DD291069A5

DD291069A5 - ARRANGEMENT FOR GLASS MELTING

Info

Publication number: DD291069A5
Application number: DD33651189A
Authority: DD
Inventors: Juergen Breternitz; Werner Mautsch; Helmut Woehl; Gerhard Bock
Original assignee: Veb Waermetechnisches Institut Der Glasindustrie,De
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1991-06-20

Abstract

In einer Anordnung zum Glasschmelzen mit geschlossenem Oberofen, vollelektrischer Beheizung und seitlicher Einlegung des Gemenges soll verhindert werden, dasz Gemengebestandteile bei der Einlegung tief in die Schmelze einsinken und die Gemengezunge zusammengeschoben und gasundurchlaessig wird. Es wird im Bereich der Gemengezunge in der Schmelze eine auftreibende Konvektionsstroemung erzeugt. Hierzu sind an der Einlegeseite Horizontalelektroden mit bestimmter Eintauchtiefe und bestimmten Abstaenden von Schmelzoberflaeche und Boden, eine aufgelockerte Gemengezunge sowie die Zufuehrung eines bestimmten Anteils des Gesamtenergiebedarfs ueber diese Elektroden erforderlich. Figur{Anordnung; Glasschmelzen; Oberofen; Elektroden, horizontal; Einlegeseite; Schmelze; Eintauchtiefe; Gemengezunge; Ausnehmungen; Elektrodenabstand; Energiebedarf}In an arrangement for glass melting with a closed upper furnace, fully electric heating and lateral introduction of the batch is to prevent that the batch components sink deep in the deposit in the melt and the mixed tongue is pushed together and gas impermeable. An upflowing convection flow is generated in the area of the melted tongue in the melt. For this purpose, horizontal electrodes with a certain immersion depth and certain distances from the enamel surface and the bottom, a loosened joint tongue and the supply of a certain proportion of the total energy requirement via these electrodes are required on the insertion side. FIG {assembly; Glass melts; Upper furnace; Electrodes, horizontal; Insertion side; Melt; Immersion depth; Dogfight tongue; recesses; Electrode gap; Energy demand}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Glasschmelzen mit einem geschlossenen Oberofen und einer vollelektrischen Beheizung mit Hilfe von Elektroden. Bei dieser Anordnung befindet sich rlie Einlegeseite gegenüberliegend zur Durchlaßseite. Außerdem sind der Einlegeseite Elektroden zugeordnet.The invention relates to an arrangement for glass melting with a closed upper furnace and a fully electric heating by means of electrodes. In this arrangement, rlie insertion side is opposite to the passage side. In addition, the insertion side electrodes are assigned.

Characteristic of the known state of the art

Zum Einschmelzen des Glasgemenges sind Anordnungen bekannt, denen die zum Einschmelzen erforderliche Energie im Oberofen, in der Schmelze oder in beiden Bereichen kombiniert zugeführt wird, siehe ABC Glas, VEB Deutscher Verlag rür Grundstoffindustrie, Leipzig, 1983, Seiten 261,262,266,267. Zur Zuführung der Energie im Oberofen dienen meist mit fossilen Brennstoffen betriebene Brenner, seltener elektrische Heizelemente.Arrangements are known for melting down the glass batch, to which the energy required for melting in the top furnace, in the melt or in both areas is supplied in combination, see ABC Glas, VEB Deutscher Verlag for Basic Industry, Leipzig, 1983, pages 261,262,266,267. To supply the energy in the upper furnace are usually operated with fossil fuels burners, more rarely electric heating elements.

Die Freisetzung von Energie direkt in der Schmelze erfolgt fast ausschließlich mittels Elektroden und nützt die mehr oder weniger große elektrische Leitfähigkeit des flüssigen Glases aus.The release of energy directly in the melt takes place almost exclusively by means of electrodes and makes use of the more or less large electrical conductivity of the liquid glass.

