DK164953B - Forherd til transport af smeltet glas - Google Patents

Description

i

DK 164953B

Opfindelsen angår en forherd til transport af smeltet glas, hvor koleflader af et materiale med hoj varmeledningsevne, specielt metallisk materiale, er anbragt i forherdens tag.

5 Ved fremstilling af glasprodukter, specielt glasemballage i form af flasker og glas, er det vigtigt, at de emner, som fores til formningsmaskinen, i størst mulig udstrækning er ens såvel med hensyn til vægt og temperatur som andre egenskaber. Glasmassen smeltes i en ovn og tages ud fra 10 denne gennem et antal kanaler, såkaldte forherder. Her skal de ønskede egenskaber ved det udtagne glas sikres, fremfor alt ved en nøjagtig kontrol og justering af glasmassens temperatur.

15 For at afstedkomme den nøjagtige regulering af glasmassens temperatur skal man have mulighed for såvel at afkøle som opvarme glasmassen. Dette kan ske på forskellige måder. Opvarmning kan ske enten ved at man i forherdens vægge installerer brændere til forbrænding af f.eks. gas eller ved 20 elektrisk opvarmning. I det sidstnævnte tilfælde kan opvarmningen ske ved hjælp af elektroder, der stikker ind i glasmassen, hvilke elektroder er monterede i forherdens sidevægge og varmer glasset ved direkte strømgennemgang i glasmassen mellem elektroderne, eller ved hjælp af mod-25 standselementer, som er placeret på passende måde ovenover glasmassen. Hvis opvarmningen skal ske ved forbrænding, er det også nødvendigt at forsyne forherden med indretninger for tilførelse af forbrændingsluft og bortførelse af forbrændingsgasserne.

30

En vis afkøling af glasmassen sker altid ved varme-bortledning gennem forherdens vægge og gennem udstråling til og bortledning igennem taget. For at afstedkomme yderligere afkøling, hvilket ofte er ønskeligt, er to princi-35 pielt forskellige metoder blevet anvendt, nemlig direkte henholdsvis indirekte luftkøling. Ved direkte luftkøling 2

DK 164953 B

indblæses køleluft i forherden direkte ovenover glasmassens overflade. Dette giver en relativ god køling, men køle-effekten opnås i første række på glassets overflade, hvilket medfører en stor risiko for skinddannelse på over-5 fladen.

Indirekte køling kan opnås ved, at man i forherdens tag indbygger et antal kølekanaler. På denne måde opnås imidlertid ret lave køleeffekter på grund af den dårlige varme-10 ledningsevne i det højtemperaturbestandige materiale, som forherden er opbygget af.

For at forbedre køleeffekten noget har man konstrueret for herder med åbninger i tagkonstruktionen. Disse åbninger fø-15 rer til kanaler for køleluft, og hvor åbningerne munder ud i køleluftkanalerne, dækkes åbningerne med varmebestandigt materiale. En vis forøgelse af køleeffekten er opnået på denne måde på bekostning af en forholdsvis kompliceret konstruktion. På grund af glasmassens viskositet og den kø-20 leeffekt, som fås gennem forherdens bund og vægge, fås en, set i forherdens tværsnit, ujævn strømning og temperaturfordeling. Meget store variationer kan opstå, hvis ikke dette modvirkes ved hjælp af enten afkøling i midten af forherden eller opvarmning langs med sidekanalerne eller en 25 kombination af disse forholdsregler. For at afhjælpe dette kan de tidligere nævnte kølekanaler eller -åbninger placeres i hovedsagen ovenover midten af forherden. Forherdens tag kan konstrueres, så et antal kanaler opstår, og køleluft kan efter valg blæses gennem disse kanaler. For at op-30 nå opvarmning specielt af forherdens sidekanter kan der også udfores konstruktioner, hvor virkningen af forbrænding af for eksempel gas rettes så langt som muligt mod forherdens yderkanter.

