-
Elektrischer Schmelzofen zur Erzeugung von Glas Die Erfindung bezieht
sich auf einen elektrischen Schmelzofen zum Erzeugen von Glas, bei welchem die Glasmasse
mittels Stromdurchleitung geheizt wird.
-
Die Erfindung besteht darin, daß die im wesentlichen senkrecht angeordneten
Elektroden von einem feuerfesten Mantel umgeben sind, der, durch die oberen Schichten
des Bades hindurchgehend, in das Bad eintaucht und daß die Beschickung für die in
den Ofen einzuhringend-enRohstoffe sowie dieEntnahme des fertig behandelten Glases
aus diesem in der außerhalb des Elektrodemnantels liegenden Zone des Bades angeordnet
ist.
-
Durch diese Anordnung wird verhindert, daß die Elektrode mit der Trennungszane
zwischen dem geschmolzenen Glas und den zu, schmelzenden Stoffen in Berührung kommt,
welche sich infolge ihrer geringeren Schwere an der Oberfläche des Glasbades befinden
und bekaamtlich im allgemeinen die El#ektroden sehr stark angreifen. Einerseits
werden also die Elektroden geschont, und anderseits wird ein Glas erhalten, das
durch keine Verunreinigungen, die sich bei eiiiern An-
fressen der Elektroden
ergeben würden, verschmutzt ist.
-
Erfindungsgemäß ka:nn der Schutzmantel sich nach oben bis zur Ofendecke
oder gar über diese hinaus erstrecken, wodurches mög-
lich ist, die Elektrode
vollständig gegen die im Ofen herrschende Atmosphäre, zu isolieren und sie deren
Einwirkung zu entziehen. Dieses wirkt sich vor allem dann günstig aus, wenn, wie
übrigens meistens üblich, Elektroden aus Graphit verwendet werden.
-
Der Mantel braucht nicht auf der Elektrode aufzuliegen, sondern kann
von dieser einen
# W
',e issen Abstand haben. Dadurch untstcht
zwischen der Elektrode und dein 2Jantel ein zylindrischer Ringraurn, welcher entweder
mit Glas oder, wie weiter unten ausgeführt, in i", einem anderen Stoff gefüllt sein
kann, di 7# vorzu- gs-weise leichter -als Glas und leitend iz#i ,und als Zwischenmittel
zur überleitung des Stromes von der Elektrode zum GI?is dient. Man kann. den Scl-iiitzni,-iiitel
tiefer in das Bad hineinragen lassen -als die Elektroden so daß das innerhalb des
Mantels in unmittelbarer Berührung mit der Elektrode stehende Glas von dein übHgen
Glasbad gutrennt ist. Dieses Glas ist heißer und infolgedessen leichter als das
Glas der anderen. Zonen, so daß es von -selbst das Bestreben hat, in seiner Lage
um die Elektrode zu bleiben. Ist dann der Abstand zwischen dem Schutzmantel und
der Elektrode nicht zu groß.. so erreicht man auf diese Weise, daß alle Bewegungen
oder Ausgleichsströme zwisehen dein Innern und Außeren des Mantels vermieden werden.
Hierdurch läßt sich verhüten, dal-") das durch die Elektrode mehr oder weniger verschnnutzte
oder angegriffene S, 11 , -2 Glas sich mit dem eigentlichen chmelzbad des
Ofens mischt.
-
Gegebenenfalls können zur fortlaufendun oder absatzweiSzen Entfernung
des in unmittelbarer Berührun- mit der Elektrode stehenden Glases an dein Mantel
-angeschlossene Abflußleitungen vorgesehen seein.
