DK150648B - Fremgangsmaade til fremstilling af en kontinuerlig glasplade og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

o 150848

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af en kontinuerlig glasplade, hvilken fremgangsmåde er af den i krav l's indledning angivne art, samt et apparat til udøvelse af fremgangsmåden, hvil-5 ket apparat er af den i krav 4's indledning angivne art.

I beskrivelsen til US patenterne nr. 3.083.551 og nr. 3.220.816 er det angivet, at smeltet glas, når det udtømmes på en masse eller et bad af smeltet metal, vil sprede sig i sideretningen, hvis dette ikke hindres, til 10 en ligevægtsbredde og -tykkelse, og at der af det smeltede glas, som er spredt ud, og som flyder på det smeltede metal, kan trækkes et kontinuerligt glasbånd. Disse patentbeskrivelser angiver desuden, at det smeltede glas udhældes på smeltet metal på en sådan måde, at glasset 15 får mulighed for frit at falde ned på det smeltede metal.

Det smeltede glas adskilles dernæst i en bagud flydende strøm og en fremad flydende strøm, som begge flyder i sideretningen. Ifølge beskrivelsen til USA patent nr.

3.220.816 består den bagud flydende strøm af glas, der 20 har været i berøring med et tungt smelteligt afgivningsorgan og er blevet tilsnavset ved denne berøring og denne del af glasset spredes udad til kantdelene af det færdige bånd og kan let fjernes fra dette færdige bånd. Disse opdagelser har muliggjort dannelsen af glasbånd med lige-25 vægtstykkelsen, hvilket glasbånd har tilfredsstillende overfladekvalitet og tilfredsstillende kemisk homogenitet til de fleste kommercielle anvendelser.

I forbindelse med yderligere udviklinger, navnlig vedrørende fremstillingen af glas, der er tykkere el-30 ler tyndere end ligevægtsglas, har fagfolk inden for glas-fremstillingsteknikken imidlertid konstateret, at de kommercielt anvendelige processer til fremstilling af plant glas, der afhænger af en i sideretningen forløbende uhindret strømning af glas ved de indledende tildannelsestrin, 35 og som afhænger af det frie fald og den bagudgående flydning af i det mindste en del af glasset, medvirker til op-

O

2 150348 tisk forstyrrelse i det færdige glas, hvilken forstyrrelse er utilfredsstillende ved anvendelser, hvortil det kræves glas med væsentligt højere optisk kvalitet end den, der blev krævet for blot få år siden. Ved fremstilling af f.eks.

5 vindspejle af glas, der er fremstillet ved flydeprocessen, har det vist sig ønskeligt at anvende glas, som er forholdsvis tyndt, dvs. glas, der er tyndere end ligevægtsglas, idet tykkelsen er af størrelsesordenen 1,5-3,7 mm, fortrinsvis ca. 2,2 mm. Glas, der er fremstillet ved flydeprocessen 10 i en tykkelse på mindre end ca. 3,7 mm, har vist sig at have kraftigere synlig optisk forstyrrelse end glas med ligevægts tykke Isen, og der optræder større vanskeligheder ved fremstillingen af sådant tyndt glas med en optisk kvalitet, der kan tilfredsstille de fordringer, som stilles til vind-15 spejle i køretøjer.

Den foreliggende opfindelse er rettet på en fremgangsmåde og et apparat til fremstilling af et plant glas, der har bedre optisk kvalitet end glas, som er fremstillet ved de kendte fremgangsmåder og apparater. Dette opnås med 20 en fremgangsmåde af den indledningsvis omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger, samt ved hjælp af et apparat til udøvelse af fremgangsmåden, hvilket apparat udmærker sig ved den i krav 4's kendetegnende del angivne 25 udformning.

Ved i hovedsagen at afskumme den fremadstrømmende del af glasset i lutringsorganet og føre dette glas i form af en strømning gennem afgangsorganet hen på det smeltede metal opretholdes de laminære strømninger, som er tilveje-gø bragt i det smeltede glas i lutringsorganet, under hele tildannelsen af et kontinuerligt bånd eller en tynd plade af glas. Ligegyldigt hvilke kemiske inhomogeniteter, der måtte optræde i glasset, bliver de ikke synlige som følge af begrænset, sporadisk blanding, fordi der ikke kan dan-35 nes optiske linser, så længe glaselementer med forskelligt brydningsforhold holdes i forholdsvis flad tilstand

O

3 150640 i parallelle planer.

Der opnås ved udøvelsen af opfindelsen et særlig uventet resultat, som kan tilskrives samvirket mellem lut-ringsorganet eller konditioneringsorganet og afgangsorga-5 net eller afgivningsorganet. Det foreliggende afgivningsorgan medfører ikke blot en opretholdelse af ønskelige strømningsbetingelser i en glasstrøm, når først disse strømningsbetingelser er tilvejebragt, men den foreliggende glasudtømnings- og afgivningsteknik indvirker også for-10 delagtigt på strømingsbetingelserne og de termiske betingelser i lutringsorganet eller konditioneringsorganet, som ligger oven for afgivningsorganet, regnet i strømretningen.

