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Verfahren zur Herstellung eines kalkhaltigen Glasgemenges Bei Beschickungen
für Glasschmelzöfen ist, wenn der Kalkbestandteil des Gemisches in Form von rohem
Kalkstein verwendet wird, die erhebliche Menge an Kohlendioxydgas, welche beim Schmelzen
frei wird, sehr nachteilig.
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Es ist bereits versucht worden, diesen. Nachteil zu beseitigen, indem
der Kalk in gebrannter .oder calcinierter Form zugegeben wird. Jedoch verursacht
solcher calcinierter Kalk wegen seines hohen Gehalts an feinkörnigen Bestandteilen
uid ,dem unvermeidbaren Staub erhebliche Schwierigkeiten bei seiner Behandlung,
insbesondere da der Staub nicht nur sehr schädlich für die Arbeiter ist, sondern
außerdem sehr ungünstig dadurch wirkt, daß er in die Züge des Ofens eindringt, sich
hier niederschlägt und sie verstopft, ferner, daß durch den Flugstaubverlust eine
unüberwachbare Änderung des Kalkgehaltes der Beschickung eintritt. Des weiteren
ist bei gewissen Arten von Futter für die Züge die Temperatur ausreichend, um eine
Zerstörung desselben infolge einer Reaktion zwischen. dem Kalkstaub und dem kieselsäurehaltigen
Futter herbeizuführen. Für das Gemenge selbst ergibt sich außerdem ein sehr wichtiger
Nachteil dadurch, daß calcinierter Kalk, welcher feinkörnige Bestandteile enthält,
so viel leichter ist als der Glassandbestandteil des Gemenges, daß eine Entmischung
eintritt und es sehr schwer ist, die Gleichförmigkeit des Gemenges aufrechtzuerhalten.
Ein weiterer Nachteil der Verwendung von calciniertein Kalk gründet sich auf seine
Neigung. Feuchtigkeit aus der Außenluft beim Transport und bei der Handhabung aufzunehmen.
Hieraus ergibt sich eine weitere Veränderliche, welche ständig der Gleichmäßigkeit
der Zusammensetzung des Gemenges entgegenwirkt. Diese
Tatsache ist
dann besonders wichtig, wenn es sich um Glaszusammensetzungen handelt, bei welchen
die Gemengebestandtcile mengenmäßig in engen Grenzen aufeinander abgestimmt sein
müssen. Außerdem ist calcinierter Kalk so viel leichter als der Glassand, mit welchem
er gemischt werden muß, daß immer eine Neigung zur Entmischung vorhanden ist und
es nicht leicht ist, gleichmäßige Mischungen zu erhalten. Ferner schließlich kann
der poröse Kalk kleine Glasblasen (seeds genannt) in das Gemenge und schließlich
die Schmelze einführen. Aus all diesen Nachteilen ergibt sich, daß tatsächlich Kalk
einen sehr schwierig schnell und gleichmäßig in Glas einführbaren Bestandteil darstellt.
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Auch Tonerde stellt einen Bestandteil dar, welcher schwierig gleichmäßig
in einem Glas gelöst werden kann, und die unvollständige Lösung und Ungleichmäßigkeit,
welche häufig durch diesen Mischungsbestandteil- hervorgerufen,wird, ergibt Schlieren
im Glas. Tonerde ist jedoch andererseits ein wertvoller Bestandteil vieler Arten
von Glas, und es besteht daher ein großes Bedürfnis nach einem praktisch brauchbaren
Verfahren, diesen Stoa leicht in Glas einzuführen.
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Durch die Erfindung wird es nunmehr möglich, Beschickungen für Glasschmelzöfen
ohne die obererwähnten Schwierigkeiten in einer besonders vorteilhaften Art und
Weise hinsichtlich ihrer Handhabung und der Gleichmäßigkeit des Ergebnisses herzustellen.
Insbesondere durch Verbesserung der physikalischen Eigenschaften und Änderung der
chemischen Zusammensetzung des Kalkbestandteils des Gemenges wird es möglich, eine
leichtere Verglasung zu erzielen und des weiteren Tonerde in däs Glas in einer leicht
assimilierbaren Form einzuführen. Dies geschieht dadurch, daß der Kalk in das Glasgemenge
in Form eines gesinterten Erzeugnisses eingeführt wird, welches durch Sintern von
Kalkstein mit geringen Mengen, beispielsweise 3 bis S o/o, tonerdehaltiger Stoffe
erhalten wird. Statt Kalkstein kann hierbei Dolomit oder ein anderes, Magnesiumoxyd
enthaltendes Mineral verwendet werden.
