Charge in einem ersten Schmelzbereich zugesetzt werden. Wenn
es direkt zugesetzt wird, handelt es sich bei dem Oxidationsmittel
vorzugsweise um ein oxidierendes Gas. Wenn es mit den Chargenmaterialien
zugesetzt wird, ist das Oxidationsmittel ein Hochtemperaturoxidationsmittel,
das in dem ersten Schmelzbereich inaktiv, in dem zweiten Schmelzbereich
jedoch aktiv ist.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Verfahrens zum Schmelzen von Glas zur Lösung verschiedener Probleme,
die durch die Schaumschicht verursacht werden, wodurch die Bildung
der Schaumschicht unterdrückt
und ein Dickerwerden der Schaumschicht verhindert werden kann, und die
gebildete Schaumschicht in einem kurzen Zeitraum ausgelöscht oder
vermindert werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend genannten
Probleme zu lösen
und stellt ein Verfahren zum Schmelzen von Glasrohmaterial, beschickt
in einen Glasofen, zur Herstellung von geschmolzenem Glas umfasst,
wobei mindestens eine Metallverbindung, welche eine Verbindung von
mindestens einem Metall, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium, Titan, Silizium, Zink,
Magnesium, Eisen, Chrom, Cobalt und Calcium, ist, zu einer Schaumschicht,
gebildet auf dem geschmolzenem Glas, in den Glasofen beschickt wird,
um die Schaumschicht zu vermindern oder auszulöschen,
wobei die Metallverbindung
zu der Schaumschicht durch Beschicken der Metallverbindung in einem
Sauerstoffgas zur Verbrennung, beschickt in einen Glasofen, und
Transportieren von dieser zusammen mit dem Sauerstoff zu einem Verbrennungsbereich
in dem Glasofen beschickt wird, oder
wobei die Metallverbindung
zu der Schaumschicht durch Beschicken der Metallverbindung in einen
Brennstoff, beschickt in einen Glasofen, und Verbrennen des Brennstoffs
mittels eines Verbrennungsgasbrenners des Glasofens beschickt wird,
oder
wobei die Metallverbindung zu der Schaumschicht durch
Beschicken der Metallverbindung in Luft zur Verbrennung, beschickt
in einen Glasofen, und Transportieren von dieser zusammen mit der
Luft zu einem Verbrennungsbereich des Glasofens beschickt wird,
oder
wobei die Metallverbindung zu der Schaumschicht durch
Sprühen
der Metallverbindung direkt in einen Verbrennungsbereich in dem
Glasofen in der Form einer Lösung,
einer Suspension, eines Pulvers oder eines Gases beschickt wird.
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In
der vorliegenden Erfindung ist die Metallverbindung, welche die
Funktion einer Verminderung oder Auslöschung der auf dem geschmolzenen
Glas gebildeten Schaumschicht aufweist, aus mindestens einer Verbindung
von mindestens einem Metall ausgewählt, das aus der Gruppe bestehend
aus Aluminium, Titan, Silizium, Zink, Magnesium, Eisen, Chrom, Cobalt
und Calcium ausgewählt
ist. Eine oder mindestens zwei der Metallverbindungen in Form einer
Lösung,
einer Suspension, eines Pulvers oder eines Gases wird bzw. werden der
auf dem geschmolzenen Glas gebildeten Schaumschicht zugeführt. Wenn
die vorstehend genannte Metallverbindung zugeführt wird, wird die Schaumschicht
sofort ausgelöscht
oder vermindert. Die Schaumschicht wird jedoch zu ihrem ursprünglichen
Zustand zurückkehren,
sobald die Zuführung
der Metallverbindung gestoppt wird. Demgemäß ist es bevorzugt, die Metallverbindung
dem Schaum kontinuierlich oder periodisch zuzuführen.