Da der ifølge den foreliggende opfindelse sker en afskum-ning af et forholdsvis tyndt glaslag fra massen af smeltet 15 glas i lutringsorganet eller konditioneringsorganet, vil hastigheden i punkter gennem tykkelsen af den smeltede glasmasse åbenbart blive ændret, idet den fremadgående strømningskomposant gøres mere ensartet i dybden og i bredden meget nær ved den blottede glasoverflade. Varmeoverfø-20 reisen fra det varme glas i konditioneringsorganet til omgivelserne fremmes således, uden at dette medfører uheldige termiske ustabiliteter af den smeltede glasmasse. Da smeltet glas har stor varmeabsorptionsevne og varmeudstrå-lingsevne, vil varmetabet fra et forholdsvis tyndt legeme 25 af smeltet glas åbenbart være væsentligt større end varmetabet fra et forholdsvis tykt legeme af smeltet glas, der har samme masse. Ved den foreliggende fremgangsmåde er glas, der kontinuerligt afgives fra massen af smeltet glas i lutringsorganet eller konditioneringsorganet, derfor forholds-30 vis bredt og tyndt sammenlignet med hovedstrømmen af strømningen fra et konditioneringsorgan eller lutringsorgan, som anvendes ved en konventionel flydeglasfremstillingsproces, og varmebortledningen sker med betydeligt større effektivitet ved den foreliggende proces. Dette har været demonstre-35 ret eksperimentelt og medfører, at den foreliggende proces kan gennemføres med større produktionshastigheder, uden at o 4 150343 dette kræver investering i mere omfattende fremstillingsapparatur. I øvrigt spares der energi ved processen.

Det bånd af glas, der bevæger sig fremad fra rummet mellem sidedelene, udsættes for yderligere afkøling 5 og trækkræfter i dets bevægelsesretning for at gøre glasset tyndere til opnåelse af dets endelige tykkelse, samtidig med, at der sker en opretholdelse af den samme bredde som bredden af glasset ved dets afgangspunkt fra indeslutningen mellem sidedelene. Breddevariationen er i al-10 mindelighed mindre end plus eller minus 5% af middelbåndbredden, og båndet er udsat for en sammentrækning i bredderetningen på i almindelighed mindre end 5%, medens det transporteres langs badet af smeltet metal.

Strømmen af smeltet glas afgives dernæst, idet 15 den laminære strøm opretholdes, til et bad af smeltet metal. Det strømmende, smeltede glas forbliver i berøring med afgangsorganet, og der opretholdes en i hovedsagen ensrettet glasstrøm langs hele bredden af strømmen gennem afgangsorganet og videre til massen af smeltet metal.

20 Strømmen af smeltet glas hindres i at flyde udad i sideretningen og afkøles, samtidig med at den gøres tyndere, langs glasbevægelsesretningen til dannelse af et dimensionsmæssigt stabilt, kontinuerligt bånd af plant glas.

Ved den foreliggende proces opretholdes bredden 25 af det strømmende glas i sideretningen, dvs. på tværs af den almindelige glasbevægelsesretning, på en breddeværdi, som i hovedsagen ikke er større end bredden af det smeltede glas, der afgives fra kilden for smeltet glas til afgangsorganet. Dette resulterer i forbindelse med etab-30 leringen og opretholdelsen af et laminært strømningsmønster i glas med overordentlig høj optisk kvalitet. Den optiske kvalitet af det færdige glas er væsentligt bedre end den optiske kvalitet af glas, der er fremstillet ved konventionelle flydetildannelsesmetoder.

35 Ved den foreliggende fremgangsmåde holdes glas, der strømmer ved den blottede overflade af glasset i kil-

O

5 150543 den for smeltet glas forud for afgivelsen gennem afgangs-organet, i det væsentlige ved eller i nærheden af båndets overflade under hele fremstillingen af dette, medens glas, der indføres i afgangsorganet i berøring med afgangsorga-5 nets gulv, i hovedsagen danner undersiden af det færdige glasbånd, som holdes i berøring med det smeltede metal under hele fremstillingen. Glas, der indføres i afgangsorganet ved siderne af strømmen af smeltet glas, forbliver i hovedsagen i samme position i fohhold til det fær-10 dige bånd. Den samlede virkning af disse strømningstilstande, der tilvejebringes og opretholdes under hele den proces, som består i overførsel af smeltet glas fra kilden for smeltet glas til og gennem et tildannelseskammer, betinger den forbedrede optiske kvalitet af den færdige 15 glas, der fremstilles ved den foreliggende fremgangsmåde.

Ved foretrukne udførelsesformer af den foreliggende fremgangsmåde opnås yderligere forbedringer i forhold til eksisterende, kommercielle flydeglasprocesser, hvilke forbedringer formentlig hænger sammen med det for-20 bedrede samvirke mellem lutringszonen for kilden for smeltet glas og flydningstildannelseszonen ved processen. Ved konventionelle flydeglasfremstillingsprocesser er flydningstildannelseskammeret i hovedsagen isoleret fra kilden for smeltet glas, både i mekanisk og i strømningsmæssig 25 henseende. Glas fra hele lutringsorganet for kilden for smeltet glas eller ovnen trækkes sammen i en snæver kanal, og de strømningsmønstre, der optræder i lutringsorganet, forstyrres. Den forholdsvis smalle strøm af smeltet glas, der kommer fra en konventionel kanal, bringes dernæst til 30 frit at falde ned på et bad af smeltet metal og at sprede sig udad i alle retninger. Ved konventionel flydeglasfremstilling medfører de indførings- og udførselsvirkninger i glasstrømmen, der skyldes snævre kanaler og det frie fald af glasset, som effektivt bevirker to strømvendinger på 35 90°, at glas, der føres til overfladen af det smeltede metal med henblik på tildannelse, har et strømningsmøns-

O

6 150648 ter og en tilstand, som væsentligt afviger fra den tilstand og det strømningsmønster, der er tilvejebragt i smelteorganet og lutringsorganet.

