-
Verfahren und Ofen für die Glasfabrikation Die vorliegende Erfindung
betrifft die Glasfabrikation und hat ein Verfahren und Vorrichtungen zum Gegenstand,
welche in vorteilhafter Weise die Gesamtheit der verschiedenen Verfahrensschritte
hei hoher Temperatur verwirklichen, die darin zur Erlangung des Glases führen. Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Art der kontinuierlichen Glasherstellung,
bei welcher das Glas durch ein oder mehrere Zonen läuft, um dort nacheinander den
verschiedenen thermischen Verfahrensschritten unterworfen zu werden, \\-eiche die
Glasfabrikation erfordert.
-
Wie bekannt, erfordern diese sämtlichen VerfahrensschrItte, (l. 1i,
ins wesentlichen (las Erschmelzen der Grundstoffe, die Läuterung des Schinelzflusses
und (las Abstehen des Glases oder die Einstellung auf die für seine Bearbeitung
geeignete Temperatur, alle drei hohe, jedoch voneinander verschiedene Temperaturen.
So Nvird für die Läuterung die höchste Temperatur erforderlich, die 1.15o° C erreicht
oder selbst überschreitet, während das Erschmelzen, und zwar eine Art Vorschmelzen
schon beginnt, wenn der Wärmegrad über 90o° C hinausgeht. Für (las `'erarbeiten
des Glases muß die Glastemperatur der Läuterung auf eine gemäßigte Temperatur zurückgeführt
«erden, die praktisch bei 120o° C liegt. Es müssen also im allgemeinen für jede
der Hearbeitungspliasen des Glases entweder
verschiedene Beheizungsmittel
verwendet werden, oder das gleiche Beheizungsmittel wird für alle Phasen verwendet,
jedoch für jede Zone besonders geregelt.
-
Es ist andererseits bekannt, eine besonders wirksame Beheizung zum
Schmelzen und Läutern dadurch zu schaffen, daß gleichzeitig zwei Beheizungstnittel,
die voneinander verschieden sind, auf das Glas einwirken, deren eines im Innern
der Glasmasse wirkt, indem elektrischer Strom durch die Masse hindurchgeleitet wird,
während das andere von außen her die Masse beeinflußt und jeder geeigneten Beheizungsart
zugehören kann.
-
Die Erfindung besteht darin, das Aufheizen des Glases durch eine äußere
Beheizung zu bewirken, die auf einem verhältnismäßig geringen dem Abstehen des Glases
angemessenen Wärmegrad gehalten ist, und mit dieser Beheizungsart gleichermaßen
auf alle Arbeitszonen einzuwirken, während im Innern der Glasmasse in den Zonen
für das Läutern und Schmelzen eine Ergänzungswärme mittels Hindurchleiten eines
elektrischen Stromes entwickelt wird, die auf diese Zonen örtlich beschränkt ist.
-
Dank der Erfindung wird das Vorschmelzen, die 'ittßere Beheizung der
Zonen für das N iederschmelzen und das Läutern und auch das Abstehen des Glases
durch ein Heizmittel bewirkt, das einerseits <las gleiche für alle Zonen zusammen
ist und andererseits auf den gleichen Wärmegrad eingeregelt ist. Unter diesen Bedingungen
kann die Beheizung mit einem Ofen einfacher Konstruktion erreicht werden, da er
nur einen einzigen Raum aufzuweisen braucht, der die drei Abteile umschließt und
weil dieser Raum in seiner ganzen Ausdehnung praktisch auf gleicher Temperatur gehalten
wird. Wie an sich für ein kontinuierliches -erfahren bekannt, ist die Temperatur
des Gesamtraumes, welche über dessen ganze Austnaße die gleiche ist, überdies auch
in bezug auf die Zeit konstant. Dieses Beharren in den Beheizungshedingungen des
Raumes, der die Zonen enthält, erleichtert die Durchführung der Beheizung. Anderenteils
wird der \"erbrauch an Brennstoff selbst dadurch reduziert, daß der die Zonenanordnung
umschließende Raum einfache Form haben kann und überdies lediglich der verhältnismäßig
geringen Temperatur ausgesetzt ist, die für die Verarbeitungszone genügt. Die für
die Läuterung und das Schmelzen notwendigen höheren Temperaturen sind auf die l
rlasniassen im Innern der zugehörigen Abteile örtlich beschränkt und beeinflussen
praktisch nicht die "Temperatur der Raumwände.
