DE6912114U - Vorrichtung fuer eine anlage zum herstellen von glas mit durch ionendiffusion veraenderten oberfluecheneigenschaften. - Google Patents
Vorrichtung fuer eine anlage zum herstellen von glas mit durch ionendiffusion veraenderten oberfluecheneigenschaften.Info
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Description
2.Juni 1971 W-w-2456a
G 69 12 1U«8
Pilkington Brothers ltd,
</Vorrichtung für eine Anlage zum Herstellen von Glas mit
durch Ionendiffusion veränderten Oberflächeneigenschaften
Die !feuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung
für eine Anlage zum Herstellen von Glas mit durch Ionendiffusion veränderten Oberflächeneigenschaften, bei der ein geschmolzener
elektrisch leitender Körper mit der Oberfläche des Glases unter solchen Bedingungen in Berührung gehalten wird, dass ein Element
des Körpers in das Glas einwandert, wobei eine parallel zur 0-berfläche des Glases gerichtete Relativbewegung zwischen dem
Glas und dem Körper erfolgt·
Glases aufrechterhalten werden, können darin bestehen, dass ein
elektrischer Strom durch das Glas geleitet wird, um eine ge-
-2-
steuerte Einwanderung des Elements in das Glas zu bewirken oder durch Aufrechterhaltung oxidierender Bedingungen im Bereich
der Berührungsfläche zwischen dem geschmolzenen Körper und j der Glasoberflache. Durch die Relativbewegung zwischen dem i
Glas und dem Körper wird eine Behandlung aufeinanderfolgender ;
Bereiche des Glases erzielt.
i Der geschmolzene, elektrisch leitende Körper I
m
ι
besteht aus einem Metall, einer Legierung oder einem Metallsalze
I Bei den erhöhten !Temperaturen, beispielsweise in der Grossen- j
Ordnung von 75*-* 0C, bei denen die Oberflächenbehandlung des
Glases durchgeführt wird, ergibt sich ein Verdampfen eines !Dells des geschmolzenen Körpers. Enthält der geschmolzene Körpeij:
beispielsweise Blei oder eine Bleilegierung, so enthalten die entwickelten Djiämpfe Blei oder Bleioxid.
Derartige metallische Dämpfe aus des geschmolzenen
Körper haben die Neigung, sich auf der Oberfläche des Glases in dem Bereich, in dem dieses ausser BertlLruog mit dem geschmolzenen
Körper kommt, niederzuschlagen. Dieses Niederschlagen erfolgt in sehr feinen Tröpfchen, wodurch sich eine uneri
wünschte Schleierbildung auf der Glasoberfläche ergibt. Da die Behandlung des Glases in einem nur eng begrenzten Bereich
erfolgt, kann ferner die dauernde Bildung von Dämpfen und ihr Niederschlag an den Wänden des begrenzten Raumes zu Ablagerun-
; gen an diesen Wänden führen, die bei Abbröckeln auf die Glasoberfläche
fallen und dann diese beschädigen.
• ■» · r ·
• *
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangserwähnten Art so weiter auszugestalten,
dass derartige Beschädigungen und Beeinflussungen der Glasoberfläehe vermieden werden·
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäss dadurch gelöst,
dass Einrichtungen zum Zuführen eines Gases auf die gesamte Oberfläche des Glases in den Bereieh vorgesehen sind, in dem die
Glaeoberfläche ausser Berührung mit dem geschmolzenen Körper
gelangt·
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die Vorrichtung die Form eines quer zur Bewegungsbahn der Glas-* >
oberfläche anzuordnenden Halters hat, an dem der geschmolzene : Körper haftet, ist vorgesehen, dass die Einrichtung zum Zuführen)
des Gases mehrere in fester Zuordnung zum Halter angeordnete Düsen enthält, die den Gasstrom über die Glasoberfläche quer zur!