-
Das Einsetzen und der Elektrode, erfolgt in der Regel dadurch.,
daß die Elektrode durch eine in der Ofendechü vorgesehene Öffnun- ein- bzw. auseführt
wird. Gemäß einer vorteilhaften AuSführungsforrn der Erfindung gehen. die Elektrode
und der Mantel beide durch eine solche Offnung und sind an Vo,.7richttin#eii aufgehängt
die es -cstatten, dieselben in senkrechter Richtung zu bewegen. Man hat auf diese
Weise die Möglichke,it, jederzeit die Abnutzung der Elek-
trode oder des SchuLzmantels
auszu1-leichen, indem man sie zuSammen oder unabhängig voneinander mehr oder weniger
tief einstellt.
-
Diese Anordnung kann auch zu einer selbsttätigenRegelung der Temperatur
des Schmelzbades ausgebildet werden, indem man die Bewe-un-en der Elektrode und
des Mantels vcj-i der Anzeige eines unter der Wirkung dieser Temperatur stehenden
Gerät-es abhängig, macht. So kann man z. D. in bckannter Weise einen Servomow-r
benutzen, der von dem Anzei-c-erät -esteuert wird und seinerseits auf die Plewegungsvorrichtungen
der Elektrode und des Mantels wirkt. je
nach der gegenseitigen Lage der Enden
der Elektrode und des' Mantels -eht der ZD trische Strom von der Elektrode mehr
oder weniger leicht in den außerhalb des liegendLii Teil des Badcs. Hebt inan dit:-Elektrode
gegenüber dem unteren Ende des Schutzmantels, so wird der Widerstand ver-,-rö f)ert.
Senkt man dagegen die Elektrod#c-Ode-i- geht mit ihr sogar unter das untere
Ende des Schutzmantels hinaus, sn wird der Widerstand verringert.
-
Die Änderung des Widerstandes in Abhängi#,-kcit von der Änderung der
Höhenlage der Elektrode ist übrigens wenigstens zum Teil auch abhängig von der Größe
des zwisehen der Elektrode Lind dem -Mantel sicii ]3e-findendtn Zwischenraumes.
Infolgedessen ist dem Innendurchmesser des Mantels eine geei-n#etc XI)messurig zu
-eben. Um eine schr allmähliche Änderun,- des Widerstandes gegen den Stromdurch,-an--
züi erhalten, ist es in b
o- W
..e issen Fällen zweckmäßig" dem Mantel
eine nichtzylindrische, beispielsweise eine sich nach unten verbreiternde Form zu
gehen. In ähn-- Z,
lichcl- Weise läOlt sich die Widerstandsänderun,- auch
dadurch beeinflussen, daß man der Elektrode selbst eine nicht7vlindrisclie Form
gibt# d. li. eine Form, deren #)iiersclini[t an verschiedenen Punkten der
Län-c dür Elektrode verschieden ist.
-
Die Anordnung des diu Elei-;tri)du iiin"el#t-iiden Mantels hat also
den zusätzliclien Vorteil. daß sie es ermöglicht, selbsttäti- die in da# Bad eingeführte
Stromintensitit und damit an jedem beliebigen Punkt des die Temperatur zu regeln.
-
Bei Vorrichtungen zur Herstellung #,on .ma"iie-#;iiim durch Schmelzfluf,-elektrolyse
von ist es bekannt, die Aiiodc mit eine r Ummantcliiii- zu versehen. Die Ummantelun-
hat aber eine andere Auf-, - e -mäl, -or-"abe als de,# -rfindungs,yc gesehene
Elektrodenmantel; sie dient zum Auffangen des entwickelten Chlors und gegebenenfalls
gleichzeitig zur Beschickung der elektrolytischen Zelle, während bei der vorliegenden
Anordnung der Mantel die Rohstoffe. mit denen der Ofen beschickt wird-, #-on der
Elektrode fernhalten soll.
-
In der Zeichnung sind einige buispiülz;-weise Ausführungsformün des
Eifindung.-ge,-#enstandes dargestellt, und zwar zeigen n
Abb. i bis
6 se#rikrechte Schnitte durch dic Elektrodenanckrdnung. Abb. - einen
waa-urechten Schnitt nach VII-VII der -Abb. 6 und Abb. 8 einen entsprechenden
waagerechter. Schnitt durch eine ab gei änderte Ausführung Bei der Ausführung gemäß
Abb. j ist um die Elektrode a ein Mantel b angeordiiet-, der so weit
iyi das Glasbadc eintaucht, daß die Elektrode. wie oben erwähnt, mit der, Gberen
Schichten des eigentlichen Bades nicht in Berührung steht.
