DD203397A1 - Verfahren und pruefanordnung zur bestimmung des schmelzverhaltens von glas - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Pruefanordnung zur Bestimmung des Schmelzverhaltens von Glas. Ziel ist eine rationelle Messung und Auswertung des Pruefverfahrens.Aufgabe ist es, ein Pruefverfahren zu entwickeln, bei dem der Schmelzprozesz vom Gemenge bis zum gelaeuterten Glas ueber den gesamten Temperaturbereich hinsichtlich Einschmelz- undLaeuterverhalten untersucht wird und eine Pruefanordnung fuer dieses Verfahren zu schaffen. Erfindungsgemaesz wird dies dadurch erreicht, dasz bei Temperaturerhoehung in bestimmten Zeitintervallen ueber in die Schmelze tauchende Platinelektroden der der elektrischen Leitfaehigkeit des Gemenges bzw. der Glasschmelze proportionale Spannungsabfall gemessen, automatisch erfaszt und ausgewertet wird. Die Pruefanordnung besitzt zwei in einem Schmelzgefaesz mittig und in bestimmtem Abstand voneinander angeordnete Platinelektroden.
Description
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Erfinder»
Volker Herrmann Horst Jüptner Achim Wehner
Zustellungsbevollmächtigter«
VEB Institut Technisches Glas Jena Zentrales Büro für Schutzrechte DDR - 6300 ILMENU Postfach 303
IPKi G01N, 27/00
Verfahren und Prüfanordnung zur Bestimmung des Schmelz· verhaltene von Glas
Anwendungsgebiet der Erfindung}
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Prüfanordnung zur Bestimmung des Schmelzverhaltens v insbesondere des Ein» schmelz- und Läuterverhaltens von Glas·
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen!
Zur Untersuchung des Einschmelz- und Läuterverhaltens von Glas sind zwei verschiedene Verfahrensarten bekannt«,
— 2 — " &a «J»
Die auf der Measung und Bewertung von festen abgekühlten < Glasproben begründeten Verfahren erfolgen z.B. durch Zählen der Anzahl und Größe von Blasen oder Schlieren in Glasproben· Der Uaohtell dieser Verfahren besteht darin, daß das eigentliche Schmelz- und Läuterverhalten im kalten Zustand des Glases und nicht im interessierenden Schmelz- und Läuterbereich, d»hes, in dem bestimmten Temperaturbereich des Glases erfolgto Desweiteren sind Verfahren bekannt, die es ermöglichen, direkt oder indirekt den Binschmelz- oder läuterprozeß einer Glasprobe bei hohen Temperaturen zu verfolgen. Bs sind direkte Meßmethoden bekannt, bei denen z«B« durch ein Erhitzungs- oder Heißtischmikroskop Gemengeproben während des Einschmelzens und Läuterns untersucht werden· Für die indirekte Untersuchung einer Glasprobe wird bekannterweise versucht, die elektrische Leitfähigkeit zur Bestimmung des Läuterverhaltens einzusetzen« Dabei wird das Gemenge bis zur Eauhschmelze in einem Ofen vorgesohmolzen und anschließend in einer Apparatur zur Messung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit bei konstanter Temperatur mit Hilfe der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit ein Läuterzeitgewinn durch Vergleich mit anderen Proben bestimmt. Außerdem ist es bekannt, in die schmelzflüssige Glasprobe Meßelektroden einzuführen und die elektrische Widerstandsänderung bei einer bestimmten Temperatur mittels einer Meßapparatur zur Bestimmung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit zu messen, wodurch Aussagen zum Läuterverhalten des Glases gewonnen werden. Nachteil dieser Verfahren ist das Vorschmelzen der Glasproben außerhalb der Meßapparatur® Dadurch wird der Schmelz Vorgang unterbrochen und der vor der Unt-ersuchung in der Meßapparatur stattfindende Teil des Schmelzprozesses kann nicht bei der Bestimmung des Schmelzverhaltens
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berücksichtigt werden· Außerdem sind beide Verfahren nicht für Gläser mit Neigung zur Schaumbildung geeignet. Die nach den Verfahren ermittelten Meßergebniase sind meist nicht wiederholbar·
Ziel der Erfindung:
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Prüfanordnung zur Bestimmung des Schmelzverhaltens von Glas zu schaffen, bei denen die Nachteile der. bek^n^ten ,,Verfahren beseitigt sind und ein geringer Aufwand zur Messung und Auswertung mit aussagekräftigen wiederholbaren Ergebnissen zum Einschmelz- und Läuterverhalten von Glasproben verbunden sein soll·
Wesen der Erfindung:
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrundes ein Verfahren zur Bestimmung des Schmelzverhaltens von Glas zu entwickeln, bei dem der Schmelzprozeß vom Gemenge bis zum geläuterten Glas über den gesamten Temperaturbereich hinsichtlich des Einschmelz- und Läuterverhaltens für eine bestimmte Glaszusammensetzung an Probeserien untersucht wird sowie eine Prüfanordnung für dieses Verfahren mit automatisierter Meßwerterfassung und -auswertung zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verfahren zur Bestimmung des Schmelzverhaltens von Glas dadurch gekennzeichnet ist, daß beim Schmelzen von Glas über alle Stadien des gesamten Sohmelzprozesses vom Beginn der Silikatbildung bis zum geläuterten Glas bei linearer Temperaturerhöhung in bestimmten Zeitinterval-. len über in die Schmelze tauchende Platinelektroden, die der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Glasgemenges während des Schmelzprozesses unterschiedlichen proportionalen Spannungsabfälle gemessen, automatisch erfaßt und ausgewertet werden.
