DE69018317T2 - Schmelzen von Glas. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf das Schmelzen von Glas und ist insbesondere auf Glasschmelzbehälter mit elektrischer Beheizung gerichtet.
• Es ist bei Glasschmelzbehältern bekannt, daß sie eine Glasschmelzkammer enthalten, in welcher festes Beschickungsmaterial zur Erzeugung von geschmolzenem Glas erhitzt wird, bevor es in eine Läuterungskammer eintritt, in der das geschmolzene Glas sich auf einer ausreichend hohen Temperatur befindet, damit die Läuterung eintritt und dadurch Fehler infolge von Verunreinigungen oder Blasen im Glas verringert werden. Allgemein läuft das Glas von einer Läuterungskammer durch eine Konditionierzone, in welcher thermisches Konditionieren durch gesteuerte Abkuhlung bewirkt wird, bevor das Glas den Behälter durch einen Auslaß verläßt und in ein Formverfahren eintritt. Solche Behälter können für eine kontinuierliche Herstellung von geschmolzenem Glas verwendet werden und sind besonders auf die Herstellung von Hochqualitätsglas für die Anwendung bei der Produktion von Flachglas anwendbar.
• Wenn allein elektrische Erhitzung in einer Schmelzkammer eines solchen Behälters angewendet wird, ist es normal, daß das geschmolzene Glas in der Schmelzkammer durch eine kalte Oberschicht von festem Beschickungsmaterial überdeckt ist, das durch Hitze aus Elektroden, die in das Glas in der Schmelzkammer eingetaucht sind, fortschreitend geschmolzen wird. Der Strömungsweg des geschmolzenen Glases von der Schmelzkammer zu einer Läuterungskammer kann bei Anwendung des elektrischen Schmelzens durch eine nahe dem Boden der Schmelzkammer angeordnete Mündung erfolgen, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß ungeschmolzenes Beschikkungsmaterial mit dem geschmolzenen Glas in die Läuterungszone getragen wird.
• Es ist in flammenerhitzten Öfen üblich, daß das geschmolzene Glas in einer Läuterungskammer ausreichend tief ist, um eine Rezirkulation des geschmolzenen Glases in Konvektionsströmungen zu ermöglichen, so daß die oberen Glasschichten in der Läuterungszone zu einem Abströmende der Zone fließen, wobei ein Rückfluß im unteren Bereich der Läuterungskammer besteht.
• Es ist bekannt, eine Steigkammer nach der Schmelzkammer vorzusehen. Es ist ferner bekannt, eine Heizung in einer solchen Steigkammer vorzusehen. Es können jedoch ernstliche Probleme aus der unerwünschten Korrosion von hitzebeständigen Wänden der Steigkammer durch das nach oben fließende Glas entstehen, insbesondere, wenn die Steigkammer die Temperatur des geschmolzenen Glases auf eine geeignete Läuterungstemperatur oberhalb derjenigen des aus der Schmelzkammer eintretenden Glases erhöht, wie es bei der Herstellung von Hochqualitätsflachglas erforderlich ist. Eine solche Anordnung ist in der US-Patentschrift Nr. 4693740 beschrieben, wobei die Steigkammer als Läuterungskammer arbeitet.
• Ferner ist es beispielsweise aus den Figuren 1 und 2 der US-Patentschrift 4900337 bekannt, Elektroden in einer eine Konditionierkammer bildenden Steigkammer zu verwenden, welche auf ein Durchlaß aus einer Schmelzkammer folgt. Konditionieren bringt jedoch eine gesteuerte Kühlung mit sich, wobei die Elektroden verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Temperaturverlustes des geschmolzenen Glases und nicht das Anheben der Temperatur auf über diejenige des die Schmelz kammer verlassenden Glases erfordert. Wenn die Temperatur nicht angehoben wird, nachdem das Glas durch die Mündung in die Steigkammer geflossen ist, sind die Probleme der Korrosion in der Steigkammer infolge der angewendeten niedrigeren Temperaturen weniger schwerwiegend. Solche Anordnungen, bei denen die Glastemperatur nach dem Verlassen der Schmelzkammer nicht angehoben wird, sind mehr für die Herstellung von Glas für Behälter oder Glasfasern geeignet, können jedoch nicht die erforderliche Läuterung für die Produktion von Hochqualitätsflachglas hervorrufen, wie es für eine Floatglas-Produktionslinie angewendet wird.
• Die GB-Patentschrift 1480935 zeigt die Verwendung einer Steigkammer mit Elektroden für das Färben von Glas in einem Zuführkanal, der an der Abströmseite des Auslaßendes eines Glasschmelzofens angeschlossen ist. Bei diesem ist es erforderlich, die Glasschmelzung mit Färbematerial zu vermischen, und es treten keine Probleme der Korrosion auf.
