DD298373A5 - Glasschmelzen - Google Patents

Abstract

Eine Glasschmelzwanne weist eine Schmelzwanne 11, eine Konditionierwanne 13, eine Laeuterwanne 12 und eine Steigwanne 14 zwischen der Schmelzwanne und der Laeuterwanne auf. Dem Glas in der Steigwanne 14 wird Waerme mittels der Elektroden 25 zugefuehrt, die mittig in der Steigwanne in der Naehe des Bodens 26 der Steigwanne angeordnet sind. Temperaturmeszfuehler 24, 32 messen die Temperatur, die beim Eintritt in die Steigwanne durch einen Durchlasz 23 und in der Naehe des Bodens einer stromabwaerts angeordneten Wand 29 der Steigwanne auftritt, und die Waermezufuhr wird gesteuert, um einen toroidalen Flusz in der Steigwanne zu bewirken.

Description

Vorzugsweise beträgt die Tiefe des geschmolzenen Glases in der Steigwanne mindestens das 2fache der Höhe der Elektroden in der Steigwanne.

Die Erfindung liefert ebenfalls eine Glasschmelzwanne für die kontinuierliche Zuführung des geschmolzenen Glases zu einer Ausflußöffnung am stromabwärts gelegenen Ende der Glasschmelzwanne, wobei die Glasschmelzwanne eine Schmelzwanne am stromaufwärts gelegenen Em' der Glasschmelzwanne, eine Läuterwanne, eine Stelgwanne zwischen der Schmelz- und Läuterwonne einschließt, und wobei die besagte Schmelzwanne eine Heizvorrichtung für das Schmelzen des Gemenges, um geschmolzenes Glas herzustellen, und eine Ausflußöffnung für das geschmolzene Glas, angrenzend an den Unterbau der Schmelzwanne am stromabwärts gelegenen Ende der Wanne, aufweist, des weiteren einen Durchlaß, der die besagte Ausflußöffnung mit einer Eintrittsöffnung im Unterbau der besagten Steigwanne verbindet, wobei die Anordnung so ist, daß das geschmolzene Glas aus der besagten Schmelwanne aufgenommen wird, und wobei die besagte Steigwanne eine Ausflußöffnung an ihrem oberen Ende aufweist, die mit der besagten Läuterwanne verbunden ist, in der das geschmolzene Glas erläutert wird, wobei die besagte Steigwanne eine Heizvorrichtung aufweist, um die Temperatur des beschmolzenen Glases anzuheben, und wobei die Wände der Wanne eine stromaufwärts gelegene Wand, angrenzend an die Eintrittsöffnung vom Durchlaß her, und eine stromabwärts gelegene Wand, angrenzend an die Ausflußöffnung zur Läuterkammer, einschließen, gemeinsam mit einer Vorrichtung, um sowohl die besagte stromaufwärts gelegene als auch stromabwärts gelegene Wand abzukühlen, sowie Heizelektroden, die nach oben zu aus dem Unterbau der Steigwanne herausragen, um im geschmolzenen Glas in der Steigwanne unterzutauchen, wobei die besagten Elektroden in einer zentralen Zone des Unterbaus der Steigwanne und im Abstand von den Wänden der Steigwanne angeordnet sind, wodurch eine inhomogene Temperaturverteilung im Glas über die Steigwanne hinweg ausgebildet und das geschmolzene Glas veranlaßt wird, in der besagten zentralen Zone der Steigwanne nach oben zu zu fließen, und zwar bei einem nach unten zu gerichteten Glasfluß angrenzend an diebesagten Wände der Wanne und den besagten nach oben zu gerichteten Glasfluß umgebend, wobei die Heizvorrichtung in der Steigwanno so angeordnet ist, daß die Temperatur des Glases in der Steigwanne angehoben und eine Glasstemperatur, angrenzend an den Unterbau der Steigwanne, dem besagten Durchlaß gegenüberliegend, aufrechterhalten wird, die über der Temperatur des Glases liegt, das durch den Durchlaß in die Steigwanne gelangt.

Vorzugsweise besitzt die Steigwanne stromaufwärts und stromabwärts gelegene Wannenwände, die entsprechend einen Abstand von der Schmelzwanne und der Läuterwanne aufweisen, wodurch Lufträume zur Verfügung gestellt werden, die als Kühleinrichtung für die besagten stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Wände der Steigwanne wirken. Vorzugsweise befindet sich ein ersterTemperaturmeßfühler angrenzend am stromabwärts gelegenen Ende der Steigwanne, um die Temperatur des geschmolzenen Glases nachzuweisen, die angrenzend am Unterbau der Steigwanne zu verzeichnen ist. Vorzugsweise befindet sich ein zweiter Temperaturmeßfühler im besagten Durchlaß für das Nachweisen der Temperatur des geschmolzenen Glases, das durch den Durchlaß hindurchgelangt.

Vorzugsweise zeigen die Elektroden in der Steigwanne eine Höhe, die nicht die Hälfte der Tiefe des Glases in der Steigwanne übersteigt.

Die vorangehend aufgeführten Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung sind insbesondere für die Lieferung von geschmolzenem Glas für die Herstellung von hochqualitativem Flachglas, einschließlich beispielsweise des Floatglases, anwendbar.

Einige Ausführungen der Erfindung werden jetzt mittels eines Beispiels und mit Bezugnahme auf die als Anlage beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, bei denen die Abbildung 1 eine Draufsicht einer Glasschmelzwanne in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist.