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Erfindungsgemäß sind dazu in einem mit Gemenge gefüllten Schmelzgefäß zwei vorzugsweise stabförmige Platinelektroden mit bestimmtem Abstand voneinander mittig in dem Schmelzgefäß angeordnet« Aufgrund einer bestimmten Füllhöhe des Gemenges im Schmelzgefäß ist auch am Ende des Schmelzvorganges die für eine fehlerfreie Messung erforderliche Eintauchtiefe der Elektroden in die Glasschmelze gewährleistet
Pur besonders zur Schaumbildung neigende Gläser ist das Schmelzgefäß konisch ausgebildet, um zu gewährleisten, daß auch bei und nach dem Maximum der Gasentwicklung und Schaumbildung die bestimmte Eintauchtiefe der Elektroden in die Schmelze eingehalten wird«, Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird über einen mit den Platinelektroden in Keihe geschalteten Widerstand bei linearer Temperaturerhöhung der Spannungsabfall gemessen, der proportional der leitfähigkeit des Gemenges bzw» der Glasschmelze ist· Die physikalisch-chemischen Veränderungen im Glasgemenge während des Schmeizprozesses verursachen unterschiedliche Spannungsabfälle, die ein Maß für die relative elektrische Leitfähigkeit der Schmelze sind»
Die Meßwerterfassung- und -auswertung erfolgt in bestimmten Zeitabständen vorzugweise mittels einer Datenerfassungsanlage.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Einschmelz» und Läuterverhalten für unterschiedliche Glaszusammensetzungen ermittelt werden kann, um z.B. für eine bestimmte Glaszusammensetzung in Abhängigkeit von der Temperatur und der Zeitdauer die einzelnen Phasen der Silikat- oder Glasbildung oder z.B. die Lage des Maximums der Läuterung und die Intensität der G>asabgabe zu ermitteln.
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Aufgrund der Meßwertauswertung wird bei bestimmten Temperaturen auf den Zustand der Schmelze geschlossen, indem ζ·Β» folgende Aussagen getroffen werden können«
- Temperatur bei Einschmelzbeginn,
- Temperatur am Ende der Silikatbildungsph^sen,
- Temperatur am Beginn und am Ende der Glasbildungaphasen,
- Temperatur beginnender Gasentbindung der Läuterungsphase,
- Temperatur bei maximaler Gasentbindung während der Lauterungsphase,
- Intensität der Gasentbindung (aus Spannungsabfall im Maximum der Gas entbindung),
- Temperatur bei Beendigding der Gas entbindung während der Läuterungsphase u«a<>
Mit vergleichsweise geringem Aufwand auch für große Serien werden automatisch Meßwerte registriert und ausgewertet, aus denen schnell Aussagen über Zeit und. Intensität für das Einschmelzen und Läutern von Glasschmelzen gewonnen werden können· Die Untersuchungen sind an keine bestimmten Tiegelgrößen gebunden und sind z.B, auch bei Hafenschmelzen durchführbar«
Ausführungsbeispiels
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei« spiel erläutert werden»
Figur 1 zeigt das Schema der Prüfanordnung* Figur 2 stellt die relative elektrische Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Schmelztemperatur dar» Das mit Gemenge 1 für 100 g Glas gefüllte konische Schmelzgefäß 2 wird von unten mit Hilfe einer Beschickungseinrichtung in die Mitte des Schmelzofens 3, z.B„ eines Silit~ stabofens,gebracht. Von oben durch die Ofenabdeckung ragt
