WO2011141136A1 - Glas-schmelzwanne mit vorbau und verfahren zum betrieb - Google Patents

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WO2011141136A1
WO2011141136A1 PCT/EP2011/002217 EP2011002217W WO2011141136A1 WO 2011141136 A1 WO2011141136 A1 WO 2011141136A1 EP 2011002217 W EP2011002217 W EP 2011002217W WO 2011141136 A1 WO2011141136 A1 WO 2011141136A1
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Definitions

  • the invention relates to a glass melting tank with at least one stem for the input of the feed and at least one charging device.
  • parts of the dust are introduced into the regenerative chambers.
  • the dust also reacts there with the refractory material and leads to corrosion.
  • the dust can also enforce the so-called grid in the regenerative chambers and reduce the efficiency of the air preheating.
  • this type of dusting is reinforced with the consequences shown.
  • the feed also loses heat energy to the atmosphere, which is lost for the melting process. It has been shown that a mere enlargement of the stems does not help.
  • the invention is therefore an object of the invention to improve the feeding technology on the stems of glass tank ovens to the effect that heat losses to the atmosphere and dust transport are reduced in the upper furnace of the tub and yet the heating of the feed is intensified.
  • a length "LG" of at least 1 200 mm is provided with an insulating roof which, towards the charging device, has an end wall which encloses, with the roof, a gas space which is open towards the melting tank,
  • the task is solved to the full extent, namely heat losses to the atmosphere and a dust transport in the upper furnace of the tub reduced and yet intensified the heating of the feed.
  • the stem is enlarged, and its superstructure is open to the tub, so that heat can penetrate radiation in the said superstructure of the stem. With the radiant heat in the stem it is achieved that the mixture is both preheated and sintered.
  • the enlargement of the stem also leads to increased flow from the middle of the tub (hot glass) back into this stem. This is accompanied by the transport of heat, which serves to melt the mixture from below accelerated.
  • the flow of glass into the stem area is determined by convection. As a result, melting in the actual well area is shortened in terms of time and space, which leads to an increase in output of the plant.
  • the driving force is thermal convection.
  • the end wall has a lower edge which lies above a plane "E-E" in which the upper edge of the tub is arranged and which delimits a feed gap
  • the loading device has a periodically movable insert sheet through which portions of feed material can be metered through the feed gap into the stem and onto the melt,
  • the feeder has a screw conveyor through which the feed material can be metered into the stem and onto the melt
  • the screw conveyor has a housing that is sealed in the front wall of the stem
  • the roof of the porch together with the end wall, encloses a gas space which is open in the direction of the gas space above the melting tank,
  • the gas space above the level E-E of the tub rim has a height "H" of at least 600 mm
  • the stem has side walls which enclose between them an angle “he” of 0 to 45 degrees open towards the melting tank, in particular if the side walls have an angle “a” of 5 to 30 degrees between them open toward the melting tank lock in,
  • the stem at its entrance to the melting tank has a width "BV" of at least 1000 mm.
  • the length "LG" of the canopy is at least 1 .200 mm, and / or if:
  • the invention also relates to a method for heating feed material to glass melting tanks with at least one stem with a feed device for the input of the feed.
  • the width "BV" of the transport path of the feed material in the stem at the entrance to the melting tank is selected to be at least 1.0 m.
  • the invention does not produce appreciable gas flow in the region of the stems, so that the risk of dust carryover is greatly reduced. While below the pan cover in the core flow of the combustion region mean flow velocities between 10 and 15 m / sec. were measured, the mean flow velocity in the stems only below 1 m / sec, but were measured temperatures to over 1,300 ° C, resulting in a high energy transfer of about 50 kW / m 2 .
  • FIG. 1 shows a vertical cross section through a melting tank in conjunction with vertical longitudinal sections through two stems
  • FIG. 2 shows a detail enlargement from FIG. 1 with dimensions
  • FIG. 4 shows the prior art with a conventional stem
  • FIG. 5 shows the left-hand half of FIG. 1 on an enlarged scale and with an insert plate as loading device in operation
  • FIG. 6 shows the left half of FIG. 1 on an enlarged scale and with a screw conveyor as a charging device in operation
  • Figure 7 is a plan view of the prior art furnace contents in the operating condition with a carpet of unsintered feedstock
  • Figure 8 is a plan view of the furnace contents analogous to Figure 7, but with a carpet of sintered feed.
  • a melting tank 1 which is heated with their contents, a molten glass 2 by Brenne rbatterien 3, which are arranged in the end wall 1 a of the melting tank 1 below the mouth of a shaft 4 for combustion air.
  • These shafts 4 are associated with heat exchangers, for example, those from the group of regenerators.
  • the burner batteries 3 and the shafts 4 are in a known manner, for. B., in the 15- to 30-minute cycle, operated in alternation, ie, while a burner battery 3 is operated, the exhaust gases are withdrawn via the other shaft 4.