Ved udøvelse af den foreliggende opfindelse til-g vejebringes der fortrinsvis laminære strømme i konditioner ingsorganet ved tilvejebringelse af passende termiske betingelser til at bevirke frembringelse af en stor og derfor stabil konvektionscelle inde i det smeltede glas i konditioneringsorganet. De termiske tilstande er ensarte-10 de i et område, der strækker sig mindst ca. 15 m op mod strømretningen, ind i konditioneringsorganet fra den åbning i konditioneringsorganets forvæg, der fører ind i afgivningsområdet. Området med ensartede termiske tilstande strækker sig fortrinsvis 22-36 m op mod strømretningen, 15 skønt det kan strække sig endnu længere i denne retning, uden at dette har nogen uheldig indvirkning, bortset fra den økonomiske virkning. Den ensartethed, der kræves for de termiske tilstande, vedrører temperaturgradienter i det smeltede glas, hvilke temperaturgradienter kan måles ved 20 hjælp af overfladestrålingspyrometre. Langs længden af det omhandlede område skal temperaturen falde med i middelværdi mindst 3,6°C pr. m, dog højst ca. 27,3°C pr. m. Afkølingen er fortrinsvis tilstrækkelig til gradvis at tilvejebringe et temperaturfald, som i middelværdi ligger mellem 25 7,3°C pr. m og 12,8°C pr. m. Et for lille temperaturfald pr. længdeenhed vil hindre frembringelsen af en fuldstændig laminær strømning. Et for stort temperaturfald pr. længdeenhed vil bevirke en begrænset lokal og sporadisk blanding, hvilket resulterer i sammensætningsmæssige in-30 homogeniteter af glasset og dermed uensartede brydningsforhold.

Opfindelsen beskrives i det følgende nærmere i forbindelse med nogle foretrukne udførelsesformer og under henvisning til tegningen, på hvilken 35 fig. 1 viser et længdesnit gennem et apparat til fremstilling af glas i overensstemmelse med den foreliggen- o 7 1506Λ3 de opfindelse til illustration af organer til afgivelse af smeltet glas på en masse af smeltet metal, fig. 2 et vandret snit efter linien II-II i fig. 1, fig. 3 et længdesnit gennem et alternativt apparat 5 til fremstilling af glas i overensstemmelse med den foreliggende proces, til detaljeret illustration af glasafgivningsorganet, fig. 4 ligeledes i stor målestok et snit gennem et alternativt apparat til fremstilling af glas i overens-10 stemmelse med en anden udførelsesform for den foreliggende opfindelse, idet de i fig. 3 og 4 viste udførelsesformer omfatter yderligere opfinderiske træk, der specielt er omhandlet i beskrivelsen til DK-patentansøgning nr. 1174/74, fig. 5, 6 og 7 strømningsmønstre, der tilvejebrin-15 ges i glaskonditioneringsorganet umiddelbart forud for afgivningen af smeltet glas med henblik på tildannelse, idet fig. 5 angiver hastighedsprofiler, som er typiske ved konventionel flydeglasfremstilling, medens fig. 6 og 7 angiver hastighedsprofiler, der er typiske i det smeltede glas ved 20 udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 8 i fuld målestok et typisk tværsnit gennem en glasplade, der er fremstillet ved den kendte Pilking-ton-flydningstildannelsesproces, og fig. 9 i fuld målestok et typisk tværsnit gennem 25 en glasplade, der er fremstillet i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse.

På tegningen, navnlig i fig. 1 og 2, er der vist et apparat til fremstilling af glas i overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse. En kil-30 de for smeltet glas afsluttes i en lutrings- og konditio-neringszone 11 og indeholder smeltet glas 12. Dette lutringsorgan 11 for smeltet glas er forbundet med et afgangsorgan 13, gennem hvilket der strømmer smeltet glas 12 på reguleret måde ind i et tildannelseskammer 15. I tildannel-35 seskammeret findes der en masse af smeltet metal 16, som har en massefylde, der er større end massefylden af glasset 150348

O

8 12, idet oversiden af det smeltede metal er indstillet ved et sådant niveau, at glasset 12 kan strømme hen på det smeltede metal 16 uden at udsættes for et frit fald og kan føres langs overfladen af det smeltede metal 16 i form af 5 en ensartet strøm gennem tildannelseskammeret 15 til et organ 17 til løftning af den færdige, kontinuerlige glasplade bort fra tildannelseskammeret 15. Konditioneringsorganet 11 for smeltet glas omfatter et tungt smelteligt gulv 19, sidevægge 21 og et tag 23. Ved de foretrukne udførelsesfor- 10 mer for den foreliggende opfindelse er det område af kilden for smeltet glas, der er forbundet med afgangsorganet 13, et kølet trindelt bundlutringsorgan. Lutringsorganet eller konditioneringsorganet for smeltet glas er således opbygget og virker på en sådan måde, at glas, der passerer gen-15 nem det mod afgangsorganet, afkøles gradvis. Det trindelte bundlutringsorgan og bundafkølingen medvirker til stabilisering af de frembragte laminære strømme. Det smeltede glas 12 afkøles til en temperatur, ved hvilken det kan flyde, medens det ved nogen yderligere afkøling kan tildannes til 2Q en dimensionsmæssigt stabil glasplade. Por glasarter med typisk natron-kalk-siliciumoxid-sammensætning ligger temperaturen af det smeltede glas i glaskonditioneringsorganet nærmest ved afgangsorganet i området fra ca. 950 til 1225°C.