35 Yderligere en faktor, som påvirker temperaturvariationerne og behovet for afkoling og/eller opvarmning, er den glas-

DK 164953 B

3 mængde, som pr. tidsenhed tages ud gennem forherden. Her forekommer i samme forherd store variationer, afhængigt af hvilket produkt der fremstilles og fremstillingstakten. Forskellen mellem storste og mindste glasudtagning pr.

5 tidsenhed kan være en faktor 5. Dette stiller store krav til muligheden for at ændre afkøling henholdsvis opvarmning indenfor et bredt interval. De foretagne forholdsregler har til en vis grad kunnet nedbringe temperaturvariationerne, men trods ovenfor beskrevne forholdsregler kan forskellen 10 mellem højeste og laveste temperatur i et tværsnit over forherdens udløb nå op på 4o° C. Også denne variation må imidlertid betragtes som et stort problem.

Formålet med nærværende opfindelse har været at skabe en 15 forherd til smeltet glasmasse, som er sådan udført, at temperaturvariationerne i glasmassen - målt i et tværsnit over forherdens udløb - reduceres væsentligt sammenlignet med tidligere kendte konstruktioner samtidig med, at der opnås mulighed for hurtigt at kunne regulere temperaturforholdene 20 i forherden og at kunne regulere indenfor et bredt interval for at muliggøre store variationer i glasudtagningsmængden fra forherden samt at holde udløbstemperaturen konstant også ved varierende indløbstemperatur.

25 Dette formål opnås ved en forherd af den indledningsvist angivne art, hvilken forherd ifølge opfindelsen er særegen ved, at kølefladerne udgøres af dele af flere kølekanaler, som løber parallelt med hinanden i forherdens længderetning .

30

Ved individuel regulering af luftstrømmen gennem hver og en af de parallelle, langsgående kølekanaler fås også en mulighed for at regulere køleeffekten over forskellige afsnit af forherden.

Den smeltede glasmasse har ved indløbet i forherden en tem- 35

DK 164953 B

4 peratur mellem 1200-1300° C. Dette stiller store krav til det metalliske materiale, som skal udsættes for de høje temperaturer, der kommer på tale. Materialet skal i sig kombinere mekanisk styrke med oxyderingsbestandighed ved de 5 temperaturer, det drejer sig om. En vis oxydering af mate rialet på den overflade, som vender mod glasmassen, er imidlertid uundgåelig. Der findes derfor altid en risiko for, at oxyder af det metalliske materiale falder ned i glasset. Man må derfor heller ikke vælge metallegeringer 10 med en sådan sammensætning, at de partikler, som falder ned, kan misfarve glasset. Det kan for eksempel nævnes, at små mængder krom giver en kraftig grønfarvning af ufarvet glas.

15 Det har vist sig, at legeringer af FeCrAl indeholdende 15 til 3o% krom og 3 til 12% aluminium, resten hovedsagelig jern, besidder de ønskede egenskaber. Disse legeringer har vist sig at have den nødvendige kemiske og mekaniske bestandighed, og den oxyd, som dannes på overfladen, består 20 af aluminiumoxyd. På trods af det høje kromindhold i materialet er der ingen risiko for misfarvning af glasset.

Man kan også - i en modifikation - tænke sig, at udforme kølefladerne af det materiale, som omtales i SE fremlæg-25 gelsesskrift nr. 394 666, nemlig i form af rekrystalliseret skelet af kiselkarbid med lavporøsitet, fortrinsvis infiltreret med for eksempel molybdændisilicid MoSi2.

Den ovennævnte køleindretning kan kombineres med elektrisk 30 opvarmning af forherden ved hjælp af elektroder i forherdens vægge og opvarmning ved direkte strømgennemgang gennem glasmassen. Dette giver mulighed for opvarmning med meget små tab og under nøjagtigt kontrollerede betingelser. Det giver også mulighed for at opvarme enten ved strømgennem-35 gang på tværs af strømningsretningen i forherden eller parallelt med strømningsretningen langs kanterne.