• Es ist ein Ziel der Erfindung, einen verbesserten Glasschmelzbehälter sowie ein verbessertes Verfahren zum Schmelzen von Glas zu schaffen, bei denen das Problem der Korrosion in einer Steigkammer, in der die Glastemperatur nach dem Verlassen einer Schmelzkammer erhöht wird, verringert wird. Solche Anordnungen können für die Produktion von Hochqualitätsflachglas angewendet werden.
• Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Bildung von geschmolzenem Glas in einem Glasschmelzbehälter, wobei das Verfahren umfaßt: Erhitzen von Beschickungsmaterial in einer Schmelzkammer zur Erzeugung von geschmolzenem Glas, Läutern des geschmolzenen Glases in einer Läuterungszone und therinisches Konditionieren des Glases vor dem Veranlassen, daß das Glas aus dem Behälter kontinuierlich durch einen Auslaß fließt, wobei das Verfahren ferner aufweist: Veranlassen, daß das geschmolzene Glas durch eine Steigkammer zwischen der Schmelzkammer und der Läuterungskammer fließt, wobei das Glas in die Steigkammer durch eine Engstelle am unteren Ende der Steigkammer eintritt und die Steigkammer durch einen Auslaß an ihrem oberen Ende verläßt, wobei das Glas in der Steigkammer in einer Mittelzone im Abstand von den Wänden der Steigkammer erhitzt wird, während die Einström- und Abströmwände der Steigkammer gekühlt werden, wodurch eine inhomogene Temperaturverteilung im Glas quer zur Steigkammer gebildet und geschmolzenes Glas veranlaßt wird, in der Mittelzone der Steigkammer nach oben zu fließen, und eine Abwärtsströmung des Glases nahe den Kammerwänden stattfindet, und wobei die Wärmezuführung zum Glas in der Steigkammer derart ist, daß die Temperatur des Glases in der Steigkammer ansteigt, sowie Aufrechterhalten einer Glastemperatur nahe dem unteren Ende der Steigkammer gegenüber der Engstelle, welche oberhalb der Temperatur des in die Steigkammer durch die Engstelle eintretenden Glases liegt.
• Vorzugsweise ist die Strömung durch die Steigkammer toroidförmig mit einer Aufwärtsströmung in der Mitte des Toroids und einer Abwärtsströmung rings um die Außenseite des Toroids.
• Vorzugsweise werden bei dem Verfahren die Temperatur des Glases in der Engstelle und die Temperatur des Glases nahe dem unteren Ende der Steigkammer gegenüber der Engstelle abgetastet.
• Vorzugsweise wird Wärme dem Glas in der Steigkammer durch eine Anzahl von Elektroden zugeführt, welche nahe dem unteren Ende der Steigkammer angeordnet sind.
• Vorzugsweise beträgt die Tiefe des geschmolzenen Glases in der Steigkammer wenigstens das Zweifache der Höhe der Elektroden in der Steigkammer.
• Weiter schafft die Erfindung einen Glasschmelzbehälter zur kontinuierlichen Lieferung von geschmolzenem Glas zu einem Auslaß am Abströmende des Behälters, wobei der Behälter eine Schmelzkammer an einem Einströmende des Behälters aufweist, eine Läuterungskammer, eine Steigkammer zwischen Schmelzkammer und Läuterungskammer, wobei die Schmelzkammer eine Heizeinrichtung zum Schmelzen von Beschickungsmaterial für die Erzeugung von geschmolzenem Glas und einen Auslaß für geschmolzenes Glas nahe einem unteren Ende der Schmelzkammer an einem Abströmende der Kammer aufweist, eine Engstelle, welche den Auslaß mit einem Einlaß am unteren Ende der Steigkammer verbindet und so angeordnet ist, daß sie geschmolzenes Glas aus der Schmelzkammer aufnimmt, wobei die Steigkammer einen Auslaß an ihrem oberen Ende aufweist, der mit der Läuterungskammer in Verbindung steht, in der das geschmolzene Glas geläutert wird, die Steigkammer eine Heizeinrichtung zur Erhöhung der Temperatur des geschmolzenen Glases sowie Kammerwände aufweist, die aus einer Aufströmwand nahe dem Einlaß von der Engstelle und eine Abströmwand nahe dem Auslaß der Läuterungskammer umfassen, eine Einrichtung zum Kühlen sowohl der Aufström- als auch der Abströmwand und Heizelektroden, die vom unteren Ende der Steigkammer nach oben stehen und in das geschmolzene Glas in der Steigkammer eintauchen, wobei die Elektroden in einer Mittelzone des unteren Endes der Steigkammer und im Abstand von den Kammerwänden der Steigkammer angeordnet sind, wodurch eine inhomogene Temperaturverteilung in dem Glas quer zur Steigkammer gebildet und geschmolzenes Glas veranlaßt wird, in der Mittelzone der Steigkammer nach oben zu strömen, und eine Abwärtsströmung von Glas nahe den Kammerwänden stattfindet, welche die Aufwärtsströmung des Glases umgibt, und wobei die Heizeinrichtung in der Steigkammer derart ausgebildet und angeordnet ist, daß die Temperatur des Glases in der Steigkammer erhöht und eine Glastemperatur nahe dem unteren Ende der Steigkammer gegenüber der Engstelle aufrechterhalten wird, die oberhalb der Temperatur des in die Steigkammer durch die Engstelle eintretenden Glases liegt.
