SE465570B - Teknik och ugn foer elektrisk smaeltning av glasbildande maeng - Google Patents

Description

465 570 2 råmaterialkompositionen på badets yta. Bildandet av ett rela- tivt tjockt lager av kompositionen som skall smältas flytande på ytan av det smälta badet är i själva verket bra av flera skäl. Vid kontakt med det smälta badet bildar det den perma- nenta materialreserv som krävs för kontinuerlig drift. Det skyddar också det smälta badet från väsentliga värmeförluster resulterande av konvektion genom kontakt med atmosfären och framförallt på grund av strålning. Även om ugnar av den typ som beskrivs i ovannämnda dokument finner industriell tillämpning i mycket stor skala, har de icke nödvändigtvis förmåga att på det mest tillfredsställande sättet möta alla de krav, som uppstår i praktiken. Ett exempel härpå är att det i vissa fall är önskvärt att omvandla installationer, som arbetar med brännare, under bibehållande aN'sånång1som1mfi- ligt av ínstallationernas befintliga komponenter, i synnerhet de eldfasta material som bildar tanken eller behållaren, detta med det uppenbara syftet att minska investeringskostnaderna.

En omvandling av denna typ är icke möjlig, då elektroderna in- stalleras i ugnens botten- eller sidoväggar.

Ugnar vars elektroder är nedsänkta ger begränsade möjlig- heter till reglering av elektroderna. Även om de ger perfekt tillfredsställande drift under vissa driftsförhållanden, är de dock mindre väl lämpade för ofta förekommande och/eller väsent- liga ändringar vad gäller driftsförhållandena.

Vidare gäller att även om tekniken med nedsänkta elektro- der nu är väl utvecklad och elektroder kan förväntas ha en livs- längd jämförbar med den hos eldfasta material, faran för för- sämring i förtid av en eller flera av elektroderna, vilket skulle förhindra tillfredsställande drift av utrustningen, icke kan bortses ifrån helt och hållet.

Ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma en elektrisk smältugn, som kan installeras under återanvändning av vissa av komponenterna i en konventionell ugn, som är utrustad med brän- nare.

Ett annat syfte med uppfinningen är att den föreslagna elektriska ugnen skall kunna drivas under mycket varierande driftsbetingelser eller -förhållanden under bibehållande av en tillfredsställande termisk verkningsgrad.

I synnerhet föreslås i enlighet med uppfinningen åstadkom- 3 465 570 mande av en smältugn, vars impedans kan variera väsentligt för beaktande av ändringar i beskaffenheten av det glas som produ- ceras eller ändringar i produktionstakten. Det föreslås därför att uppfinningen bör användas i samband med sådana glastyper, som anses ha hög resistivitet.

Ett annat syfte med uppfinningen är att se till att oavsett vilka driftsbetingelser som föreligger förslitningen av de eld- fasta materialen hålls nere på ett minimum.

Ett annat syfte med uppfinningen är att tillåta användning av tankar eller behållare, vilka är utförda av eldfasta material, som har relativt god konduktivitet, utan att ugnens prestanda påverkas. Ännu ett syfte med uppfinningen är att möjliggöra en änd- ring av betingelserna utan avbrott på mycket kort tid.

För att uppnå dessa syften och andra, som kommer att om- nämnas senare, föreslås det enligt uppfinningen att man skall genomföra elektrisk smältning med hjälp av joule-effekt. I smältugnen enligt uppfinningen är elektroderna arrangerade på ett sådant sätt, att temperaturerna på samma nivå är i hög grad likformiga med undantag för i de zoner, som är belägna i den omedelbara närheten av väggarna, som med fördel hålls vid en lägre temperatur. Dessutom kan elektrodernas läge ändras för reglering av temperaturgradienten, som uppstår i vertikal riktning, i enlighet med de utvalda driftsbetingelserna.

För att tillåta utnyttjande av tankar eller behållare, som tidigare konstruerats för drift med brännare, har uppfin- narna valt en lösning som innebär att elektroderna är nedsänkta eller neddoppade i badet genom dettas fria yta. Erfarenheten har visat att detta arrangemang har ett antal fördelar både med avseende på bekvämlighet vid tillämpning och med avseende på prestanda hos dessa ugnar.

Införandet av elektroderna genom badets fria yta innebär naturligtvis undvikande av de svårigheter, som är förknippade med att föra elektroderna genom det eldfasta materialet, och i synnerhet de besvärliga problem som är hänförbara till utbyte av utslitna elektroder, täthet mot läckage och förslitning av de eldfasta materialen.

Detta senare problem uppstår i synnerhet i fallet med ver- tikala elektroder anordnade på botten. I dylika fall kan man 465 570 4 konstatera ökad erosion av det eldfasta materialet i den zon, som är belägen vid elektrodens bas, vilket icke är utan risk med avseende på en minskning av ugnens livslängd. För att eliminera denna typ av nackdel vidtager man i allmänhet åt- gärder för att öka styrkan eller hållfastheten i nämnda zon, t.ex. genom att placera elektroden på ett underlag eller en bas som bildar ett utsprång på botten. Denna typ av arrangemang är emellertid icke helt tillfredsställande, eftersom det icke direkt berör orsaken till erosíonen, och alldeles bortsett från den nackdel, som är ett resultat av förslitningen av det eld- fasta materialet och berör ugnens livslängd, kan en förändring i det smälta materialets sammansättning orsakad av inkludering av beståndsdelar losslitna från de eldfasta väggarna utgöra en icke oväsentlig nackdel. Även om innehållet av dessa bestånds- delar är mycket litet relativt resten av det smälta badet, ger de ofta upphov till felaktigheter i likformígheten hos det iordninggjorda materialet, eftersom de icke har "smälts ned" i tillräcklig grad.

Denna typ av problem eller svårighet är särskilt märkbar t.ex. i ugnar som utnyttjas för att smälta glas, som skall an- vändas vid tillverkning av fibrer benämnda "textilfibrer" eller förstärkningsfibrer, eftersom det för denna tillämpning krävs ett material fritt från osmälta partiklar. Förekomsten av dessa partiklar kan resultera i ytterst skadliga "brott" under bil- dandet av fibrerna. Av denna anledning produceras glaset före- trädesvis i en tank eller behållare, vars eldfasta material icke har en tendens att bilda osmälta inneslutningar. På grund härav använder man icke zirkoniumbaserade eldfasta material, under det att t.ex. kromoxidbaserade eldfasta. material utnyttjas. De senare materialen har i själva verket en icke obetydlig led- ningsförmåga vid de driftstemperaturer som är involverade, var- för det icke är möjligt att bringa elektroderna i kontakt med eller ens till i närheten av det eldfasta materialet. Dessa besvärliga problem kan lösas genom utnyttjande av de utföran- den som föreslås i enlighet med uppfinningen.

Ett likartat problem uppstår i fallet med ugnar, som an- vänds för produktion av flaskglas, eftersom en del av råmate- rialen i dessa ugnar består av återvunnet flaskglas. Även om detta återvunna glas är erhållet som ett resultat av en sorte- -5 465 570 ringsoperation, innefattar det ofta metalldelar hårrörande från flaskförshrüüngarna, och införandet av metallpartiklar resulterar i bildande av ett ledande, smält skikt på tankens eller behållarens botten, vilket kan kortsluta elektroderna, då dessa vilar på bottnen. Detta problem löses också genom utförandena i enlighet med föreliggande uppfinning.