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Als
Verfahren zum Zuführen
der Metallverbindung kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem
die Metallverbindung der Schaumschicht direkt durch eine Sprühvorrichtung,
wie z.B. eine Sprühdüse, die
durch die Seitenwand eines Ofens bereitgestellt ist, zugeführt wird.
In dem Fall eines Glasofens, bei dem Gas oder Öl unter Verwendung von Luft
verbrannt wird, kann es praktikabel sein, ein indirektes Verfahren
einzusetzen, bei dem die Metallverbindung in Luft zur Verbrennung
in einem Glasofen mittels eines Sprays zugeführt und mit der Luft zu einem
Verbrennungsbereich transportiert wird, so dass sie die Schaumschicht
erreicht. Ferner ist es auch möglich,
ein Verfahren einzusetzen, bei dem die Metallverbindung in Schweröl oder Gas
im Vorhinein eingemischt wird und der Schaumschicht zugeführt wird,
während
ein Brennstoff unter Verwendung eines Verbrennungsgasbrenners verbrannt
wird.
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Darüber hinaus
kann es im Fall eines Glasofens, bei dem Gas oder Öl unter
Verwendung eines Sauerstoffgases verbrannt wird, praktikabel sein,
ein indirektes Verfahren einzusetzen, bei dem die Metallverbindung
mit einem Sauerstoffgas zur Verbrennung in einem Glasofen mittels
eines Sprays gemischt und mit Sauerstoffgas zu einem Verbrennungsbereich
transportiert wird, so dass sie die Schaumschicht erreicht. Die
vorstehend genannte Metallverbindung kann auch versprüht werden,
um sie dem Verbrennungsbereich in einem Glasofen zuzuführen.
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Die
in der vorliegenden Erfindung verwendete Metallverbindung kann eine
anorganische Verbindung oder eine organische Verbindung sein. Zum
Zeitpunkt des Erreichens der Schaumschicht auf geschmolzenem Glas
kann die Form der Metallverbindung ein nicht-umgesetzter Zustand, eine Reaktionszwischenverbindung oder
ein Reaktionsprodukt sein.
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Insbesondere
liegt die Metallverbindung zum Zeitpunkt unmittelbar vor dem Erreichen
der Schaumschicht auf geschmolzenem Glas vorzugsweise in Form von
Metalloxidteilchen vor, die so fein wie möglich sind, und zwar durch
eine Oxidationsreaktion der Metallverbindung mit Hilfe der hohen
Temperatur in einem Glasofen. Dies kann die Dispersion der Metallverbindung
in die Schaumschicht verbessern und die Schaumschicht neigt dazu,
leicht vermindert oder ausgelöscht
zu werden. Demgemäß ist es
besonders bevorzugt, eine organische Metallverbindung zu verwenden,
die durch eine Zersetzungsoxidationsreaktion bei einer hohen Temperatur
einfach Metalloxidteilchen bilden kann.
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Als
repräsentative
Beispiele für
die organische Metallverbindung können die folgenden genannt
werden.
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Als
organische Titanverbindung kann ein Titanester, wie z.B. Tetraethyltitanat,
Tetrabutyltitanat, Tetraisopropyltitanat, Tetraoctylenglykoltitanat
oder deren Derivate, ein Titanchelat, wie z.B. Dihydroxytitanlactat, Hydroxytitandilactat
oder deren Derivate, ein Titanacylat oder dessen Derivate oder Titanoxalat
verwendet werden.
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Als
organische Siliziumverbindung kann z.B. Tetramethylsilikat, Tetraethylsilikat
oder Tetran-propylsilikat verwendet werden. Als organische Aluminiumverbindung
kann z.B. ein Acetylaceton verwendet werden.
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Die
vorstehenden Verbindungen können
in Form einer Lösung
verwendet werden, in der sie in einem optionalen Anteil in Wasser
und/oder in einem organischen Lösungsmittel
gelöst
sind.