Bei der ausschließlich direkten elektrischen Beheizung (VES) befindet sich auf der Schmelze im allgemeinen ein Gemongeteppich, der die Energieverluste durch Abstrahlung wüitestgehend verhindert. Außerdem kommt es nicht zu der durch die Brennerflammen bedingten Aufwirbelung der feinkörnigen Bestandteile des Gemenges und der Erzeugung umweltbelastender Verbrennungsgase. Der Gemengeteppich verhindert zwar erhebliche Energiev^rluste; in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung und von der zu erschmelzenden Glasart neigt er jedoch mehr oder weniger zur Verkrustung, die die notwendige Entgasung der Schmelze behindert. Bei VES-Wannen mit geschlossenem Oberofen, bei denen das Gemenge nicht gleichmäßig auf der Schmelzbadoberfläche verteilt wird, sondern über »ine Seitenwand der Wanne oberhalb der Schmelzbadoberfläche aufgegeben wird, kann es bei der sich auf der Glasbadoberf lache austretenden keilförmigen Gemengezunge ebenfalls zu derartigen, die Entgasung behindernden, Verkrustungen kommen.In the case of exclusively direct electrical heating (VES), there is generally a gem carpet on the melt, which prevents the energy losses due to radiation as far as possible. In addition, it is not due to the burner flames caused by whirling up of the fine-grained constituents of the batch and the production of polluting combustion gases. The mixture carpet prevents considerable energy losses; However, depending on its composition and the type of glass to be melted, it tends more or less to encrustation, which hinders the necessary degassing of the melt. In VES with closed top furnace, in which the mixture is not evenly distributed on the surface of the molten bath, but on »ine side wall of the trough is abandoned above the melt surface, it may also in the emerging on the Glasbadoberf pool wedge-shaped joint tongue to those that Degassing obstructive, incrustations come.

Ob eine zungenförmige Gemengedicke geschlossen oder aufgelockert, mit Ausnehmungen versehen ist, hängt nicht nur von der Beheizung und dem Gemenge selbst, sondern auch von den in der Schmelze sich ausbildenden Konvektionsströmungen ab, siehe o.a. ABC Glas, Seiten 114 bis 116. Während sich bei der VES mit vertikalen Elektroden unter der Gemengedecke in Abhängigkeit von der Anordnung der Elektroden mehrere, vorwiegend vertikal gerichtete Konvektionsströmungen ausbilden, sind bei mit Brennern oder gemischt beheizten Wannen (DE-OS 2431939, EU 0237604) vorwiegend horizontal verlaufende, die ganze Wannenhöhe erfassende Konvektionswalzen (Strömungen) vorhanden, die von einem Quellpebiet etwa in der Mitte der Schmelzwanne ausgehen und an der Oberfläche der Schmelze zur Einlegeseite und zur Durchlaßseite gerichtet sind. Ähnlich entstehen auch bei der Horizontalelektrodenbeheizung der Schmalze zwar kleinere und flachere Konvektionswalzen, die aber eine zur Einlegeseite gerichtete Konvektionsströmung entstehen lassen. Dadurch kann die von der Einlegeseite ausgehende Gemengezunge zusammengedrängt und zur Verkrustung veranlaßt werden. Um Verkrustungen, Verglasungen oder auchWhether a tongue-shaped batch thickness is closed or loosened up, provided with recesses depends not only on the heating and the mixture itself, but also on the convection currents that form in the melt, see above. ABC glass, pages 114 to 116. While in the VES with vertical electrodes under the false ceiling depending on the arrangement of the electrodes form a plurality of predominantly vertically directed convection currents are in burners with mixed or heated trays (DE-OS 2431939, EU 0237604 ) predominantly horizontally extending, the whole height of the tub detecting convection (flows) available, which emanate from a Quellpebiet approximately in the middle of the melting tank and are directed to the surface of the melt to the insertion side and the passage side. Similarly, smaller and flatter convection rolls, which, however, cause a convection flow directed to the insertion side, are also produced in the horizontal electrode heating of the lard. As a result, the joint tongue emanating from the insertion side can be compressed and caused to become encrusted. To incrustations, glazing or too

Einfrierungen zu verhindern, sind zusätzliche Behoizungssysteme von oben und unten oder Gemengeabweiser oder Kombinationen solcher Vorkehrungen erforderlich, siehe DE-PS 2349243, DE-OS 2539355, die allerdings zur Ausbildung der Konvektionswalzen wenig oder nichts beitragen.To prevent freezing, additional Behoizungssysteme from above and below or Gemeabeabweiser or combinations of such precautions are required, see DE-PS 2349243, DE-OS 2539355, however, contribute little or nothing to form the convection rolls.

Die genannten Vorkehrungen sind besonders dann erforderlich, wenn Einlegevorbauten vorgesehen sind, die von den Konvektionsströmungswalzen nicht erfaßt werden.The said provisions are particularly necessary when insert stems are provided which are not detected by the Konvektionsströmungswalzen.