  • On both sides of the melting tank 1 are in mirror-symmetrical arrangement so-called.
  • the melting tank 1 and the stems 6 end up in a common horizontal plane EE.
  • the end walls 8 end at the bottom in each case a lower edge 1 1, which leaves about the level E-E narrowest possible feed gap 1 1a for the dosing of feed.
  • the length "LG" of the gas space 9 below the canopy 7 is minimally about 70% of the inner length "LV" of the stem 6, in such a way that between the end wall 8 and the adjacent edge of the melting tank 1 and stem 6 still a surface for the storage of the feed material 14 remains free above the molten glass 2. Further details will be described below with reference to Figures 2 and 3.
  • the height "H” of the gas chamber 9 via “said plane EE should be at least 600 mm in order to promote the input of energy by radiation and / or flame gases. There are also values of up to 900 mm or more conceivable. In one after the outside sloping course of the canopy 7 is the measure "H" for the height at the entrance of the stem 6 in the gas space 10 of the melting tank first
  • FIG. 3 shows, while maintaining and updating the previous reference numbers, that the stem 6 has two side walls 6a and 6b which are connected to the melting tank 1 and enclose therebetween an angle " ⁇ " which opens in the direction of the melting tank 1 and between 0 and 45 degrees, preferably between 5 and 30 degrees.
  • This and the width "BV" of at least 1000 mm, preferably of at least 1500 mm, at the transition point, make it possible that the flow paths of the molten glass also run within the stems 6 and are involved to a very considerable extent in the heat exchange. Further details will be given below with reference to Figures 5 and 6 described.
  • the figure 4 shows the state of the art the following: In a side wall 1 c of the melting tank 1, an opening is arranged above the very short stem 6, which is preceded by a gate valve 1 d.
  • the space bounded by this is so tiny that neither the flame gases nor their radiation have a significant influence on the heat input into the feed material 14 from above.
  • the heat input through the molten glass 2 from below is very limited, so that the feed material 14 drives unsintered into the melting tank 1. The effect will be explained in more detail with reference to FIG.
  • FIG. 5 also shows the following with respect to the invention:
  • the stem 6 and the roofing 7 are associated with a charging device 12 which comprises: a reservoir 13 with a controllable bottom outlet 13a for the charge material 14.
  • Underneath is an obliquely arranged insertion plate 15, which is offset by a drive 16 only indicated here in periodic oscillations with low frequency.
  • the feed material 14 in the direction of the feed gap 1 1a is added in portions to the surface of the molten glass 2 and drives in the form of cushion 17 through the gas space 9 in the direction of the melting tank 1, in which it is deflected to a melt output.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the invention with the following details:
  • the inner length of the canopy 7 corresponds to the inner length "LV" of the stem 6 in FIGS. 2 and 3.
  • a feed device 20 which contains: a Reservoir 13 with a controllable bottom outlet for the feed material 14.
  • Beneath a horizontal screw conveyor 21 is arranged, which is driven by a motor M.
  • the screw conveyor 21 has a cylindrical housing 21 a, which is sealingly guided through the end wall 8 therethrough.
  • the feed material 14 is abandoned within the stem 6 on the surface of the molten glass 2 and drives in the form of cushion 17 through the Gas chamber 9 in the direction of the melting tank 1, in which it is not shown here.
  • Melt outlet is deflected.
  • the spatial design of the volume and the temperature control within the stems 6 according to the invention are chosen such that a flow pattern according to the drawn arrows is established within the glass melt 2.
  • a flow in the direction of the inner end of the stems 6 occurs below the charge 14, as a result of which the glass melt 2 delivers a portion of its heat capacity to the charge 14.
  • the molten glass 2 sinks in the direction of the bottom of the stem 6 and the trough 1 and returns to it.
  • the feed material 14 is heated by the penetrating into the gas space 9 heat radiation, and by this combinatorial effect, the feed material 14 is heated to a high temperature, which favors a partial melting of the particles, a process that is also covered by the term sintering can, and that leads to a prevention of dust.
  • FIG. 7 shows the distribution of the unsintered feed material 14 in the prior art with a vertical plan view of the tub contents. It covers a relatively large proportion of the melt surface; and the heat input into the melt 2 is relatively low.
  • FIG. 8 shows the distribution of the sintered feed material 14 in the case of the subject invention with a vertical plan view of the tub contents. A significantly greater proportion of the melt surface is left free, and the heat input into the melt 2 is correspondingly greater.