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Darüber hinaus
kann als solche Metallverbindung beispielsweise ein Chlorid, ein
Sulfat oder ein Nitrat von Titan, Silizium oder Aluminium verwendet
werden, wie z.B. Siliziumtetrachlorid, Titantetrachlorid, Aluminiumtrichlorid,
Aluminiumsulfat und Aluminiumnitrat. Eine solche Metallverbindung
kann in Form einer Lösung versprüht werden.
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Eine
Verbindung wie z.B. Titantetrachlorid (Schmelzpunkt: –23°C, Siedepunkt:
136,4°C)
und Siliziumtetrachlorid (Schmelzpunkt: –70°C, Siedepunkt: 57,6°C) ist bei
Raumtemperatur eine Flüssigkeit,
weist jedoch einen niedrigen Siedepunkt auf und kann leicht verdampft
werden. Eine solche Verbindung kann eine vorteilhafte Handhabung
aufweisen, da sie durch Erhitzen verdampft werden kann und einer
Schaumschicht mittels eines Trägergases
ohne Verwendung eines Lösungsmittels
zugeführt
werden kann.
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Als
solches organisches Lösungsmittel
für die
vorstehend genannte organische Metallverbindung kann eine Lösung verwendet
werden, die eine solche organische Metallverbindung einheitlich
lösen oder
dispergieren kann. Die folgenden verschiedenen organischen Lösungsmittel
können
als Beispiel genannt werden. Ein Alkohol, wie z.B. Methanol, Ethanol
und Isopropylalkohol, ein Kohlenwasserstoff, wie z.B. Hexan, Benzol, Toluol
und Xylol, ein Kohlenwasserstofföl,
wie z.B. Benzin und Kerosin, ein Ester, wie z.B. Ethylacetat und
Isobutylacetat, ein Cellosolve, wie z.B. Methylcellosolve und Ethylcellosolve.
Ethanol, Isopropylalkohol, Toluol, Ethylacetat, Kerosin, usw., können im
Hinblick auf deren Preis, deren Verfügbarkeit und deren Handhabung als
besonders bevorzugte Lösungsmittel
genannt werden.
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Es
ist möglich,
ein Pulver von mindestens einem Metalloxid zu verwenden, das aus
der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Titanoxid, Siliziumoxid,
Zinkoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Eisenoxid, Chromoxid und Cobaltoxid
ausgewählt
ist. Ein solches Pulver kann als solches mittels eines Gases transportiert
werden oder es kann in Wasser und/oder einem organischen Lösungsmittel
zur Bildung einer Aufschlämmung suspendiert
werden, die durch eine Sprühdüse versprüht werden
kann.
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Als
Grund dafür,
warum die Zuführung
der vorstehend genannten Metallverbindung zu der Schaumschicht die
Schaumschicht in der vorliegenden Erfindung vermindern oder auslöschen kann,
wird angenommen, dass die Oberflächenspannung
durch die Verwendung der Metallverbindung beeinflusst wird. D.h.,
eine solche Metallverbindung mit einer Affinität zu dem schaumbildenden Glas
wird sich auf der Oberfläche
des Schaums in der Schaumschicht ablagern und wird dann in das schaumbildende
Glas eindringen, so dass die Bindungskraft, die den Schaum aufrechterhält, geschwächt wird,
was zu einem Zusammenfallen des Schaums führt.
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte
Ausführungsform eines
Glasofens zur Durchführung
der vorliegenden Erfindung beschrieben, wie es in den beigefügten Zeichnungen
gezeigt ist.
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In
den Zeichnungen ist die 1 eine Draufsicht eines Beispiels
des Glasofens, auf den die vorliegende Erfindung angewandt wird.
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2 ist
eine schematische Querschnittsansicht eines zentralen Teils des
Glasofens.
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3 ist
eine Draufsicht eines weiteren Beispiels des Glasofens, auf den
die vorliegende Erfindung angewandt wird.