Richtung der Relativbewegung zwischen dem Glas und dem geschmolzje-
nen Körper richten· j
Bei einer anderen Ausführungsform dieser Art ist ;
vorgesehen, dass die Einrichtung zum Zuführen des Gases aus einem quer zur Richtung der Relativbewegung über die Glasoberfläche reichenden, mit einer Druckgasquelle verbundenen Kasten
besteht, der parallel zum Halter für den geschmolzenen Körper liegt und einen gegen die Glasoberfläche und den geschmolzenen
Körper gerichteten Austrittsstutzen enthält«
Bei einer weiteren Ausführungsform dieser Art ist
vorgesehen, dass die Einrichtung zum Zuführen des Gases aus einem quer zur Richtung der Relativbewegung über die Glasoberflä-
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ehe reichenden, mit einer Absaugpumpe verbundenen Kasten besteht,
der parallel zum Halter für den geschmolzenen Körper liegt, und mit auf die Glasoberfläche und den geschmolzenen Körper gerichteten,
in Abstand voneinander liegenden Saugöffnungen oder einem durchgehenden Saugstutzen versehen ist*
Schliesslich ist bei Borrichtungen dieser Art vorgesehen,
dass dem Kasten mindestens ein in seiner Längsrichtung liegender Kühlkanal zugeordnet ist·
Ferner ist es zweckmässig, wenn der Halter für den geschmolzenen Körper an einem Träger sitzt, der mindestens einen
Kühlkanal aufweist, der mit dem Kasten für den Gasstrom im Wärmeaustausch steht·
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Vor-! richtungen nach der Neuerung dargestellt· In der Zeichnung ist
fig. 1 ein Teilmittellängsschnitt durch eine Anlage
zur Herstellung von Floatglas mit einer Vorrichtung nach der ; Neuerung zum Erzielen veränderter Oberflächeneigenschaften,
Fig. 2 eine perspektivische Teildarstellung mit
einer abgewandelten Einrichtung zum Zuführen des Gasstrome,
Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht einer anderen Ausführungsform einer Einrichtung zum
führen des GasStroms,
-5-
Pig. 3 eine perspektivische Teilansji IiI «HTfer anderea
liiinl n||| iiitpnff^ iiiTliiin Einrichtung zur
Pig. 4 eine perspektivische Teiläarstellung einer weiteren abgewandelten Ausführungsform, bei
der ein Gasstrom abgesaugt wird, Pig. 5 ein Teilquerschnitt durch eine abgewandelte
Ausführungsform der letzterwähnten Art
und Pig. 6 ein Querschnitt durch eine weitere abgewandelte Ausführungsform der letzterwähnten Art.
In den Zeichnungen sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.
Bei der Vorrichtung nach Pig. 1 ist ein Vorherd 1 eines kontinuierlich arbeitenden Glasschmelzofens mit einem
Hegelschieber 2 und einem Ausguss 3 im wesentlichen rechteckigen'
Querschnitts mit einer Sohle 4 und Seitenwänden 5 vorgesehen.
Der Ausguss 3 liegt oberhalb des Bodens 6 eines langgestreckten Behälters für ein Bad 10 aus geschmobenem Metall»
Sas Bad 10 besteht beispielsweise aus geschmolzenem Zinn oder einer Zinnlegierung,
Eine Haube, die aus einem Dach 12 und Stirnwänden
14 und 15 besteht, überdeckt den Badbehälter und bflcLet einen
Druckraum 16 oberhalb des Bades 10, wobei die Stirnwände 14 und
15 Ein- und Auslassöffnungen an den beiden Enden des Bades be-
-6-
stimmen. Eine Verlängerung 17 des Daches 12 erstreckt sich "bis
zum Regelsohieber 2 und bildet zusammen mit Seitetrwänden 18
eine den Ausguss 3 umgebende Kammer.
Sem Bad 10 aus geschmolzenem Metall wird geschmolzenes
Kalk-Soda-Silikatglas 21 zugespeist und aus diesem bei
seiner Fortbewegung längs des Bades in bekannter Weise ein Glasband 28 gebildet, das am Auslassende des Badbehälters über Austragswalzen
27 ausgetragen wird.
Das gebildete Glasband 28 wird während seiner Fortbewegung längs der Oberfläche des Bades aus geschmolzenem
Metall behandelt, um seine Oberflächeneigenschaften zu verändern*
In einem Bereich des Bades 10, in dem das Glas eine Temperatur von beispielsweise 750 - 8000C aufweist, bei welcher Temperatur
das Glas elektrisch leitend ist, wird ein geschmolzener Körper 30 aus elektrisch leitendem Material, beispielsweise geschmolzenem
Metall, in Berührung mit der oberen Fläche des Glases gebracht.
Der Geschmolzene Körper 30 erstreckt sich quer über j das Glasband 28 an einer festen Stelle innerhalb des Bades.
Der Körper 30 wird in dieser Stellung durch Haften an der Oberfläche eines Halters gehalten, der aus einer stangenförmigen ;
Elektrode 31 besteht, die von einem länglichen Träger 32 gehal- j ten wird, der sich in horizontaler Lage quer über das Glasband
28 erstreckt. Der geschmolzene Körper 30 besteht aus einem Element oder enthält ein Element, das zur Änderung der Oberfläjcheneigenschaften
in das Glas eiawa-ndert, worein elektrischer
-7-
Strom zwischen dem geschmolzenen Körper 30 und dem Badmetall durch das Glas hindurchgeleitet wird.