Ett detaljerat studium av erosionsfenomenen i samband med nedsänkta elektroder har givit uppfinnarna möjlighet att nog- grant bestämma de lämpligaste förhållandena för applicering av smälttekniker. Det har sålunda befunnits önskvärt att begränsa förekomsten av omvända temperaturgradienter eller med andra ord bildandet av högtemperaturioner nära botten. I själva verket gäller i dessa fall, utöver att temperaturen i sig be- främjar attacker på det eldfasta materialet, att kraftfulla konvektionsströmmar utvecklas i badet, då kontakt sker med botten, vilket ytterligare accelererar erosionen. I enlighet med uppfinningen strävar man därför efter att lokalisera de hetaste zonerna i den övre delen av det smälta badet, detta i enlighet med vad som kommer att omnämnas senare i anslutning till ändringarna i driftsbetingelserna.

Genom användning av nedåtgående elektroder kan ytan på materialet som smälts hållas vid de högsta temperaturerna, då detta krävs och i synnerhet i händelse av stora genomström- ningar. Detta kräver att neddoppningsdjupet regleras. Ett visst djup krävs naturligtvis för att man skall ha en lämplig aktiv elektrodyta. I själva verket gäller i praktiken att strömstyr- korna som appliceras på elektroderna bör begfiüßas. Detta gör det möjligt att uppnå en bättre fördelning av den frisläppta energin samt att minska takten för förslitningen av elektro- derna genom minskning av lokal överhettning. En viss latitud är emellertid möjlig i detta sammanhang i så måtto att den applicerade spänningen eller elektrodernas tvärsnitt kan ökas för undvíkande av en alltför stor ökning av strömstyrkan. Åstadkommande av en temperaturgradient, vars maximum är beläget vid badets yta eller i närheten därav förbättrar smältningen av råmaterialen, utöver att förebygga överflödiga konvektionsrörelser. Den högsta temperaturen åstadkommes där den krävs ur effektivitetssynpunkt. Det är alltid så att smält- ning kräver en märkbart högre temperatur än den temperatur som 465 570 6 krävs för omvandling av det smälta materialet. I den mån de maximala temperaturerna är fastlagda, så att man icke lö- per risk för att t.ex. elektroderna försämras, eller i än högre grad att elektrodernas stöd försämras, är det självklart att ju mera den högsta temperaturen är lokaliserad i omedelbar kontakt med materialen, som skall smältas, desto snabbare kom- mer smältningen att äga rum. Såsom kommer att framgå av exemplen resulterar detta i en särskilt hög produktionskapaci- tet per ytenhet hos ugnen. Omvänt gäller att genomströmningen kan minskas genom att sänka elektroderna, då nedåtgående elek- troder med justerbart djup utnyttjas. Den hetaste zonen ligger då på avstånd från ytan. Allmänt sett bibehålls temperaturen vid botten, under det att maximitemperaturen ligger längre ned.

Man åstadkommer på detta sätt lämpliga medel för att ändra ugnens genomströmning utan någon ändring av temperaturen vid botten och följaktligen temperaturen på glaset vid ugnens ut- lopp. Denna driftsflexibilitet är mycket markerad i samband med ugnar, för vilka produktionskraven ger upphov till betydande variationer i genomströmningen.

Användning av nedåtgående elektroder i enlighet med upp- finningen är även en fördel vid behandling av "opakt" glas med infraröd strålning. I händelse av "transparent" glas, överförs en icke oväsentlig del av smältenergin till råmaterialen genom strålning. I händelse av "opakt" glas, t.ex. glas innehållande en relativt hög andel järnoxíd, kan strålningen dock icke ske på samma sätt. Följaktligen är temperaturerna i närheten av elektroderna högre än i resten av badet, och ju lägre den ge- nomströmning är, som är associerad med driftsbetingelserna, desto mer markerad är skillnaden. Begränsningen av effekten av strålningen på smältningen av råmaterialen, då den hetaste zonen är lokaliserad i närheten av råmaterialen såsom är fallet i samband med uppfinningen, har fördelen att ge en lägre speci- fik förbrukning i förhållande till den hos ugnar, vari elektro- derna finns på bottnen. Ästadkommandet av temperaturgradienten såsom angivits ovan medför ytterligare fördelar. I synnerhet kan de termiska förlusterna genom väggarna begränsas mycket effektivt. Av exemplen kommer också att framgå att den termiska verknings- graden enligt uppfinningen år mycket tillfredsställande, dvs. 7 465 570 den mängd energi som krävs per massenhet av smält material är relativt liten under mycket varierade driftsbetingelser.

I samband med kontinuerlig drift har förekomsten av en temperaturgradient, varigenom de hetaste zonerna är vid ytan, också fördelar vad gäller kvaliteten hos det smälta materia- let. I motsats till vad som man kan konstatera i smälttankar eller -behållare, där elektroderna är fastsatta på bottnen el- ler väggarna, reduceras konvektionsströmmarna i badet till minsta möjliga, och kraftfulla omröringsrörelser hos materialet i badet undviks. Även om dessa omröringsrörelser tenderar att ge en viss likformighet vad gäller temperatur och kompositio- nens tillstånd över badet som helhet, sker det under genomsnitt- liga förhållanden som normalt icke motsvarar vad som krävs för användning.

I ugnar i enlighet med uppfinningen sker homogenisering endast per nivå. Om tappning sker ut från tankens eller behål- larens bas, blir materialets rörelse eller matning från toppen till botten likformig, med undantag för konvektíonsrörelser som är begränsade till de övre skikten. Under dessa förhållan- s den är det smälta material som lämnar ugnen i stor utsträck- ning raffinerat. Vidare kan den temperatur som man får vid ugnens botten regleras, varigenom man reducerar efterföljande, erforderliga justeringar då det smälta glaset skall användas.

Då det är önskvärt att upprätta en markant temperatur- skillnad mellan badets övre och undre delar, är det att före- draga att begränsa elektrodernas neddoppningsdjup. Då detta djup ökas, har det i själva verket befunnits att man får en nedåtriktad rörelse hos de hetaste zonerna, vilket åtföljs av en samtidig ökning i temperaturen vid bottnen för en och samma genomströmning. Om det är önskvärt att hålla temperaturen på bottnen konstant, samtidigt som man ökar neddoppningsdjupet, måste den avgivna effekten och följaktligen genomströmningen i ugnen reduceras samtidigt.

Detta speciella särdrag utnyttjas med fördel i enlighet med uppfinningen, då det i en given installation är nödvändigt att markant minska produktionen eller till och med stoppa denna.

I detta fall ökas elektrodernas neddoppningsdjup samt reduceras effekten. Genom att göra på detta sätt kan man hålla temperatu- ren på bottnen vid ett tillräckligt värde för att materialet 465 570 8 icke skall stelna eller ansamlas och att sakta av smältningen av ytskiktet eller till och med bringa denna att praktisk taget upphöra. I själva verket gäller att samtidigt som den hetaste zonen förflyttas i riktning mot ugnens botten, temperaturen vid kontakten med rämaterialskiktet minskas.