  • FIG. 8 clarifies that the feed material 14, starting from the respective stem 6, solidifies by sintering the surface flow according to FIGS. 5 and 6 into a kind of "carpet" which leaves a very large portion of the melt surface free, which in turn also favored the heat input by radiation. In particular, thereby the carryover of feed material is prevented in the melt outlet. It is indeed a synergistic effect.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Glas-Schmelzwanne (1) mit mindestens einem Vorbau (6) für die Eingabe des Beschickungsguts und mit mindestens einer Beschickungsvorrichtung. Zur Lösung der Aufgabe, die Beschickungstechnik über Vorbauten (6) von Glas-Wannenöfen dahingehend zu verbessern, dass Wärmeverluste an die Atmosphäre und ein Staubtransport in den Oberofen der Wanne verringert werden und dennoch die Aufheizung des Beschickungsguts intensiviert wird, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Vorbau (6) a) in Richtung auf die Schmelzwanne (1) eine Länge "LV" von mindestens 2.250 mm besitzt und, b) auf einer Länge "LG" von mindestens 1.200 mm mit einer isolierenden Überdachung (7) versehen ist, die zur Beschickungsvorrichtung hin eine Stirnwand (8) aufweist, die mit der Überdachung (7) einen Gasraum (9) einschliesst, der zur Schmelzwanne (1) hin offen ist. c) wobei die sog. Kennzahl "K" von 3,50 Tonnen (t) pro Stunde und Quadratmeter Oberfläche nicht überschritten wird, die sich aus P/F errechnet, wobei P der Durchsatz pro Stunde in Tonnen (t) und F die innere Oberfläche des Vorbaus in m o ist.

Description

Glas-Schmelzwanne mit Vorbau
und Verfahren zum Betrieb
Die Erfindung betrifft eine Glas-Schmelzwanne mit mindestens einem Vorbau für die Eingabe des Beschickungsguts und mit mindestens einer Beschickungsvorrichtung.
Der Stand der Technik:
Es ist bekannt, dass das Einlegen von Beschickungsgut bei U-Flam- menwannen bedeutend schwieriger und weniger befriedigend ist als bei Querbrennerwannen. Bei 'den U-Flammenwannen sind einseitig oder beidseitig der Wannen-Längsachse sogenannte Vorbauten vorgesehen, in die das Beschickungsgut von oben eingelegt und in Richtung der Schmelzwanne verschoben wird. Dabei sollen die Vorbauten bewusst klein gehalten werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Art der Beschickung wegen der relativen Kürze der Vorbauten in Richtung auf die Schmelzwanne in dieser durch den Einfluss der Brenner - insbesondere bei der Verwendung von vorgewärmten Gemenge - zu einer starken Staubentwicklung führt, wobei der Staub sich auf den Seitenwänden und auf der Wannendecke absetzt und zusammen mit dem Feuerfestmaterial niedrig schmelzende Verbindungen eingeht. Das ist bekannt unter dem Vorgang der Korrosion von Feuerfestmaterialien. Des weiteren werden Teile des Staubes in die Regenerativkammern eingeschleppt. Der Staub reagiert auch dort mit dem Feuerfestmaterial und führt zu Korrosion. Weiterhin kann der Staub auch die sogenannte Gitterung in den Regenerativkammern zusetzen und den Wirkungsgrad der Luftvorwärmung herabsetzen. Insbesondere bei Verwendung von vorgewärmten Gemenge wird diese Art der Verstaubung mit den dargestellten Folgen noch verstärkt. Ausserdem verliert auch das Beschickungsgut zur Atmosphäre hin Wärmeenergie, die für den Schmelzprozess verloren geht. Es hat sich gezeigt, dass eine reine Vergrösserung der Vorbauten keine Abhilfe schafft.
Die Aufgabe:
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Beschickungstechnik über Vorbauten von Glas-Wannenöfen dahingehend zu verbessern, dass Wärmeverluste an die Atmosphäre und ein Staubtransport in den Oberofen der Wanne verringert werden und dennoch die Aufheizung des Beschickungsguts intensiviert wird.
Die Lösung der Aufgabe:
Die Lösung der Aufgabe ist bei der eingangs angegebenen Glas-Schmelzwanne erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Vorbau a) in Richtung auf die Schmelzwanne eine innere Länge "LV" von mindestens 2.250 mm Desitzt und
b) auf einer Länge "LG" von mindestens 1 .200 mm mit einer isolierenden Überdachung versehen ist, die zur Beschickungsvorrichtung hin eine Stirnwand aufweist, die mit der Überdachung einen Gasraum einschliesst, der zur Schmelzwanne hin offen ist,
c) wobei die sog. Kennzahl "K" von 3,50 Tonnen (t) pro Stunde und Quadratmeter Oberfläche nicht überschritten wird, die sich aus P/F errechnet, wobei P der Durchsatz pro Stunde in Tonnen (t) und F die innere Oberfläche des Vorbaus in me ist.
