DD226868A1 - OVEN FOR MELTING AND CONTROLLING SILICATED MATERIALS, ESPECIALLY GLASS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen tiegel- oder schachtfoermigen Ofen mit auf die Schmelzenoberflaeche aufgegebenem Einlegegut und vertikalem Prozessablauf. Es besteht das Ziel, eine gleichbleibend hohe Schmelzenqualitaet zu sichern und die Dosierung der Entnahme zu vereinfachen. Die Aufgabe, eine geeignete Schmelzenfuehrung im Ofen zu erreichen und den hydrostatischen Schmelzendruck zu verringern, wird dadurch geloest, dass sich innerhalb des Ofens eine Einfassung befindet, die einen gleichmaessigen Wandabstand von 5 bis 15% der Ofeninnenabmessung sowie einen Bodenabstand von 5 bis 20% der Schmelzbadhoehe besitzt. Die von ihr eingeschlossene Flaeche ist mit Einlegegut bedeckt, das z. B. von einer Abdeckung innerhalb dieser gehalten wird. Nahe der Schmelzbadoberflaeche ist ein Ueberlauf angeordnet. Die Einfassung besteht z. B. aus Molybdaen. Die Erfindung ist in der Glasindustrie anwendbar. FigurThe invention relates to a crucible or shaft-like furnace with abandoned on the Schmelzenoberflaeche and vertical process flow. The aim is to ensure a consistently high quality of the melt and to simplify the metering of the removal. The task of achieving a suitable Schmelzenfuehrung in the oven and to reduce the hydrostatic pressure of the melt is achieved by the fact that within the furnace is a enclosure that a uniform wall distance of 5 to 15% of the furnace inside dimension and a ground clearance of 5 to 20% of Melt bath height possesses. The enclosed by her surface is covered with Einlegegut, the z. B. is held by a cover within this. Near the Schmelzbadoberflaeche an overflow is arranged. The enclosure consists z. B. from molybdenum. The invention is applicable in the glass industry. figure

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Ofen zum Schmelzen und Läutern von silikatischen Stoffen, insbesondere von Gl_asFurnace for melting and refining of silicate substances, in particular from _a s Gl

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen tiegel— oder schachtförmig? η Ofen zum Schmelzen und Läutern von silikati- schen Stoffen, insbesondere von Glas, in welchem die au schmelzenden Stoffe auf die Oberfläche des Schmelzbades aufgegeben werden und der Schmelz- und Läuterprozeß kontinuierlich in vertikaler Richtung zum Boden' hin verläuft οThe invention relates to a crucible or shaft? η Furnace for melting and refining of silicatic substances, in particular of glass, in which the au-melting substances are applied to the surface of the molten bath and the melting and refining process continuously in the vertical direction towards the bottom ο

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Tiegel- oder schachtförmige Schmelzofen von rundem, polygonalem und quadratischem Querschnitt, bei denen der Schmelz- und Läuterprozeß in vertikaler -Richtung vom oben aufgegebenen Einlegegut nach dem Ofenboden zu verläuft und" homogenes Glas durchweinen überwiegend zentrisch im. Boden angeordneten Auslaß entnommen wird, werden zur Erzielung hoher Schmelzleistungen und guter Qualität unterschiedlichster Schmelzen auf verschiedene Weise beheizt und es wird in unterschiedlicher Weise die dosierte Entnahme der Schmelze vorgenommeneCrucible or shaft-shaped melting furnace of round, polygonal and square cross-section, in which the melting and refining process in the vertical direction of the above discontinued feed to the bottom of the furnace and "homogeneous glass is swept through predominantly centrally located in the bottom arranged outlet, are to Achieving high melt rates and good quality of different melts heated in different ways and it is made in different ways, the metered removal of the melt

Aus DE-OS 1 91 β 804 ist ein sich vertikal erstreckender Ofen, mit um die Peripherie des Ofens herum in wenigstens 2 Ebenen angeordneten Elektroden bekannt. Die Entnahme der Schmelze erfolgt an mindestens einer Seite des kegelstumpfartigen, unteren Ofenendes, wobei die Dosierung in eine angeschlossene Rinne durch einen bewegten, in eine Öffnung eingepaßten Stopfen vorgenommen wird bzw. sie erfolgt in einer anderen Variante zentrisch im flachen Ofenboden.From DE-OS 1 91 β 804 is a vertically extending furnace, known to be arranged around the periphery of the furnace in at least two levels electrodes. The removal of the melt takes place on at least one side of the truncated, lower end of the furnace, wherein the dosage is made in a connected channel by a moving, fitted in an opening plug or it is done in another variant centrally in the flat furnace bottom.

