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Verfahren zum Sintern von Glasgemengen Die Fabrikation von Glas verläuft
in der Weise, daß das Einschmelzen der Ausgangsstoffe, der Getnengebestandteile,
die Läuterung und die Einstellung der Temperatur, die zur Verarbeitung des flüssigen
Glases erforderlich ist, in dem gleichen Schmelzofen vor sich gehen.
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Es hat an Vorschlägen nicht gefehlt, einen Teil dieser Arbeiten in
getrennten Öfen od. dgl. auszuführen. So wurde versucht, die Gemengebestandteile,
die im -wesentlichen aus Quarzsand, Kalkstein und Soda bestehen, bereits vor dem
Einführen in den Schmelzofen so miteinander zur Reaktion zu bringen, daß die Kohlensäure
der Soda und des Kalksteines bei Temperaturen unterhalb der eigentlichen Glasschmelztemperatur
ausgetrieben wurden. Andere Arbeiten hatten zum Ziel, die Gemengebestandteile vollständig
einzuschmelzen, die Schmelze zu granulieren und dieses Glasgranulat in den Schmelzofen
einzutragen. Weitere Vorschläge verzichteten auf die Zwischengranulierung und übergaben
das geschmolzene Glas in flüssiger Form der Läuterungs- und Arbeitswanne des Glasofens.
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Auch hat man die Ausgangsstoffe schon im Schachtofen eingeschmolzen,
wobei heiße Feuergase durch die stückige Beschickung des Schachtofens von unten
nach oben geleitet wurden. Das im Schachtofen erschmolzene Glas wurde in Schmelzöfen
weiterverarbeitet. Auch diese Vorschläge haben sich nicht bewährt und deshalb in
die Praxis nicht einführen lassen.
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Nach einem weiteren Vorschlag, der noch nicht zum Stande der Technik
gehört, werden die Gemengebestandteile zweckmäßig unter Zugabe von Rückgut gekörnt
und auf einem Rost durch Hindurchführen von heißen Gasen durch die Rostbeschickung
gesintert.
Als heiße Gase können Verbrennungsgase beliebiger Herkunft z. B. auch die heißen
Abgase der Glasschmelzöfen verwendet werden. Der Sinter wird dann zweckmäßig noch
heiß in den bekannten Glasschmelzöfen weiterbehandelt.
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Durch die Sinterung wird eine wesentliche Verkürzung der Einschmelzzeit
erreicht. Ferner werden Entmischungsvorgänge beim Einschmelzen, deren Verhütung
bei der Glasherstellung besondere Sorgfalt erfordert, mit Sicherheit und mit einfachsten
Mitteln ausgeschlossen. Schließlich wird eine völlig homogene Schmelze von gleichmäßiger
Zusammensetzung erzielt.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Sinterung liegt darin, daß für
ihre Durchführung bereits gut ausgebildete und anderweitig erprobte Apparate zur
Verfügung stehen.
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Beim Sintern der Gemengebestandteile können in manchen Fällen Schwierigkeiten
dadurch auftreten, daß die Schmelzpunkte der einzelnen Komponenten sehr weit auseinanderliegen
und die frühzeitig erweichende Soda dem Gasdurchgang durch die Beschickung einen
sehr erheblichen Widerstand entgegensetzen kann. Dadurch kann die Sinterung stark
gehemmt und ungleichmäßig werden.
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Es wurde nun gefunden, daß der nachteilige Einfluß, den die schmelzende
Soda auf den Durchgang der heißen Gase durch die zu sinternde Beschickung ausübt,
dadurch beseitigt werden kann, daß man in der zu sinternden Mischung das Calciumkarbo#nat,
welches erst bei goo° C mit merkbarer Geschwindigkeit dissoziiert, ganz oder zum
Teil durch Calciumoxyd in Form von gebranntem Kalk oder Kalkhydrat ersetzt. Dieses
ist schon bei wesentlich niedrigeren Temperaturen reaktionsbereit und kann mit dem
teilweise sehr feinkörnigen Sand zu einem Zeitpunkt reagieren, an dem die Soda ihren
ungünstigen Einfluß noch nicht ausreichend geltend gemacht hat. Die Soda nimmt gleichfalls
an der Reaktion des Calciumoxyds mit dem Quarz teil, und es entsteht ein poröses
Sinterprodukt, so daß der Durchgang der heißen Gase durch die Beschickung nicht
mehr vorzeitig unterbunden wird.
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Um noch eine weitere Sicherheit zu schaffen, daß während des Sinterprozesses
die Beschickung genügend gasdurchlässig bleibt, kann man der B&: schickung Holzmehl,
Sägespäne od. dgl. zusetzen. Insbesondere hat sich erfindungsgemäß der Zusatz von
etwa i bis 40/0, zweckmäßig 21/o Holzmehl günstig ausgewirkt. Dieses Holzmehl verbrennt
bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen und hinterläßt Hohlräume, die sich nachträglich
nicht mehr schließen.