Die Abbildung 2 ist ein vertikaler Schnitt durch. lie Glasschmelzwanne aus der Abbildung 1.

Die Abbildung 3 ist eine Ansicht, die der Ausbildung 2 gleicht, und zwar von einer anderen Ausführung der Erfindung, und die Abbildung 4 ist eine Ansicht, die der Abbildung 2 gleicht, von noch einer anderen Ausführung der Erfindung, und die Abbildung 5 ist eine grafische Darstellung, die die Temperaturveränderung des vorwärts fließenden Glases entlang der Länge der Glasschmelzwanne, die in den Abbildungen 1 und 2 gezeigt wird, aufzeigt.

Bei diesem Beispiel schließt die Glasschmelzwanne eine Schmelzwanne 11, eine Läuterwanne 12 und eine Konditionierwanne 13 ein. Eine Steigwanne 14 befindet sich zwischen der Schmelzwanne 11 und der Läuterwanne 12. Die Glasschmelzwanne ist für einen Einsatz bei der Herstellung von hochqualitativem Flachglas, wie beispielsweise Floatglas, geeignet. Bei der Anwendung wird das feste Gemenge fü.^r die Herstellung des Glases durch ein System, wie beispielsweise ein Trichtersystem, zur Oberseite der Schmelzwanr.e 11 so zugeführt, daß eine Decke aus festem Gemenge 15 oben auf dem geschmolzenen Glas 16 in der Schmelzwanne liegt. Der Schmelzwanne 16 wird mittels einer Anordnung von Elektroden 17 Wärme zugeführt, wobei diese am Unterbau 18 der Schmelzwanne angebracht sind und vertikal nach oben zu herausragen, so daß sie im geschmolzenen Glas 16 getaucht werden. Eine elektrische Stromversorgung 19 int mit der Elektrode verbunden und wird mittels einer Steueranlage 20 gesteuert. Das geschmolzene Glas fließt aus der Schmelzwanne 11 durch eine in der Mitte angeordnete Ausflußöffnung 21 im Unterkau 18 der Schmelzwanne, angrenzend an eine stromabwärts angeordnete Wand 22 der Schmelzwanne. Die Ausflußöffnung 21 führt zu einem eingetauchteii Durchlaß 23, der mittig in den unteren Teil der Steigwanne 14 führt. Ein Thermoelement 24 ist im Boden des Durchlasses 23 so angeordnet, daß die Temperatur des geschmolzenen Glases im Durchlaß 23 nachgewiesen wird. Das Thermoelement 24 ist mit der Steueranlage 20 verbunden. Die Steigwanne 14 ist mit einer Anordnung von Elektroden 25 ausgestattet, die im Boden 26 der Steigwanne angeordnet sind, und die vertikal nach oben zu so herausragen, daß sie im geschmolzenen Glas in der Steigwanne getaucht werden. Die elektroden 25 sind angeordnet, um die Temperatur des vorwärts fließenden Glases so anzuheben, daß das vorwärts fließende Glas beim Verlassen der Steigwanne 14 eine geeignete Läutertemperatur aufweist, die höher ist als die Temperatur des Glases, das durch den Durchlaß 23 eintritt. Die Elektroden 25 befinden sich in einer zentralen Zone der Steigwanne 14 und zeigen einen Abstand von allen vier Wänden (stromaufwärts angeordnete Wand 28, stromabwärts angeordnete Wand 29 und gegenüberliegende Seitunwände 30 und 31 der Steigwanne). Auf diese Weise wird dem geschmolzenen Glas in der Steigwanne im Bereich der Wände der Wanne keine Wärme zugeführt. Die Elektroden 25 sind mit der Stromversorgung 19 verbunden und wie die Elektroden 17 so angeordnet, daß das geschmolzene Glas durch den Joule-Effekt erwärmt wird. Ein Thermoelement 32 ist im Boden 26 der Steigwcnne nahe der stromabwärts angeordneten Wand 29, gegenüberliec 3nd dem Durchlaß 23 angeordnet, so daß die Temperatur des geschmolzenen Glases am Boden der Steigwanne im Bereich nahe der stromabwärts