Afgangsorganet 13 omfatter en tærskelblok 25 til 25 et andet organ, der danner en understøtning under det smeltede glas og adskiller det smeltede glas i konditioneringsorganet fra det smeltede metal 16 i tildannelseskammeret 15. Toppen af tærskelblokken 25 ligger fortrinsvis 5-43 cm under glasoverfladen i konditioneringsorganet. Ved den her 3Q først omtalte udførelsesform af opfindelsen består understøtningen af en tungt smeltelig del 25, der hensigtsmæssigt kan være forsynet med organer 26 til opvarmning eller afkøling med henblik på regulering af temperaturen af glasstrømmen i berøring med tærskelen og dermed til regulering 35 af den udstrækning,:livori tærskelen vædes af det strømmende, smeltede glas. Afgangsorganet omfatter yderligere side- 150348

O

9 stolper 27 og 27', der afgrænser siderne af en kanal, gennem hvilken det smeltede glas kan strømme. Afgangsorganet omfatter også et justerbart spjæld 29, der strækker sig nedad i det smeltede glas. Dette spjæld 29 udgøres i hoved-5 sagen af en bevægelig lem eller et bevægeligt spjæld, der kan justeres opad eller nedad til regulering af størrelsen af den langstrakte, vandrette spalte, som dannes af tærskelblokken 25 og sidestolperne 27 og 27' samt spjæld 29.

I afhængighed af den lodrette position af spjæl-10 det 29 flyder en strøm af smeltet glas gennem afgangsspalten fra kilden for smeltet glas hen på det smeltede tin 16. Dimensionen i sideretningen af denne strøm bestemmes først af mellemrummet mellem sidestolperne 27 og 27'. Denne dimension kan opretholdes ved tilvejebringelse af førin-15 ger eller begrænsingsdele 31 og 31'. Begrænsningsdelene 31 og 31' er i hovedsagen parallelle føringer, der består af et materiale, såsom grafit eller aluminiumoxid, der vædes i begrænset udstrækning af smeltet glas. Begrænsningsdelene 31 og 31' kan være forsynet med organer til temperatur-20 regulering, såsom organer til opvarmning eller afkøling af begrænsingsdelene. Ved en foretrukket udførelsesform tilvejebringes der i længderetningen langs begrængsdelenes længde en sådan temperaturgradient, at der optræder en forholdsvis kraftigere vædning af begrænsingsdelene med glasset i 25 nærheden af glasafgangsorganet end den vædning af begrænsningsdelene med glas, som sker ved den nederst i strømretningen beliggende ende af begrænsingsdelene, umiddelbart inden glasset ikke længere begrænses af begrænsingsdelene.

Længden af begrænsingsdelene er så stor, at det smeltede 30 glas kan afkøles tilstrækkeligt, medens det befinder sig mellem de to begrænsingsdele, til at der ikke sker nogen væsentlig udstrømning af glasset i sideretningen, efter at dette ikke længere er begrænset. Alternativt kan et smeltet salt bringes til at flyde på det smeltede metal neden 35 for begrænsningsdelene, regnet i strømretningen, så at dette salt støder an mod glasset og begrænser en strømning i 10 150643 o sideretningen, som det er omtalt i beskrivelsen til USA patent nr. 3.356.479.

Ved en udførelsesform for den foreliggende opfindelse, der navnlig er anvendelig til fremstilling af 5 glas, som er tykkere end konventionelt ligevægtsglas, er der tilvejebragt sideopdæmninger 33 og 33' neden for tildannelseskammeret, regnet i strømretningen, hvor glasset er tilstrækkeligt afkølet til, at en mærkedannelse eller en forstyrrelse af glasset er usandsynlig, og et smeltet 10 saltlag 34 er indesluttet i det rum, der afgrænses af sidevæggene i tildannelseskammeret 15, opdæmningerne 33 og 33' og begrænsningsdelene 31 og 31' sammen med den glasplade 14, som er under fremstilling.

Tildannelseskammeret 15 er aflukket af et overis liggende tag 35. Langs taget 35 for tildannelseskammeret 15 og vendende mod oversiden af det strømmende, kontinuerlige bånd 14 af glas er der monteret en række opvarmningsorganer 37 og en række afkølingsorganer 39. Disse tilvejebringer den regulerede opvarmning eller afkøling af det i be-20 vægelse værende glasbånd 14 således, at glasset kan gøres tyndere og afkøles til et dimensionsmæssigt stabilt bånd med den ønskede bredde og tykkelse med henblik på aftagel-se fra tildannelseskammeret. Med kammeret 15 er der også forbundet en kilde for inaktiv gas og fortrinsvis desuden 25 en kilde for reducerende gas for at hindre oxidering af det smeltede metal i kammeret. Disse kilder er ikke vist, men svarer til kendte kilder af den art, som f.eks. er omtalt i beskrivelsen til USA patent nr. 3.337.322. I almindelighed anvendes gaskilderne til at lede nitrogen og 30 hydrogen ind i kammeret.

Ved den nederste ende af tildannelseskammeret 15, regnet i strømretningen, er der monteret en udtagevalse 41, som er anbragt på tværs hen over glassets bevægelses-bane. Denne valse 41 understøtter glasbåndet 14 for at 35 løfte det op fra det smeltede metalbad 16. En række barrierer 43 samvirker med oversiden af glasbåndet 14 for at isolere atmosfæren i tildannelseskammeret 15 over glasover- 11 ΙδΟδΛδ ο fladen fra det længere nede i strømretningen beliggende behandlingsudstyr. Barriererne 43 består fortrinsvis af fleksible asbestskærme, der er monteret således, at de hænger nedad fra en tagdel 45, der strækker sig udad fra til-5 dannelseskammeret 15's tag 35.