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* eine Meßsonde, deren Platinelektroden 4 raittig im Gemenge 1 des Schmelzgefäßes 2 eintauchen und einen Abstand zum Boden des Schmelzgefäßes von ca. 10 mm haben· Ein an der Meßsonde angebrachtes Thermoelement 5 mißt die Temperatur im Gemenge 1 bzw. im Glasbad. Durch entsprechende Markierungen an der verstellbaren Sondenhalterung und Beschickungseinrichtung wird gewährleistet, daß die Elektroden 4 gleich tief in die Schmelze eintauchen» An die Platinelektroden 4 wird eine Wechselspannungsquelle mit. vorzugsweise 8 V (50 Hz) angeschlossen· Über einen mit den Platinelektroden in Reihe geschalteten Widerstand 6 wird der Spannungsabfall gemessen, der proportional der leitfähigkeit des Gemenges bzw· der Glasschmelze ist· Die physikalisch-chemischen Verbindungen im Glasgeraenge während des Schmelzprozesses mit linearem Aufheizungsprogramm, z,B· 5 K/min verursachen unterschiedliche Spannungsabfälle am Widerstand 6, die ein Maß für die relative elektrische Leitfähigkeit der Schmelze sind» Zur Glättung der Meßwerte mit gleichzeitiger Dämpfung von Störfrequenzen ist es notwendig, einen Leiterstrang je Meßstelle zu erden» Die Erfassung der Meßwerte für den Spannungsabfall sowie für die Temperatur im Schmelzgefäß 2 und im Schmelzofen 3 erfolgt in bestimmten Zeitabständen, z«B» 30 s, mit Hilfe einer Datenerfassungsanlage 7 über einen Locher 8 auf Lochstreifen 9· Mit einem Digigraf werden die elektrischen Leitfähigkeiten über der Zeit oder Temperatur aufgetragen· Aus den Kurven wird das Einschmelz- und Läuterverhalten der Schmelze beurteilt. ;
Aus dem Kurvenverlauf sind die einzelnen Phasen beim Einschmelzen eines bestimmten Glases zu erkennen. Aus Figur 2 ist z.B. abzuleiten, daß sich für das untersuchte Glas das Gebiet der Silikatbildung bis ca. 1399 K
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die Phase der Glasbildung bis ca· 1502 K und das Gebiet der Läuterung bis ca. 1683 K erstrecken, wobei das Maximum der Läuterung deutlich bei 1559 K liegt«
Claims (3)
1. Verfahren zur Bestimmung des Schmelzverhaltens von Glas,
gekennzeichnet dadurch, daß beim Schmelzen von Glas über alle Stadien des gesamten Schmelzprozesses vom Beginn der Silikatbildung bis zum geläuterten Glas bei Temperaturerhöhung in bestimmten Zeitintervallen über in die Schmelze tauchende Platinelektroden der der elektrischen Leitfähigkeit des Gemenges bzw. der Glasschmelze proportionale Stromfluß gemessen, automatisch erfaßt und ausgewertet wird.
2. Prüfanordnung zur Bestimmung des Schmelzverhaltens von Glas nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei vorzugsweise stabförmige Platinelektroden (4) mit bestimmtem Abstand voneinander zusammen mit einem Thermoelement (5) mittig in einem Schmelzgefäß (2) angeordnet sind und am Ende des SchmelzVorganges eine der Messung genügende Eintauchtiefe besitzen.
3· Prüfanordnung nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß für besonders zur Schaumbildung neigende Gläser das Schmelzgefäß (2) konisch ausgebildet ist.
Hierzu £ Seilen
Priority Applications (1)
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| DD203397A1 true DD203397A1 (de) | 1983-10-19 |
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ID=5535111
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| DD (1) | DD203397A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2555753A1 (fr) * | 1983-09-01 | 1985-05-31 | Glaverbel | Procede et dispositif de surveillance de l'etat redox d'elements dans le verre |
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1981
- 1981-12-03 DD DD23536881A patent/DD203397A1/de not_active IP Right Cessation
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| US4557743A (en) * | 1983-09-01 | 1985-12-10 | Glaverbel | Method of and apparatus for monitoring the redox state of elements in glass |
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