5

DK 164953B

Ved opvarmning ved direkte strømgennemgang kan man med fordel tænke sig at anvende såkaldte kompositelektroder af for eksempel den slags, som angives i SE fremlæggelsesskrift 5 nr. 431 443.

Det vil fremgå, at forherden ifølge opfindelsen på grund af kølekanalernes udførelse af metallisk materiale giver mulighed for anvendelse af køleluft i kanalerne med betyde-10 ligt meget højere relativ luftfugtighed end den normale omgivne luft, hvorved køleeffekten påvirkes kraftigt, samtidigt med at man sikrer en enkel reguleringsmulighed, idet det reguleringsteknisk er temmeligt enkelt at variere den relative luftfugtighed.

15

Opfindelsen skal i det følgende beskrives yderligere med henvisninger til de vedlagte tegninger.

fig. 1 viser en forherd i længdesnit, det vil sige i 20 glasmassens strømningsretning, som er betegnet med pile på figuren.

fig. 2 viser et tværsnit i samme forherd på tværs af strømningsretningen.

25

Forherden er opbygget med en kanal 1 af keramisk materiale. Kanalen 1 omgives af isolerende materiale og en udvendig pladevæg 5. Kølefladerne udgøres af mod glasmassen vendte frie overflader af kølekanalerne 2. Kolekanalerne 2 hviler 30 på tag og bjælker 3 ovenover glasmassen. I figuren vises to sæt kølekanaler, hver bestående af fem parallelle kølekanaler med fælles indløbskasser 6. I denne findes der spjæld til separat regulering af hver individuel kølekanal. Den totale luftmængde kan reguleres ved styring af omdrejnings-35 tallet på en blæser, der tilfører luften. Den fra glasovnen i forherden indstrømmende masse 10 har en temperatur mellem

DK 164953 B

6 1200 og 1300° C. og forlader forherden med en temperatur på mellem 1100 og 1200° C. Forherden er også forsynet med et antal elektroder til opvarmning. I fig. 2 er markeret et par elektroder 7.

5

En forherd af den udførelse, som vises på figurene, kan have en kanal, hvis indvendige mål er ca. 900 mm bred og en højde på ca. 300 mm. Tykkelsen af taget 3 kan være ca. 150 mm og afstanden fra den varme glasmasses 10 overflade op 10 til kølefladerne er da ca. 300 mm. Glasudtagningen gennem denne forherd varieres mellem 10 og 60 ton/døgn.

Anvendelsen af køleflader af materiale med høj varmeled-ningsevne, specielt metallisk materiale, frembyder flere 15 fordele. På en given overflade kan en betydelig større køleeffekt opnåes ved den højere varme ledningsevne i det nævnte materiale sammenlignet med keramisk materiale, som blev anvendt ved tidligere kendte udførelser. De tekniske mangler, som er forbundet med direkte luftkøling, undgås, 20 og desuden fås en betydelig bedre varmeøkonomi.

Også sammenlignet med anden indirekte køling frembyder den nu opfundne metode betydelige fordele, for eksempel hurtigere regulering, hvorved temperatursvingninger undgås.

25 Nogle tal belyser dette forhold. Ved direkte køling med luft sker varmetransporten i glasset i hovedsagen ved ledning, hvorved glassets varmeledningsevne er ca. 2 W/m° C.

Ved indirekte køling, hvor varmetransporten sker ved stråling, er varmeledningsevnen ca. 75 W/m° C. Varme hentes da 30 ikke alene fra overfladen men fra alt glas, som kan "se" kølefladen. Temperaturgradienten fra glasoverfladen til kølefladen er kun nogle få grader. Ved anvendelse af metallisk materiale i kølefladerne kan en energimængde på loo-15o kw/m2 borttransporteres, medens kølekanaler af kera-35 miske materialer har værdien 10-15 kW/m2.