Damit wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange gelöst, nämlich Wärmeverluste an die Atmosphäre und ein Staubtransport in den Oberofen der Wanne verringert und dennoch die Aufheizung des Beschickungsguts intensiviert. Sinngemäss gilt folgendes: Der Vorbau wird vergrössert, und sein Oberbau ist zur Wanne hin offen, so dass Wärme über Strahlung in dem besagten Oberbau des Vorbaus eindringen kann. Mit der Strahlungswärme in den Vorbau wird erreicht, dass das Gemenge sowohl vorgewärmt wie auch versintert wird. Die Vergrösserung des Vorbaus führt auch zu einer verstärkten Strömung aus der Mitte der Wanne (heisses Glas) zurück in diesen Vorbau. Das geht einher mit dem Transport von Wärme, welche dazu dient, das Gemenge von unten Beschleunigt aufzuschmelzen. Der Fluss des Glases in den Vorbaubereich wird bestimmt durch die Konvektion. Dadurch wird im eigentlichen Wannenbereich das Aufschmelzen zeitlich und räumlich verkürzt, was zu einer Leistungssteigerung der Anlage führt. Die treibende Kraft ist die thermische Konvektion.
Es ist im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Glas-Schmelzwanne besonders vorteilhaft, wenn - entweder einzeln oder in Kombination - :
* die Stirnwand eine Unterkante aufweist, die oberhalb einer Ebene "E-E" liegt, in der der obere Wannenrand angeordnet ist, und die einen Beschickungsspalt begrenzt,
* die Beschickungsvorrichtung ein periodisch bewegbares Einlegeblech besitzt, durch die Portionen von Beschickungsgut durch den Beschickungsspalt hindurch in den Vorbau und auf die Schmelze eindosierbar sind,
* die Beschickungsvorrichtung einen Schneckenförderer besitzt, durch den das Beschickungsgut in den Vorbau und auf die Schmelze eindosierbar ist,
* der Schneckenförderer ein Gehäuse aufweist, das abgedichtet in die Stirnwand des Vorbaus eingesetzt ist,
* die innere Länge "LV" des Vorbaus mindestens 2.250 mm beträgt,
* die Überdachung in Längsrichtung des Vorbaus nach oben hin gewölbt ausgeführt ist, * die Überdachung des Vorbaus in Richtung auf die Schmelzwanne ansteigend ausgeführt ist,
* die Überdachung des Vorbaus zusammen mit der Stirnwand einen Gasraum einschliesst, der in Richtung auf den Gasraum über der Schmelzwanne geöffnet ist,
* der Gasraum über der Ebene E-E des Wannenrandes eine Höhe "H" von mindestens 600 mm aufweist,
* der Vorbau Seitenwände besitzt, die einen in Richtung auf die Schmelzwanne geöffneten Winkel "er" von 0 bis 45 Grad zwischen sich einschliessen, insbesondere, wenn die Seitenwände einen in Richtung auf die Schmelzwanne geöffneten Winkel "a" von 5 bis 30 Grad zwischen sich einschliessen,
* der Vorbau an seinem Eingang in die Schmelzwanne eine Breite "BV" von mindestens 1000 mm besitzt.
* die Länge "LG" der Überdachung des Vorbaus mindestens 1 .200 mm beträgt, und/oder, wenn :
* die Länge "LG" der Überdachung des Vorbaus mindestens 70 % der Länge "LV" des Vorbaus beträgt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufheizen von Beschickungsgut an Glas- Schmelzwannen mit mindestens einem Vorbau mit einer Beschickungsvorrichtung für die Eingabe des Beschickungsguts.
Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist ein solches Verfahren erfindungsge- mäss dadurch gekennzeichnet, dass:
a) das Aufheizen und Versintern des Beschickungsguts von oben her durch das Eindringen von Wärmestrahlung aus dem Wannenraum in den Vorbau gefördert wird,
b) der Transportweg des Beschickungsguts im Vorbau derart lang gewählt wird, dass das Beschickungsgut zusätzlich von unten her durch eine Strömung und durch das Eindringen der Glas-Schmelze bis zu einem mindestens teilweisen Verschmelzen aufgeheizt wird, und dass
c) das Beschickungsgut in einem mindestens teilweise verschmolzenen Zustand auf die Oberfläche der Glas- Schmelze in die Schmelzwanne verschoben wird.,
d) wobei die sog. Kennzahl "K" von 3,50 Tonnen (t) pro Stunde und Quadratmeter Oberfläche nicht überschritten wird, die sich aus P/F errechnet, wobei P der Durchsatz pro Stunde in Tonnen (t) und F die innere Oberfläche des Vorbaus in mQ ist.
Es ist im Zuge weiterer Ausgestaltungen des Verfahrens besonders vorteilhaft, wenn - entweder einzeln oder in Kombination - :
* der Transportweg des Beschickungsguts im Vorbau zwischen 2,25 und 5 m gewählt wird, und/oder, wenn:
* die Breite "BV" des Transportwegs des Beschickungsguts im Vorbau am Eingang in die Schmelzwanne zu mindestens 1 ,0 m gewählt wird.