• Vorzugsweise weist die Steigkammer Aufström- und Abströmkaminerwände jeweils im Abstand von der Schmelzkammer und der Läuterungskammer auf, wodurch Lufträume gebildet werden, die als Kühleinrichtung für die Aufström- und Abströmwände der Steigkammer wirken.
• Vorzugsweise ist ein erster Temperaturdetektor nahe dem Abströmende der Steigkammer zum Erfassen der Temperatur des geschmolzenen Glases nahe dem unteren Ende der Steigkammer angeordnet.
• Vorzugsweise ist ein zweiter Temperaturdetektor in der Engstelle angeordnet und erfaßt die Temperatur des durch die Engstelle tretenden geschmolzenen Glases.
• Vorzugsweise haben die Elektroden in der Steigkammer eine Höhe, welche die halbe Tiefe des Glases in der Steigkammer nicht übersteigt.
• Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie oben erläutert, sind insbesondere auf die Lieferung von geschmolzenem Glas für die Herstellung von Hochqualitätsflachglas einschließlich z.B. Floatglas geeignet.
• Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft und mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigt:
• Figur 1 eine Aufsicht auf einen Glasschmelzbehälter gemäß der Erfindung,
• Figur 2 einen vertikalen Schnitt durch den Glasschmelzbehälter gemäß Figur 1,
• Figur 3 eine der Figur 2 ähnliche Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
• Figur 4 eine der Figur 2 ähnliche Ansicht noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und
• Figur 5 eine graphische Darstellung, welche die Temperaturänderung von vorwärts strömendem Glas entlang der Längserstrekkung des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Behälters wiedergibt.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Glasschmelzbehälter eine Schmelzkammer 11, eine Läuterungskammer 12 und eine Konditionierkammer 13 auf. Eine Steigkammer 14 ist zwischen der Schmelzkammer 11 und der Läuterungskammer 12 angeordnet. Der Behälter ist für die Verwendung zur Erzeugung von Hochqualitätsflachglas, wie Floatglas, geeignet.
• Bei Betrieb wird festes Beschickungsmaterial zur Herstellung von Glas durch eine Anlage, wie einen Trichter, zum oberen Ende der Schmelzkammer 11 derart zugeführt, daß eine Decke von festem Beschickungsmaterial 15 auf der Oberseite von geschmolzenem Glas 16 in der Schmelzkammer liegt. Wärme wird der Schmelzkammer 16 durch eine Reihe von Elektroden 17 zugeführt, die am Boden 18 der Schmelzkammer angebracht sind und vertikal nach oben stehen, so daß sie in das geschmolzene Glas 16 eintauchen. Eine elektrische Stromzuführung 19 ist mit den Elektroden verbunden und wird durch eine Steuereinheit 20 gesteuert. Geschmolzenes Glas fließt aus der Schmelzkammer 11 durch einen mittig angeordneten Auslaß 21 im unteren Teil 18 der Schmelzkammer nahe einer Abströmwand 22 der Schmelzkammer aus. Der Auslaß 21 führt zu einer vertieften Engstelle 23, die mittig in den unteren Teil der Steigkammer 14 führt. Ein Thermoelement 24 ist im Boden der Engstelle 23 angebracht, um die Temperatur des geschmolzenen Glases in der Engstelle 23 zu erfassen. Das Thermoelement 24 ist mit der Steuereinheit 20 verbunden.