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Wie
es in den 1, 2 und 3 gezeigt
ist, bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Rohglasöffnung für das Glasrohmaterial,
die an dem stromaufwärts
liegenden Ende des Glasofens 2 angeordnet ist. Ein Glasrohmaterial
wird in Schichten auf das geschmolzene Glas 3 in dem Glasofen 2 zugeführt, so
dass eine Glasrohmaterialschicht 4 gebildet wird, die sich
vorwärts
bewegt, während
sie geschmolzen wird. An der Seitenwand 5 der oberen Struktur
des Glasofens 2 sind die Öffnungen zum Ausstoßen einer
Flamme von z.B. einem Ölbrenner
und Luft zur Verbrennung im geöffneten
Zustand bereitgestellt. Die Öffnungen 6 stellen
eine Verbindung zu der Wärmespeicherkammer 7 her.
Eine der Wärmespeicherkammern
zieht das Abgas von dem Verbrennungsbereich ein, das den Innenraum
der Wärmespeicherkammer über den
Abzugskanal 8 während des
Austragszeitraums in einen Kamin erhitzt. Nach einem bestimmten
Zeitraum kann die Luft zur Verbrennung vorgeheizt werden, wenn sie
durch die Wärmespeicherkammer
hindurchtritt.
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Die
Schaumschicht 9 ist so ausgebildet, dass sie sich um das
stromaufwärts
liegende Ende der Glasrohmaterialschicht 4 in Richtung
des Bereichs (eine Heißstelle)
der höchsten
Temperatur des Glasofens in einer Stromabwärtsrichtung erstreckt. Die
Schaumschicht weist üblicherweise
eine Dicke von 5 bis 10 cm auf und ist aus Schaum (zahlreiche Blasen)
zusammengesetzt. Die Schaumschicht liegt bezüglich der Position und der
Größe nahezu
konstant vor, da der Schaum von dem geschmolzenen Glas zugeführt wird,
während die
Schicht von der Oberfläche
ausgelöscht
wird.
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In
dem vorstehend beschriebenen Glasofen ist die Sprühvorrichtung 10 als
Zuführungsvorrichtung zum
direkten oder indirekten Zuführen
der Metallverbindung, von dessen Reaktionszwischenverbindung oder von
dessen Reaktionsprodukt, vorzugsweise eines Metalloxids, das mindestens
eine Verbindung eines Metalls enthält, das aus der Gruppe bestehend
aus Aluminium, Titan, Silizium, Zink, Magnesium, Eisen, Chrom, Cobalt,
Cer und Calcium ausgewählt
ist, zu der Schaumschicht 9 angeordnet. Die Sprühvorrichtung 10 ist über einen Öffnungsabschnitt
zwischen der oberen Seitenwand 5 und der unteren Seitenwand 12 des
stromaufwärts
liegenden Teils des Glasofens installiert, wobei sie so eingesetzt
ist, dass die Spitze der Düse
in Richtung des Inneren des Ofens ausgerichtet ist. Die Metallverbindung
wird durch die Vorrichtung direkt auf die Schaumschicht gesprüht. Demgemäß kann die
Schaumschicht beträchtlich
ausgelöscht
oder vermindert werden, so dass der Schaum, der in dem Produkt verbleibt,
weiter vermindert werden kann, und so die Ausbeute des Produkts
verbessert wird.
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In
dem vorstehend beschriebenen Glasofen ist zwischen der oberen Seitenwand 5 und
der unteren Seitenwand 12 des stromaufwärts liegenden Teils des Glasofens
eine Zuführungsvorrichtung
zum Zuführen der
Metallverbindung zu der Schaumschicht auf dem geschmolzenen Glas
installiert. Stattdessen kann in einem Glasofen des Wärmeregenerationstyps,
wie er in der 3 gezeigt ist, eine Sprühvorrichtung 11 an
einer gewünschten
Position des Abzugskanals 8 installiert werden und so eingesetzt
werden, dass die Spitze der Düse
in Richtung des Inneren des Abzugskanals 8 ausgerichtet
ist, wobei die Metallverbindung in eine Verbrennungsluft gesprüht wird,
die von dem Abzugskanal 8 in Richtung der Wärmespeicherkammer 7 zugeführt wird,
und durch die Öffnung
zu dem Verbrennungsbereich innerhalb des Glasofens zugeführt wird,
wodurch die Metallverbindung indirekt auf die Schaumschicht gesprüht wird.