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Bekanntlich werden den Gemengebestandteilen mit Vorliebe Korrekturzuschläge
beigegeben, wie beispielsweise Arsenik oder Ceroxyd oder Calciumsulfat, um den Schmelzprozeß
und die nachfolgende Läuterung des Glasbades günstig zu beeinflussen.
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Es ist ohne weiteres möglich, solche Zusätze, sofern sie nicht durch
die beim Sintern auftretenden Verhältnisse in Mitleidenschaft gezogen werden, auch
bei der Sinterung bereits dem Gemenge beizugeben. Hierbei hat es sich als zweckmäßig
herausgestellt, beispielsweise den Gips oder Anhydrit oder andere die Gemengezusammensetzung
nicht störende Erdalkalisulfate nicht zu fein aufzumahlen. Zweckmäßig werden diese
Zusätze in Korngrößen zwischen etwa o,5 und 3 mm, z. B. i bis 2 mm, angewendet.
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Als Alkaliträger wird normalerweise und gern Soda genommen. Es treten
aber auch Fälle auf, in denen Soda ein Mangelprodukt sein kann oder Sulfat besonders
preiswert zur Verfügung steht. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das im
Sulfat enthaltene Schwefeltrioxyd schon bei der Sinterung weitestgehend ausgetrieben,
so daß im nachfolgenden Prozeß im wesentlichen bereits vorverschlacktes Na20 zur
Verfügung steht, gleichgültig ob es aus Soda oder Sulfat stammt. Auch die Verwendung
von Alkalichloriden ist möglich, weil auch die Alkalichloride beim Sintern in Gegenwart
von Kieselsäure schon weitgehend zersetzt werden.
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Wird erfindungsgemäß der Kalkzuschlag in Form von gebranntem Kalk
angewendet, so kann man als gebrannten Kalk in üblicher Weise gebrannten Kalkstein
einsetzen. Doch läßt sich auch Calciumoxyd anderer Herkunft, z. B. in Form von Kalkschlämmen
der chemischen Industrie, benutzen. Auch gebrannter Dolornit kann in den entsprechenden
Mengenverhältnissen angewendet werden.
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Als Rückgut, das der Mischung der Ausgangsstoffe in der beim Sintern
üblichen Weise und mit den beim Sintern bekannten Wirkungen etwa in Mengen von io
bis 5o 1/o, beigegeben werden kann, kann man auch statt Sinter oder zusammen mit
diesem den in der Glashütte anfallenden Glasbruch oder andere auf Körnungen unter
5 mm zerkleinerte Scherben verwenden. Die in bekannter Weise fertiggestellte gekrümelte
Beschickung für den Sinterrost gelangt in geeigneter Schichthöhe, z. B. von io cm,
auf einen Saugrost bekannter Ausführung, z. B. Lurgisinterapparat, dessen Rostfläche
vorteilhaft mit einer bis zu 6 cm dicken Schicht bereits vorgesinterten Gutes bedeckt
ist (Rostbelag).
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Der weitere Arbeitsgang unterscheidet sich nicht mehr von der bekannten
Sinterung anderer Stoffe. Die Verwendung von körnigere Quarz als Kieselsäureträger
bringt physikalisch den großen Vorteil, daß sich die Soda und das Ca 0 beim Krümeln
als Schalen um die einzelnen Körnchen legen und eine bessere Krümelung des Gutes
und damit günstigerer Gasdurchgang möglich ist. Allerdings darf die Korngröße des
Sandes sich im nachfolgenden Prozeß nicht hemmend auswirken und ist dadurch nach
oben begrenzt, z. B. auf etwa i bis 2 mm.
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Beispielsweise läßt sich das Verfahren gemäß der Erfindung wie folgt
durchführen: Mit dem Sand, der entweder gemahlen oder in Körnungen bis zu 3 mm verwendet
wird, wird das Alkalisalz in zweckmäßiger.Korngröße innig vermischt, wobei durch
Einnebeln von Wasser mittels entsprechender Düsen die vorsichtige Krümelung der
Mischung
einsetzt. Die Beheizung :rfolgt durch eine über dem Sinterband
befindliche Haube, in welche Heizgase aus dem übrigen Hüttenbetrieb oder anders.
Brennergase eingeführt werden, deren Zusammensetzung den Prozeß nicht stört. Sägemehl
sowie das nach dem Brennen anfallende Rückgut können dann den Krümeln zugefügt werden,
wobei es auch möglich ist, das Rückgut als erste Komponente in den Mischer vor dem
Sandzusatz einzuführen.