• Die Steigkammer 14 ist mit einer Reihe von Elektroden 25 versehen, die an einem Boden 26 der Steigkammer angebracht sind und vertikal nach oben stehen, so daß sie in das geschmolzene Glas der Steigkammer eintauchen. Die Elektroden 25 sind vorgesehen, um die Temperatur von vorwärtsströmendem Glas derart zu erhöhen, daß sich das vorwärtsströmende Glas beim Verlassen der Steigkammer 14 auf einer geeigneten Läuterungstemperatur befindet, die höher ist als die Temperatur des durch die Engstelle 23 eintretenden Glases. Die Elektroden 25 sind in einer Mittelzone der Steigkammer 14 angeordnet und weisen Abstände von allen vier Wänden auf (Aufströmwand 28, Abströmwand 29 und gegenüberliegende Seitenwände 30 und 31 der Steigkammer). Auf diese Weise wird dem geschmolzenen Glas in der Steigkammer im Bereich einer der Wände der Kammer keine Wärme zugeführt. Die Elektroden 25 sind mit der Spannungsquelle oder Stromzuführung 19 verbunden und sind wie die Elektroden 17 vorgesehen, um das geschmolzene Glas durch den Joule-Effekt zu erhitzen. Ein Thermoelement 32 ist im Boden 26 der Steigkammer nahe der Abströmwand 29 gegenüber der Engstelle 23 derart angebracht, daß es die Temperatur des geschmolzenen Glases am unteren Ende der Steigkammer in dem nahe der Abströmwand 29 gelegenen Bereich erfaßt. Das Thermoelement 32 ist mit der Steuereinheit 20 derart gekoppelt, daß die den Elektroden 25 in Abhängigkeit von der von den Thermoelementen 24 und 32 erfassten Temperatur zugeführte elektrische Leistung gesteuert wird. Die Steuereinheit 20 bewirkt eine Steuerung der den Elektroden 25 in der Steigkammer 14 zugeführten Leistung unabhängig von der Steuerung der den Elektroden 17 in der Schmelzzone 16 zugeführten Leistung. Die Wände jeder Kammer im Schmelzbehälter sind aus hitzebeständigem Material derart geformt, daß sie dem geschmolzenen Glas in dem Behälter widerstehen. Die Anordnung in der Steigkammer 14 ist jedoch so gewählt, daß Korrosionswirkungen durch das durch die Steigkammer von der Schmelzkammer 16 zur Läuterungskammer 12 fließende Glas miminal gemacht werden. Die Aufströmwand 28 der Steigkammer ist im Abstand von der Wand 22 der Schmelzkammer derart angeordnet, daß ein Luftspalt 35 gebildet wird, der als Kühleinrichtung für die Aufströmwand 28 der Steigkammer wirkt. In gleicher Weise ist die Abströmwand 29 der Steigkammer durch einen Luftzwischenraum 36 von der Aufströmwand 37 der Läuterungskammer 12 getrennt. Dieser Luftzwischenraum 36 wirkt als eine Kühleinrichtung zum Abkühlen der Abströmwand 29 der Steigkammer. Die zwei Seitenwände 30 und 31 der Steigkammer liegen nicht gegenüber Heizkammern, wie der Schmelzkammer und Läuterungskammer, und ermöglichen daher eine ausreichende Kühlung von den Seiten der Steigkammer her. Durch Anordnen der Luftzwischenräume 35 und 36 zum Kühlen der Aufström- und Abströmwände der Steigkammer und durch Anordnen der Elektroden 25 derart, daß die Wärmezuführung in die Steigkammer auf einen Mittelbereich in wesentlichem Abstand von den Seitenwänden der Steigkammer eingegrenzt ist, werden Konvektionsströmungen in dem durch die Steigkammer fließenden Glas gebildet, wie in Figur 2 gezeigt. Das Ergebnis ist ein toroidförmiges Strömungsmuster, in welchem das Glas im Mittelbereich der Steigkammer veranlaßt wird, nach oben zu fließen, und von einem Ringmuster von nach unten fließendem Glas nahe den Wänden der Steigkammer umgeben ist. Auf diese Weise kann das in die Steigkammer durch die Engstelle 23 eintretende Glas in der Mittelströmung zusammen mit rezirkuliertem Glas aufsteigen, das nahe den Wänden der Steigkammer abgestiegen ist und sodann im mittleren aufwärts gerichteten Strömungsweg ansteigt. Das Glas, welches im Mittelbereich ansteigt, wird sodann geteilt, so daß ein Teil über ein Wehr 39 strömt, das in die Läuterungskammer 12 führt, während der Rest innerhalb der Steigkammer in dem Toroidmuster rezirkuliert wird. Durch Anwendung dieses Systems ist das Glas, welches vorwärts über das Wehr 39 in die Läuterungskammer fließt, durch die Steigkammer außer Berührung mit den hitzebeständigen Wänden der Kammer