Aftageorganet 17 omfatter foruden aftagevalsen 41 og barrierne 43 en række valser 47, der understøtter glasset og udøver en langsgående trækkraft på glasset til udtrækning af dette fra tildannelseskammeret og bevægelse 10 af glasset til yderligere behandlingsapparatur, såsom en afkølingsovn. I berøring med valserne 47 er der monteret børster 49, som yderligere tjener til at isolere tildannelsesbadet fra det efterfølgende behandlingsapparatur.

Ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge den forelig-15 gende opfindelse udøves der en tilstrækkelig trækkraft på glasset fra valserne 47 og fra de længere nede i strømretningen beliggende valser til ensrettet at gøre glasset tyndere for at opnå dets ønskede endelige tykkelse, navnlig når det ønskes, at den endelige tykkelse er mindre end lige-20 vægtstykkelsen. Det har vist sig, at der ved passende regu lering af temperaturen og temperaturgradienten langs be-grænsingsdelene 31 og 31' samt ved passende tilførsel af trækkraft til glasset ved hjælp af valserne 47, kan fremstilles glas med mindre tykkelse end ligevægtstykkelsen 25 uden yderligere medvirken af sideholderdele og uden strækning af sideretningen således, som det er tilfældet med den kendte teknik, som f.eks. er omtalt i beskrivelserne til USA patenterne nr. 3.222.154, nr. 3.493.359 og nr. 3.695.859.

Dette træk ved den foreliggende opfindelse resulterer i 30 tyndt glas, der har væsentligt ringere optisk forvrængning, navnlig i nærheden af dets kanter, end det er tilfældet for glas, som er fremstillet ved konventionelle, kommercielle flydningstildannelsesprocesser.

Der kan imidlertid anvendes en positiv sidebegræns-35 ning til at gøre et glasbånd tyndere, samtidig med at der i o 12 150543 hovedsagen opretholdes en konstant bredde af båndet. For at opnå dette anvendes der kantvalser 61 i kombination med hovedapparatet til udøvelse af opfindelsen.

Den foretrukne udførelsesform af den foreliggen-5 de opfindelse kan også være forsynet med organer til afkøling af glasset i bunden af konditioneringsorganet, hvilket supplerer den afkølingsvirkning, som tilvejebringes af en trindelt bund. Et kølerør 63 kan være nedsænket i glasset, og et kølemiddel, såsom vand, kan kontinuerligt 10 pumpes gennem dette nedsænkede kølerør. Herved opnås en yderligere stabilisering af de termiske tilstande og en sikring af laminær strømning.

Skønt opvarmningsorganerne 37 og afkølingsorganerne 39, der er anbragt over glasset umiddelbart neden for 15 afgangsorganet 13, regnet i strømretningen, fortrinsvis er placeret således, at de muliggør en afkøling af fortrinsvis den midterste del af glasset, er det også muligt at tilvejebringe en fortrinsvis opvarmning af sidedelene af det glas, som strømmer mellem føringerne 31 og 31'. For at 20 opnå dette er føringerne forsynet med opvarmningsorganer 65.

En anden foretrukket udførelsesform af den foreliggende opfindelse er vist i fig. 3. I fig. 3 er der angivet et overførselsorgan 13, hvor smeltet metal 16 stræk-25 ker sig under det smeltede glas, som passerer gennem afgangsåbningen gennem den vandrette, spaltelignende kanal, der dannes af sidestolper 27 og 27', et spjæld 29 og det smeltede metal. Det smeltede metal holdes sammen i en masse ved hjælp af sidevægge 21 hørende til kilden for smel-30 tet glas og ved hjælp af en tærskelblok 51, der er anbragt på tværs hen over bredden af kilden for smeltet glas. Tærskelblokken består fortrinsvis af et inert materiale, såsom siliciumoxid, eller det kan udgøres af en platinbeklædt blok af tungt smelteligt materiale eller molybdæn, 35 grafit, bornitrid eller et lignende materiale. Ved en foretrukket udførelsesform er tærskelblokken adskilt fra bun-

O

13 150S43 den af tildannelseskammeret 18 ved hjælp af et lag grafitpulver 53, og der er tilvejebragt en vandkasse 52 til afkøling af tærskelblokken og til tilvejebringelse af en temperaturregulering i afgangsområdet.

5 Den mængde glas, der passerer gennem afgangsorga net, reguleres ved mellemrummet mellem bunden af spjældet 29 og grænsefladen mellem glasset og det smeltede metal over for spjældet. Et nedadgående tryk fra spjældet og det ændrede hydrostatiske tryk bag ved spjældet i glaskil-10 deområdet i forhold til det hydrostatiske glastryk i til-dennelsesområdet neden for spjældet, regnet i strømretningen, bevirker en ændring af dybden af den mod det smeltede metal vendende glasoverflade i forhold til understøtningens vandrette plan. I almindelighed vil grænsefladen mel-15 lem glasset og det smeltede metal, når der ikke findes hjælpeudstyr, ligge lavere under spjældet 29 end inde i tilberedningsområdet for det smeltede glas eller inde i tildannelseskammeret.

En særlig fordel ved den udførelsesform for den 20 foreliggende opfindelse, der er vist i fig. 3, består i, at glasundersidens berøring med tungt smelteligt materiale ikke blot er yderst lille, men optræder i tilstrækkelig afstand opad i strømretningen ved processen til, at glassets viskositet er væsentligt lavere, end det er tilfældet un-25 der tildannelsen, og enhver mærkedannelse eller tilsnavs-ning, som måtte optræde, elimineres effektivt under tildannelsesprocessen.