Object of the invention

Die Erfindung soll die aufgezeigten Mängel vermelden und zur Verbesserung des Einschmolz-, Läuterungs- und Homogenisierungsprozesses auf einfache Weise beitragen.The invention is intended to report the identified defects and to contribute to improving the Einscholz-, Läuterungs- and homogenization process in a simple way.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Anordnung zum Glasschmelzen durch eine geeignete Anordnung und Ausbildung der Elektroden an der Eingaboseite zu verhindern, daß in diesem Bereich ungoschmolzeno Gemengebestandteile zum Boden absinken und daß sich eine Gemengodecke ausbildet, die die Entgasung behindert.The invention has for its object to prevent in an arrangement for glass melting by a suitable arrangement and design of the electrodes on the input side that sink in this area ungoschmolzeno batch components to the ground and that forms a Gemengodecke that obstructs the degassing.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Elektroden in mindestens einer Ebene horizontal angeordnet sind, und 500 bir 800 mm in die Schmelze eintauchen, daß das Gemenge über den Eintrittsstollen der Elektroden in die Schmelze an der Einlegeseite zugeführt wird und die über den Elektroden befindliche Gemengezunge Ausnehmungen aufweist, daß die Abstände der Ebene der Elektroden von der Schmelzeoberfläche und vom Bodon der Anordnung im wesentlichen gleich sind und daß über die Elektroden an der Einlegeseite 25 bis 50% des gesamten Energiebedarfs der Anordnung eingespeist werden. Dadurch ist es möglich, eine Konvektionswalze zu erzeugen, deren Hauptströmung an der Einlegeseite aufsteigend gerichtet ist, so daß ein Absinken ungeschmolzener Bestandteile in diesem Bereich verhindert und die Gemengezunge über den Elektroden nicht zusammengeschoben, sondern ausoinandergezogen wird. Das Gemenge kann durch eine oder mehrere Öffnungen an der Einlegeseite zugeführt werden.According to the invention, the object is achieved in that the electrodes are arranged horizontally in at least one plane, and immersed 500 mm 800 mm in the melt that the mixture is fed through the entrance lugs of the electrodes in the melt on the insertion side and the Electrode located recesses has recesses that the distances of the plane of the electrodes of the melt surface and the Bodon of the arrangement are substantially equal and that are fed via the electrodes on the insertion side 25 to 50% of the total energy requirement of the device. This makes it possible to produce a convection roll, the main flow is directed ascending on the insertion side, so that a decrease in unmelted components prevented in this area and the mixture tongue is not pushed together over the electrodes, but ausoinandergezogen. The mixture can be fed through one or more openings on the insertion side.

Eine im Sinne der Erfindung vorteilhafte Wirkung tritt auf, wenn der Abstand der Elektroden voneinander 400 bis 750 mm beträgt. Dabei ist es unerheblich, ob die Elektroden in einer oder mehreren horizontalen Ebenen übereinander angoordnet sind. Sind sie in zwei Ebenen übereinander angeordnet, so befindet sich die untere Ebene vorteilhaft bei 25 bis 40% und die obere bei 50 bis 70% des Glasstandes. Dabei können die Elektroden in einer Ebene gegenüber denen der anderen Ebene gegeneinander versetzt sein. Auch ist es in manchen Fällen günstig, wenn die in einer Ebene seitlich angeordneten Elektroden rechtwinklig zu den in dieser Ebene innen angeordneten Elektroden gerichtet sind. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Elektroden zumindest annähernd mit dem gleichen Strom beaufschlagt werden. Andererseits ist es möglich, durch unterschiedliche Beaufschlagung der Elektroden mit Strom ein angepaßtes Temperaturprofil an der Einlegeseite zu erzeugen. Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Elektroden an der Einlegeseite von den übrigen Heizelektroden getrennt einstellbar sind.An advantageous effect according to the invention occurs when the distance between the electrodes is from 400 to 750 mm. It is irrelevant whether the electrodes are angoordnet in one or more horizontal planes one above the other. If they are arranged one above the other in two levels, the lower level is advantageously at 25 to 40% and the upper level at 50 to 70% of the glass level. In this case, the electrodes can be offset from one another in one plane relative to the other plane. Also, it is favorable in some cases if the electrodes arranged laterally in a plane are directed at right angles to the electrodes arranged inwardly in this plane. Furthermore, it is advantageous if the electrodes are at least approximately supplied with the same current. On the other hand, it is possible to produce an adapted temperature profile on the insertion side by applying different current to the electrodes. Finally, it is advantageous if the electrodes on the insertion side can be set separately from the other heating electrodes.

embodiments

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung und von vier Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained below with reference to the schematic drawing and four embodiments. Show it

1 shows an inventive arrangement in longitudinal section along the line B-B in Fig. 2. FIG. 2 shows a plan view of the arrangement according to the invention along the line A-A in FIG. 1; FIG. 3 shows an arrangement and interconnection of the electrodes on the insertion side; 4: a second / -. Order and interconnection of the electrodes on the insertion side and 5 shows a third arrangement and interconnection of the electrodes on the insertion side.