angeordneten Wand 29 nachgewiesen witd. Das Thermoelement 12 ist mit der Steueranlage 20 verbunden, so daß die Energie, die den Elektroden 25 zugeführt wird, in Abhängigkeit von der Temperatur, die durch die Thermoelemente 24 unu 32 nachgewiesen wird, reguliert wird. Die Stoueranlage 20 bewirkt die Regulierung der Energie, die der Elektrode 25 in der Steigwanne 14 zugeführt wird, und zwar unabhängig von der Regulierung der Energie, die der Elektrode 17 in der Schmelzzone 1 β zugeführt wird. Die Wände einer jeden Wanne in der Schmelzwanne werden aus feuerfestem Material hergestellt, so daß sie das geschmolzene Glas in der Glasschmelzwanne aushalten. Die Anordnung in der oteigwanne 14 ist jedoch so, daß die Korrosionseffekte durch das Glas, das durch die Steigwanne von der Schmelzwanne 16 zur Läutorwanne 12 hindurchgeht, auf ein Minimum herabgesetzt werden. Die stromaufwärts angeordnete Wand 28 der Steigwanne zeigt einen Abstand von der Wand 22 der Schmelzwanne, so daß ein Luftraum 35 zur Verfügung gestellt wird, der als Kühleinrichtung für die stromaufwärts angeordnete Wand 28 der Steigwanne wirkt. Gleichermaßen wird die stromabwärts angeordnete Wand 29 der Steigwanne durch einen Luftraum 36 von der stroma ufwärts angeordneten Wand 37 der Läuterwanne 12 getrennt. Dieser Luftraum 36 wirkt als Kühleinrichtung, um die stromaufwärts angeordnete Wand 29 der Steigwanne abzukühlen. Die zwei Seitenwände 30 und 31 der Steigwanne liegen nicht ;:u den erwärmten Wannen, wie beispielsweise der Schmelz- und Läuterwanno, hin und gestatten daher eine ausreichende Abkühlung der Seiten der Steigwanne. Dadurch, daß die Lufträume 35 und 36 angeordnet sind, um die stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Wände der Steigwanne abzukühlen, und dadurch, daß die Elektroden 25 so angeordnet sind, daß die Wärmezuführung in die Steigwanne auf einen mittleren Bereich begrenzt ist, der einen ziemlichen Abstand zu den Seitenwänden der Steigwanne aufweist, werden konrektive Flüsse in dem Glas ausgebildet, das durch die Steigwanne hindurchgeht, wie in denr Abbildung 2 gezeigt wird. Das Ergebnis ist ein toroidales Flußbild, bei dem das Glas im mittleren Bereich der Steigwanne veranlaßt wird, nach oben zu zu fließen, umgeben durch ein ringförmiges Bild des nach unten zu fließenden Glases, angrenzend an die Wände der Steigwanne. Auf diese-Weise kann das Glas, das in die Steigwanne durch den Durchlaß 23 gelangt, im mittleren Fluß nach oben steigen, und zwar gemeinsam mit dem wieder in den Kreislauf zurückgeführten Glas, das sich nach unten bewegt hat, angrenzend an die Wände der Steigwanne, und das dann im mittleren nach oben zu gerichteten Flußverlauf steigt. Das Glas, das im mittleren Bereich steigt, wird danach geteilt, so daß ein Teil über oin Überlaufwehr 39 gelangt, das in die l.äuterwanne 12 führt, wohingegen dor Rest wiederum innerhalb der Steigwanne in das tot oidale Bild zurückgebracht wird. Durch die Anwendung dieses Systems ist das Glas, das vorwärts über das Überlaufwehr 39 in die Läuterwanne fließt, durch die Steigwanne angestiegen, und zwar außer Kontakt mit den feuerfesten Wänden der Wanne und zeigt daher eine stark reduzierte Wahrscheinlichkeit einer Verunreinigung durch eine Korrosion bei den Seitenwänden. Das Glas, das nach unten zu gegen die Seitenwände fließt, wird infolge der Kühlwirkung der Lufträume 35 und 36 abgekühlt, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Korrosion mit den Seitenwänden verringert wird, und wodurch jegliche Verunreinigung, die sich ergibt, reduziert werden kann, da das Glas erneut im heißeren mittleren Fluß nach oben steigt, während es nach oben zu durch die Steigwanne wieder in den Kreislauf zurückgebracht wird. Die Thermoelemente 24 und 32 sind arbeitsfähig, um die Wärmezufuhr von der Elektrode 25 so zu steuern, daß gesichert wird, daß kein Aufbau von kaltem Glas am Boden der Steigwanne zu verzeichnen ist, der insbesondere angrenzend an die stromabwärts angeordnete Wand 29 beginnt. Ein derartiger Aufbau von kälterem Glas könnte nach und nach den Durchlaß 23 verengen, wodurch bewirkt wird, daß das vorwärts fließende Glas eine höhere Geschwindigkeit beim Eintreten in die Steigwanne aufweist, und daß dadurch die Wahrscheinlichkeit der Korrosion am Unterteil der Wand 28 beim Eintreten in die Steigwanne vergrößert wird. Um die Korrosion in der Steigwanne zu minimieren, ist es wichtig zu vermeiden, daß das Glas, das vom Durchlaß 23 her eintritt, sofort angrenzend an die Wand 28 nach oben steigt. Infolge der Richtung des Flusses durch die Glasschmelzwanne als Ganze ist die Wahrscheinlichkeit der Korrosion in der Steigwanne an den stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Wänden 28 und 29 am größten, aber dieses Risiko wird durch das toroidale Flußbild verringert, wo das kühlere, nach unten zu fließende Glas diese Wände berührt. Diese Regulierung, die über das Thermoelement 32 bewirkt wird, wird angewendet, um zu sichern, daß die Temperatur des geschmolzenen Glases in der Nähe des Bodens dor Steigwanne, angrenzend an die stromabwärts angeordnete Wand 29 und dem Durchlaß 23 gegenüberliegend, immer höher ist als die Temperatur des Glases, das das Thermoelement 24 im Durchlaß 23 passiert. Um die richtige Temperaturverteilung in der Steigwanne 14 zu erreichen, werden die Elektroden 25 angeordnet, um im unteren Teil der Steigwanne 14 Wärme zuzuführen. Die Höhe der Elektroden 25 bewegt sich zwischen 20 und 50%, vorzugsweise 30 und 40%, der Tiefe des geschmolzenen Glases in der Steigwanne 14. Das bringt eine ausreichende Wärmezufuhr im unteren Teil der Steigwanne 14 mit sich, um den Aufbau von kaltem Glas am Boden der Wanne 14 zu vermeiden. Bei einer bevorzugten Anordnung zeigen die Elektroden 25 einen Abstand von den Wänden der Steigwanne 14, der mindestens so groß ist wie die Höhe der Elektroden 25. Der seitliche Abstand zwischen einem Paar von Elektroden 25 kann gleich der Summe Car Breite des Durchlasses 23 und der Höhe der Elektroden 25 sein. Der Abstand zwischen den Reihen der Elektroden 25 nach vorn zu kann sich zwischen dem 0,8- und 1,4fachen der Höhe der Elektroden 25 bewegen. Das Verhältnis des Volumens V des Glases in der Steigwanne 14 zur Glasfüllung L, die durch die Glasschmelzwanne hindurchgeht, liegt vorzugsweise im Bereich von 1,25 bis 2,5 m^Jh/t. Die elektrische Leistung, d'~ in der Steigwanne 14 gefordert wird, liegt typischerweise im Bereich von 40 bis 60 kW/m³. Die Leistungsdichte für die Molybdän-Elektroden 25 liegt typischerweise im Bereich von 20 bis 40kW/dm³ der getauchten Molybdän-Elektroden.