Durch die Erfindung wird im Bereich der Vorbauten keine nennenswerte Gasströmüng erzeugt, so dass die Gefahr der Staubverschleppung stark reduziert wird. Während unter der Wannendecke im Kernstrom des Verbrennungsbereichs mittlere Strömungsgeschwindigkeiten zwischen 10 und 15 m/sec. gemessen wurden, liegt die mittlere Strömungsgeschwindigkeit in den Vorbauten lediglich unterhalb von 1 m/sec, wohl aber wurden Temperaturen bis über 1.300 °C gemessen, was zu einer hohen Energieübertragung von ca. 50 kW/m2 führt.
Ausführungsbeispiele: '
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und deren Wirkungsweisen und weitere Vorteile werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 8 näher erläutert und mit dem Stand der Technik nach den Figuren 4 und 7 näher verglichen. Es zeigen:
Figur 1 einen vertikalen Querschnitt durch eine Schmelzwanne in Verbindung mit vertikalen Längsschnitten durch zwei Vorbauten,
Figur 2 eine Ausschnittvergrösserung aus Figur 1 mit Massangaben,
Figur 3 einen vergrösserten Ausschnitt aus einem Horizontalschnitt durch eine Wannenecke und den benachbarten Vorbau,
Figur 4 den Stand der Technik mit einem üblichen Vorbau,
Figur 5 die linke Hälfte von Figur 1 in vergrössertem Massstab und mit einem Einlegeblech als Beschickungsvorrichtung im Betrieb,
Figur 6 die linke Hälfte von Figur 1 in vergrössertem Massstab und mit einem Schneckenförderer als Beschickungsvorrichtung im Betrieb,
Figur 7 eine Draufsicht auf den Ofeninhalt nach dem Stand der Technik im Betriebszustand mit einem Teppich aus ungesintertem Beschickungsgut und
Figur 8 eine Draufsicht auf den Ofeninhalt analog Figur 7, jedoch mit einem Teppich aus gesintertem Beschickungsgut.
In den Figuren 1 und 2 ist eine Schmelzwanne 1 dargestellt, die mit ihrem Inhalt, einer Glasschmelze 2, durch Brenne rbatterien 3 beheizt wird, die in der Stirnwand 1 a der Schmelzwanne 1 unterhalb der Mündung je eines Schachtes 4 für Verbrennungsluft angeordnet sind. Diese Schächte 4 stehen mit Wärmetauschern in Verbindung, beispielsweise mit solchen aus der Gruppe der Regeneratoren. Die Brennerbatterien 3 und die Schächte 4 werden in bekannter Weise, z. B., im 15- bis 30-Minutentakt, alternierend betrieben, d.h. , während die eine Brennerbatterie 3 betrieben wird, werden die Abgase über den jeweils anderen Schacht 4 abgezogen. Beiderseits der Schmelzwanne 1 befinden sich in spiegelsymmetrischer Anordnung sog. Vorbauten 6 mit je einer Überdachung 7, die nach oben gewölbt sein kann, und mit einer Stirnwand 8, die zusammen einen Gasraum 9 umschliessen. Diese stehen mit dem Gasraum 10 über der Glasschmelze 2 in der Schmelzwanne 1 in Verbindung. Die Schmelzwanne 1 und die Vorbauten 6 enden nach oben in einer gemeinsamen waagrechten Ebene E-E.
Die Stirnwände 8 enden nach unten hin in je einer Unterkante 1 1 , die über der Ebene E-E einen möglichst eng begrenzten Beschickungsspalt 1 1a für die Eindosierung von Beschickungsgut frei lässt. Die Länge "LG" des Gasraums 9 unterhalb der Überdachung 7 beträgt minimal etwa 70 % der inneren Länge "LV" des Vorbaus 6, und zwar derart, dass zwischen der Stirnwand 8 und dem benachbarten Rand von Schmelzwanne 1 und Vorbau 6 noch eine Fläche für die Ablage des Beschickungsguts 14 über der Glasschmelze 2 frei bleibt. Weitere Einzelheiten werden nachstehend noch anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben.
Auch die Höhe "H" des Gasraums 9 über " der besagten Ebene E-E sollte mindestens 600 mm betragen, um den Eingang von Energie durch Strahlung und/oder Flammengase zu fördern. Es sind auch Werte bis zu 900 mm und darüber denkbar. Bei einem nach aussen abfallenden Verlauf der Überdachung 7 gilt das Mass "H" für die Höhe am Eintritt des Vorbaus 6 in den Gasraum 10 der Schmelzwanne 1.