Ett anmärkningsvärt faktum är att om elektroderna är för- delade på ett tillfredsställande sätt, den termiska verknings- graden endast minskas mycket obetydligt till och med under des- sa "reducerade" driftsbetíngelser. Å andra sidan gäller att då det kan vara önskvärt att öka ugnens genomströmning, det kan vara en fördel att öka neddopp- ningsdjupet. På detta sätt kan större elektrisk effekt avges utan att man får alltför höga strömstyrkor i kontakt med elek- troderna. Även om den termiska verkningsgraden är mycket till- fredsställande i en situation av denna typ, kan man dock nor- malt konstatera en ökning av temperaturen hos det smälta glaset vid bottnen. För att begränsa temperaturökníngen vid bottnen i samband med en kraftig genomströmning, kan det även vara fördel- aktigt att icke öka neddoppningsdjupet, ehuru den avgivna effek- ten ökas, utan att ändra elektrodkonfigurationen på ett sådant sätt att de erbjuder en större yta vid oförändrat djup. Detta kan t.ex. uppnås genom ökning av elektrodernas diameter eller genom konstruktion av elektroderna i form av skivor anordnade horisontellt i badet. På detta sätt kan en viss temperaturgradi- ent upprätthållas även med hög genomströmning. Denna gradient kan dock bli mindre än den som skapades i samband med låga ge- nomströmningar.

De bästa arrangemangen av elektroderna i horisontalplanet är baserade på vad som sägs i dettidigare nämnda dokumentet.

Elektroderna är fördelade på ett regelbundet sätt över hela den fria ytan på badet. Vid trefasströmmatning anordnas elektro- derna i åtminstone en ordnad uppsättning av två rader av tre elektroder med lika inbördes avstånd. Varje elektrod i den första raden matas från en av strömfaserna R, S, T. Elektro- derna i den andra raden matas i omvänd ordning, dvs. T, S, R, så att de två elektroderna i mitten är i fas, under det att elektroderna vid ändarna är i olika faser. Avståndet mellan de två elektrodraderna är approximativt samma som avståndet mellan två elektroder i en och samma rad. I 9 465 570 Ovannämnda arrangemang kan kompletteras genom tillägg av ytterligare rader av elektroder anordnade i enlighet med samma principer som anges i det tidigare nämnda dokumentet.

Fördelningen av elektroderna i ett regelbundet arrangemang befrämjar naturligtvis likformighet hos temperaturerna även i den zon som svarar mot den neddoppade delen av elektroderna. I denna zon är temperaturen märkbart högre i den omedelbara när- heten av elektroderna, men skillnaderna i förhållande till det omgivande smälta badet minskas mycket snabbt, vilket ger till resultat att detta övre skikt kan betraktas såsom ett skikt med i hög grad likformig temperatur. Detta bekräftas av de nivå- visa temperaturmätningar som redovisas i utföringsexemplen.

Det är anmärkningsvärt att temperaturlikformigheten tyd- lig åstadkommes även i de zoner, som icke är belägna mellan utbyteselektroderna. De delar av badet som är belägna mellan elektroderna och sidoväggarna får temperaturer, som skiljer sig relativt litet från temperaturerna i de mera "centrala" zonerna. Temperaturen reduceras märkbart endast vid kontakt med väggarna, och temperaturlikformigheten som blir ett resul- tat av denna fördelning av elektroderna är också en faktor som garanterar god termisk verkningsgrad. Även om elektroder placerade längs väggarna skulle ge i motsvarande grad likformiga temperaturer, skulle man å andra sidan ha nackdelen av en väsentlig ökning av de termiska för- lusterna och mycket snabb erosion av de eldfasta materialen belägna nära elektroderna av skäl som redan tidigare omnämnts, dvs. lokalt: kraftig ökning av temperaturen och ökning av konvektionsrörelserna längs nämnda väggar. Såsom redan tidi- gare omnämnts skulle dessutom förekomsten av elektroder i när- heten av väggarna begränsa valet av eldfasta material, som bil- dar smälttanken eller -behållaren, och detskulle vara svårt att använda konduktiva eldfasta material.

Av de skäl som just har redovisats är elektroderna i utfö- randena i enlighet med uppfinningen placerade på ett visst av- stånd från sidoväggarna. Under normala driftsbetingelser med i synnerhet glas, som är resistift i liten eller medelmåttig utsträckning, är nämnda avstånd med fördel icke mindre än halva det avstånd, som åtskiljer två angränsande utbytbara elektroder.

Detta avstånd är företrädesvis av samma storleksordning som det 465 570 10 svarande mot avståndet som åtskiljer två angränsande elektroder.

De avstånd som redovisas ovan hänför sig till mera vanliga glas av kvarts-alkali-kalcium-typ, vari alkaliinnehållet är relativt högt. Avståndet mellan utbyteselektroderna kan också vara mindre i händelse av ett mera resistift glas, i synnerhet glas för användning vid produktion av förstärkningsfibrer, vars alkaliinnehåll är markant mindre. Elektrodernas avstånd från ugnsväggarna kan vara jämförelsevis större i fallet med glas av denna typ än i fallet med mindre resístift glas.

Allmänt gäller att det under bibehållande av de förhållan- den avseende elektrod-väggavståndet, som just har diskuterats, kan vara fördelaktigt enligt uppfinningen att ändra avstånden mellan elektroderna som funktion av tillståndet hos det mate- rial som behandlas. Det är icke endast fråga om att beakta gla- sets resistivitet, då produktionsförhållandena har uppnåtts, utan också att alltefter behov anpassa smältningskonfigura- tionen i dess helhet till de speciella förhållanden som är hän- förbara till tillämpningen därav. I det senare fallet kan det vara fördelaktigt att starta smältprocessen med elektroder som ligger nära varandra, varvid avståndet progressivt ökas allt- eftersom materialen smälter.

Fördelningen av elektroderna på det sätt som just har be- skrivits medför ett speciellt anordnande av ugnen. Ehuru man skulle kunna tänka sig att helt enkelt införa elektroderna ge- genom öppningar utformade i det tak av eldfast material, som täcker smältbadet, tillåter detta arrangemang icke att elektro- derna bibringas rörelse vid badets yta eller en klart likformig tillförsel av råmaterialen. Oavsett vilka matningsorgan som väljs, måste de kunna täcka hela ytan med ett så likformigt la- ger som möjligt av pulverkomposition under drift av ugnen, och förekomsten av elektroder eller elektrodhållare som passerar genom taket utgör ett hinder för rörelse hos de organ varmed kompositionen fördelas. Av dessa skäl är i enlighet med uppfin- ningen elektroderna fästade på stöd eller hållare, som hänger ut över smälttanken eller -behållaren från sidorna därav. Organen för fördelning av kompositionen är anordnade på ett sådant sätt att de rör sig ovanför elektroderna och deras hållare. Även om skiktet av komposition som avsetts på ytan på smälta badet ger ett skydd mot termiska förluster, är det att 11 465 570 föredraga att ha ett tak av eldfast material ovanför badet.

Förekomsten av ett tak är fördelaktigt särskilt i samband med start eller då någon belastning icke föreligger, då det skyd- dande skiktet av råmaterial antingen saknas eller har mycket liten tjocklek. I arrangemanget enligt uppfinningen innebär detta att elektrodhållarna är anordnade mellan tankens eller behållarens eldfasta sidoväggar och taket.