aufgestiegen und hat daher eine wesentlich reduzierte Neigung zu Verunreinigung infolge von Korrosion an den Seitenwänden. Das Glas, welches nach unten gegen die Seitenwände strömt, wird infolge der Kühlwirkung der Luftzwischenräume 35 und 36 abgekühlt, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Korrosion mit den Seitenwänden verringert wird, und jegliche sich ergebende Verunreinigung kann verringert werden, wenn das Glas im heißeren Mittelteil wieder aufsteigt, während es durch die Steigkammer nach oben rezirkuliert wird. Die Thermoelemente 24 und 32 sind so einsetzbar, daß sie die Wärmezuführung von den Elektroden 25 derart steuern, daß gewährleistet ist, daß sich kein kaltes Glas am Boden der Steigkammer ausbildet, insbesondere ausgehend von der Umgebung der Abströmwand 29. Jede solche Ausbildung von kälterem Glas könnte allmählich die Engstelle 23 verengen, was bewirken wurde, daß das vorwärtsfließende Glas eine höhere Geschwindigkeit beim Eintritt in die Steigkammer besitzt und dadurch die Wahrscheinlichkeit einer Korrosion am Fuß der Wand 28 beim Eintritt in die Steigkammer erhöht werden würde. Um die Korrosion in der Steigkammer möglichst klein zu machen, ist es wichtig, zu vermeiden, daß aus der Engstelle 23 eintretendes Glas unmittelbar an der Wand 28 aufsteigt. Infolge der Strömungsrichtung durch den Glasschmelzbehälter als Ganzen ist die Wahrscheinlichkeit einer Korrosion in der Steigkammer am größten an den Aufström- und Abströmwänden 28 und 29, jedoch wird diese12 fahr durch das toroidförmige Strömungsmuster verringert, bei dem das kühlere nach unten strömende Glas diese Wände berührt. Die über das Thermoelement 32 bewirkte Steuerung wird angewendet, um sicherzustellen, daß die Temperatur des geschmolzenen Glases nahe dem unteren Ende der Steigkammer 14 an der Abströmwand 29 und gegenüber der Engstelle 23 stets höher ist als die Temperatur des am Thermoelement 24 in der Engstelle 23 vorbeiströmenden Gases. Um die richtige Temperaturverteilung in der Steigkammer 14 zu erzielen, sind die Elektroden 25 so angeordnet und ausgebildet, daß sie Wärme in den unteren Teil der Steigkammer 14 eingeben. Die Höhe der Elektroden 25 liegt zwischen 20% und 50%, vorzugsweise 30% und 40% der Tiefe des geschmolzenen Glases in der Steigkammer 14. Dies ergibt eine ausreichende Wärmezufuhr in den unteren Teil der Steigkammer 14, um eine Ausbildung von kaltem Glas am Boden der Kammer 14 zu vermeiden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Elektroden 25 Abstände von den Wänden der Steigkammer 14 auf, die wenigstens so groß sind wie die Höhe der Elektroden 25. Der seitliche Abstand zwischen einem Paar von Elektroden 25 kann gleich der Summe der Breite der Engstelle 23 und der Höhe der Elektroden 25 sein. Der Abstand in Vorwärtsrichtung zwischen Reihen der Elektroden 25 kann zwischen dem 0,8- und 1,4-fachen der Höhe der Elektroden 25 betragen. Das Verhältnis des Volumens V von Glas in der Steigkammer 14 zum Glasdurchsatz L, welcher durch den Behälter läuft, liegt vorzugsweise im Bereich von 1,25 bis 2,5 m³ h/t. Die in der Steigkammer 14 erforderliche elektrische Leistung liegt normalerweise im Bereich von 40 bis 60 kW/m³. Die Leistungsdichte der Molybdänelektroden 25 liegt normalerweise im Bereich von 20 bis 40 kw/dm³ der eingetauchten Molybdänelektroden.
• Nach dem Fließen über das Wehr 39 in die Läuterungskammer wird das geschmolzene Glas weiter erhitzt, um die Verschmutzung durch Verunreinigungen zu reduzieren und auch Blasen freizusetzen. Das Glas kann in der Kammer rezirkuliert werden, wie durch die Pfeile gezeigt, so daß das vorwärtsfließende Glas sich im oberen Teil der Läuterungskammer befindet, wobei ein kälterer Rückfluß am Boden der Kammer stattfindet. Zusätzliche Wärme wird oberhalb des geschmolzenen Glases in der Steigkammer 14 und der Läuterungskammer 12 durch Gasbrenner zugeführt, welche durch Öffnungen wirksam sind, wie sie z.B. bei 40 und 41 gezeigt sind.
• Der Glasschmelzbehälter ist mit einem Zwischenstück 43 an der Verbindungsstelle zwischen der Läuterungskammer 12 und der Konditionierkammer 13 versehen.