Der elektrolytische Kreis wird zweckmässig dadurch
gebildet, dass der geschmolzene Körper 30 und das geschmolzene Metall des Bades 10 an die positive bzw. negative Seite einer
Gleichstromquelle 33 angeschlossen werden. Die elektrische Verbindung mit dem Bad 10 wird durch eine Elektrode 34 bewirkt,
die in das Bad seitlich neben dem Glasband eingetaucht ist, und andererseits mit dem als Elektrode ausgebildeten Halter 31.
Zur Steuerung des elektrolytischen Stromes ist der Gleichstromquelle 33 eine nicht dargestellte Regeleinrichtung zugeordnet.
Der geschmolzene Körper 30 kann ein Metall, beispielsweise Zinn, Blei, Wismut, Antimon, Indium, Zink oder
Thallium enthalten. Ferner kann der geschmolzene Körper 30 auch eine Legierung sein, beispielsweise Legierungen, in denen Zinn,
Vismut und Blei überwiegen· Die Wahl des Aerials für den geschmolzenen
Körper 30 hängt von der Eigenschaft ab, die dem Glas zusätzlich erteilt werden soll. Sine Glasoberfläche, die
mit Zinn behandelt worden ist, erhält gute wärmeabstrahlende Eigenschaften und gute Lichtdurchlässigkeit and ist schlecht
von Wasser benetzbar. Legierungen auf der Basis von Wismut*
oder Blei können.zum Tönen der Glasoberfläche verwendet werden.
Beispielsweise ergibt eine Silber-Vismut-Legierung eine SeIbfärbung,
eine Nickel-Wismut-Legierung eine ffraufärbung und eine
-8-
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Kupfer-Wismut- oder Kupfer-Blei-Legierung eine Rotfärbung. Der geschmolzene Körper 30 kann weiterhin aus einem Metallsalz
besteben· Beispielsweise kann eine Einwanderung von Silber in das Glas aus einem geschmolzenen Körper 30 aus Silberchlorid
erfolgen.
Bei diesem BearbeitungsVorgang bilden sieb an der
stromabwärts liegenden Seite des Körpers 30 Dämpfe, die je nach
der Beschaffenheit des Körpers unterschiedlich stark auftreten. Besonders bemerkenswert ist diese Verdampfung bei Verwendung
von Blei oder Bleilegierungen, insbesondere bei Verwendung einer Blel-Kupfer-Iegierung. Es ist anzunehmen, dass die gebildeten Dämpfe aus Blei oder Bleioxid bestehen.
Um eine mögliche Kondensation dieses Dampfes auf der behandelten G-lasoberfläche stromabwärts des geschmolzenen
Körpers 30 zu verhindern, wird der gebildete Dampf kontinuierlich aus dein Bereich der Glasoberflache entfernt; in dem diese
ausser Berührung mit dem geschmolzenen Körper 30 gelangt. Bei der Ausführungsform gemäss Pig. 1 erfolgt die Entfernung der
Dämpfe dadurch, dass ein Strom eines Schutzgases auf die Glasoberfläche unmittelbar stromabwärts des geschmolzenen Körpers 30 {
geleitet wird, um die gebildeten Metalldampfe zu verteilen und
fortzublasen. Zu diesem Zweck ist ein Kasten 36 vorgesehen, - ' der sich quer über den Badbehälter oberhalb des Bades 10 erstreckt und parallel zum Halter 31 liegt. Der Kasten ist Iq Pig.l
im Querschnitt gezeigt und hat einen mittleren Kanal 37, der an !
■ -9- I
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1 I ( It
■beiden Seiten von Kühlwasserkanälen 38 begrenzt ist. Die untere
Wand des Kanals 37, die dem Glasband 28 zugewandt ist, enthält i
mehrere in Abstand voneinander liegende Löcher 39, die mit einem in Querrichtung sich erstreckenden Druckstutzen 40 verbunden
sind, der durch zu einer Mündung 43 konvergierenden Wänden 41 und 42 begrenzt wird. Die Mündung 43 erstreckt sich
parallel zur Oberfläche des Glasbandes 28 und parallel zum Halter 31 und ist gegen die Glasoberfläche und gegen den geschmolzenen
Körper 30 gerichtet. Als Gas wird ein Schutzgas, beispielsweise Stickstoff, Verwendet, das dem Kanal 37 von einen*
nicht dargestellten Verdichter zugeleitet wird und in der Grössenordnung zwischen 10 und 100 m /h liegt.