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In
einem Glasofen des Sauerstoff-Verbrennungstyps ist eine Zuführungsvorrichtung
zum Zuführen
der Metallverbindung zu der Schaumschicht auf dem geschmolzenen
Glas an einer gewünschten
Position der Seitenwand des stromaufwärts liegenden Teils des Glasofens
installiert, wodurch die Metallverbindung direkt auf die Schaumschicht
gesprüht
wird.
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Die
Metallverbindung kann der Schaumschicht auf dem geschmolzenen Glas
auch unter Verwendung eines Luftzuführungswegs zu einem Glasschmelzofen,
der mit einem Luft-Verbrennungsgasbrenner
ausgestattet ist, oder eines Sauerstoffzuführungswegs zu einem Glasschmelzofen,
der mit einem Sauerstoff-Verbrennungsgasbrenner ausgestattet ist,
zugeführt
werden. In diesem Fall wird die Metallverbindung mit der Luft zur
Verbrennung oder dem Sauerstoffgas zur Verbrennung in dem jeweiligen
Zuführungsweg
transportiert.
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Obwohl
ein Schmelzen von Glas des Brennstoff-Verbrennungstyps erläutert worden
ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf den vorstehend genannten
Typ beschränkt.
Beispielswei se kann die vorliegende Erfindung auf das Schmelzen
von Glas (Elektroschmelztyp) angewandt werden, bei dem in geschmolzenem Glas
ein elektrischer Strom fließt.
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung
keinesfalls auf solche Beispiele beschränkt ist.
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Beispiel 1
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In
dem unteren Abzugskanal (den Wärmespeicherabzugskanal)
für Wärmespeicherkammern
des vertikalen Typs an den beiden Seiten eines Glasschmelzofens
zur Herstellung von Flachglas mit einer täglichen Herstellungskapazität von 500
Tonnen wurde eine externe Sprühdüse des Zwei-Flüssigkeitsmischtyps
installiert. Unter Verwendung dieser mit Luft betriebenen Sprühdüsen wurde
eine Mischlösung
aus Tetrabutyltitanat und Toluol (in TiO2 umgerechnete
Konzentration: 25 g/Liter) in die Luft zur Verbrennung gesprüht, die
in dem Abzugskanal strömte.
Das Sprühen
wurde kontinuierlich mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa
3 Liter/Stunde durchgeführt.
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Vor
dem Sprühen
hatte die Schaumschicht eine Breite von 4 m, eine Länge von
10 m und eine Fläche von
40 m2. Nach dem Sprühen war die Fläche der
Schaumschicht gemäß einer
visuellen Untersuchung mit den bloßen Augen auf 4 m2 oder
weniger vermindert. Als Ergebnis einer Fortsetzung dieses Sprühens für 2 Wochen
wurde festgestellt, dass die Temperatur der Decke vermindert und
die Wärmeeffizienz
durch den Anstieg der Temperatur des Bodens verbessert worden ist.
Die Menge des Ölverbrauchs
nahm von 90 kl pro Tag auf 89 kl pro Tag ab, wodurch eine Energieeinsparung
erreicht wurde.
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Ferner
wurde das Ausmaß des
Schaums in dem Produkt ebenfalls um etwa 30% vermindert, wodurch die
Produkteffizienz und die Qualität
des Flachglases verbessert wurden.
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Beispiel 2
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In
den unteren Abzugskanal für
die Wärmespeicherkammern,
die mit denjenigen von Beispiel 1 identisch waren, wurde mittels
einer Düse
des Rohrtyps mit einem Durchmesser von 10 mm Titantetrachlorid unter Verwendung
von Stickstoffgas als Träger
mit einer Strömungsgeschwindigkeit
von 180 g/Stunde (in TiO2 umgerechnet: 77
g/Stunde) in die Luft zur Verbrennung gesprüht. Die Fläche der Schaumschicht verminderte
sich von 1/5 auf 1/10.