Nach dem Passieren des Überlaufwehres 39 in die Läuterwanne wird das geschmolzene Glas weiter erwärmt, um die Verunreinigung durch Fremdkörper zu verringern, und ebenfalls, um die Blasen freizusetzen. Das Glas kann wieder in den Kreislauf zurückgebracht werden, wie durch die Ffeile in der Wanne 12 gezeigt wird, so daß sich das vorwärts fließende Glas im oberen Abschnitt der Läuterwanne bei einem älteren Rückfluß am Boden der Wanne befindet. Zusätzliche Wärme wird über dem geschmolzenen Glas in der Steigwanne 14 und der Läuterwanne 12 mittels Gasbrennern angewendet, die durch die öffnungen wie jene arbeiten, die mit 40 u id 41 gekennzeichnet sind.

Die Glasschmelzwanne wird mit einer Einschnürung 43, angrenzend an die Verbindung zwischen der Läuterwann" 12 und der Konditionierwanne 13, gebildet.

Eine Sperre in der Form eines quer verlaufenden wassergekühlten Rohres 44 erstreckt sich über die Einschnürung und ist im oberen nach vorn zu ausgerichteten Flußverlauf des geschmolzenen Glases getaucht. Das Rohr ist wassergekühlt, damit die Temperatur des Glases verringert wird, das die Wärmekonditionierungszone 13 betritt, und es reduziert die Geschwindigkeit des Flusses des heißen Glases aus der Läuterwanne 12 heraus, wodurch gesichert wird, daß das Glas über eine ausreichende Zeit in der Läuterwanne 12 gehalten wird, damit es zu einem zufriedenstellenden Läutern kommen kann. Der Einfluß des

Wasserrohres 44 bewirkt, daß etwas Glas nach unten zu an jener Stelle fließt, die einen Rückfluß am Boden der Läuterwanne 12 vereinigt. Eine Anordnung von Rührwerken 45, die ebenfalls wassergekühlt sein können, befindet sich angrenzend an das Wasserrohr 44 auf der stromabwärts gelegenen Seite des Rohres. Das Rohr 44 und die Rührwerke 45 können die Temperatur und die Homogenität des Glases verbessern, das in die Konditionierungszone 13 gelangt. Die Zone 13 wird normalerweise nicht erwärmt, und die Temperatur des Glases wird nach und nach beim Durchfluß durch die Konditionierungszone 13 in Richtung einer Ausflußöffnung 48, die zu einem Glasformgebungsprozeß führt, reduziert. Die Ausflußöffnung 48 befindet sich im oberen Teil einer stromabwärts angeordneten Wand 49 der Konditionierungszone, so daß nur das vorwärts fließende Glas im oberen Teil dor Konditionierungszone 13 durch die Ausflußöffnung 48 austritt. Die unteren Niveaus in der Konditionierungszone können als Rückfluß im unteren Teil der Konditionierungszone wieder in den Kreislauf zurückgebracht werden, und sie können durch die Läuterzone für ein weiteres Läutern vor dem Austreten durch die Ausflußöffnung 48 zurückgeführt werden. Wie vorangehend erklärt wurde, wird die Steigwanne 14 in diesem Beispiel benutzt, um die Temperatur des vorwärts fließenden Glases anzuheben, und sie wird nicht für eine kontrollierte Abkühlung benutzt. Eine grafische Darstellung, die das typische Temperaturbild des vorwärts fließenden Glases zeigt, das durch die Schmelzwanne hindurchgeht, wird in der Abbildung 5 vorgelegt. Die Temperatur T1 des Glases, das die Schmelzwanne 23 verläßt, kann etwas beim Durchlauf durch den Durchlaß 23 absinken und in die Steigwanne 14 mit einer Temperatur T2 gelangen, die für ein wirksames Läutern unzureichend ist. Die Wärmezufuhr in der Steigwanne 14 übersteigt die Kühlwirkung, so daß die Temperatur T3 des Glases, das die S.eigwanne 14 verläßt, und zwar über das Überlaufwehr 39, sine geeignete Läutertemperatur ist, die höher ist als T2. Beim Hindurchgehen durch die Läuterwanne 12 kühlt sich das vorwärts fließende Glas auf eine TemperaturT4 ab, liegt aber immer überT2 und reicht aus, um ein Läutern zu bewirken. Beim Passieren der Einschnürung 43 fällt die Temperatur auf T5 ab, und eine kontrollierte Abkühlung auf eine Austrittstemperatur T6 wird beim Durchlauf durch die Konditionierungswanne bewirkt. Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des vorangegangenen Beispiels begrenzt.