In abgewandelter Weise kann das Gas auch quer
zur Portbewegungsrichtung des Glasbandes geleitet werden, um die Dämpfe zu entfernen. Zwei für diese Zwecke geeignete Vorrichtungen
sind schematisch in den Pig. 2 und 3 dargestellt. Bei der Ausführungsform nach Pig. 2 ist der Kasten durch zwei Düsen ;
45 und 46 ersetzt, die dicht oberhalb der Oberfläche des Glasbandes unmittelbar stromab des geschmolzenen Körpers 30 nahe
der Mittellängslinie des Glasbandes angeordnet sind. Die Düsen 45 und 46 sind quer zur Portbewegungsrichtung R des Glasbandes
auf je eine der Seitenkanten des Glasbandes gerichtet. Die \
Düsen 45 und 46 erhalten über Leitungen 47 bzw. 48 Schutzgas \ unter Druck, um zwei quer zur Portbewegungsrichtung des Glasbandes
gerichtete Gasströme zu erzeugen.
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J
Bei der Ausführungsform nach Pig. 3 sind ebenfalls zwei in Querrichtung liegende Düsen 45* und 46' vorgesehen,
denen Schutzgas unter Druck über Leitungen 47* bzw. 48* zugeleitet
wird. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch die Düsen
45* und 46· in gleicher Richtung auf die eine Seitenkante des
Glasbandes 28 gerichtet angeordnet, wobei die Düse 45' in der
Nähe der Mittellängslinie des in Richtung R fortbewegten Glasband es 28 liegt, während die Düse 46* an der anderen Seitenkante
des Glasbandes 28 liegt.
Die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele beruhen darauf, dass die nicht erwünschten Dämpfe durch Druckgas
fortgeblasen werden. Eine Entfernung dieser Dämpfe aus dem Bereich, in dem die Glasoberfläche ausser Berührung mit dem geschmolzenen
Körper 30 gelangt, kann aber auch durch Absaugen der Dämpfe eriäigen. Die drei Ausführungsbeispiele nach den
Pig. 4, 5 und 6 sind für diesen Zweck bestimmt.
Bei der Ausführungsforat nach Fig. 4 ist der Träger
32 für den Halter 31 an einer quer über den Badbehälter sich
erstreckenden !Tragkonstruktion befestigt, die ausserhalb der
Seitenwände des Badbehälters durch nicht dargestellte und einstellbare Pfeiler abgestützt ist. Die Tragkonstrukion besteht
aus zwei zueinander parallelen Kästen 51 und 52, durch die
Kühlwasser geleitet wird. Der Kühlkasten 51 trägt seitlich einen Kasten 36 auf der stromabwärts des Halters 31 liegenden
- 11 -
ι)· 1 I I I
- Il -
'Der Kasten 36 enthält einen Kanal, dessen Bodenfläche mit j
i mehreren Lochern 39 versehen ist, die Abstand voneinander habenj
und mit einem Saugstutzen 4-0 in Ve rtoind\ing stehen, der zwischen'
zwei zueinander parallelen geneigten Wänden 41 und 42 gebildet j ist. Der Saugstutzen ist gegen die Glasoberfläche und gegen
den geschmolzenen Körper 30 gerichtet, und zwar stromaufwärts nach unten. Der Saugstutzen 40 endet somit in einem in Querrichtung liegenden Saugschlitz 55» der dicht oberhalb der
Oberfläche des Glasbandes 28 liegt, das in Richtung des Pfeils R fortbewegt wird.
Der Kanal 37 ist an jeder Seite mit einer Saugleitung 56 verbunden, die über einen elektrisch isolierenden
Balgteil 57 mit einer nur schematisch dargestellten Ejektorpumpe 58 verbunden ist. Die die unerwünschten Dämpfe aufnehmende Schutzgasatmosphäre in dem Beieich der Glasoberfläche stromabwärts des geschmolzenen Körpers 30 wird über den Saugschlitz
55 über die Elektropumpe 58 abgesaugt. Die Ejektorpumpe 58
ist so ausgelegt, dass sie dampfhaltige Schutzgasatmosphäre in der Grosse von etwa 100 nr/h absaugen kann. Der Kasten 36
wird durch Wärmeaustausch über die benachbarten Wände der Kästen 36 und 51 gekühlt.