Die Figur 3 zeigt unter Beibehaltung und Fortschreibung der bisherigen Bezugszeichen, dass der Vorbau 6 zwei Seitenwände 6a und 6b besitzt, die mit der Schmelzwanne 1 verbunden sind und einen Winkel "σ" zwischen sich einschliesen, der sich in Richtung auf die Schmelzwanne 1 öffnet und zwischen 0 und 45 Grad betragen kann, vorzugsweise zwischen 5 und 30 Grad. Dies und die Breite "BV" von mindestens 1000 mm, vorzugsweise von mindestens 1.500 mm, an der Übergangsstelle, ermöglichen es, dass die Strömungswege der Glasschmelze auch innerhalb der Vorbauten 6 verlaufen und in ganz erheblichen Umfang an dem Wärmeaustausch beteiligt sind. Weitere Einzelheiten werden nachstehend noch anhand der Figuren 5 und 6 beschrieben.
Die Figur 4 zeigt zum Stande der Technik folgendes: In einer Seitenwand 1 c der Schmelzwanne 1 ist über dem sehr kurzen Vorbau 6 eine Öffnung angeordnet, der ein Absperrschieber 1 d vorgelagert ist. Der dadurch umgrenzte Raum ist so winzig, dass weder die Flammengase noch deren Strahlung einen nennenswerten Einfluss auf den Wärmeeintrag in das Beschickungsgut 14 von oben haben. Auch der Wärmeeingang durch die Glasschmelze 2 von unten her (dicke Pfeile) ist sehr begrenzt, so dass das Beschickungsgut 14 ungesintert in die Schmelzwanne 1 treibt. Die Wirkung wird anhand der Figur 7 noch näher erläutert.
Die Figur 5 zeigt zur Erfindung weiterhin folgendes: Dem Vorbau 6 und der Überdachung 7 ist eine Beschickungsvorrichtung 12 zugeordnet, die folgendes enthält: Einen Vorratsbehälter 13 mit einem regelbaren Boden- auslass 13a für das Beschickungsgut 14. Darunter ist ein schräg stehendes Einlegeblech 15 angeordnet, das durch einen hier nur angedeuteten Antrieb 16 in periodische Oszillationen mit niedriger Frequenz versetzt wird. Dadurch wird das Beschickungsgut 14 in Richtung auf den Beschickungsspalt 1 1a portionsweise auf die Oberfläche der Glasschmelze 2 aufgegeben und treibt in Form von Kissen 17 durch den Gasraum 9 in Richtung auf die Schmelzwanne 1 , in der es auf einen Schmelzenausgang umgelenkt wird.
Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Erfindung mit folgenden Details: Die innere Länge der Überdachung 7 entspricht hierbei der inneren Länge "LV" des Vorbaus 6 in den Figuren 2 und 3. Aussen davor ist eine Beschickungsvorrichtung 20 angeordnet, die folgendes enthält: Einen Vorratsbehälter 13 mit einem regelbaren Bodenauslass für das Beschickungsgut 14. Darunter ist ein horizontaler Schneckenförderer 21 angeordnet, der durch einen Motor M angetrieben wird. Der Schneckenförderer 21 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 21 a, das abgedichtet durch die Stirnwand 8 hindurch geführt ist. Dadurch wird das Beschickungsgut 14 innerhalb des Vorbaus 6 auf die Oberfläche der Glasschmelze 2 aufgegeben und treibt in Form von Kissen 17 durch den Gasraum 9 in Richtung auf die Schmelzwanne 1 , in der es auf einen hier nicht gezeigten. Schmelzenausgang umgelenkt wird. .
Die räumliche Gestaltung des Volumens und die Temperaturführung innerhalb der erfindungsgemässen Vorbauten 6 sind dabei so gewählt, dass sich innerhalb der Glasschmelze 2 ein Strömungsverlauf gemäss den eingezeichneten Pfeilen einstellt. Durch thermokinetische Effekte stellt sich unterhalb des Beschickungsguts 14 eine Strömung in Richtung auf das innere Ende der Vorbauten 6 ein, wodurch die Glasschmelze 2 einen Teil ihrer Wärmekapazität an das Beschickungsgut 14 abgibt. Durch die Abkühlung sinkt die Glasschmelze 2 in Richtung des Bodens von Vorbau 6 und Wanne 1 ab und kehrt in diese zurück. Von oben wird das Beschickungsgut 14 durch die in den Gasraum 9 eindringende Wärmestrahlung beheizt, und durch diesen kombinatorischen Effekt wird das Beschickungsgut 14 auf eine hohe Temperatur aufgeheizt, die ein teilweises Verschmelzen der Partikel begünstigt, ein Vorgang, den man auch mit dem Begriff Sintern belegen kann, und genau das führt zu einer Verhinderung der Staubentwicklung.