In den Figuren 1 und 2 sind in einer Schmelzwanne 1 mit einem Gewölbe 16, einem Oberofen 17, oinur Einlogeseite 2 und jiner Durchlaßseite 3 Horizontalelektroden 4 in zwei Ebenen durch Seitenwände 5 in eine Glasschmelze 6 eingeführt. Außerdem sind durch die Wand der Einlegeseite 2 in zwei Ebenen 8; 9.und versetzt gegeneinander Elektroden 7 horizontal in die Schmelze 6 eingeführt, die einen Achsabstand von 600mm voneinander haben und 600 mm in die Schmelze 6 eintauchen. Dabei sind die beiden in der unteren Ebene außen angeordneten Elektroden 71; 72 rechtwinklig zu den innen befindlichen Elektroden 73; 74 gerichtet. Der Abstand der unteren Elektrodenebene 8 vom Boden 1 ü liegt bei Va, der der oberen Elektrodenebene 9 bei ⁷h des Schmelzstandes 11.In FIGS. 1 and 2, horizontal electrodes 4 are inserted in two levels through side walls 5 into a glass melt 6 in a melting tank 1 with a vault 16, an upper furnace 17, an ongliding side 2 and a passage side 3. In addition, through the wall of the insertion side 2 in two planes 8; 9. and offset against each other electrodes 7 horizontally inserted into the melt 6, which have a center distance of 600mm from each other and 600 mm immersed in the melt 6. In this case, the two electrodes 71 arranged on the outside in the lower level are; 72 at right angles to the internal electrodes 73; 74 directed. The distance of the lower electrode plane 8 from the bottom 1 ü lies at Va, that of the upper electrode plane 9 at ⁷ h of the melt level eleventh

An der Einlegeseite 2 wird durch eine Qffnung 18 über die gesamte Breite der Schmelzwanne 1 Gemenge 12 eingelegt, daß sich zungenförmig ausbreitet und etwa über '/ader Wannenlänge in die Wanne 1 hineinreicht. Dabei ist das Gemenge 12 in Richtung der Zungenspitze 13 zunehmend aufgelockert, mit Ausnehmungen 14 versehen. Während des Schmelzprozesses bilden sich in der Schmelze 6 um die Elektroden 4; 7; 71 bis 74 Konvektionsströmungen aus, die durch Pfeile 15 gekennzeichnet sind. Dabei ist deutlich, daß im Bereich der Einlegeseite 2 die Konvektionsströmung 15 nur aufwärts gerichtet ist, so daß in diesem Teil der Schmelze 6 keine Gemengebestandteilo in tiefer gelegene Schichten eindringen können und das Gemenge relativ schnell eingeschmolzen wird.On the insertion side 2 1 mixture 12 is inserted through a Qffnung 18 over the entire width of the melting tank, that spreads tongue-shaped and extends about about '/ ader tub length in the tub 1. In this case, the mixture 12 is increasingly loosened in the direction of the tongue tip 13, provided with recesses 14. During the melting process 6 form around the electrodes 4 in the melt; 7; 71 to 74 convection flows, which are indicated by arrows 15. It is clear that in the region of the insertion side 2, the convection 15 is directed only upwards, so that in this part of the melt 6 no Gemengebestandteilo can penetrate into deeper layers and the mixture is melted relatively quickly.

Die Erfindung ist weder an die Anzahl der dargestellten Elektrodenebenen 8; 9 noch an die Anzahl der Elektroden 7; 71 bis 74 gebunden; auch könnten die Elektroden 71; 72 parallel zu den Elektroden 73; 74 gerichtet sein. Ihre Abstände von den Seitenwänden 5 wären dann zweckmäßig gleich dem halben Abstand der Elektroden in der Ebene 8 voneinander.The invention is not related to the number of electrode planes 8 shown; 9 still to the number of electrodes 7; 71 to 74 bound; also the electrodes 71; 72 parallel to the electrodes 73; 74 directed. Their distances from the side walls 5 would then be expedient equal to half the distance of the electrodes in the plane 8 from each other.