DK 164953B

7 I sammenligning med en tilsvarende forherd med opvarmning ved gasforbrænding og koling ved direkte luftgennemstrømning ovenover glasoverfladen opnåes en formindskelse af temperaturvariarionerne på fra 2o til 5°C. og en formind-5 skelse af energiforbruget med ca. 85%. Den nøjagtige kontrol over temperaturen og temperaturgradienterne ytrer sig i meget konstante egenskaber ved det glasmateriale, som forlader forherden. Udtagningen sker i form af hvad der kan betegnes som dråber med en forudbestemt vægt, varierende 10 mellem 40 og 500 g. De konstante betingelser i forherden formindsker afvigelserne fra den ønskede værdi betydeligt og formindsker det nødvendige antal justeringer af udtagningsindretningen for at holde den ønskede værdi. Vægtvariationerne overstiger ikke i noget tilfælde 1% af den 15 ønskede vægt, og antal gange, hvor udtagningsindretningen skulle justeres for at holde vægten, varierede mellem 0 og 3 gange pr. arbejdsskifte på 8 timer.

20 I en udførelsesform af opfindelsen er kølekanalerne udført helt eller delvist af et flerlagsmateriale. Man kan da tænke sig at udføre kølekanalerne i et materiale, som ikke er egnet til at eksponeres direkte mod den hede glasmasse, men som besidder andre ønskværdige tekniske egenskaber. Dette 25 materiale kan i sin helhed eller på de mod glasmassen vendende overflader være belagt for eksempel med en FeCrAl-legering af den førnævnte sammensætning. Belægningen kan udføres ved, at man for eksempel ved hjælp af valsning afstedkommer en sammenvalsning af metalplader, eller ved at 30 FeCrAl-legeringen påføres ved termisk sprøjtning på en overflade af for eksempel en nikkel-krom-legering.

I en praktisk udførelse er kølekasserne dimisioneret under hensyn til, at de hver for sig skal kunne fjerne 90kW ved 35 lufthastigheder mellem 25 og 30 m/sek. Med et tværsnit på kølekasserne på ca. 750 x 50 mm svarer dette til ca. 3600

DK 164953 B

8 m3 luft pr. time og kølekasse. Luftmængden reguleres med en trinløs regulerbar blæsermoter. Det kan være svært at finjustere luftmængden ved små luftmængder, hvorfor både kølekasser og blæser formålstjenligt udrustes med spjæld 5 til trinvis regulering af luftmængden.

Claims (8)

9 DK 164953 B

1. Forherd til transport af smeltet glas, hvor koleflader af et materiale med høj varmeledningsevne, specielt metal-5 lisk materiale, er anbragt i forherdens tag (3) kendetegnet ved, at kølefladerne udgøres af dele af flere kølekanaler (2), som løber parallelt med hinanden i forherdens længderetning.

2. Forherd ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kølekanalerne (2) er forsynet med hver sine spjæld til individuel regulering af en luftstrøm gennem hver kanal.

3. Forherd ifølge et af de foregående krav, kende-15 tegnet ved, at kølekanalerne (2) i forherdens længderetning er opdelte i mindst to hver for sig regulerbare sektioner.

4. Forherd ifølge et af de foregående krav, kende-20 tegnet ved, at det metalliske materiale er en jern- krom-aluminium-legering med 15-30 vægtprocent krom og 3-12 vægtprocent aluminium, resten hovedsageligt jern.

5. Forherd ifølge et af kravene 1-4, kendeteg-25 net ved, at det metalliske materiale er et flerlagsmateriale, hvorved de mod glasmassen (10) vendende overflader består af en jern-krom-aluminium-legering.

6. Forherd ifolge et af de foregående krav, kende-30 tegnet ved elektroder (7) til elektrisk opvarmning af glasmassen (10) ved direkte strømgennemgang.

7. Forherd ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved indretninger til regulering af glasmassens 35 (10) temperatur ved samordnet regulering af køling og op varmning . DK 164953 B 10

8. Forherd ifølge et af kravene 1-7, kendetegnet ved indretninger til regulering af den relative luftfugtighed i den anvendte køleluft. \