DE823024C

DE823024C - Glasschmelzbehaelter

Info

Publication number: DE823024C
Application number: DEP30597D
Authority: DE
Inventors: Charles Freemann De Voe
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1943-09-18
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1951-11-29
Also published as: US2413037A

Description

Glasschmelzbehälter Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Glasschmelzöfen und betrifft insbesondere die Schaffung eines Ofens zum Schmelzen, Klären (Feinen) und kontinuierlichen Abgeben von Glas in der Güte optischen Glases, zum Unterschied von verschiedenen Anlagen. die bisher zur Erzeugung von optischem Glas in Tiegeln gebräuchlich waren. Soweit bekannt, ist es bisher nicht gelungen, feine optische Glassorten im fortlaufenden Verfahren zu erzeugen, Die Entwicklung eines Glasschmelzbehälters, mit dem optische Gläser fortlaufend erzeugt werden können. hat zur Folge, daB auch Gläser für andere Zwecke in einer weit besseren Qualität, als sie bisher für möglich gehalten wurde, fortlaufend erzeugt werden können und auch die daraus hergestellten Erzeugnisse in Güte und Aussehen besser werden und der AusschuB verringert wird. Wenn auch die Erreichung des hauptsächlichen Zieles dex vorliegenden Erfindung durch solche Mittel erleichtert wird, welche die Großproduktion von optischen Gläsern ermöglichen, so ist die Erfindung hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in keiner Weise auf dieses technische Gebiet beschränkt, richtet sich vielmehr auf das allgemeine Ziel der Schaffung eines elektrisch beheizten Ofens zur Erzeugung hochhomogener Gläser für alle Arten von Glaserzeugnissen.
Die Erfindung besteht in der Schaffung eines Glasschmelzbehälters mit Chargier- oder Einfüllöffnungen in der Nähe jedes seiner beiden Enden und Elektroden, die mit elektrischen Stromquellen verbunden und dem Behälter entlang angeordnet sind. Diese Anordnung ist so getroffen, daß wenigstens zwei Elektroden zwischen den Einfüllöffnungen und die beiden Einfüllöffnungen zwischen wenigstens zwei anderen der Elektroden angeordnet sind, wohei die Quellen der elektrischen Spannungsdifferenz zwischen den erstgenannten beiden Elektroden verbunden sind und ferner zwischen diesen Elektroden und jenen, zwischen denen die Einfüllöffnungen angeordnet sind.
Beispielsweise kann die Erfindung als elektrischer Glasschmelzofen von T-förmiger Gestalt verwirklicht werden, mit einem vergleichsweise langen und engen Schmelzbehälter, der den Querbalken des T darstellt und der in der Mitte zwischen seinen beiden Enden über einen versenkten Kanal oder seitliche Abzugsöffnung mit dem Ende eines rechteckigen Behälters verbunden ist, der in zwei Zubereitungsabschnitte unterteilt ist und den aufrechten Balken des T bildet. Das Glas, welches in den ersten Zubereitungsabschnitt des letztgenannten Behälters eintritt, gelangt durch einen höher liegenden, aber immer noch versenkten Kanal in einer Zwischenwand in den zweiten Zubereitungsabschnitt, der zugleich der Entnahmeabschnitt ist..Die Ausgangsstoffe werden in die Endabschnitte oder -zonen des Schmelzbehälters eingeführt und der Schmelzvorgang wird in diesen Zonen durchgeführt, indem elektrische Ströme durch das Glas durchgeleitet werden; und zwar mit solchen Spannungen, daß genügend hohe Stromdichte gewährleistet ist, um das Glas rasch zu schmelzen. Anderseits wird gerade genügend Strom durch die Glasmasse zwischen den beiden Endzonen durchgeschickt, um die gewünschte Zähigkeit aufrechtzuerhalten.sDurch geeignete Bemessung und Anpassung der Stromdichten in den betreffenden Zonen können Wärmeströmungen unterdrückt werden, um dadurch zu verhindern, daß nicht geschmolzenes Glas aus den Endzonen sich mit solchem Glas vermischt, das durch die seitliche Abzugsöffnung in den ersten Zubereitungsabschnitt des den aufrechten Balken des T bildenden Behälters eintreten kann.