Det torde vara uppenbart att utrymmet som finns mellan tankens eller behållarens vertikala väggar och taket företrädes- vis är så litet som möjligt för att begränsa de termiska för- lusterna. Vi har också sett att det bör vara möjligt att ändra elektroderna mycket snabbt för ersättande av en utsliten kompo- nent eller för att ändra konfigurationen på den del av elektro- den, som är neddoppad, t.ex. för ändring av längden på elektro- den. Uppfyllande av dessa två krav innebär att elektrodhållarna bör vara rörliga och att elektrodhâllarens rörelse för avlägs- nande av densamma frân det utrymme, som definieras av tanken eller behållaren och det eldfasta taket, kan ske i ett begränsat utrymme.

I fortsättningen kommer uppfinningen att beskrivas mera i detalj under hänvisning till ritningen, på vilken: Figur 1 är en schematisk vy som visar ett längdsnitt genom en elektrisk smälttank eller -vanna i enlighet med uppfinningen, Figur 2 är en sektionsplanvy vid vannans smala utlopp, som visas i Figur 1, Figur 3 är ett kurvdiagram som visar den erhållna tempera- turgradienten relaterad till nivåläget i vannan vid olika drifts- moder, Figur 4 visar resultatet av temperaturmätningen vid olika genomströmningsförhållanden, Figur Sa och Sb visar temperaturvariationerna över vannans bredd på olika nivåer och för två olika driftsförhållanden, Figur 6 är ett kurvdiagram som visar temperaturen vid bottnen som funktion av genomströmingen hos en ugn i enlighet med uppfinningen och hos en ugn med elektroderna anordnade på bottnen, Figur 7 är ett kurvdiagram som visar energiförbrukningen som funktion av genomströmningen för de två typer av ugnar som redovisades i Figur 6, 465 570 12 Figur 8 är en schematisk sektionsvy som visar ett sätt att anordna en elektrod odidess hållare i enlighet med uppfinningen, Figur 9 är en vy som visar ett sätt att fördela råmaterial- kompositionen i en ugn i enlighet med uppfinningen, samt Figur 10 är en partiell sektionsvy som visar ett sätt att utforma elektrodhâllaren.

Vannan som visas i längdsektion i Figur 1 och i en topp- planvy i Figur 2 har den allmänna konventionella form som gäller för vannaugnar som speciellt arbetar med brännare. Vannan är uppbyggd av eldfasta material och dess dimensioner kan varieras i beroende av produktionsvolymen ifråga. Vi kommer emellertid att se att ugnarna i enlighet med föreliggande uppfinning gör det möjligt att erhålla hög specifik genomströmning eller pro- duktivitet. Med andra ord kan ugnsytan för en given genom- strömning vara relativt liten. Det är också betydelsefullt att understryka att metoden för upphettning av ugnen i enlighet med uppfinningen gör det möjligt att arbeta under förhållanden, som kan vara mycket reducerade relativt nominella genomströmningar, utan att detta ger någon väsentlig nackdel och i synnerhet utan att det blir några överdrivna ändringar i den specifika för- brukningen. Vannan har ett djup som är jämförbart med vad som normalt väljs för denna typ av ugn. Minsta möjliga djup är att föredraga för att man på ett lämpligt sätt skall åstadkomma den vertikala temperaturgradienten och för att göra det möjligt att utvinna det relativt väl raffinerade eller luttrade glaset direkt från vannans botten. Ett dylikt minimivärde kan fast- läggas till approximativt 500 mm smält material. Med den möj- lighet som uppfinningen ger att ändra elektrodernas neddopp- ningsdjup över ett brett område är det möjligt att vid behov använda djupare vannor än normalt, t.ex. vannor vari smälta badets höjd överstiger 1500 mm.

I det visade utförandet uttages det smälta materialet ge- nom ett utlopp (hals) 2, som är anordnat på vannans ena sida och på samma nivå som bottnen 3. I detta utförande står utlop- pet 2 i direkt förbindelse med "matare" eller kammare 4 som leder det smälta materialet till de olika omvandlingsställena.

Extra elektroder 5 och 6 är anordnade nära eller i utlop- pet och på bottnen och dessa elektroder kan utnyttjas för att hålla materialet i smält tillstånd, då genomströmningen har 465 570 stoppats eller minskats mycket kraftigt, eller för att förhindra att den lilla mängd material som finns i utloppet stelnar.

Elektroderna 5 och 6 kan dessutom användas för att justera temperaturen på det uttagna materialet. Under normala drifts- förhållanden är det inte nödvändigt att mata dessa elektroder.

I samtliga fall gäller att då elektroder av denna typ före- ligger på bottnen den avgivna effekten på denna nivå alltid är mycket begränsad jämfört med den som utnyttjas för att ge smält- ning med hjälp av de nedåtgående elektroderna, så att erosions- fenomen icke behöver beaktas. Såsom exempel kan anges att störs- ta avgivna effekt vid elektroderna 5 och 6 icke överstiger 1/20 av vad som tillförs de sex neddoppade elektroderna i det visade exemplet.

I det i Figur 1 visade arrangemanget är bottnen horison- tell, och detta är den vanligaste formen i vannor. I själva verket är det till och med nästan väsentligt, då elektrisk smältning sker med hjälp av elektroder anordnade på bottnen och då man eftersträvar att uppnå en klart likformig upphettning.

I fallet med nedhängande eller neddoppade elektroder blir bot- tenkonfiguratíonen i praktiken opåverkad härav, varför det är möjligt att t.ex. tänka sig en botten som är något lutande i riktning mot utloppet. Det är också möjligt att anordna utlop- pet var som helst på bottnen och i synnerhet vid ugnens mitt.

I exemplet enligt Figur 1 och 2 är antalet nedhängande elektroder sex stycken. De matas företrädesvis med trefasström och fördelningen av faserna (R, S, T) är såsom visas i Figur 2. Denna fördelning gör det möjligt att få god fasjämvikt och i hög grad likformig energiavgivning över hela smälta badet.

De neddoppade elektroderna 7 är också åtskilda med regel- bundna intervall och på ett sådant sätt att var och en är be- lägen väsentligen i mitten av en zon av badytan, varvid samtli- ga zoner har samman storlek. I detta arrangemang ligger elektro- derna 7 på ett tillfredsställande avstånd från de eldfasta sido- väggarna 8. Avståndet som åtskiljer två angränsande elektroder är i det visade exemplet av samma storleksordning som det av- stånd som åtskiljer elektroden från närmaste vägg 8. Såsom ti- digare har angivits skulle avståndet kunna vara mindre, men av- ståndet mellan väggen och elektroden är företrädesvis icke mind- re än halwadet avstånd som finns mellan två angränsande elektro- 465 570 14 der.

Antalet elektroder som används är en funktion av ugnens yta och följaktligen av dess genomströmning eller produktivitet. I samband med ugnar med större kapacitet är arrangemanget med tre- fasmatning av elektroderna med fördel det som beskrivs i den tidigare nämnda ansökningen. Det är i synnerhet möjligt att applicera uppfinningen för åstadkommande av ugnar, vars konfigu- ration svarar mot dubbla längden på vannan, vilket är ekviva- lent med placering av två enheter ände vid ände, såsom visas däri. Andra konfigurationer är naturligtvis möjliga, men de krä- ver särskilda arrangemang för elektrodhållarna i förhållande till de konstruktioner som presenteras senare i form av exempel.