-
.-\uf diese «'eise gestattet das erfindungsgemäße Verfahren in kontinuierlicher
Fabrikation mittels einer einfachen Einrichtung und unter sparsamen und vorteilhaften
Bedingungen die Erzeugung eines Glases, das in allen Phasen seiner Herstellung der
jeweils günstigsten Temperatur ausgesetzt ist und das folglich im Augenblick des
Abziehens ein Feinglas von geeigneter Temperatur ist.
-
Interessante Ergebnisse, insbesondere bezüglich der Sparsamkeit im
Brennstoffverbrauch, wurden gezeitigt durch Anwendung eines einzigen Hauptraumes
für mehrere verschiedene Zonenanordnungen, die also sämtlich von der gleichen äußeren
Beheizung beeinflußt sind. derart, daß jede Anordnung eine andere Glasfabrikation
gestattete. Obwohl ein Mittel zur gleichmäßigen Beheizung aller Anordnungen gemeinsam
dient, ist es möglich, eine unterschiedliche thermische Behandlung in jeder der
Anordnungen unabhängig von der anderen zu erreichen, und zwar auf Grund der elektrisch
erzeugten Ergänzungswärme, die leicht in jeder der Anordnungen, unabhängig von der
anderen, auf verschiedene Temperaturen eingeregelt werden kann.
-
N'erschiedene \-orteile und Sondermerkmale der Erfindung werden aus
der nun folgenden eingehenden Beschreibung erkennbar werden. ebenso verschiedene
nur beispielsweise gegebene Durchführungsarten der Erfindung. Diese Beschreibung
bezieht sich auf die Zeichnung, in welcher Abb, r einen Längsschnitt durch eine
Ausführungsform eines Ofens tnit einer Wanne entsprechend derjenigen bei Ofen mit
kontinuierlicher Glasherstellung, Abb. 2 eine Aufsicht auf eine Anordnung gemäß
Abb. i, teilweise aufgebrochen, A11. 3 eine Aufsicht, teilweise aufgebrochen, auf
eine andere Ausführungsform, die Tiegel für das Einbringen der Grundstoffe sowie
die Bearbeitung, die Läuterung und die Entnahme des Glases im kontinuierlichen Verfahren
umfaßt.
-
Abb. 4 einen senkrechten Schnitt nach der Linie IV-IV der Abb. 3,
Abb. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform und Abb.6
eine Einzelheit der Anordnung für die Kühlung der Elektroden durch Wasserumlauf
gemäß Abb.5 zeigen.
-
In Abb. i ist eine Anordnung t von Zonen dargestellt, die eine Wanne
bilden, und zwar Zone 2 für die Durchführung des 'Vorschmelzens, Zone 3 für das
Niederschmelzen und die Läuterung und Zone 4 für die Verarbeitung. Diese Wanne ist
in einem Raum 5 untergebracht. durch den die Flammen sogenannter Umkehrbrenner 6
hindurchziehen, um dadurch eine gleichmäßige Beheizung bei einer verhältnismäßig
niedrigen Temperatur zu erzeugen, die geeignet ist, dem Glas in der Zone 4 eine
günstige Temperatur für die Entnahme oder seine \"erarbeitung zu vermitteln. Die
gleiche Temperatur genügt für die Durchführung des Vorschmelzvorganges in Zone 2.
Demgegenüber wird die in Zone 3 not-; wendige hohe Temperatur durch elektrischen
Strom erzeugt, der zwischen den Elektroden 7 die Glasmasse durchfließt. Die durch
diesen Strom entwickelte Wärme bleibt praktisch auf das Innere der Glasmasse 3 örtlich
beschränkt. Es kann jedoch außerdem, wie in der Zeichnung dargestellt, zu diesein
Zweck eine Gewölbedecke 8 vorgesehen sein, die dann die Zone 3 zusammen mit den
anderen Wänden umfaßt, um die hohe Temperatur auf diese Zone zu lokalisieren. Wie
ersichtlich, kann die Anordnung einer solchen Gewölbedecke 8, die an ihrer Unter-Seite
eine sehr hohe Temperatur ertragen muß. praktisch mir durch die Tatsache ermöglicht
werden, daß die Decke an ihrer Oberseite mir einer
gemäßigten Temperatur
ausgesetzt ist, wodurch die Haltbarkeit dieser Decke 8 gesichert ist.
-
Während des Betriebes des Ofens erfolgt die Beschickung mit den Grundstoffen
durch die Öffnung 9 und die Entnahme des Glases durch die Öffnung io.