Die Figur 7 zeigt die Verteilung des ungesinterten Beschickungsguts 14 beim Stand der Technik bei senkrechter Draufsicht auf den Wanneninhalt. Es wird ein verhältnismässig grosser Anteil der Schmelzen-Oberfläche abgedeckt; und der Wärmeeintrag in die Schmelze 2 ist verhältnismässig gering.
Die Figur 8 zeigt die Verteilung des gesinterten Beschickungsguts 14 beim Erfindungsgegenstand bei senkrechter Draufsicht auf den Wanneninhalt. Es wird ein deutlich grösserer Anteil der Schmelzen-Oberfläche frei gelassen, und der Wärmeeintrag in die Schmelze 2 ist entsprechend grösser.
Aus dem Vergleich der Figuren 7 und 8 ergibt sich folgender Kombinationseffekt, wobei man die Relationen beachten muss: Die räumliche Gestaltung des Volumens und die Temperaturführung innerhalb der Schmelzwanne 1 sind dabei so gewählt, dass sich innerhalb der Glasschmelze 2 ein Strömungsverlauf gemäss den eingezeichneten Pfeilen in den Figuren 4 bis 6 einstellt. Durch die beschriebenen thermokinetischen Effekte stellt sich unterhalb des Beschickungsguts 14 eine Strömung in Richtung auf die Stirnwand 1a und die Brennerbatterien 3 und in die Vorbauten 6 ein, wodurch die Glasschmelze auch hier einen Teil ihrer Wärmekapazität nach oben an das Beschickungsgut 14 abgibt. Durch die Abkühlung sinkt die Glasschmelze 2 in Richtung des Bodens der Schmelzwanne 1 ab und fliesst zum Schmelzenausgang der Schmelzwanne. Durch diesen wiederum kombinatorischen Effekt wird das Beschickungsgut 14 bis zum vollständigen Schmelzen von unten und oben aufgeheizt.
Die Figur 8 verdeutlicht, dass das Beschickungsgut 14, ausgehend von dem jeweiligen Vorbau 6, sich durch die Oberflächenströmung gemäss den Figuren 5 und 6 durch Sinterung zu einer Art "Teppich" verfestigt, der einen sehr grossen Anteil der Schmelzenoberfläche frei lässt, was wiederum auch den Wärmeeingang durch Strahlung begünstigt. Insbesondere wird dadurch auch die Verschleppung von Beschickungsgut in den Schmelzenausgang verhindert. Es handelt sich in der Tat um einen synergistischen Effekt.
Bei den Betrachtungen spielt insbesondere die sog. Kennzahl "K" eine Rolle, wobei K = P/F und P der Durchsatz pro Stunde in Tonnen (t), und F die innere Oberfläche des Vorbaus in m2 ist, und wobei der Wert von K = 3,50 nicht überschritten werden soll.
Dies bedeutet für die Vorrichtung eine solche Geometrie und Auslegung, der Komponenten, dass die Menge des Beschickungsguts in entsprechender räumlicher und zeitlicher Verteilung in den Vorbau eindosiert und daraus in die Schmelzwanne übergeführt werden kann Dies bedeutet für das Verfahren, dass das Aufheizen des Beschickungsguts unter Einwirkung der Komponenten der Vorrichtung erfolgt. Dabei soll vor allem der K-Wert von 3,50 ' (drei-komma-fünfzig) t/m2h nicht überschritten werden.
Es geht darun, in dem Vorbau die thermischen und mechanischen Voraussetzungen dafür zu schaffen, ausreichende Mengen von Beschickungsgut in einem teilweise gesinterten Zustand über einen Vorbau bzw. ein Dog-House in eine Schmelzwanne einzubringen und dabei die Schwimmfähigkeit der Sinterprodukte aufrecht zu erhalten.