En anden foretrukket udførelsesform for den foreliggende opfindelse er vist i fig. 4. I fig. 4 er der an-30 bragt en tynd, smørende film af smeltet metal mellem den understøttende, tungt smeltelige del, som danner bunden af glasafgangskanalen. Ved denne udførelsesform strømmer det smeltede glas 12 fra kilden 11 for smeltet glas over en tærskelblok 55 og over en smeltet metalmasse 58 med for-35 holdsvis ringe dybde, hvilken metalmasse står i forbindelse med hovedmassen 16 af smeltet metal i tildannelseskammeret 150648

O

14 15 via en tynd film 59, der spreder sig ud over en hældeblok 56, som danner bunden af afgangsorganet 13. Strømningskanalen i afgangsorganet 13 er afgrænset af sidestolperne 27 og 27', af bevægeligt spjæld 29, der danner en 5 øvre begrænsning, og af gulvet eller bunden i form af hældeblokken 56. Der findes et organ 57 til tilførsel af smeltet metal i kombination med bundhældeblokken for kontinuerligt at føre smeltet metal til den smeltede metalmasse 58 med ringe dybde. Strømmen af glas, der forløber gennem 10 afgangsorganet, udfører en slæbevirkning på det smeltede metal i reservoiret 58 under dannelse af en smørende film 59 af smeltet metal og under medføring af det smeltede metal videre til hovedmassen 16 af smeltet metal i tildannelseskammeret. En særlig fordel ved denne udførelses- 15 form består i, at dannelsen af en tynd, smørende film af smeltet metal medfører en tilstrækkelig lang afgangsbane med nøjagtige tværsnitsdimensioner til dannelse af en færdig plade af glas med nøje reguleret tykkelse, uden at der kræves særlige organer til at gøre pladen tyndere og til 20 termisk regulering gennem hele tildannelseskammeret.

Samvirket mellem lutringsorganet eller konditio-neringsorganet og afgangsorganet eller afgivelsesorganet ifølge den foreliggende opfindelse forklares yderligere i forbindelse med de efterfølgende eksempler. De termiske 25 tilstande og strømningstilstandene under hele processen er vist i fig. 5, 6 og 7, som er repræsentative for de„ data, der er angivet i de efterfølgende eksempler.

Eksempel 1 30 Tre særskilte glaskonditionerings- og glastil dannelsesenheder sættes i funktion for at sammenligne strømningerne og temperaturerne i hver af disse. Hvert af kon-ditioneringsorganerne har en trindelt bundopbygning som angivet i fig. 5, 6 og 7. Den effektive bredde af hvert kon-35 ditioneringsorgan er ca. 9,25 m. Det ene konditionerings-organ er, som det er vist i fig. 5 forbundet med et kon- o 15 150848 ventionelt flydningstildannelsesbad gennem en kanal med en bredde på ca. 100 cm og en kanaldybde på ca. 30 cm under glaslinien eller den blottede glasoverflade i konditione-ringsorganet. Det andet konditioneringsorgan er som vist 5 i fig. 6 forbundet med et bad i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse ved hjælp af et tærskelafgivningsorgan med en åbning, som har en bredde på 4,56 m og en dybde på ca. 30 cm under glaslinien. Det tredje konditioneringsorgan er som vist i fig. 7 identisk med det andet, 10 bortset fra, at det har et afgivningsorgan med en dybde på kun ca. 15 cm under glaslinien. En række termoelementer er anbragt i hvert konditioneringsorgan ved bunden, ved glasoverfladen og ved mellemliggende punkter langs centerlinien for tilberedningsorganet umiddelbart oven 15 for afgangsorganet, regnet i strømretningen, og desuden i centerlinien for kanalen ved det konventionelle arrangement samt i centerlinien og i nærheden af ydervægge eller stoplerne for det afgivningsorgan, som anvendes ifølge den foreliggende opfindelse.

20 Alle tre enheder drives under identiske betingel ser til fremstilling af 500 tons glas pr. dag. Temperaturerne og hastighedskomposanterne i længderetningen for glasset i hver enhed er angivet i tabel I og II samt i fig. 5, 6 og 7. De her omtalte data er baseret på data, 25 som er tilvejebragt ved hjælp af modeller i lille målestok, men nøjagtigt dimensionerede og betjent til flerdobling af de Reynold tal, som optræder ved driften af enheder i fuld størrelse. De nævnte data er angivet, udtrykt ved værdier svarende til fuld størrelse.

30 35 o 16 158348

Tabel X

Hastighed 1 fremadgående retning - cm/min.

5 Type af glas- Strømnings- Hastighedssondepostioner til højre for afgivning dybde_ midterlinien, set mod konditioneringsbadet 50 cm 150 cm 250 cm 350 cm

Kendt teknik 119 93 40 31

Kanal - 100 cm 12,5 cm 140 76 40 40 bred 25 cm 82 62 30 40 30 cm dyb 37,5 cm 68 48 23 <0 50 cm 35 27 14 <0 62.5 cm <0 <0 <0 <0

Opfindelsen - 21 21 15 6,1 12.5 cm 5,6 38 18 6,1

Afgivning - 25 cm 44 33 18 4,6 15 4,56 m 37,5 cm 28 27 18 4,1 bred, 30 cm 50 cm 15 14 12 2,8 dyb 62,5 cm <0 <0 <0 <0