• Eine Barriere in Form eines querverlaufenden wassergekühlten Rohrs 44 erstreckt sich quer über den Zwischenteil und taucht in den oberen vorwärts gerichteten Strömungsweg des geschmolzenen Glases ein, Das Rohr ist wassergekühlt, um die Temperatur des in die thermische Konditionierzone 13 eintretenden Glases herabzusetzen, und verringert die Strömungsgeschwindigkeit des heißen Glases aus der Läuterungskammer 12, wodurch sichergestellt wird, daß das Glas eine ausreichende Zeit in der Läuterungskammer 12 gehalten wird, um das Auftreten einer zufriedenstellenden Läuterung zu bewirken. Die Wirkung des Wasserrohrs 44 veranlaßt einiges Glas, an dieser Stelle nach unten zu strömen, welche mit einer Rückströmung im unteren Teil der Läuterungskammer 12 in Verbindung steht. Eine Reihe von Rührern 45, die ebenfalls wassergekühlt sein können, ist nahe dem Wasserrohr 44 auf der Abströmseite des Rohrs angeordnet. Das Rohr 44 und die Rührer 45 können die Temperatur und Homogenität des in die Konditionierzone 13 eintretenden Glases verbessern. Die Zone 13 wird normalerweise nicht erhitzt, und die Temperatur des Glases wird beim Durchströmen der Konditionierzone 13 gegen einen zu einem Glasformverfahren führenden Auslaß 48 allmählich verringert. Der Auslaß 48 ist im oberen Teil einer Abströmwand 49 der Konditionierzone derart angeordnet, daß nur im oberen Teil der Konditionierzone 13 vorwärtsfließendes Glas durch den Auslaß 48 austritt. Die unteren Abschnitte in der Konditionierzone können als Rückströmung im unteren Teil der Konditionierzone rezirkuliert und durch die Läuterungszone zur weiteren Läuterung vor dem Austreten durch den Auslaß 48 zurückgeleitet werden.
• Wie oben erläutert, wird die Steigkammer 14 bei diesem Beispiel angewendet, um die Temperatur von vorwärts strömendem Gas zu erhöhen, und wird nicht zum kontrollierten Abkühlen verwendet. Eine das typische Temperaturmuster des durch den Schmelzbehälter tretenden, vorwärtsfließenden Glases ist in Figur 5 gezeigt. Die Temperatur T1 des die Schmelzkammer 23 verlassenden Glases kann beim Durchströmen der Engstelle oder des Durchlasses 23 leicht abfallen und in die Steigkammer 14 mit einer Temperatur T2 eintreten, welche zum Bewirken einer Läuterung nicht ausreicht. Die Wärmezufuhr in der Steigkammer 14 übersteigt die Kühlwirkung, so daß die Temperatur T3 des die Steigkammer 14 über das Wehr 39 verlassenden Gases bei einer geeigneten Läuterungstemperatur oberhalb T2 liegt. Beim Durchströmen der Läuterungskammer 12 kühlt sich das vorwärtsfließende Glas auf eine Temperatur T4 ab, ist jedoch stets oberhalb T2, was zum Bewirken der Läuterung ausreicht. Beim Durchströmen des Zwischenteils 43 fällt die Temperatur auf T5 ab, und es wird ein kontrolliertes Abkühlen auf eine Auslaßtemperatur T6 beim Durchströmen der Konditionierkammer 13 bewirkt.
• Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der vorangehenden Beispiele eingeschränkt.
• Insbesondere können die Läuterungs- und Konditionierzonen der Vorrichtung so ausgebildet sein, daß sie mit verschiedenen Strömungsbereichen im geschmolzenen Glas arbeiten.
• Alternativen zu dem obigen Beispiel sind in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Figur 3 zeigt, daß die abstromseitig gelegene Konditionierzone 50 viel flacher ist als die Läuterungszone 12. Dies ergibt eine Situation, in welcher nur Vorwärtsströmung des Glases über den Zwischenteil 43 vorhanden ist. Auf diese Weise kann von dem für das Konditionieren zur Verfügung stehenden Bereich ein viel wirkungsvollerer Gebrauch gemacht werden, z.B. um größere Glasbeschickungen zu ermöglichen. Die tiefere Läuterungszone 12 arbeitet weiterhin mit Rückströmungen im Glas, welche durch die Kühlwirkungen der wassergekühlten Barriere 44 und der Rührer 45 im Zwischenteil sowie der Endwand der Läuterungskammer erzeugt werden. Das Ausmaß der Rückströmung wird im Vergleich zur Läuterung und Konditionierung mit voller Tiefe verringert und dies ergibt einen größeren thermischen Wirkungsgrad.
• Figur 4 zeigt, daß die Läuterungszone 51, der Zwischenteil 43 und die Konditionierzone 50 alle von gleichförmig flacher Tiefe wie der in Figur 3 gezeigten sind. Unter diesen Umständen ist nur Vorwärtsströmung im Glas nach der Steigzone 14 vorhanden. Dies verringert die erforderliche Energie, da Rückströmungen nicht wieder aufgeheizt werden müssen. Der Mittelteil 43 enthält ein flaches Wasserrohr 44, um zu verhindern, daß die Oberflächenströmung die Läuterungszone verläßt. Die Läuterungszone 51 kann entweder durch Brenner 41 oberhalb des Glases oder durch elektrische Erhitzung von unterhalb des Glases oder durch eine Kombination der beiden Methoden erhitzt werden.