It is important for the function of the invention that

- die Eintauchtiefe der Elektroden 7; 71 bis 74 500 bis 800mm,the immersion depth of the electrodes 7; 71 to 74 500 to 800mm,

- der Abstand dieser Elektroden voneinander 400 bis 750 mm,the distance between these electrodes is from 400 to 750 mm,

- derAbstandderunteren Elektrodenebene 8 vom Boden 10 25 bis40% und der oberen Elektrodenebene 9 vom Boden 10 50 bis 70% des Schmelzestandes betragt (bei zwei Ebenen),the distance of the bottom electrode plane 8 from the bottom 10 is 25 to 40% and the top electrode plane 9 from the bottom 10 is 50 to 70% of the melt level (at two levels),

- über die Elektroden 7; 71 bis 74 25 bis 50% des Gesamtenergiebedarfs eingespeist werden.- About the electrodes 7; 71 to 74 25 to 50% of the total energy requirement are fed.

In Fig.3 ist eine rechtwinklig zur Einlegeseite 2 gerichtete Elektrodenanordnung 7; 71 bis 74 dargestellt, die sich in den beiden Ebenen 8 und 9 befinden, welche rechtwinklig zur Zeichenebene gerichtet sind. Mit R₁S, T sind die drei Phasen dreier Drehstromsysteme I, II, III bezeichnet, die galvanisch voneinander getrennt sind und die es deshalb ermöglichen, die Elektrodenströme einander anzugleichen.In Figure 3 is a right angle to the insertion side 2 directed electrode assembly 7; 71 to 74, which are located in the two planes 8 and 9, which are directed at right angles to the plane of the drawing. R ₁ S, T denote the three phases of three three-phase systems I, II, III, which are galvanically separated from each other and therefore make it possible to equalize the electrode currents.

In Fig. 4 befindet sich eine zur Zeichenebene und zur Einlegeseite 2 rechtwinklig gerichtote Elektrodenanordnung 7; 71; 72 in zwei Ebenen 8; 9, bei der die beiden Drehstromsysteme R, S, T eine gemeinsame Phase S aufweisen und deshalb voneinander abhängig sind. Schließlich sind in Fig. 5 in einer rechtwinklig zur Zeichenebene gerichteten Ebene 19 Elektroden 20 dargestellt, dio an die Phasen R, S, T von zwei Drehstromsystemen angeschlossen sind, welche die Phasen S und T gemeinsam haben. Mit den in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Elektrodenanordnungen ist die Glasschmelze 6 an der Einlegeseite 2 mit unterschiedlichen Längen (bei unterschiedlicher Wannenbreite) erfindungsgemäß beheizbar.In FIG. 4, an electrode arrangement 7 which is at right angles to the plane of the drawing and to the insertion side 2 is shown; 71; 72 in two levels 8; 9, in which the two three-phase systems R, S, T have a common phase S and are therefore dependent on each other. Finally, in FIG. 5, in a plane 19 oriented at right angles to the plane of the drawing, electrodes 20 are shown, which are connected to the phases R, S, T of two three-phase systems which have the phases S and T in common. With the electrode arrangements shown in FIGS. 3 to 5, the glass melt 6 can be heated according to the invention on the insertion side 2 with different lengths (with different widths of the bath).

Claims

1. Arrangement for glass melting with a closed Oberofon and a fully electric heating by means of electrodes, in which the insertion side is opposite the passage side and the insertion side electrodes are assigned, characterized in that the electrodes are arranged horizontally in at least one plane and 500 bis 800mm immersed in the melt, that the mixture is fed over the entry points of the electrodes in the melt on the insert side and located above the electrodes Gemengezunge recesses, that the distances of the plane of the electrodes from the melt surface and the bottom of the arrangement substantially the same are and that are fed via the electrodes on the insertion side 25 to 50% of the total energy demand.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the spacing of the electrodes from each other is 400 to 750mm.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the electrodes are arranged in two planes, of which the lower is at 25 to 40% and the upper at 50 to 70% of the glass level.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the electrodes arranged laterally in a plane are arranged at right angles to the electrodes located in this plane inside.

5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that the arranged in a plane electrodes are laterally offset from the electrodes in the other plane.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the electrodes are at least approximately applied to the same current.

7. Arrangement according to claim 1 to 6, characterized in that the electrodes are separately adjustable on the insertion side of the other heating electrodes.