Figur 1 visar smältabadet 9 täckt med ett kontinuerligt skikt av råmaterial 10. Skiktet, som är så likformigt som möj- ligt, kan variera i tjocklek i enlighet med driftsbetingelserna.

Under drift upprätthålls företrädesvis en minsta tjocklek av storleksordningen 100 mm, så att smältabadet termiskt isoleras från atmosfären. En större tjocklek kan föredragas, men i prak- tiken går man inte över ett värde på 300 mm, som icke ger några fördelar och som skulle kunna resultera i betydande oregelbun- denheter i tjockleken relaterat till de primära zonerna för smältningen.

Såsom visas i Figur 1 sträcker sig elektroderna 7 genom ytlagret av råmaterial och ned i smältabadet. Neddoppnings- djupet är en funktion huvudsakligen av den genomströmníng, var- med man arbetar, ehuru strömstyrkan vid elektrodytan också är av betydelse, Då man har en hög genomströmníng, gäller det att välja en kompromiss mellan den fördel, som man får genom upp- värmning vid ytan med ringa neddoppning, och behovet att hålla strömstyrkan inom tekniskt acceptabla gränser. I samband med dylika höga genomströmningar hålls djupet med fördel helst under 2/3 av badets djup, företrädesvis under halva detta djup.

Då genomströmningen är mindre kan det vara fördelaktigt, såsom tidigare har omnämnts, att förflytta de hetaste zonerna mot djupare liggande nivåer. I detta fall kan elektroderna med fördel sänkas ned till halva djupet eller till och med mer, t.ex. till 3/4 därav.

Såsom exempel kan anges att för en given ugn och ett givet elektrodarrangemang och med en genomströmning eller kapacitet 465 570 av 3 ton per dag och m2 av vannan elektroderna är neddoppade till en tredjedel av badets djup, under det att vid en genom- strömning som är begränsad till 1 ton det är fördelaktigt att neddoppa elektroderna till 3/4 av djupet.

I samtliga fall bör den neddoppade elektrodens yta vara kompatibel med de strömstyrkor som kan klaras av utan att man får alltför kraftig erosion. I praktiken väljer man elektro- der med en diameter som är tillräcklig för att man skall gå förbi denna inskränkning. D Figur 3 visar hur temperaturgradienten upprättas i den ovan beskrivna vannan i samband med en produktionstakt av 1,5 ton per m2 och per dag. Temperaturen är uppmätt systema- tiskt på de olika nivåerna.

I detta kurvdíagram är råmaterialsskiktet och nivån för det smälta materialet i matarkammaren representerade genom horisontella streckprickade linjer. I det studerade exemplet svarar kompositionsskiktets tjocklek mot de två streckprickade linjer, vilka är längst bort från varandra. Denna tjocklek är omkring 200 mm.

Temperaturkurvan Å svarar mot mätningar tagna längs ver- tikallinjen genom punkten 11 i Figur Z, under det att kurvan Q har ritats för en vertikallinje belägen 100 mm från en elektrod § under samma driftsbetingelse.

Såsom en första approximation kan man anse att dessa två kurvor representerar de två extremgränserna för temperaturen som observerats för varje nivå under samma driftsbetingelse.

För dessa två kurvor är neddoppningsdjupet nägot mindre än en tredjedel av badets djup.

Det första särdraget hos dessa kurvor är att temperaturen är högre i närheten av elektroden. Skillnaden är störst i den högsta zonen och minskar allteftersom man närmar sig botten.

Temperaturskillnaden som föreligger på denna nivå hänför sig väsentligen till det mera "centrala" läget för mätpunkten i närheten av elektroden §, vilket innebär att den är mindre ut- satt för kylande inverkan från väggarna än i det andra fallet.

Ett andra särdrag hos dessa kurvor är att med undantag för den övre delen av badet, som är i omedelbar kontakt med den komposition som skall smältas, kurvorna visar en regel- bunden temperaturminskning från toppen och nedåt. Skillnaden 40 16 465 570 mellan maximitemperaturen och minimitemperaturen längs samma vertikallinje är approximativt ZOOOC.

I det studerade exemplet gäller att maximitemperaturen för de mindre heta zonerna svarar mot kurvan ß och är belägen approximativt på ett djup svarande mot elektrodernas ände. I de hetare zonerna (kurvan §) är maximivärdet beläget något när- mare ytlagret.

Kurvan Q motsvarar kurvan Å, då elektroden är neddoppad till ett djup av 3/4 av badets djup, varvid genomströmningen är densamma. I detta fall kan man se en mycket väsentlig ök- ning av maximitemperaturen relativt det tidigare fallet. Detta maximivärde hålls praktiskt taget lika över en stor del av badets höjd, under det att temperaturen vid botten är ökad med mer än 100°C. Neddoppning till ett dylikt djup är fördelak- tigt i samband med en mindre genomströmning. I detta fall blir resultatet att den avgivna effekten reduceras och samman- hängande därmed att ugnens genomströmning reduceras. Tempera- turen vid botten kan också minskas till värdet enligt kurva g.

Temperaturprofilen Q ligger nära den som kan konstateras hos likartade ugnar, vars elektroder är belägna i botten.

Det är intressant att jämföra dessa kurvor med kurvorna i Figur 4, som illustrerar samma temperaturprofiler för olika genomströmningar (kurvan § svarar mot approximativt 2,4 ton per dag_och m2 och kurvan E mot approximativt 3 ton). I dessa exempel är neddoppningen densamma som den som svarar mot kurvan å.

Man kan konstatera en allmän temperaturökning som funk- tion av genomströmningen. Det är dock anmärkningsvärt att man genom att hälla elektroden i den övre delen av badet i prakti- ken kan dubblera genomströmningen genom erhållande av en tem- peratur vid botten som är jämförbar med den som uppmäts i fal- let med kurvan Q. Detta illustrerar väl fördelen med att be- gränsa neddoppningsdjupet.

I Figur 3 svarar kurvan D mot en mätning likartad med den för kurvan å för ett mera "opakt" glas. Glaset ifråga har en järnoxidhalt av 0,60, under det att kurvan Å motsvaras av ett innehåll av 0,20. Närvaron av denna oxid orsakar en väsentlig absorption av infraröd strålning. En jämförelse mellan kur- vorna é och D visar en relativt liten påverkan av huruvida det behandlade glaset har mer eller mindre "opak" karaktär. I syn- 17 465 570 nerhet vårmateriallagrets temperatur och maximitemperaturen blir praktiskt taget oförändrade, under det att temperaturen vid botten reduceras med approximativt ZOOC. Å andra sidan gäller att i samband med ugnar, vari elektroderna är instal- lerade i bottnen, det är känt att en ökning av järnoxidinne- hållet kräver en väsentlig ökning av maximitemperaturen och av temperaturen vid botten för bibehållande av temperaturen vid kontakten med ytlagret.