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Es ist bekannt, Glasgemenge vor dem Einbringen in den Schmelzofen
zu sintern. Das bekannte Verfahren besteht jedoch darin, daß die das Glasgemenge
bildenden Rohstoffe, welche sich in fein gepulverter Form befinden, zu körniger
Form zusammengesintert werden. In dieser Form muß das Gemenge verwendet werden,
so daß die Zusammensetzung von vornherein festgelegt ist. Demgegenüber.wird erfindungsgemäß
der Kalkbestandteil des Gemenges in gesinterter Form in dasselbe eingeführt. Es
werden dadurch die erstgenannten Nachteile und Schwierigkeiten vermieden; andererseits
ürgibt sich aber dem bekannten Verfahren gegenüber der Vorteil, daß der Kalkbestandteil
in beliebiger Verhältnismenge dem Gemenge zugeführt werden kann, so daß der Glasgemengcmacher
die Möglichkeit hat, die Zusammensetzung des Gemenges je nach Erfordernis zu ändern.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß die vorteilhafte Verwendung tonerde-
und magnesiumhaltiger Kalksteine als Glasrohstoff an sich bekannt ist.
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Bei der Herstellung von Beschickungen für Glasschmelzöfen nach der
Erfindung wird der dem Glassand zuzusetzende Kalk demnach in einer Form verwendet,
in welcher das Kohlendioxyd entfernt worden ist, und ferner in Teilchen von geeigneter
Korngröße, deren spezifisches Gewicht genügend nahe dem der Sandkomponente liegt,
um sich mit dieser in zufriedenstellender Weise mischen zu lassen, ohne da.ß die
Gefahr einer Entmischung vor dem Schmelzen besteht. Für die Herstellung des Kalkbestandteils
wird Kalkstein mit hohem Calciumgehalt oder Kalkstein, welcher einen höheren oder
geringeren Anteil an Magnesia enthält (da Magnesia in vielen Fällen auch ein erwünschter
Gemengebestandteil ist), verwendet, im letzteren Falle also ein Ausgangsstoff, der
als Dolomit bezeichnet werden kann, gleichgültig, ob der Magnesiumanteil üi molekularer
Hinsicht dem Calciumgehalt entspricht -oder auch wesentlich geringer ist. Unter
Umständen kann auch Kalkstein in beiden erwähnten Formen verwendet werden. Verunreinigungen,
wie Eisen, werden auf ein Mindestmaß beschränkt, mit Ausnahme der Fälle, in welchen.
das Gemenge zur Herstellung farbigen Glases verwendet werden soll. Der Kalkstein
wird gebrochen und auf zweckmäßige Korngröße abgesiebt wie i Masche auf 9,6mm bis
Gewebe Nr. io, und zwar so, daß er beispielsweise durch ein Sieb mit i Masche auf
3,2 mm hindurchgeht, und der Staub wird entfernt. Zu diesem zerkleinerten Kalkstein
wird eine kleine Menge eines Flußmittels, welche im Falle weißen Glases im wesentlichen
eisenfrei sein muß, zugesetzt; dieses Flußmittel ist, wie schon gesagt, vorzugsweise
ein tonerdehaltiger Werkstoff. Obwohl auch tonerdehaltige Stoffe, wie Feldspat oder
Nephelin, verwendet werden können, sind Stoffe mit höherem Tonerdegehält vorzuziehen.
Tone mit Einschluß bauxitischer Tone oder Bauxite und Kaolin mit hohem Tonerdegehalt
und niedrigem Eisen- und Titangehalt sind besonders vorteilhaft. Beispielsweise
erweisen sich verhältnismäßig reine Tone, die im wesentlichen aus Tonerde und Kieselsäure
bestehen und
weniger als 1 % Eisen enthalten, als zweckmäßig. Tone
oder gleichwirkende Ausgangsstoffe können in Mengen von 3 bis 8 % verwendet werden.
Der Ton oder Kaolin wird auf eine geeignete Feinheit gemahlen, beispielsweise auf
Siebgewebe Nr.4o, und zwar \-orzugsweisc mit genügend Wasser, um einen Schlicker
zu bilden, und wird sorgfältig mit dem zerkleinerten Kalkstein gemischt. Die Mischung
wird dann in einem geeigneten Ofen auf Klinker gebrannt, wobei der gebraruite Stoff
seine ursprüngliche Teilchengröße beibehält oder auch teilweise zusammengesintert
ist. Der verklinkerte Stoff kann wieder gebrochen werden, und zwar auf eine solche
Korngröße, daß es in seiner Gesamtheit ein Sieb von beispielsweise Gewebe
N r. 3 E bis 8 passiert. Das Brennen karm in einem periodischen oder in einem
Schachtofen vorgenommen werden, wobei der Stoff auch in brikettierter oder Batzenform
verarbeitet werden kann. Die Br enntempQratur ist so zu wählen, daß das Kohlendioxyd
in genügendem Grade ausgetrieben wird und Kalkstein und Flußmittel unter entsprechendem
Schwinden in die verklinkerte verdichtete staubfreie Form übergehen. Die Brenntemperaturen
können in der Größenordnung von 137o bis 16oo° C liegen. Das Klinkerprodukt wird
schließlich mit dem Glassand in den gewünschten anteiligen Verhältnissen ,gemischt
und irgendwelche anderen besonderen Zusätze, wie Bruchglas usw., zugegeben.