Opfindelsen - 56 56 41 14 12.5 cm 46 46 38 10

Afgivning - 25 cm 33 35 23 7,6 4,56mbred 37,5 cm 16 15 13 7,6 20 15 cm dyb 50 cm 13 13 7,6 <0 62.5 cm <0 <0 <0 <0

Tabel II

Glastemperaturer - °C 25

Type af glas _Termoelementplaceringer_ afgivning Lutringsorganets midterlinie Afgivningsorganets bund

Bund 1/3 h 2/3 h Overflade Venstre Midte Højre

Kendt teknik - 30 som i tabel I 1135 1120 1180 1170 --- 1100 ---

Opfindelsen - 30 cm dyb, 1125 1115 1180 1175 1085 1110 1085

Opfindelsen - 15 cm dyb, 1125 1120 1180 1175 1085 1110 1085 h = afstanden mellem bund og overflade.

gr

Den forberede termiske inversion, der opnås i til beredningsorganet ved udøvelse af den foreliggende opfindelse, fremgår af tabel II.

0 150548 17

Ved de foretrukne udførelsesformer for den fore-liggende opfindelse drages der fordel af en eventuel termisk regulering, som udøves på glasset i lutringsorganet, ved anbringelse af planet for undersiden af glasstrømmen 5 gennem afgangsorganet ved et niveau, der ligger noget over det neutrale strømningsplan, som er tilvejebragt i lutringsorganet eller konditioneringsorganet. Det neutrale strømningsplan i lutringsorganet er planet under den blottede overflade af glasset, hvor der er praktisk taget ikke 10 optræder nogen nettoglasstrøm i fremadgående retning. Over det neutrale plan optræder der en voksende glashastighed i retning af den generelle glasstrøm ved processen. Umiddelbart under det neutrale plan optræder der en glasstrøm modsat retningen af den generelle glasstrøm, der frem-15 bringes ved den naturlige termiske konvektion, som optræder i konditioneringsorganet eller lutringsorganet. Ved en foretrukket udførelsesform sker afkølingen i lutringsorganet primært ved hjælp af nedsænkede afkølingsorganer i glasset og ved afkøling under det tungt smeltelige gulv 20 i lutringsorganet.

En sammenligning mellem hastigheder og temperaturer i de tre anlæg viser, at den foreliggende opfindelse medfører hastighedsprofiler på tværs af konditionerings-ovnens længderetning, som bevirker et mere udfladet og mind-25 re skævt neutralplan således, at strømmen bliver mere la- minær i afgangsområdet for konditioneringsorganet. Det fremgår også af hastighederne og temperaturerne, at glas, der afgives fra lutringsorganet eller konditioneringsorganet ved den foreliggende fremgangsmåde, er mere fuldstændigt 30 afkølet uden instabilitet end glas, der er fremstillet i overensstemmelse med konventionelle fremgangsmåder.

Det er dette træk, der medfører, at produktionshastigheden kan forøges ved anvendelse af den foreliggende fremgangsmåde i forhold til den konventionelle fremgangsmåde, uden 35 at dette kræver ekstra køleudstyr eller et konditionerings- 150348

O

18 organ af større konstruktion. Den foretrukne proces er den, der udøves med den lave tærskel eller afgivningsorganet med mindst dybde. I hver proces ligger det neutrale strømningsplan i omtrent samme afstand fra bunden af konditio-5 neringsorganet og fra den blottede glasoverflade ved midterlinien for den fremadgående strømning. Ved udøvelse af den foreliggende opfindelse er det positive strømningsintegral over det neutrale plan over hele bredden af kon-ditioneringsorganet imidlertid i modsætning til konven-10 tionel praksis langt mere ensartet end over bredden af et konventionelt konditioneringsorgan. Denne forbedrede ensartethed af hastighedsprofilen langs bredden af kondi-tioneringsorganet bekræftes af opnåelsen af en mere lami-nær glasstrøm hen mod afgivningsorganet ved den forelig-15 gende proces.

Eksempel 2

Ved et apparat svarende til det i fig. 1 og 2 viste afgives der smeltet glas med den ovenfor omtalte sam-20 mensætning til en masse af smeltet tin med en hastighed på 450 tons pr. dag. Temperaturen af glasset, når det afgives til tinoverfladen, er ca. 1065°C langs hele dets bredde, som det indikeres af konventionelle pyrometre, som er anbragt i tildannelseskammerets tag og er rettet mod glas-25 set. Sidebegrænsningsdelene eller føringerne er anbragt med en indbyrdes afstand på ca. 3 m og er uopvarmede. De er termisk isoleret fra kammerets ydre vægge. Temperaturen af hver føring i nærheden af afgangsområdet er ca. 1040°C, medens temperaturen i nærheden af enden af hver føring, 30 som har en længde på 1,8 m, er ca. 900°C. Føringstemperaturerne detekteres ved hjælp af termoelementer bestående af platin og en platinlegering indeholdende 10% rhodium, indlejret i et tungt smelteligt føringsmateriale i form af aluminiumoxid med det varme forbindelsespunkt for termo-35 elementerne beliggende ca. 2,5 cm over og ca. 5 cm til siden for overfladen af det smeltede glas. To tag-køleorga- 150548

O

19 ner er anbragt over glasset i midten af området mellem føringerne. Disse køleorganer har hver en afkølet overflade med en bredde på ca. 1,5 m, regnet på tværs i kammerets bredderetning, og en længde på ca. 0,6 m, regnet i glas-5 sets bevægelsesretning. Køleorganerne forsynes med tilstrækkeligt vand ved en temperatur på 24°C til, at det vand, som forlader køleorganerne kun har en temperatur på ca.