Die abgewandelte Bauform nach fig. 5 zeigt einen Kanal 37, der unterhalb des Kastens 51 der Tragkonstruktion
für den Halter 51 angeordnet ist und einen !Teil der Tragkon-
- 12 -
struktion darstellt« In diesem Falle 1st der Saugstutzen ent- j
behrlicb und die Löcher 39 in der Bodenfläche des kastenförmigen Kanals 37 stehen unmittelbar mtt dem Raum oberhalb der Oberfläche des Gle.sbandes 28 unmittelbar hinter dem geschmolzenen ;
Körper 30 in Verbindung. Ein Schirm 60 erstreckt sich nach unten schräg stromaufwärts gerichtet und endet dicht oberhalb j
des Glasbandes 28, um den Raum zu umschliessen, aus dem Schutz- ;
gas, das Dämpfe enthält, abgesaugt wird. j
Erfolgt bei den Ausführungsformen gemäss fig. 4 und
5 eine sehr starke Absaugung zur Entfernung der Dämpfe, so kann die G-leichmässigkeit der Oberflächenbehandlung des Grases
hierdurch schädlich beeinflusst werden. Um diesen Einfluss nach Möglichkeit zu beseitigen, kann das Abziehen der Dämpfe
in einem kurzen Abstand, beispielsweise von 75 mm, stromabwärts
des geschmolzenen Körpers 30 vorgenommen werden. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 6 dargestellt. Der Kasten 36 enthält
einen Saugkanal 37» der stromabwärts der Tragkonstruktion 50 unabhängig von dieser angeordnet ist, und dem besondere Kühlwasserkästen 38 zugeordnet sind. Dem Kanal 37 ist ein Saugstutzen 4-0 zugeordnet, der dem gemäss Fig. 4 entspricht und
dicht oberhalb der oberen Fläche des Glasbandes 28 etwa 75 mm stromabwärts des geschmolzenen Körpers 30 endet.
Claims (2)
- - 13 -Schutzansprüche :1 ο Vorrichtung für eine Anlage zum Herstellen von Glas mit durch Ionendiffusion veränderten Oberflächeneigenschaften, bei der ein geschmolzener elektrisch leitender Körper mit der Oberfläche des Glases unter solchen Bedingungen in Berührung gehalten wird, dass ein Element des Körpers in das Glas einwandert, wobei eine parallel zur Oberfläche des Glases gerichtete Relativbewegung zwischen dem Glas und dem Körper erfolgt,d a -durch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zum Zuführen eines Gases auf die gesamte Oberfläche des Glases in den Bereich vorgesehen sind, in dem die Glasoberfläche ausser Berührung mit dem geschmolzenen Körper gelangte
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 in xorm eines ober» halb und quer zur Bewegungsrichtung der Glasoberfläche anzuordnenden Halter, an dem der geschmolzene Körper haftet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Zuführen dee Gases ** mehrere in fester Zurordnung zum Halter angeordnete Düsen ent-· hält, die den Gasstrom über die »lasoberfläche quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen dem Glas und dem geschmolzenen Körper richten«3β Vorrichtung nach Anspruch 1 in Form eines oberhalb und quer zur Bewegungsrichtung der Glasoberfläche anzuordnenden Halters, an dem der geschmolzene Körper haftet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Zuführen des Gases aus einem quer zur Richtung der Relativbewegung über die Glasoborfläche reichenden, mit einer Druckgasquelle verbundenen Kasten»I ItItbesteht, der parallel zum Halter für den geschmolzenen Körper liegt und einen gegen die Glasoberfläche und den geschmolzenen Körper gerichteten Austrit&sstutzen enthält«4« Vorrichtung nach Anspruch 1 in Form eines oberhalb und quer zur Bewegungsrichtung der Glasoberfläche anzuordnenden Halters, an dem der geschmolzene Körper haftet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Zuführen des Gases aus"") einem quer zur Richtung der Relativbewegung über die Glasoberfläche reichenden, mit einer Absaugpumpe verbundenen Kasten besteht, der parallel zum Halter für den geschmolzenen Körper liegt und mit auf die Glasoberfläche und den geschmolzenen Körper gerichteten, in Abstand voneinander liegenden Saugöffnungen oder einem durchgehenden Saugstutzen versehen ist·5· Vorrichtung nach Anspruch 3 oaer 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kasten mindestens ein in seiner Längsrichtung liegender Kühlkanal zugeordnet ist«„ 6· Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter für den geschmolzenen Körper an einem Träger sitzt, der mindestens einen Kühlkanal aufweist, der mit dem Kasten für den Gasstrom im Wärmeaustausch steht·
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