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Beispiel 3
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Bei
dem gleichen Abschnitt wie im Beispiel 1 wurde eine Mischlösung aus
Siliziumtetrachlorid und Methanol mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 3
bis 4 Liter/Stunde (in SiO2 umgerechnet:
200 g/Stunde) in die Luft zur Verbrennung gesprüht. Die Fläche der Schaumschicht verminderte
sich von 1/5 auf 1/10.
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Beispiel 4
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In
einen Glasschmelzofen des Stadtgasverbrennungstyps mit einer täglichen
Herstellungskapazität von
4 Tonnen wurde eine Lösung
von Tetrabutyltitanat, das in Acetylaceton und Ethylacetat gelöst war (in
TiO2 umgerechnete Konzentration: 25 g/Liter),
mit einer Strömungsgeschwindigkeit
von 0,5 Liter/Stunde mittels einer Sprühdüse des Zwei-Flüssigkeitstyps
direkt auf die Schaumschicht gesprüht.
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Es
wurde festgestellt, dass die Schaumschicht dünn wurde und dass die Oberfläche des
geschmolzenen Glases wie eine Spiegeloberfläche war. Die Menge des Schaums
in dem Glasprodukt nahm um 50% oder mehr ab.
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Beispiel 5
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Bei
der gleichen Öffnung
des Regenerationswärmetauschers
des Glasofens, wie sie im Beispiel 1 beschrieben worden ist, wurden
verschiedene Lösungen
der Metallverbindungen oder Suspensionen der Metalloxide gemäß der Tabelle
1 mittels einer Sprühdüse des Zwei-Flüssigkeitstyps
in die Luft zur Verbrennung gesprüht, wodurch das Ausmaß der Verminderung
der Schaumschicht untersucht wurde.
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Die
Zusammensetzungen der Lösungen
oder der Suspensionen, die Sprühmengen
und der Effekt der Verminderung der Schaumschichten sind in der
Tabelle 1 gezeigt. In der Tabelle 1 steht ⦿ für einen Fall, bei dem die Schaumschicht
um 80% oder mehr abnahm, O für
einen Fall, bei dem die Schaumschicht um 50% bis 60% abnahm und Δ für einen
Fall, bei dem die Schaumschicht um 20% bis 50% abnahm.
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Beispiel 6
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An
der linken Seite eines Glasschmelzofens eines Sauerstoffgasverbrennungstyps
zur Herstellung von CRT (Kathodenstrahlröhren) wurde eine externe Sprühdüse des Zwei-Flüssig keitsmischtyps
so installiert, dass sie auf das Innere des Ofens gerichtet war.
Mittels dieser Düse
wurden die Lösungen
der verschiedenen, in der Tabelle 1 beschriebenen Metalfverbindungen
der Schaumschicht auf dem geschmolzenen Glas zugeführt, wobei
festgestellt wurde, dass die Schaumschicht um etwa 1,5 m zurückwich.
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Wie
es vorstehend detailliert beschrieben worden ist, ist es erfindungsgemäß in einem
Verfahren zum Schmelzen von Glas möglich, in einem kurzen Zeitraum
die auf der Oberfläche
des geschmolzenen Glases gebildete Schaumschicht auszulöschen oder
zu vermindern. Es ist auch möglich,
die Bildung der Schaumschicht zu unterdrücken.
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Als
Ergebnis kann die Wärmeeffizienz
beim Glasschmelzen verbessert werden, was zu einer Energieeinsparung
führt.
Gleichzeitig können
auch die Geschwindigkeit und die Effizienz der Glasherstellung verbessert
werden und Glasprodukte mit hoher Qualität können erhalten werden.