Figur Sa visar hur temperaturerna rör sig vid olika nivåer i badet (0, 300, 600 och 900 mm ovanför bottnen). Mätvärdena är tagna tvärs vannan i det vertikalplan som går genom punkten 11. Kurvorna visar en hög grad av likformighet hos temperaturerna som avkänts på samma nivå, dock med undantag för de som hänför sig till ytlagret och som är mera känsliga för lokala variationer härrörande från konvektionsströmmar nära elektroderna. Skillnaden blir dock även i detta fall begränsad till omkring so°.

Kurvorna i Figur Sa har ritats för en genomströmning av 1 ton/m2 per dag. Kurvorna i Figur Sb är av samma typ men sva- rar mot en genomströmning av 2,5 ton/m2 per dag. I det senare fallet har en allmän ökning av temperaturerna konstaterats vid samtliga nivåer inkluderande botten. Temperaturgradienten mellan botten och den hetaste nivån är mindre utpräglad än i det föregående fallet och omfattar omkring ett hundratal grader.

Det faktum att temperaturen i den zon som är i omedelbar kon- takt med kompositionen, är lägst återspeglar storleken på de termiska förlusterna vid denna nivå (förluster som ökar allt- eftersom temperaturen ökar).

I ljuset av dessa resultat har en systematisk studie gjorts av variationerna i maximitemperaturerna vid ugnens bot- ten som funktion av genomströmningen. Denna studie genomfördes samtidigt på ugnen enligt uppfinningen (II) och på den likarta- de ugn, i vilken elektroderna är installerade i bottnen (I).

Dessa mätningar genomfördes vid produktion av ett glas tillverkat av konventionella råmaterial, närmare bestämt kalcinerad dolomit och 10 viktprocent krossglas. Det produce- rade glasets sammansättning är som följer: 465 570 W sioz 64,55 Nazo 15,60 A1203 3,35 K20 1,35 cao 7,25 B203 3,00 Mgo 3,00 F 0,60 Denna typ av glas används särskilt för produktion av iso- leringsfibrer.

Resultaten återges i Figur 6 och visar i båda fallen en samtidig ökning av temperaturen och genomströmníngen. För samtliga genomströmningar är temperaturerna hos ugnen enligt uppfinningen lägre än temperaturerna hos ugnen med elektroder på bottnen. Även om den konstaterade temperaturskillnaden, som utgör en fördel för ugnen enligt uppfinningen är i lika grad större som genomströmníngen är lägre kvarstår det alltjämt omkring 500 för genomströmningar i området kring 3 ton/m2 per dag. Denna skillnad är dock mycket betydelsefull vad gäller de eldfasta materialens livslängd. Denna fördel kan Visa sig på olika sätt. Om det är så att man anser att en acceptabel förslitning av det eldfasta materialet är en funktion av en viss temperatur, som icke bör överstigas, kan man genom att använda en ugn enligt uppfinningen göra det möjligt att få genomströmningar, som skulle vara uteslutna i samband med en ugn med elektroder på bottnen. Såsom exempel kan anges att om man har kisel-natríum-kalcium-glas av tidigare nämnd typ i ugnar i enlighet med uppfinningen och har en genomströmning, som är lika med eller större än 2,5 ton/m2 och per dag, tem- peraturen på botten kan hållas vid mindre än 1400°C.

Ugnar i enlighet med uppfinningen utmärks också av sin relativt låga specifika förbrukning. Denna kan åtminstone del- vis förklaras av de lägre temperaturer, som har konstaterats tidigare och som resulterar i en reduktion av de termiska för- lusterna. Denna mekanism är emellertid icke den enda som skall beaktas vid bestämning av förbrukningen, såsom visas av kur- vorna i Figur 7, vilka kurvor har ritats för de två tidigare jämförda ugnarna. Den specifika förbrukningen reduceras i själva verket i båda fallen, då genomströmníngen ökar, under det att temperaturen ökar såsom visas i Figur 6. Hur det nu än förhåller sig därmed, kan man i fallet med uppfinningen (II) för smältning av samma råmaterial under samma förhållanden, konstatera en specifik förbrukning som är ungefär 10-15% lägre lg 465 570 i enlighet med temperaturen. Den konstaterade skillnaden är i samma utsträckning större som genomströmningen är mindre.

Vid drift med en genomströmning av 1 ton/m2 per dag överstiger den specifika förbrukningen för smältning av nämnda kisel- -natrium-kalcium-glas sålunda icke 1000 kWh per ton.

Ugnen i enlighet med uppfinningen uppvisar på ett anmärk- ningsvärt sätt en specifik förbrukning som varierar ringa med genomströmningen. Denna "flexibilitet" vad gäller driften får man utöver den som omnämnts tidigare i anslutning till möjlig- heten att arbeta med större genomströmning.

För att uppnå de prestanda som angivits måste man se till att badet täcks likformigt med råmaterial som bildar ett isole- rande skikt. Fördelningen av dessa råmaterial måste följaktli- gen inbegripa vannans hela yta. Tekniker som möjliggör en dy- lik fördelning är kända och används allmänt i elektriska smält- ugnar, vari elektroderna är installerade i bottnen. Det rör sig i synnerhet om bandtransportörer, som matas kontinuerligt och vars ände som utmatar råmaterialen bringas att svepa över hela ytan genom en serie av kombinerade translationsrörelser. Man använder även anordningar, varvid utmatningen sker samtidigt över vannans hela bredd, varvid anordningen även förskjuts i form av en translationsrörelse för att täcka vannans hela längd.

Oavsett fördelningen sker på "punkt"- eller "linje"-basis, måste det vara möjligt att förflytta fördelningsorganen fritt ovanför vannan. Man måste därför vidtaga åtgärder för säker- ställande av att om neddoppade elektoder utnyttjas dessa icke kan hindra rörelsen ifråga. Figur 8 visar ett sätt att anordna en ugn i enlighet med uppfinningen, så att dessa förhållanden uppfylls.

I Figur 8 visas endast en del av ugnen. I figuren visas schematiskt den eldfasta vannan bestående av en botten 3 och sidoväggar 8. Ovanför vannan är det eldfasta taket 12 upphängt i en metallram, som är delvis visad och som skjuter ut över ugnen.

Matningen av ugnen sker medelst en fördelare 13 av linjär typ, vilken sträcker sig över vannans hela bredd. Denna för- delare 13 kan förflyttas genom att rulla på en skena 14, som är upphängd på ramen, som visas mycket begränsat genom en ver- 465 57o N tikal balk 15.

Figur 9 visar på ett schematiskt sätt fördelarens rö- relse. I läge A laddas fördelaren 13 med råmaterial från en materialficka 16, som är belägen vid vannans ena ände och utanför ugnens ínneslutning. Så snart laddningen eller påfyll- ningen har utförts, förflyttas fördelaren till ett läge ovan- för vannan. Fördelningen startar från läget B. Denna mekanism frisläpper kontinuerligt i förväg bestämda mängder av komposi- tionen över vannans hela bredd. Fördelaren 13 förflyttas på ett regelbundet sätt till läget Q, som svarar mot vannans ände.

Längs denna bana utmatar fördelaren kompositionen med regel- bundna intervall. Fördelaren förs därefter tillbaka till läget A. Fördelningen kan äga rum enbart under den framåtgående rö- relsen eller både under den framåtgående och den återgående rörelsen. Under fördelarens 13 rörelse fylls fickan 16 på.