-
Die Abb. 3 und .I beziehen sich auf den Fall, bei welchem mehrere
Einheiten im gleichen Raum 5 untergebracht sind, der durch Brenner 6 beheizt wird,
um eine gemeinsame Beheizungsanlage für das äußere Aufheizen der Zonen jeder der
Einheiten nutzbar zu machen. Diese stellen sich als Töpfe oder Tiegel i dar und
zeigen in an sich bekannter Weise eine Zwischen-,vand i i. die im Innern dieser
Tiegel eine Zone für das Erschmelzen und Läutern sowie ein Arbeitsabteil d schafft.
Am unteren Teil dieser Wand i i ist eine Öffnung 12 vorgesehen, durch welche die
beiden Zonen miteinander in Verbindung stehen.
-
Senkrechte Elektroden 7 sorgen für den Durchfluß elektrischen Stromes
durch die Zone 3. Die Grundstoffe, die durch die Öffnung 9 eingebracht werden, kommen
zunächst auf die Oberfläche des Inhaltes der Zone 3, welche die Rolle der Vorschmelzzone
spielt und der Flamme oder Brenner 6 ausgesetzt ist. Das Herausheben des Glases
erfolgt im Innern des Tauchrohres 13.
-
Infolge der durch den elektrischen Strom erzeugten Ergänzungswärme
kann nach Wunsch die Glastemperatur eines Tiegels gegenüber der eines anderen verschieden
hoch gehalten und insbesondere kann geringen BeheizungsmTterschieden vorgebeugt
werden, die häufig, vor allem in Ofen großer Länge durch die Flammen auftreten.
Ebenso können hierdurch in ein und demselben Ofen verschiedene Glasarten erzeugt
werden, indem verschiedene Temperaturen angewendet werden.
-
Abb. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die Grundstoffe
i-1 auf einer schrägen Platte 15 einer Vorschmelzung unterworfen werden. Die kalten
Grundstoffe werden am oberen Teil dieser Platte aufgeschüttet, und das erschmolzene
Glas fließt dann auf Grund der Neigung der Platte i5 in die für die Läuterung bestimmte
Zone. 3 des Tiegels. Von dort tritt das Glas durch die Öffnung 12 in die Verarbeitungszone
.I über, aus dem es durch die Bedienungsöffnung io ausgehoben werden kann.
-
Die Elektroden 7 sind durch Graphitzylinder gebildet, die von einem
--Metallrohr 16 gehalten werden, das z. B. in den oberen Teil des Graphitzvlinders
eingeschraubt ist. Iin Metallrohr 16 ist mittels eines Innenrohres 17 (Abb. 6) ein
Wasserumlauf vorgesehen, der das 'Ietallrohr 16 kühlt. Der Schutz dieses Rohres
kann außerdem durch ringförmige Körper 18 aus feuerfestem Stoff erzielt werden,
die jene Teile des Rohres 16 bedecken, die der Flamme ausgesetzt sind.
-
Die Elektrode kann so weit herabgelassen werden, daß der ganze, aus
Graphit bestehende Teil eingetaucht ist und daß der Spiegel des Bades einen der
ringförmigen Körper 18 erreicht. jedoch kann auch, wie in :11i1. 5 dargestellt,
ein Teil des Graphits aus dem Glasbad herausragen. Es konnte festgestellt werden,
daß diese Anordnung keinen Anlaß für eine schädliche Beeinflussung des Graphits
in jenem Teile gibt. der der Flamme ausgesetzt ist. Es kann angenommen werden, daß
dieses Ergebnis durch die starke Kühlung erreicht wird, die der Graphit durch das
Rohr 16 in diesem oberen Teil der Elektrode erfährt.
-
Die Elektroden erhalten 'den Strom über das Metallrohr 16. Sie werden
aus dem Bad herausgezogen, wenn die Elektrode 7 ausgewechselt Nverden muß oder wenn
es notwendig geworden ist, das Auswechseln des Tiegels i selbst zu bewerkstelligen.
Letzteres geschieht in der üblichen Art, indem der Raum 5. beispielsweise durch
Entfernen der Wand i9, geöffnet wird.
-
Es sei erwähnt, daß die Verarbeitungszone d an der Öffnung io mit
einem Tauchrohr ausgestattet sein kann, ähnlich dein in den A11.3 und 4 dargestellten
Tauchrohr 13. Gleichfalls kann die Zone 3 für die Läuterung eine Ge-,völbedecke
gleich der Decke 8 in A11. i tragen. In diesem Falle müßte die in A11. 5 nicht dargestellte
Decke Öffnungen besitzen, die einerseits dein Durchtritt der Elektroden dienen und
andererseits das Einfließen der auf der Schriigplatte i_5 vorgesclimolzeiieji Grundstoffe
zulasset].