Bezungszeichenliste:
BV Breite
E-E Ebene
F Oberfläche
H Höhe
K Kennzahl
LG Länge
LV Länge
M Motor
P Durchsatz
er Winkel
1 Schmelzwanne
1 a Stirnwand
1 b Wannen rand
I C Seitenwand
1 d Absperrschieber
2 Glasschmelze
3 Brennerbatterien
4 Schacht
5 Wannendecke
6 Vorbauten
6a Seitenwand
6b Seitenwand
7 Überdachung
8 Stirnwand
9 Gasraum
10 Gasraum
1 1 Unterkante
1 1 a Beschickungsspalt 12 Beschickungsvorrichtung
13 Vorratsbehälter
13a Bodenauslass
14 Beschickungsgut
15 Einlegebleech
16 Antrieb
17 Portionen
20 Beschickungsvorrichtung
21 Schneckenförderer 21 a Gehäuse

Claims

Patentansprüche:
1. Glas-Schmelzwanne (1 ) mit mindestens einem Vorbau (6) für die Eingabe des Beschickungsguts (14) und mit mindestens einer Beschickungsvorrichtung (12, 20),
dadurch gekennzeichnet, dass der Vorbau (6)
a) in Richtung auf die Schmelzwanne (1 ) eine innere Länge "LV" von mindestens 2.250 mm besitzt und,
b) auf einer Länge "LG" von mindestens 1.200 mm mit einer isolierenden Überdachung (7) versehen ist, die zur Beschickungsvorrichtung (12) hin eine Stirnwand (8) aufweist, die mit der Überdachung (7) einen Gasraum (9) einschliesst, der zur Schmelzwanne (1 ) hin offen ist,
c) wobei die sog. Kennzahl "K" von 3,50 Tonnen pro Stunde und Quadratmeter Oberfläche nicht überschritten wird, die sich aus K = P/F errechnet, wobei P der Durchsatz pro Stunde in Tonnen (t), una F die innere Oberfläche des Vorbaus in m2 ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwand (8) eine Unterkante (11 ) aufweist, die oberhalb einer Ebene (E-E) liegt, in der der obere Wannenrand (1 b) angeordnet ist, und die einen Beschickungsspalt (11a) begrenzt,
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungsvorrichtung (12) ein periodisch bewegbares Einlegeblech (15) besitzt, durch die Portionen (17) von Beschickungsgut (14) durch den Beschickungsspalt (11a) hindurch in den Vorbau (6) und auf die Schmelze (2) eindosierbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungsvorrichtung (20) einen Schneckenförderer (21 ) besitzt, durch den das Beschickungsgut (14) in den Vorbau (6) und auf die Schmelze (2) eindosierbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckenförderer (21 ) ein Gehäuse (21 a) aufweist, das abgedichtet in die Stirnwand (8) des Vorbaus (6) eingesetzt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die innere Länge "LV" des Vorbaus (6) mindestens 2.250 mm beträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überdachung (7) in Längsrichtung des Vorbaus (6) nach oben hin gewölbt ausgeführt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überdachung (7) des Vorbaus (6) in Richtung auf die Schmelzwanne (1 ) ansteigend ausgeführt ist
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überdachung (7) des Vorbaus (6) zusammen mit der Stirnwand (8) einen Gasraum (9) einschliesst, der in Richtung auf den Gasraum (10) über der Schmelzwanne (1 ) geöffnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasraum (9) über der Ebene E-E des Wannenrandes (1 b) eine Höhe "H" von mindestens 600 mm aufweist.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorbau (6) Seitenwände (6a, 6b) besitzt, die einen in Richtung auf die Schmelzwanne (1 ) geöffneten Winkel "a" von 0 bis 45 Grad zwischen sich einschliessen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorbau (6) an seinem Eingang in die Schmelzwanne (1 ) eine Breite "BV" von mindestens 1000 mm besitzt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Länge "LG" der Überdachung (7) des Vorbaus (6) mindestens 1 .200 mm beträgt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge "LG" der Überdachung (7) des Vorbaus (6) mindestens 70 % der innere Länge "LV" des Vorbaus beträgt.
15. Verfahren zum Aufheizen von Beschickungsgut (14) an Glas- Schmelzwannen (1 ) mit mindestens einem Vorbau (6) mit einer Beschickungsvorrichtung (12) für die Eingabe des Beschickungsguts (14) ,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) das Aufheizen und Versintern des Beschickungsguts (14) von oben her durch das Eindringen von Wärmestrahlung aus dem Wannenraum in den Vorbau (6) gefördert wird ,
b) der Transportweg des Beschickungsguts (14) im Vorbau (6) derart lang gewählt wird , dass das Beschickungsgut (14) von unten her durch eine Strömung und durch das Eindringen der Glas-Schmelze ' (2) bis zu einem mindestens teilweisen Ver-
" schmelzen aufgeheizt wird , und dass
c) das Beschickungsgut (14) in einem mindestens teilweise verschmolzenem Zustand auf die Oberfläche der Glas- Schmelze (2) in die Schmelzwanne (1 ) verschoben wird,
d) wobei die sog. Kennzahl "K" von 3,50 Tonnen pro Stunde und Quad ratmeter Oberfläche nicht überschritten wird, die sich aus K = P/F errechnet, wobei P der Durchsatz pro Stunde in Tonnen (t) , und F die innere Oberfläche des Vorbaus in m2 errechnet. '
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportweg des Beschickungsguts (14) im Vorbau (6) zwischen 2,25 und 5 m gewählt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite "BV" des Transportwegs des Beschickungsguts (14) im Vorbau (6) am Eingang in die Schmelzwanne (1 ) zu mindestend 1 ,0 m gewählt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Schmelzenspiegels im Gasraum (9) so gewählt wird, dass gegenüber der höchsten Stelle der Überdachung (7) ein Mindestabstand von 600 mm verbleibt.
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