Insbesondere können die Läuter- und die Konditiönierungszonen der Anlage so ausgeführt sein, daß sie mit unterschiedlichen Strömungsbedingungen im geschmolzenen Glas arbeiten.

Alternativen zum vorangegangenen Beispiel werden in der Abbildung 3 und in der Abbildung 4 gezeigt. Die Abbildung 3 zeigt, daß die stromaufwärts gelegene Konditionierungszone 50 viel seichter ist als die Läuterzone 12. Das schafft eine Situation, bei der nur der Vorwärtsfluß im Glas über die Einschnürung 43 hinaus zu vorzeichnen ist. Auf diese Weise kann wirksamer von dem Bereich Gebrauch gemacht werden, der für die Konditionierung verfügbar ist, beispielsweise um eine höhere Glasfüllung zu ermöglichen. Die tiefere Läuterzone 12 arbeitet weiter mit Rückflüssen im Glas, die durch die Kühlwirkungen der wassergekühlten Sperre 44 und die Rührwerke 45 in der Einschnürung und der Stirnseitenwand der Läuterwanne erzeugt werden. Das Ausmaß des Rückflusses wird verglichen mit dem Läutern und Konditionieren über die volle Tiefe reduziert, und das bringt einen größeren Wärmewirkungsgrad mit sich.

Die Abbildung 4 zeigt, daß die Läuterzone 51, die Einschnürung 43 und die Konditionierungszone 50 alle eine gleiche seichte Tiefe wie die aufweisen, die in der Abbildung 3 veranschaulicht wird. Unter diesen Bedingungen ist nur ein Vorwärtsfluß im Glas über die Steigwannenzone 14 hinauszu verzeichnen. Das "erringen den Energiebedarf dadurch, daß die Rückflüsse nicht wieder erwärmt werden müssen. Der Einschnürungsabschnitt 4b behält ein flaches Wasserrohr 44 bei, um den Oberflächenfluß aufzuhalten, der die Läuterzone verläßt. Die Läuterzone 51 kann entweder durch die über dem Glas angeordneten Brenner 41 oder durch die unterhalb des Glases angeordnete elektrische Heizung oder durch eine Kombination dieser zwei Verfahren erwärmt werden.

Es wird weiter verstanden werden, daß das geschmolzene Glas, wenn es gewünscht wird, zur Steigwanne durch eine Vielzahl von Durchlässen geführt werden kann, beispielsweise aus einer Vielzahl von Schmelzwannen. Derartige Durchlässe können durch verschiedene Wände der Stoigwanne verlaufen, die nicht eine rechteckige Form aufweisen muß, und die eine andere Zahl von Wänden als vier aufweisen könnte. Eine Vielzahl von Stoigwainen 14 kann zur Verfügung gestellt werden, wobei eine jede mit einem entsprechenden Durchlaß geliefert wird. Eine Vielzahl von Steigwannen kann eingesetzt werden, und sie können mit einer gemeinsamen Konditionierwanne verbunden werden.

Claims (24)

1. Ein Verfahren für die Herstellung von geschmolzenem G!as in einer Glasschmelzwanne, wobei das Verfahren die Erwärmung des Gemenges in einer Schmelzwanne, um geschmolzenes Glas herzustellen, das Läutern des geschmolzenen Glases in einer Läuterzone und das thermische Konditionieren des Glases, bevor veranlaßt wird, daß das Glas kontinuierlich durch eine Ausflußöffnung aus der Glasschmelzwanne fließt, einschließt, und wobei das besagte Verfahren außerdem einschließt, daß das geschmolzene Glas veranlaßt wird, durch eine Steigwanne zwischen der Schmelzwanne und der Läuterwanne zu fließen, daß das Glas die Steigwanne durch einen Durchlaß im Boden der Steigwanne betritt und die Steigwanne durch eine Ausflußöffnung in ihrem oberen Ende verläßt, wobei das Glas in der Steigwanne in einer zentralen Zone erwärmt wird, die von den Wänden der Steigwanne einen Abstand aufweist, wodurch eine inhomogene Temperaturverteilung im Glas über die Steigwanne hinweg ausgebildet und das geschmolzene Glas veranlaßt wird, in der besagten zentralen Zone der Steigwanne nach oben zu zu fließen, und zwar bei einem nach unten zu verlaufenden Glasfluß angrenzend an die besagten Wände der Wanne, und dabei ist die Wärmezufuhr zum Glas in der Steigwanne so, daß die Temperatur des Glases in der Steigwanne angehoben wird, und daß eine Glastemperatur angrenzend an den Boden der Steigwanne gegenüber dem besagten Durchlaß beibehalten wird, die über der Temperatur des Glases liegt, das durch den Durchlaß in die Steigwanne gelangt.

2. Ein Verfahren nach Patentanspruch 1, bei dem der Fluß durch die Steigwanne toroidal mit einem Aufwärtsfluß in der Mitte des Toroides und einem Abwärtsfluß um die Außenseite des Toroides herum ist.