Das Glas im Zubereitungsabschnitt des letztgenannten Behälters wird anderseits ohne Störung seines geklärten (gefeinten) Zustandes oder ohne wesentlichen Verlust durch Verflüchtigung lediglich durch Bänke oder Decken aus Siliciumkarbid-Widerstands-Heizelementen, die über der Glasschmelze angeordnet sind, warm gehalten. Das Glas fließt aus dem ersten Zubereitungsabschnitt durch einen höher liegenden DurchlaB, der in erheblichem Abstand über dem Boden des Behälters angeordnet ist, in den zweiten Abschnitt. Man kann daher sagen, claß das dem zweiten Abschnitt zugefügte Glas einer Schicht zwischen der Deckschicht und der Bodenschicht des Glases im ersten Abschnitt entnommen sei. Mit anderen Worten findet eitle Boden- und eine Oberflächenabschöpfung statt, so daß ausschließlich höchst raffiniertes Glas aus dem ersten in den zweiten Abschnitt übergeht.
Das zu verarbeitende Glas wird aus dem zweiten Abschnitt des Behälters über ein Rohr abgezogen, das durch den Boden eingeführt ist und dessen oberes offenes Ende in einer solchen Höhe liegt, daß Glas aus einer Schicht entnommen wird, die nach der praktischen Erfahrung Glas von höherer Güte aufweist, als es in anderen Höhenlagen erhalten werden kann.
Auf der Zeichnung zeigt Fig. i von der Seite gesellen einen Schnitt durch einen Ofen nach der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Ebene 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Ebene 3-3 in Fig. 2. wobei noch ein Schaltschema eingezeichnet ist.
Der in der Zeichnung im einzelnen dargestellte Aufbau zeigt einen vergleichsweise langen und engen Behälter i i, an dessen Mittenabschnitt der erste Behandlungsabschnitt des Behälters 12 allgebaut ist. Obgleich bei einer Bauart mit den dargestellten Maßverhältnissen der Behälter 11 ungefähr quadratischen Querschnitt aufweist, weil dann Wärmeverluste niedriger sind, als sonst, kann der Behälter auch mit rechteckigem Querschnitt gebaut werden, wenn dies wünschenswert ist. Der Behälter i i ist in der Nähe seiner Enden mit Deckenöffnungen 25 versehen, durch welche die Ausgangsstoffe eingeführt werden können. Elektrische Ströme werden durch das Glas in den jeweiligen End- und Zwischenabschnitten des Behälters i i durchgeschickt mittels Gruppen versenkter Stangen oder Stäbe 26, a6', 27 und, 27', die quer im Behälter angeordnet sind. Die Stangengruppe 26 und 27 dient als Elektrodenpaar, um Schmelzstrom durch das Glas in einer Endzone des Behälters unterhalb einer der Chargieröffnungen 25 zu schicken. Die Stangengruppe 26' und 27' übt die gleiche Funktion am entgegengesetzten Ende des Behälters unter der alidern Einfüllöffnung 25 aus. Die Stangengruppe 26 und 26' dient weiterhin als 1?lektrodenpaar, um Strom durch das Glas zu schicken, das sich in derjenigen Zone des Behälters befindet, die den versenkten seitlichen Durchlaß oder Hals 17 aufweist (Fig. i). Behälter 12 wird von der Zwischenwand 2o in zwei Zubereitungsabschnitte 13 und 14 unterteilt, wobei in der Zwischenwand ein höherliegender Durchlaß 21 vorgesehen ist, dessen Oberkante ziemlich unterhalb des Schmelzspiegels liegt und dessen Unterkante ziemlich über dem Behälterboden liegt.
Das Vorderende des Behälterabschnittes 14 weist einen Bodenauslaß auf, durch den ein Abzugsstutzen 22 aus Platin o. dgl. durchtritt. Das obere Ende des Stutzens 22 befindet sich gerade in der richtigen Höhe, um Glas aus der Schicht der Schmelze zu entnehmen, welche das beste Glas enthält. Die Vorderwand des Abschnittes 14 weist eine Öffnung 23 auf, durch welche Glasmengen von Hand entnommen werden können.