-
Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist, der Mantelb nach oben durch die
Ofendecke#I
hindurch verlängert, so daß er die Elektrodea. vollständig
gegen die A-tmosphäre des Ofens isoliert. Zweckmäßig ist eine Dichtunge vorgesehen,
die dazu dient, denZutrittvonAußenluft zur Elektrode zu verhüten. Diese Dichtung
kann-, wie an sich bekannt, aus von. ic ihlwasser durchflossenen Ringen bestehen,
die, obschon sie eine gute Abdichtung bilden, es jederzeit gestatten, die Elektrode
oder den Mantel ohne Schwierigkeit senkrecht zu verstellen, um. eine entsprechende
selbsttätige Regelung der Stärke des durch die Elektrode gehenden Strom-es varzunehmen.
-
Bei der Ausführung nach Abb. 3 reicht der -Mantelb tiefer als
die Elektrodea. in das Bad, so daß das bei j im Innern des Mantels in Berührung
mit der Elektrode sich hefindende Glas sich nicht mit dem Übiigen Glas des Schmelzraurnes
mischen kann.
-
Eine ähnliche Anordnung zeigt Abb. 4, gemäß welcher der Raum
g zwischen Elektro-dea und Mantel b mit einem schmelzbaren Stoff gefüllt
ist, der elektrisch - u t leitend -und leichter als Glas ist. Durch diesen
Zwischenstoff wird der Strom in das Glas übergeleitet. Hierfür kann durch eine Lage
pulverförmigger Kohle geschütztes Ma nesium, Ätznatron, e 9
Kryolith, Flußspat
usw. verwendet werden. Wenn man die Elektrode gen-Eigend nahe einer Wand, wie in
Abb. 5 gezeigt, anbringt-, kann man fortlaufend Glas, welches sich innerhalb
des Mantels b uni die Elektrode a befindet, durch einen Kanalli ableiten.
Auf diese Weise wird das Glas, welches sich durch die Berührung mit der Elektrode
verschmutzen kann, aus dem Schmelzraum entfernt. Zur fortlaufenden oder absatzweisen
Entfernung des betreffenden Glases kann natürlich auch jede andere geeignete Vorrichtung
verwendet werden. Bei der Ausfühiung nach Abb. 5 ist in dem Kanalh eine Schwellehl
vorgesehen. -über welche ein dauernder überlauf von Glas stattfindet. Bei einer
gegebenen HÖhenlage des Mantels b wird die Menge des überlaufenden Glases
durch die Höhe der Schwellehl bestimmt. Die letztere wird deinnach entsprechend
der jeweiligen Lage des Mantelsb zum Schmelzbadc gewählt, Bei der Ausführung nach
Abb. 6 und 7 ist die Elektrodea flach rechteckig und erstreckt sich
über die ganze oder einen Teil der Breite des Schmelzraumes. Dabei kann der Mantel
aus zwei feuerfesten Wänden i gebildet sein, die in -Nuten der Schmelzrau.mwände
eingreifen. Man kann "den Mantel, welcher die Elek:-trode umgibt, auch in Form eines
Kastensk ausführeii, wie in Ahl). 8 gezei ' gt ist. Bei dieser wie
auch bei den vorher beschriebenen Ausführung gsformen i- lassen sich die Elektroden
oder die Mäntel oder beide so. anbringen -, daß sie auf und ab verstellt werden
können. Hierdurch istes möglich, auftretenden unvermeidlichen Verschleiß auszugleichen
und nach Belieben die Ei.iitauchtiefe des Mantels und die Größe der mit dem Glas
in Berührung stehenden Elektro#den#&berfläche züi bestimmen.