3. Ein Verfahren nach Patentanspruch 1 oder Patentanspruch 2, das das Messende*! Temperatur des Glases im besagten Durchlaß und das Messen der Temperatur des Glases angrenzend am Boden der Steigwanne gegenüber dem besagten Durchlaß einschließt.

4. Ein Verfahren nach einem jeden der Patentansprüche 1 bis 3, das außerdem die Abkühlung der stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Wände der besagten Steigwanne einschließt.

5. Ein Verfahren nach einem jeden der Patentansprüche 1 bis 4, bei dem die Wärme dem Glas in der Steigwanne durch Einsatz von Elektroden, die _t igrenzend am Boden der besagten Steigwanne angeordnet sind, zugeführt wird.

6. Ein Verfahren nach Patentanspruch 5, das außerdem den Nachweis der Temperatur des geschmolzenen Glases in der Steigwanne angrenzend dem Boden der stromabwärts angeordneten Wand der Wanne und das Regulieren der Energiefür die besagten Elektroden in der besagten Steigwanne als Reaktion auf die besagte nachgewiesene Temperatur einschließt.

7. Ein Verfahren nach einem jeden der Patentansprüche 1 bis 6, das außerdem das Nachweisen der Temperatur des geschmolzenen Glases einschließt, das durch den besagten Durchlaß in die Steigwanne fließt.

8. Ein Verfahren nach den Patentansprüchen 6 und 7, bei dem die Energie für die Elektroden in der besagten Steigwanne in Abhängigkeit von den Signalen von den nachgewiesenen Temperaturen her gesteuert wird.

9. Ein Verfahren nach Patentanspruch 5, bei dem die Tiefe des geschmolzenen Glases in der Steigwanne mindestens das Doppelte der Höhe der Elektroden in der Steigwanne beträgt.

10. Ein Verfahren nach einem jeden der vorangegangenen Patentansprüche, bei dem das Glas in die besagte Läuterwanne mit einer Temperatur über der des Glases, das in die Steigwanne gelangt, eintritt.

11. Ein Verfahren nach einem jeden der Patentansprüche 1 bis 10, das außerdem das Hindern des Vorwärtsflusses des Glases zwischen dem Läutern und dem thermischen Konditionieren durch Verwendung einer Kühlvorrichtung, die sich im Vorwärtsfluß des Glases befindet, einschließt.

12. Ein Verfahren nach einem jeden der Patentansprüche 1 bis 11, das außerdem das Umrühren des vorwärtsfließenden Glases zwischen dem Läutern und der thermischen Konditionierung einschließt.

13. Eine Glasschmelzwanne für das kontinuierliche Zuführen von geschmolzenem Glas zu einer Ausflußöffnung am stromabwärts gelegenen Ende der Wanne, wobei die Glasschmelzwanne eine Schmelzwanne am stromaufwärts gelegenen Ende der Glasschmelzwanne, eine Läuterwanne, eine Steigwanne zwischen der Schmelz- und Läuterwanne, wobei die besagte Schmelzwanne eine Heizvorrichtung fürdas Schmelzen des Gemenges, um geschmolzenes Glas herzustellen, und eine Ausflußöffnung für das geschmolzene Glas angrenzend am Boden der Schmelzwanne am

stromabwärts gelegenen Ende der Wanne einschließt, und ein Durchlaß, der besagte Ausflußöffnung mit einer Eintrittsöffnung am Boden der besagten Steigwanne verbindet, ist so angeordnet, daß das geschmolzene Glas von der besagten Schmelzwanne aufgenomen wird, wobei die besagte Steigwanne eine Ausflußöffnung an ihrem oberen Ende aufweist, verbunden mit der besagten Läuterwanne, in der das geschmolzene Glas geläutert wird, und wobei die besagte Steigwanne eine Heizvorrichtung, um die Temperatur des geschmolzenen Glases anzuheben, aufweist, und wobei die Wände der Wanne eine stromaufwärts angeordnete Wand, angrenzend an die Eintrittsöffnung vom Durchlaß her, und eine stromabwärts angeordnete Wand, angrenzend sn die Ausflußöffnung zur Läuterkammer, einschließen, gemeinsam mit einer Vorrichtung, um sowohl die besagte stromaufwärts angeordnete als auch die stromabwärts angeordnete Wand abzukühlen, sowie Heizelektroden, die nach oben zu aus dem Boden der Steigwanne herausragen, um im geschmolzenen Glas in der Steigwanne unterzutauchen, wobei die besagten Elektroden in einer zentralen Zone des Bodens der Steigwanne und im Absland von den Wänden der Steigwanne angeordnet sind, wodurch eine inhomogene Temperaturverteilung im Glas über die Steigwanne hinweg ausgebildet und das geschmolzene Glas veranlaßt wird, in der besagten zentralen Zone der Steigwanne nach oben zu zu fließen, und zwar bei einem nach unten zu gerichteten Glasfluß, angrenzend an die besagten Wände der Wanne, und den besagten nach oben zu gerichteten Glasfluß umgebend, wobei die Heizvorrichtung in der Steigwanne so angeordnet ist, daß die Temperatur des Glases in der Steigwanne angehoben und eine Glastemperatur, angrenzend an den Boden der Steigwanne, dem besagten Durchlaß gegenüberliegend, aufrechterhalten wird, die über der Temperatur des Glases liegt, das durch den Durchlaß in die Steigwanne gelangt.