Kurz zusammengefaßt ist die Wirkungsweise die folgende: Die Zubereitungsstoffe werden durch Öffnungen 25 in die Endzonen des Behälters eingeführt und dort rasch niedergeschmolzen. Das Glas in diesen Zonen wandert allmählich in die Zwischenzone des Behälters, wo es in dem wünschenswerten flüssigen Zustand gehalten wird, bis es durch den versenkten seitlichen Durclilaß 17 in den ersten Behandlungsabschnitt 13 des Behälters 12 abfließt und von dort in den Abschnitt 14. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß den Stangengruppen 26 und 27 elektrischer Strom durch einen Transformator Ti zugeführt und die Stromdichte in der Glasmasse zwischen diesen Stangengruppen durch die Einstellung eines durch Kernverschiebung veränderlichen induktivenWiderstandes R, geregelt wird. In gleicher Weise wird den Stangen 26' und 27' bzw. 26 und 26' elektrischer Strom von einem Transformator T3 bzw. T2 zugeführt und die Stromdichte mit einem entsprechenden Widerstand R3 bzw. R, kontrolliert. Das Glas in den beiden Behandlungsabschnitten 13 und 14 wird durch Wärmezufuhr von den Widerstandheizelementen 35 auf dem gewünschten Wärmegrad gehalten, wobei die Elemente Strom aus einer geeigneten Stromquelle x-v erhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Glasschmelzbehälter mit einer Einfüllöflnung in der Nähe seiner beiden Enden und mit elektrischen Stromquellen verbundenen Elektroden, die entlang dem Behälter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Elektroden (26, 26') zwischen den Einfüllöffnungen (25) angeordnet sind und die zwei Einfüllöffnungen zwischen wenigstens zwei anderen Elektroden (26, 27; 26', 27') liegen, wobei die Quellen der elektrischen Spannungsdifferenz zwischen den beiden erstgenannten Elektroden und auch zwischen diesen Elektroden und jenen verbunden sind, zwischen denen die Einfüllöffnungen liegen.
2. Glasschmelzbehälter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Elektrodenpaare (26, 26') zwischen den Einfüllöffnungen (25) an eine Stromquelle (T2) angeschlossen sind, die einen Strom niedriger Dichte durch die Glasmasse zwischen den genannten Elektroden fließen läßt und ferner gekennzeichnet durch Elektrodenpaare (26, 27; 26', 27'), die eine Einfüllöffnung (25) mit ihren Elektroden einschließen und die je an eine Stromquejle (T1, T3) angeschlossen sind, die einen Strom hoher Dichte durch das dazwischen befindliche Glas fließen läßt,,
3. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Einstellmittel (Rf, R2, R3) iin den Stromkreisen der hohen und der niedrigen Stromdichte vor.-gesehen sind.
4. Glasschmelzbehälter nach einem der Ansprüche i bis 3, gekennzeichnet durch eineGlasflußauslaßöffnung (17) zwischen seinen beiden Enden.
5. Glasschmelzbehälter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen vergleichsweise langen und engen Behälter, der am einen Ende an die Glasflußablaßöffnung (17) des Schmelzbehälters (i i) über einen versenkten Verbindungskanal (17) angeschlossen eist und der mit diesem einen T-förmigen Glasschmelz- und Raffinierbehälter bildet, wobei besondere Heizmittel (35) am aufrechten Balken des T vorgesehen sind.
6. T-förmiger Behälter nach Anspruch 5, da durch gekennzeichnet, daß wärmestrahlende Heizmittel (35) über dem Spiegel der Glasschmelze in dem aufrechten Balken des T vorgesehen sind.
7. T-förmiger Behälter nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Zwischenwand (20), welche den den aufrechten Balken des T bildenden Teil des Behälters in zwei Teile (13, 14) teilt, wobei in der Zwischenwand (2o) eine versenkte Durchflußöffnung (21) angebracht ist, die über dem Behälterboden liegt. B. T-förmiger Behälter nach den Ansprüchen 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Arbeitsöffnung (23) in der Nähe des Fußes des T.