25,5°C. Hvert køleorgan fjerner ca. 2.500 kalorier pr. minut af varmen fra kammeret.

10 Tte pyrometre i kammerts tag er rettet mod glas set langs en linie, der forbinder føringernes nedre ender, regnet i strømretningen. Det ene pyrometer har sit målområde beliggende langs glasbevægelsens midterlinie, og de øvrige pyrometre har deres målområder beliggende ca. 15 cm 15 inden for indersiderne af de respektive føringer. Midtertemperaturen er ca. 870°C, medens de to ydre temperaturer hver er ca. 900°C.

Der dannes et dimensionsmæssigt stabilt glasbånd med en tykkelse på 0,53 cm og en bredde på 3 m plus eller 20 minus 2,5 cm. Der anvendes ingen kantvalser til strækning af glasset i sideretningen.

Det resulterende glasbånd er i hovedsagen forvrængningsfrit over sit midterste stykke med en bredde på ca. 2,8 m, medens glasstykker med en bredde på ca. 10 cm 25 langs hver kant har en væsentlig, synlig forvrængning, og kun de alleryderste sidedele, der strækker sig ca. 5 cm indad fra kanterne, har kraftig "sildebensforvrængning1".

Ved processen ifølge den foreliggende opfindelse fremstilles der et kontinuerligt glasbånd, som har for-30 bedret optisk kvalitet i forhold til den kvalitet, der frembringes ved konventionel flydeglasfremstilling. Den væsentlige forbedring, der er karakteristisk for glas, som er fremstillet ved den foreliggende opfindelse, er tydelig, når man ser gennem glasset på normal måde, dvs. langs 35 en synslinie, som i hovedsagen står vinkelret på, og som i alle tilfælde skærer hovedplanet for glasset. Når glasset, 150348

O

20 der er fremstillet ved den foreliggende proces, iagttages mod en afskåret kant, som er dannet ved udskæring af glasbåndet i dets bredderetning, er det klart, at mønstrene i glasset afviger i type fra mønstrene i et konventionelt 5 bånd af flydningsfremstillet glas, som iagttages på samme måde.

Ved betragtning af fig. 8 og 9 ses den særlige og nye karakter af glas, som er fremstillet i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, tydeligt. Disse figu-10 rer viser i fuld målestok tværsnit gennem kantdelene af et glasbånd henholdsvis fremstillet ved den kendte teknik og ved anvendelse af den foreliggende opfindelse. Disse figurer er tegnet på grundlag af sporingsmarkeringer på virkelige, forstørrede tværsnitsfotografier, som er frem-15 stillet ved neddypning af en glasprøve med en snitkant i en beholder indeholdende et fluidum med tilsvarende brydningsforhold for at eliminere snitfladebrydninger og -re-flektioner, idet prøven blev belyst bagfra og fotograferet ved anvendelse af en vidvinkellinse. Hovedmønstrene er i 20 figurerne reproduceret, idet mindre uregelmæssigheder i begge tilfælde er udeladt.

Glas af kendt art har et karakteristisk "J-hage--mønster" i nærheden af den afrundede kant. Dette mønster, der bryder kontinuiteten af det sammenhængtede lag-mønster, 25 optræder konsekvent i glas, som er fremstillet ved Pil-kington-processen. I modsætning hertil har glas, der er fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse, et lagdelt mønster, som strækker sig til kanten af båndet. Medens det kendte glas har en karakteristisk forvrængningslinie sva-30 rende til, at den tilsyneladende overflade diskontinuerligt løber ud i "J-hage-mønsteret", har glasset ifølge den foreliggende opfindelse ikke en kontinuerlig kantforvrængningslinie .

35

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en kontinuerlig glasplade, omfattende følgende fremgangsmådetrin: afgivelse af en strøm af smeltet glas fra en masse af smeltet 5 glas i en glasovn gennem en åbning i glasovnens væg på et bad af smeltet metal i et lukket kammer, fremføring af det flydende legeme af glas langs overfladen af badet af smeltet metal, hvorved glasset afkøles, så at der dannes en dimensionsmæssig stabil, kontinuerlig glasplade og fjernel-10 se af denne kontinuerlige glasplade fra badet af smeltet metal, kendetegnet ved, at det smeltede glas i beholderen for at forbedre glassets optiske kvalitet afkøles nær ved åbningen, så at en strøm af glas ved overfladen af massen af smeltet glas i beholderen føres hen 15 imod åbningen og har en aftagende temperatur i strømningsretningen på i det mindste 3,6°C pr. meter og indtil 27,3°C pr. meter, hvorved en laminær overfladestrøm af glas frembringes i den fremadstrømmende del af glasset i nærheden af åbningen, og afgivelse af det laminært frem-20 adstrømmende glas fra beholderen gennem åbningen og opretholdelse af dets laminare strøm ved tilvejebringelse af understøttelse med et fast kontaktbæreorgan på den afgivne strøms underside, indtil strømmen bæres af badet af smeltet metal i kammeret. 25

2· Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at der ved det fremgangsmådetrin, som består i afgivelse af en strøm af smeltet glas, sker en afgivelse af smeltet glas hen over det under overfladen beliggende kontaktbæreorgan, der er udformet som et tærskelorgan, 30 som er beliggende opstrøms i forhold til åbningen for afgivelse af det smeltede glas, og som har en øverste overflade, der i hovedsagen er parallel med glasoverfladen og er beliggende i en dybde fra ca. 5 cm til ca. 46 cm under denne.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at det temperaturfald, der etableres, ligger