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Wenn die Rohstoffe unter dem Gesichtspunkt eines niedrigen Eisengehalts
ausgesucht werden, kann der Eisengehalt des Kalks niedrig gehalten werden, beispielsweise
unter 0,20 oder sogar o,1o%. Der Tonerdegehalt braucht im allgemeinen nicht 8% des
Fertigerzeugnisses zu übersteigen. Beispiel I Dolomit wird zerkleinert und auf eine
solche Korngröße abgesiebt, daß er eine öffnung von 3,2 mm passiert und die Teilchen,
die feiner sind, als Siebgewebe Nr. 1 o entspricht, ausgeschieden. Kaolin, der nach
Austreiben der Feuchtigkeit :einer analytischen Zusammensetzung von annähernd 5o%
Kieselsäure und 5o% Tonerde mit eileer Spur Eisen in anteiliger Menge von ungefähr
1/2% entspricht, wird mit Wasser zu einem Schlicker gemahlen und sorgfältig mit
dem zerkleinerten Dolomit in anteiligen Mengen von 4% Kaolin zu 960;o Dolomit gemischt.
Die Mischung wird einem Drehr ohrofen aufgegeben und bei einer Temperatur von 1482°
C gebrannt. Es ergibt sich ein hartes, dichtes, körniges Erzeugnis, dessen Teilchen
in bezug auf ihre Korngröße der des Ausgangsstoffes entsprechen, jedoch ein spezifisches
Gewicht von etwa 1,6 besitzen. Dieses Erzeugnis wird auf eine solche Korngröße gebracht,
daß es ein Sieb von Gewebefeinheit Nr.8 passiert und dann schließlich mit den anderen
Bestandteilen des Gemenges gemischt, welche je ;nach dem besonderen Verwendungszweck
bzw. den zu erzielenden Eigenschaften des Glases gewählt werden können. Beispielsweise
ist die Zusammensetzung zur Herstellung von Glas für maschinell herzustellende Flaschen
etwa looo Gewichtsteile Sand, 375 Gewichtsteile calcinierte Soda und 115
Teile des flußmittelhaltigen Kalkbestandteils.
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In ähnlicher Weise kann, wenn ein hochcalciumhaltiges Kalkerzeugnis
verwendet werden soll, ein hochcalciumhaltiger Kalkstein zerkleinert und auf geeignete
Maschengröße gebracht werden und in geeigneter anteiliger Menge in Mischung mit
Ton, beispielsweise im Verhältnis von 92 bis 96% Kalkstein auf ¢ bis 80;o Ton,-zu
einem dichten Klinker gebrannt werden, welcher auf geeignete Korngröße zerkleinert
und mit dem Sand und dem ealcinierten Soda sowie Bruchglas zwecks Herstellung des
Gemenges in der oben beschriebenen Weise gemischt wird. Es können auch teilweise
hochcalciumhaltige Klinker und Dolomitklinker zusammen für die Herstellung des Gemenges
verwendet werden, falls dies erwünscht ist, ferner nach freier Wahl andere Zusätze,
wie Feldspat, schwefelsaures Natron, Kohle usw. Beispiel II Kalkstein von niedrigem
Eisengehalt wird zerkleinert und mittels eines Siebes mit 1 Öffnung auf 4,8 mm abgesiebt
sowie der Staub entfernt. Zu diesem körnigen Kalkstein werden ungefähr 5% eines
Tones zugesetzt, der weniger als 0,50/0 Eisenoxyd enthält, indem der Ton
mit Wasser angemacht wird und der sich ergebende Schlicker oder Brei mit dem zerkleinerten
Kalkstein gemischt wird. Das Mischprodukt wird in einem Drehofen bei einer Temperatur
von etwa 1455° C gebrannt. Das harte, dichte, geklinkerte Erzeugnis ist wesentlich
überlegen dem gewöhnlichen, Sonst für die gleichen Zwecke verwendeten Kalk wegen
seiner größeren Dichte und seiner Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Einflüsse.
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Der Kalkbestandteil in derartiger durch Zusatz eines Flußmittels verklinkerter
Form ist nicht nur außerordentlich gleichmäßig infolge seiner fehlenden Neigung,
Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen, sondern auch außerdem vorteilhaft hinsichtlich
seiner chemischen Eigenschaften und Handhabungs- und Mischmöglichkeiten, da schädlicher
Staub nicht vorhanden ist. Aus diesem Grunde tritt
auch eine nachteilige
Einwirkung auf die Ofenzüge nicht ein, und das spezifische Gewicht der gesinterten
verdichteten Klinkerteilchen ist ein solches, daß diese sich leicht und ohne Gefahr
einer Entmischung mit dem Sandanteil der Beschickung mischen lassen. Infolge seiner
Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Einflüsse kann dieser Stoff auch leicht
gelagert werden, um so etwaigen Änderungen in bezug auf die Zusammensetzung der
herzustellenden Gemenge im gegebenen Zeitpunkt Rechnung tragen zu können, da es,
auch wenn es völlig den atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt ist, lange Zeit so
liegenbleiben kann, falls dies die Umstände erfordern, bevor es in den Ofen kommt.