• Es wird ferner bemerkt, daß, wenn gewünscht, geschmolzenes Glas in die Steigkammer durch eine Anzahl von Durchlässen oder Engstellen, z.B. aus einer Anzahl von Schmelzkammern, zugeführt werden kann. Solche Durchlässe können durch verschiedene Wände der Steigkammer führen, die keine rechteckige Form besitzen muß und eine andere Zahl von Wänden besitzen kann als vier. Eine Anzahl von Steigkammern 14 kann vorgesehen sein, deren jede durch einen entsprechenden Durchlaß oder eine entsprechende Engstelle beschickt wird. Eine Anzahl von Steigkammern kann verwendet werden und kann an eine gemeinsame Konditionierkammer angeschlossen werden.

Claims (23)

1. Verfahren zur Bildung von geschmolzenem Glas in einem Glasschmelzbehälter, wobei das Verfahren umfaßt: Erhitzen von Beschickungsmaterial in einer Schmelzkammer (11) zur Erzeugung von geschmolzenem Glas, Läutern des geschmolzenen Glases in einer Läuterungszone (12) und thermisches Konditioneren des Glases vor dem Veranlassen, daß das Glas aus dem Behälter kontinuierlich durch einen Auslaß fließt, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: Veranlassen, daß das geschmolzene Glas durch eine Steigkammer (14) zwischen der Schmelzkammer (11) und der Läuterungskammer (12) fließt, wobei das Glas in die Steigkammer (14) durch eine Engstelle (23) am unteren Ende (26) der Steigkammer eintritt und die Steigkammer durch einen Auslaß (39) an ihrem oberen Ende verläßt, wobei das Glas in der Steigkammer (14) in einer Mittelzone im Abstand von den Wänden (28,29) der Steigkammer erhitzt wird, während die Einström- und Abströmwände (28,29) der Steigkammer gekühlt werden, wodurch eine inhomogene Temperaturverteilung im Glas quer zur Steigkammer (14) gebildet und geschmolzenes Glas veranlaßt wird, in der Mittelzone der Steigkammer nach oben zu fließen, und eine Abwärtsströmung des Glases nahe den Kammerwänden (28,29) stattfindet, und wobei die Wärmezuführung zum Glas in der Steigkammer (14) derart ist, daß die Temperatur des Glases in der Steigkammer ansteigt, sowie Aufrechterhalten einer Glastemperatur nahe dem unteren Ende (26) der Steigkammer gegenüber der Engstelle (23), welche oberhalb der Temperatur des in die Steigkammer (14) durch die Engstelle (23) eintretenden Glases liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Strömung durch die Steigkammer (14) toroidförmig mit einer Aufwärtsströmung in der Mitte des Toroids und einer Abwärtsströmung rings um die Außenseite des Toroids ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Temperatur des Glases in der Engstelle und die Temperatur des Glases nahe dem unteren Ende (26) der Steigkammer gegenüber der Engstelle (23) abgetastet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Wärme dem Glas in der Steigkammer (14) durch Anwendung von Elektroden (25) zugeführt wird, welche nahe dem unteren Ende (26) der Steigkammer angeordnet sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die Temperatur des geschmolzenen Glases in der Steigkammer nahe dem unteren Ende der Abströmwand (29) der Kammer erfaßt wird und die den Elektroden (25) in der Steigkammer (14) zugeführte Leistung in Abhängigkeit von der erfassten Temperatur gesteuert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die Temperatur des geschmolzenen Glases, das durch die Engstelle (23) in die Steigkammer (14) fließt, erfaßt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem die den Elektroden (25) in der Steigkammer (14) zugeführte Energie in Abhängigkeit von Signalen gemäß den erfassten Temperaturen gesteuert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die Tiefe des geschmolzenen Glases in der Steigkammer (14) wenigstens das Zweifache der Höhe der Elektroden (25) in der Steigkammer beträgt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem Glas in die Läuterungskammer (12) bei einer Temperatur oberhalb derjenigen des in die Steigkammer eintretenden Glases eintritt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem eine Vorwärtsströmung von Glas zwichen Läuterung und thermischer Konditionierung durch Verwendung einer in der Vorwärtsströmung des Glases angeordneten Kühleinrichtung (44) behindert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem vorwärtsströmendes Glas zwischen Läuterung und thermischer Konditionierung aufgerührt wird.