Fickan kan matas kontinuerligt medelst godtyckliga organ, i synnerhet medelst en bandtransportör. Härpå börjar en ny cykel.

Det tillförselsätt som just har beskrivits förutsätter att anordningen kan röra sig fritt mellan vannan och taket.

Endast den ände på ugnen som är motsatt den sida där fickan 16 är placerad kan vara tillsluten med eldfast material. I en- lighet med uppfinningen är dock rörliga eldfasta väggar, såsom den som visas vid 17, anordnade på ugnens 3 öppna sidor. Badet kan isoleras från den omgivande atmosfären medelst dessa väg- gar 17, då de sänks ner så att de vilar på vannans sidoväggar 8.

Detta arrangemang uppnyttjas, då ugnen är i "vilotillstånd" och det icke längre är nödvändigt att inmata material. Genom tillstängningen undviks kraftiga termiska förluster, och badet kan klara sig utan tillförsel av energi utifrån under flera timmar.

De rörliga väggarna 17 sänks normalt ned efter det att elektroderna 7 har lyfts upp, såsom redovisas senare. Det är emellertid även möjligt att utforma öppningar i väggarna 17 i motsvarighet till läget för elektrodbärarmarna 18. Ugnsinne- slutningen kan sålunda i praktiken stängas till under bibehål- lande av elektroderna i läge. Med detta arrangemang kan man följaktligen tillföra den värme som krävs för att hålla ugnen i vilotillstånd under längre perioder.

Den ovan beskrivna typen av fördelare 13 är fördelaktíg, 21 465 570 då det utrymme som den upptar i praktiken begränsas av själva ugnen. Den är särskilt användbar då uppfinningen appliceras för omvandling av en ugn, som drivs med fossil energi, till en elektrisk ugn. I ugnar, som är utrustade med brännare, sker inmatningen av kompositionen i ugnen i själva verket nor- malt på punktstreckbasis vid vannans ena ände. Man har därför icke föranstaltat om spelrum kring ugnen, som skulle möjlig- göra installation av skrymmande inmatningsutrustning.

Då frågan om utrymme icke behöver beaktas, kan man ha andra inmatningsorgan och i synnerhet sådana som innefattar en rörlig bandtransportör ovanför vannan. I detta fall är transportören normalt anordnad på ena sidan om vannan, och den är tillräckligt lång för att dess ände skall nå den andra sidan på vannan i samband med dess rörelse. Då transportören däremot är i sitt tillbakadragna läge, dvs. då dess ände är belägen invid vannans närmaste kant, bör det vara möjligt för transportören att skjuta ut från ugnen åtminstone i motsvarig- het till vannans hela bredd.

Vilket sätt man än väljer för inmatningen, är systemet anordnat ovanför elektroderna och elektrodhållarna, såsom vi- sas särskilt i Figur 8. Fördelningen sker líkformigt utan hän- synstagande till närvaron av nämnda komponenter i komposi- tionens fallbana. I praktiken har elektroderna och deras hål- lare tillräckligt liten sektion för att icke störa en till- fredsställande fördelning. För aU:förhindra ansamling av kom- Imsithnxpå armarna 18 är det dessutom fördelaktigt att ge dem en rundad profil. Exempelvis kan armar med cylindrisk sektion användas.

I samband med driftsändringar som inbegriper byte av elektroder, eller i samband med att ugnen bringas i “viloläge", är det fördelaktigt att dra tillbaka elektroderna från smälta badet. Figur 8 visar ett annat, särskilt enkelt arrangemang, som gör det möjligt att utföra denna operation. I det visade utförandet är elektroden fastsatt vid änden på en arm 18. Den- na arm inrymmer, såsom kommer att framgå senare, samtliga elektriska ledningar och ledningar för kylfluid.

Armen 18 är ledbart upphängd vid 19 på en axel, som till- låter att armen och elektroden tillsammans kan svängas ut från ugnen. I detta syfte väljs formen på armen och läget för Z0 465 570 22 ledpunkten som funktion av det tillgängliga utrymmet mellan sidoväggarnas 8 övre kant och de eldfasta materialen, som är anordnade ovanför vannan. Ju mindre dimensioner ugnen har, relativt sett, desto lättare är det att åstadkomma detta arrangemang. Då armens 18 längd överstiger ett visst värde, är det icke längre att tänka sig att låta armen vara svängbar.

Av samma skäl är det i det ugnsutförande som svarar mot Figur 1 och 2 fördelaktigt att anordna tre elektrodbärande armar på den ena sidan om ugnen och tre på den andra sidan av ugnen. Icke desto mindre kan man tänka sig andra arrange- mang, som tillåter att bärarmarna förs in från enbart ena si- dan av ugnen, varigenom det blir möjligt att dra tillbaka elektroderna och deras hållare. I samtliga dessa fall bör dessa arrangemang, som t.ex. kan kräva användning av armar som är rörliga såväl vad gäller rotation som vad gäller translation, användas då fler än två rader av elektroder före- kommer i ugnen.

Möjligheten att förflytta elektrodhållaren i ett hori- sontalplan är för övrigt nödvändig, då det är önskvärt att ändra elektrodernas läge relativt varandra i samband med sär- skilda driftsätt. Denna rörlighet kan säkerställas medelst konventionella medel, t.ex. genom att man placerar enheten 19 som uppbär elektroden på en rörlig vagn eller med hjälp av en teleskopisk hållare 18.

Ett särdrag hos de organ som kommer till utnyttjande i enlighet med uppfinningen består i att elektrodens neddopp- ningsdjup kan regleras. I de tidigare förslagen kan man även- ledes finna system som föreslår en ändring i neddoppningen, ehuru denna ändring normalt blir ett resultat av en förskjut- ning av själva elektrodkroppen i ett komplext system, som tjänar till att uppbära elektroden, eller genom förskjutning av själva hållaren.

Den andra lösningen är icke tillfredsställande av föl- jande skäl. Elektroder som används för elektrisk smältning av glas är utförda av molybden, under det att hållarna därför normalt är utförda av värmeresistent stål. För att förhindra att molybdenet oxiderar i luften är förbindningen mellan elektroden och hållaren belägen under smälta badets nivå, så att allt molybden är nedsänkt och sålunda förhindras att 23 465 570 oxidera genom kontakt med atmosfären. Å andra sidan är hålla- ren nedsänkt endast i sådan utsträckning som är direkt nöd- vändig för att förhindra alltför snabb förslitning vid ifråga- varande nivå, även om denna ände på hållaren kyls intensivt i syfte att ytterligare begränsa förslitningen. Man kan därför icke tänka sig att reglera neddoppningsdjupet via djupet för hållaren. Den senare måste nämligen intaga ett konstant läge relativt ytan på smälta badet.

Vad gäller den första lösningen, dvs. förflyttning av elektroden i ett hållarhölje, kräver den mekanism, som i be- traktande av anordnandet av hållarna i enlighet med uppfinningen nödvändigtvis måste vara placerade på den del av hållaren, som är belägen i ugnens inre område. Detta skulle medför en ökning av hållarens volym. Vi har sett att det för erhållande av en god fördelning av kompositionen det är önskvärt att hållaren upptar så litet utrymme som möjligt. Denna lösning är därför icke en lämplig sådan. Placering av en reglermekanism inne i ugnen, med de resulterande påkänningar och den oxidering som denna mekanism därvid utsätts för även om den är av en enkel typ, befrämjar dessutom icke mekanismens livslängd.