14. Eine Glasschmelzwanne nach Patentanspruch 13, bei der die besagte Steigwanne stromaufwärts und stromabwärts angeordnete Wannenwände aufweist, die einen Abstand entsprechend von der Schmelzwanne und der ',äuterwanne aufweisen, wodurch Lufträume geschaffen werden, die als Kühleinrichtung für die besagten stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Wände der Steigwanne wirken.

15. Eine Glasschmelzwanne nach Patentanspruch 13 oder Patentanspruch 14, die einen ersten Temperaturdetektor einschließt, der angrenzend an das stromabwärts gelegene Ende der Steigwanne für das Nachweisen der Temperatur des geschmolzenen Glases, angrenzend an den Boden dor Steigwanne, angeordnet ist.

16. Eine Glasschmelzwanne nach Patentanspruch 15, die außerdem einen zweiten Temperaturdetektor einschließt, der im besagten Durchlaß für das Nachweisen der Temperatur des geschmolzenen Glases, das durch den Durchlaß hindurchgeht, angeordnet ist.

17. Eine Glasschmelzwanne nach einem jeden der Patentansprüche 13 bis 16, die außerdem eine Steueranlage einschließt, die mit dem besagten ersten und zweiten Temperaturdetektor verbunden und so angeordnet ist, daß die Energiezuführung zu den besagten Elektroden in der Steigwanne so reguliert wird, daß der erforderliche Glasfluß innerhalb der Steigwanne aufrechterhalten wird.

18. Eine Glasschmelzwanne nach einem jeden der Patentansprüche 13 bis 17, bei der die Heizvorrichtung in der besagten Schmelzwanne eine Vielzahl von Elektroder einschließt, die nach oben zu aus dem Boden der Schmelzwanne bis zu einer Höhe herausragen, Gto nicht die Hälfte der Tiefe des geschmolzenen Glases übersteigt.

19. Eine Glasschmelzwanne nach Patentanspruch 18, bei der die Elektroden von dun Wänden der Steigwanne in einem Abstand angeordnet sind, der mindestens gleich der Hölio der Elektroden ist.

20. Eine Glasschmelzwanne nach einem jeden der Patentansprüche 13 bis 19, bei der die Elektroden in der besagten Steigwanne eine Anordnung von Elektroden einschließen, bei der mindestens zwei Elektroden im Abstand seitlich über die Steigwanne hinweg und mindestens zwei Elektroden im Abstand in der Längsrichtung der Wanne angeordnet sind.

21. Eine Glasschmelzwanne nach einem jeden der Patentansprüche 13 bis 20, die außerdem eine Kondilionierwanne einschließt, die mit der besagten Läuterwanne verbunden ist, und zwar für das thermische Konditionieren des Glases, bevor es durch eine Ausflußöffnung am stromabwärts gelegenen Ende der Glasschmelzwanne fließt.

22. Eine Glasschmelzwanne nach Patentanspruch 21, bei der die Kühleinrichtungen so angeordnet sind, daß sie sich quer über den oberen Bereich des vorwärts fließenden geschmolzenen Glases, angrenzend an eine Eintrittsöffnung zur Konditionierwanne, erstrecken.

23. Eine Glasschmelzwanne nach Patentanspruch 22, bei der die besagte Kühleinrichtung ein wassergekühltes Rohr einschließt.

24. Eine Glasschmelzwanne nach Patentanspruch 22 oder Patentanspruch 23, die außerdem ein Rührwerk einschließt, das im Weg des vorwärts fließenden Glases, angrenzend an die Konditionierwanne, angeordnet ist.

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Diese Erfindung betrifft das Glasschmelzen und ist insbesondere auf Glasschmelzwannen ausgerichtet, bei denen eine elektrische Heizung zur Anwendung kommt.

Es ist gut bekannt, daß die Glasschmelzwannen eine Schmelzwanne einschließen, in der das feste Gemenge erwärmt wird, um geschmolzenes Glas zu liefern, bevor es in eine Läuterwanne gelangt, in der das geschmolzene Glas eine ausreichend hohe Temperatur aufweist, damit das Läutern stattfinden kann, und um dadurch die Mängel infolge der Verunreinigungen oder Blasen im Glas zu reduzieren. Normalerwelse gelangt das Glas aus einer Läuterwanne durch eine Konditionlerungszone, in der die Wärmekonditionierung durch eine gesteuerte Abkühlung bewirkt wird, bevor das Glas die Wanne durch einen Austritt zum Formgebungsverfahren verläßt. Derartige Wannen können für die kontinuierliche Herstellung von (leschmolzenem Glas verwendet werden und sind insbesondere für die Herstellung von hochqualitativem Glas für einen Einsatz bei der Herstellung von Flachglas anwendbar.

Wenn nur eine elektrische Heizung in einer Schmelzwanne einer derartigen Glasschmelzwanne vei wendet wird, ist es normal, daß das geschmolzene Glas in der Schmelzwanne durch eine kalte Oberschicht des festen Gemen( es abgedeckt wird, das fortschreitend durch die Wärme von den Elektroden geschmolzen wird, die Im Glas in der Schmelz wanne getaucht sind. Der Fließweg des geschmolzenen Glases von der Schmelzwanne zu einer Läuterwanne kann, wenn eir elektrisches Schmelzen angewendet wird, durch einen Durchlaß verlaufen, der angrenzend an den Unterbau der Schmelzwanne angeordnet ist, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß ungeschmolzenes Gemenge mit dem geschmolzenen Glas in die Läuterzone transportiert wird.