12. Glasschmelzbehälter zur kontinuierlichen Lieferung von geschmolzenem Glas zu einem Auslaß am Abströmende des Behälters, wobei der Behälter eine Schmelzkammer (11) an einem Einströmende des Behälters und eine Läuterungskammer (12) aufweist, gekennzeichnet durch eine Steigkammer (14) zwischen Schmelzkammer und Läuterungskammer, wobei die Schmelzkammer (1l) eine Heizeinrichtung (17) zum Schmelzen von Beschickungsmaterial für die Erzeugung von geschmolzenem Glas und einen Auslaß (21) für geschmolzenes Glas nahe einem unteren Ende (18) der Schmelzkammer an einem Abströmende der Kammer aufweist, eine Engstelle (23), welche den Auslaß mit einem Einlaß am unteren Ende (26) der Steigkammer (14) verbindet und so angeordnet ist, daß sie geschmolzenes Glas aus der Schmelzkammer aufnimmt, wobei die Steigkammer (14) einen Auslaß (39) an ihrem oberen Ende aufweist, der mit der Läuterungskammer (12) in Verbindung steht, in der das geschmolzene Glas geläutert wird, die Steigkammer eine Heizeinrichtung (25) zur Erhöhung der Temperatur des geschmolzenen Glases sowie Kammerwände (28,29) aufweist, die aus einer Aufströmwand (28) nahe dem Einlaß von der Engstelle und eine Abströmwand (29) nahe dem Auslaß der Läuterungskammer umfassen, eine Einrichtung (35,36) zum Kühlen sowohl der Aufström- als auch der Abströmwand und Heizelektroden (25), die vom unteren Ende (26) der Steigkammer (14) nach oben stehen und in das geschmolzene Glas in der Steigkammer eintauchen, wobei die Elektroden (25) in einer Mittelzone des unteren Endes (26) der Steigkammer (14) und im Abstand von den Kammerwänden (28,29) der Steigkammer angeordnet sind, wodurch eine inhomogene Temperaturverteilung in dem Glas quer zur Steigkammer (14) gebildet und geschmolzenes Glas veranlaßt wird, in der Mittelzone der Steigkammer nach oben zu strömen, und eine Abwärtsströmung von Glas nahe den Kammerwänden stattfindet, welche die Aufwärtsströmung des Glases umgibt, und wobei die Heizeinrichtung (25) in der Steigkammer (14) derart ausgebildet und angeordnet ist, daß die Temperatur des Glases in der Steigkammer erhöht und eine Glastemperatur nahe dem unteren Ende (26) der Steigkammer (14) gegenüber der Engstelle (23) aufrechterhalten wird, die oberhalb der Temperatur des in die Steigkammer (14) durch die Engstelle (23) eintretenden Glases liegt.

13. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 12, bei welchem die Steigkammer (14) Aufström- und Abströmkammerwände (28,29) jeweils im Abstand von der Schmelzkammer (15) und der Läuterungskammer (12) aufweist, wodurch Lufträume (35,36) gebildet werden, die als Kühleinrichtung für die Aufström- und Abströmwände (28,29) der Steigkammer (12) wirken.

14. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 12 oder 13, mit einem ersten Temperaturdetektor (32), der nahe dem Abströmende der Steigkammer (14) angeordnet ist und die Temperatur des geschmolzenen Glases nahe dem unteren Ende (26) der Steigkammer erfaßt.

15. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 14, mit einem zweiten Temperaturdetektor (24), welcher in der Engstelle (23) angeordnet ist und die Temperatur des durch die Engstelle (23) tretenden geschmolzenen Glases erfaßt.

16. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 15, mit einer Steuereinrichtung (20), die mit dem ersten und zweiten Temperaturdetektor (24,32) gekuppelt und so ausgebildet ist, daß sie die Leistungszufuhr zu den Elektroden (25) in der Steigkammer derart steuert, daß die erforderliche Glasströmung innerhalb der Steigkammer (14) aufrechterhalten wird.

17. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei welchem die Heizeinrichtung in der Steigkammer (14) eine Anzahl von Elektroden (25) umfaßt, die vom unteren Ende (26) der Steigkammer (14) bis zu einer Höhe nach oben ragen, welche die Hälfte der Tiefe des geschmolzenen Glases nicht übersteigt.

18. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 17, bei welchem die Elektroden (25) in einem Abstand von den Wänden (28,29) der Steigkammer (14) angeordnet sind, der wenigstens gleich der Höhe der Elektroden ist.

19. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 18, bei welchem die Elektroden in der Steigkammer (14) aus einer Reihenanordnung von Elektroden (25) bestehen, wobei wenigstens zwei Elektroden in seitlichem Abstand quer zur Steigkammer und wenigstens zwei Elektroden im Längsabstand längs der Kammer (14) angeordnet sind.

20. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 19, mit einer Konditionierkammer (13), welcher mit der Läuterungskammer (12) zum thermischen Konditionieren des Glases vor dem Fließen durch einen Auslaß (48) am Abströmende des Behälter verbunden ist.

21. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 20, bei welchem Kühleinrichtungen (44) so angeordnet sind, daß sie sich quer zum oberen Bereich des vorwärtsfließenden geschmolzenen Glases nahe einem Einlaß (43) zur Konditionierkammer (13) erstrecken.

22. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 21, bei welchem die Kühleinrichtungen ein wassergekühltes Rohr (44) aufweisen.

23. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 21 oder 22, mit einer Rühreinrichtung (45), die in der Bahn des vorwärtsströmenden Glases nahe der Konditionierkammer (13) angeordnet ist.