I enlighet med uppfinningen ordnar man följaktligen för reglering av längden av den neddoppade elektroden genom val av lämplig elektrodkopp. Utbyte av en elektrod mot en annan är en relativt enkel operation i de föredragna konstruktiva utfö- randena. Utsvängning av armen 18 gör elektrodkroppen direkt åt- komlig. Dess fastsättning vid hållaren kan vara relativt enkel, såsom visas i Figur 10. Det kan speciellt röra sig om fast- skruvning av elektrodkroppen 7 på en motsvarande, gängad ände på hållaren.

I utförandet enligt Figur 10 innefattar elektrodhållaren två delar. Den första består av armen 18. I denna är i synner- het ledningar 21, 22 för cirkulation av kylvätska anordnade.

Armen 18 uppbär också en elektrisk kabel 23. Ledningarna 21, ZZ och kabeln är fastsatta på en isolerande platta 20, på vilken en motsvarande ledande platta 25 är anbringad, vilken senare platta är i ett stycke med elektrodhållaren 26.

Hållaren 26 består av tvâ koncentriska cylindriska rör, som medger cirkulation av kylvätska ända till den ände 20, som uppbär elektroden. I syfte att effektivt skydda förbind- 465 570 M ningen mellan hållaren 26 och elektrodkroppen 7 är det inre röret 27 företrädesvis utsträckt till den gängade plugg 20, som tillsluter det yttre rörets 28 ände.

I detta utförande är förbindningen mellan armen 18 och hàllaren 26 placerad djupt inne i ugnen. Samtliga anslutningar för kylvätskeledníngarna 21, 22 och för den elektriska kabeln är med andra ord utsatta för höga temperaturer. I praktiken är det att föredraga att ha dessa anslutningar tillbakaflyttade till ugnens utsida eller åtminstone till i nivå med dess väggar.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 465 570 25 PATENTKRAV

1. Teknik för elektrisk smältning av glasbildande mäng i en eldfast vanna, vari energi avges genom joule- -effekt in i den smälta massan från vertikalt nedåt- skjutande elektroder, varvid kompositionen som skall smältas sprids i ett jämnt lager på smältabadets yta, k ä n n e t e c k n a d av att smältabadets djup är åt- minstone 500 mm och att elektroderna anordnas på avstånd från vannans eldfasta väggar, så att avståndet som åt- skiljer elektroden från närmaste sidovägg är åtminstone hälften av det avstånd som åtskiljer två närbelägna elektroder, varvid läget för nivån med högsta temperaturen regleras genom elektrodernas neddoppningsdjup.

2. Teknik enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att under produktionsförhållanden elektrodernas ned- doppningsdjup icke överstiger 3/4 av smältabadets djup. k ä n n e t e c k n a d av att under produktionsförhållanden elektrodernas ned-

3. Teknik enligt krav 1, doppningsdjup icke överstiger halva smältabadets djup.

4. Teknik enligt något av föregående krav för pro- duktion av kisel-alkali-kalcium-glas med mer än 2,5 ton per dag och per m2 ugn, varvid temperaturen på bottnen hålls vid ett värde mindre 1400°C.

5. Teknik enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att energiförbrukningen per ton pro- ducerat kisel-alkali-kalcium-glas är mindre än 1000 kWh för alla driftsförhållanden över 1 ton per dag och m2 ugn.

6. Elektrisk smältugn för glasbildande mäng, vari smältningsenergin avges genom joule-effekt in i den smälta massan, varvid elektroder är neddoppade vertikalt från badets (9) yta genom det lager (10) av komposition som skall smältas och som täcker smältabadet, k ä n n e - t e c k n a d av att den innefattar en eldfast vanna, varvid elektroderna (7) som matas med trefasström är fördelade i ett regelbundet arrangemang över badets yta och är fördelade på ett ordnat sätt innefattande åt- 465 570 10 15 20 25 30 35 26 minstone två rader om tre elektroder, där varje elektrod i en rad matas från en av tre tilldelade faser (R, S, T), varvid fasordningen för elektroderna i den andra raden är omkastad (R, S, T och T, S, R) på ett sådant sätt att de två elektroderna i mitten är i fas och ändelektroderna i raderna har olika faser, varjämte avståndet som åtskiljer två rader approximativt är lika med avståndet som åt- skiljer två elektroder i samma rad och avståndet mellan vannans eldfasta väggar (8) och närmaste elektrod är åt- mintone halva avståndet som åtskiljer två angränsande elektroder och varjämte smältabadets djup är åtminstone 500 mm.

7. Smältugn enligt krav 6, n a d av att elektroderna (7) är uppburna i rörliga hållare (18, 26), varvid förbindningen mellan hållare och elektrod är belägen omedelbart under smältabadets yta och komponenterna som bildar elektroderna (7) är utbytbara, varjämte en uppsättning komponenter (7) med olika längder gör det möjligt att ändra neddoppningsdjupet och följakt- ligen nivån för den zon i smältabadet som bringas till den högsta temperaturen._ k ä n n e t e c k -

8. Smältugn enligt något av kraven 6 till 7, k ä n n e t e c k n a d av att smältvannan har ett över- liggande eldfast tak (12), varvid elektroderna (7) och de elektroderna uppbärande komponenterna (18, 20) är införda i utrymmet beläget mellan taket (12) och vannan via ugnens sidor utan att passera genom taket.

9. Smältugn enligt något av kraven 6 till 8, k ä n n e t e c k n a d av att elektroden (7) och dess hållare (26) är anordnade på en arm (18), som är ledbart lagrad på en axel (19), varvid armens (18) konfiguration och läget för axeln (19) gör det möjligt att ta ut elektroden och dess hållare genom svängning av armen (18) kring axeln (19).

10. Smältugn enligt något av kraven 6 till 9, k ä n n e t e c k n a d av att inmatning av komposition som skall smältas är anordnad att ske med hjälp av en 10 15 20 25 30 35 465 570 27 anordning (13) placerad ovanför elektroderna (7) och komponenterna (18, 26) som uppbär elektroderna, varvid nämnda anordning (13) är rörlig och anordnad för förskjut- ning ovanför smältvannan på ett sådant sätt att vannans hela yta kan täckas med komposition (10).

11. n a d av att anordningen (13) för inmatning av komposi- Smältugn enligt krav 10, k ä n n e t e c k - tion som skall smältas innefattar en fördelare (13), som sträcker sig över vannans hela bredd, varvid fördelaren är förskjutbar pà skenor (14) anordnade längs vannan. 120 av att den vid ugnens ena ände har en enhet (16) Smältugn enligt krav ll, k ä n n e t e c k - n a d för påfyllning av anordningen (13). 130 av att den har en eller flera rörliga, vertikala Smältugn enligt krav 8, k ä n n e t e c k - n a d väggar (17), som tillsammans med taket (12) gör det möj- ligt att innesluta området över smältvannan i vilotill- stànd, varvid nämnda vägg eller väggar under drift lämnar ett utrymme mellan vannan och taket (12) vilket krävs för passage av anordningen (13) för inmatning av komposition som skall smältas.