In flammenbeheizten Öfen ist es üblich, daß das geschmolzene Glas in einer Läuterwanne ausreichend tief liegt, damit die Rückführung des geschmolzenen Glases in konvektiven Flüssen gestattet wird, damit die oberen Schichten des Gleses in der Läuterzone in Richtung eines stromabwärts gelegenen Endes der Zone fließen, und zwar mit einem Rückfluß in den unteren Bereich der Läuterwanne. Es ist bekannt, daß eine Steigwanne nach der Schmelzwanne zur Verfugung gestellt wird. Es isc ebenfalls bekannt, daß in einer derartigen Steigwanne eine Heizung angeordnet wird. Aus der unerwünschten Korrosion der feuerfesten Wände der Steigwanne können sich jedoch durch das nach oben zu fließende Glas ernsthafte Probleme ergeben, insbesondere wo die Steigwanne die Temperatur des geschmolzenen Glases auf eine geeignete Läutertemperatür erhöht, und zwar oberhalb der des Glases, das von der Schmelzwanne her eintritt, wie es beispielsweise bei der Herstellung von hochqualitativem Flachglas erforderlich sein kann.

Es ist ebenfalls beispielsweise aus den Abbildungen 1 und 2 des US-Patentes 4900337 bekannt, daß Elektroden in einer Steigwanne eingesetzt werden, die eine Konditionierungswanne im Anschluß cn einen Durchlaß von einoi Cwumelzwanne aus bildet. Die Konditionierung schließt jedoch eine gesteuerte Abkühlung ein, wo Elektroden verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Temperaturverlustes des geschmolzenen Glases eher zu steuern, als daß die Temperatur über die des Glases angehoben wird, das die Schmelzwanne verläßt. Wo die Temperatur nicht nach dem Passieren des Durchlasses in die Steigwanne hinein angehoben wird, sind die Probleme der Korrosion in der Steigwanne infolge der niedrigeren Temperaturen, die zur Anwendung kommen, weniger heftig. Derartige Anordnungen, wo die Glastemperatur nach dem Verlassen der Schmelzwanne nicht erhöht wird, sind für die Herstellung von Glas für Behälter oder Faserglas geeigneter, können aber nicht das erforderliche Läutern für die Herstellung von hochqualitativem Flachglas bewirken, die beispielsweise dem, das für eine Floatglasproduktionsanlage verwendet wird.

Es ist ein Ziel d ar vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Glasschmelzwanne und ein verbessertes Verfahren des Glasschmelzens vorzulegen, wodurch das Problem der Korrosion in einer Stoigwanne verringert wird, wo die Glastemperatur nach dem Verlassen einor Schmelzwanne erhöht wird. Derartige Anordnungen können für die Herstellung von hochqualitativem Flachglas benutzt werden.

Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren für die Herstellung von geschmolzenem Glas in einer Glasschmelzwanne, wobei das Verfahren das Erhitzen des Gemenges in einer Schmelzwanne, um das geschmolzene Glas herzustellen, das Läutern des geschmolzenen Glases in einer Läuterzono und das thermische Konditionieren des Glases einschließt, bevor bewirkt wird, daß das Glas kontinuierlich durch eine Ausflußöffnung aus der Wanne fließt, und wobei das besagte Verfahren außerdem einschließt, daß bewirkt wird, daß das geschmolzene Glas durch eine Steigwanne zwischen der Schmelzwanne und der Läuterwanne fließt, daß das Glas in die Steigwanne durch einen Durchlaß am Unterbau der Steigwanne gelangt und die Steigwanne durch eine Ausflußöffnung an ihrem oberen Ende verläßt, wobei das Glas in der Steigwanne in einer zentralen Zone erwärmt wird, die von den vVänden der Steigwanne einen Abstand aufweist, wodurch sich eine inhomogene Temperaturverteilung im Glas über die Steigwanne hinweg ausbildet und das geschmolzene Glas veranlaßt wird, nach oben zu in der besagten zentralen Zone der Steigwanne zu fließen, und zwar bei einem nach unten zu gerichteten Glasfluß angrenzend an die besagten Wände der Wanne, und die Wärmezufuhr zum Glas in der Steigwanne ist so, daß die Temperatur des Glases in der Stoigwanne angehoben wird, und daß eine Glastemperat>ir angrenzend am Unterbau der Steigwanne gegenüberliegend dem besagten Durchlaß aufrechterhalten wird, die über der Temperatur des Glases liegt, das in die Steigwanne durch den Durchlaß gelangt.

Vorzugsweise ist der Fluß durch die Steigwanne toroidal mit einem nach oben zu gerichteten Fluß in der Mitte desToroides und einem nach unten zu gerichteten Fluß um die Außenseite des Toroides herum.

Vorzugsweise schließt das Verfahren das Messen d6r Temperatur des Glases im besagten Durchlaß und das Messen dor Temperatur des Glases angrenzend an den Unterbau der Steigwanne, dem besagten Durchlaß gegenüberliegend, ein. Vorzugsweise umfaßt das Verfahren das Abkühlen der oberhalb und unterhalb gelegenen Wände der besagten Steigwanne. Vorzugsweise wird dem Glas in der Steigwanne Wärme mittels einer Vielzahl von Elektroden zugeführt, die nach oben zu aus dem Unterbau der Steigwanne herausragen.