Einer Firmenmitteilung von "Corning Glass Works" zufolge, wird vornehmlich.Borosilikatglas in einem vertikalen Ofen geschmolzen, in den Elektroden von oben durch die Gemengedecke in einstellbare Tiefe eintauchen« Ein über dem Ofenboden, in dessen Zentrum endendes Molybdänrohr, führt die Schmelze nach unten einem waagerechten Vorherd zu. Dem Vorherd vorgelagert, dosiert ein aus Molybdän bestehendes Ventil den Glaszufluß*'According to a company report from "Corning Glass Works", mainly, borosilicate glass is melted in a vertical furnace, into which electrodes are inserted from above through the stove cover to an adjustable depth. "The melt passes downwards over the bottom of the furnace, in the center of which the molybdenum pipe ends horizontal forehearth too. In front of the forehearth, a valve made of molybdenum doses the glass feed * '

Es ist weiterhin aus DE-AS 2 033 074 ein direkt induktiv beheizter senkrechter Tiegel bekannt, dessen Wand aus elektrisch isolierendem Keramikmaterial der Induktor mit mehreren Windungen oder, mehreren Flachspulen umgibt» Durch eine zentrisch angeordnete, induktiv beheizte Ausflußdüse wird der Tiegel diskontinuierlich entleert.It is also known from DE-AS 2,033,074 a directly inductively heated vertical crucible whose wall of electrically insulating ceramic material of the inductor with several turns or more flat coils surrounds »By a centrally arranged, inductively heated Ausflußdüse the crucible is emptied discontinuously.

Des weiteren wurde bereits vorgeschlagen, für die indirekte, induktive Beheizung eines Ofens mit keramischer Wandung mindestens einen Suszeptor, z.B» aus Molybdän, in der Schmelze anzuordnen oder eine derartige Beheizung mit einer elektrischen Beheizung, mittels von unten in die Schmelze eingeführter Elektroden zu kombinieren»Furthermore, it has already been proposed for the indirect, inductive heating of a furnace with a ceramic wall to arrange at least one susceptor, for example of molybdenum, in the melt or to combine such heating with electrical heating by means of electrodes introduced from below into the melt.

Derartige Öfen haben auf Grund des kurzen Schmelzweges den grundsätzlichen Uachteil einer relativ geringen Homogenität der zur Verarbeitung gelangenden Schmelze.Due to the short melt path, such furnaces have the fundamental disadvantage of a relatively low homogeneity of the melt to be processed.

Dieser Ei achteil wird dadurch, verstärkt, daß Änderungen des Temperaturprofils in der .senkrechten Ofenachse, hervorgerufen z.B. durch Änderung des Durchsatzes, der GemengeZusammensetzung oder Störungen in der Energiezufuhr, die Gefahr der Entnahme inhomogener Schmelze erhöht.This egg is hampered by the fact that changes in the temperature profile in the vertical kiln axis, caused e.g. By changing the flow rate, the mixture composition or disturbances in the energy supply, the risk of removal of inhomogeneous melt increases.

Sin weiterer Nachteil derartiger Schmelzöfen besteht darin, daß der hohe hydrostatische Druck der Schmelze am Bodenauslaß aufwendige Vorrichtungen zur dosierten Entnahme der Schmelze erfordert,Sin further disadvantage of such furnaces is that the high hydrostatic pressure of the melt at the bottom outlet requires expensive devices for metered removal of the melt,

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, die Entnahme inhomogener oder mit unvollständig geschmolzenem Einlegegut vermischter Schmelze beim kontinuierlichen, vertikal ablaufenden Schmelz- und Läuterprozeß zu vermeiden, um eine gleichbleibend hohe Qualität der daraus hergestellten Erzeugnisse zu gewährleisten und die dosierte Entnähme von Schmelze zu vereinfachen.It is the object of the invention to avoid the removal of inhomogeneous or incompletely melted insert mixed melt in the continuous, vertical running melting and refining process to ensure a consistently high quality of the products produced therefrom and to facilitate the metered Entnähme of melt.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen tiegei- oder schachtförmigen Ofen zum Schmelzen und Läutern silikatischer Stoffe, insbesondere von Glas zu schaffen, in welchem die zu schmelzenden Stoffe auf die Oberfläche des Glasbades aufgegeben werden und- der Schmelz- und Läuterprozeß kontinuierlich in vertikaler Richtung verläuft, bei dem die Schmelze 30 durch den Ofenraum geführt wird, daß weitgehend unabhängig von Störungen des Temperaturprofils in der senkrechten Ofenachse Schmelze gleichbleibender Qualität entnommen wird und bei dem der hydrostatische Druck.der Schmelze gegenüber Bodenauslässen vermindert ist.The invention has as its object to provide a tiegei- or shaft-shaped furnace for melting and refining silicate substances, in particular of glass, in which the substances to be melted are applied to the surface of the glass bath and the melting and refining process continuously in the vertical direction runs, in which the melt 30 is passed through the furnace chamber, that is taken largely independent of disturbances of the temperature profile in the vertical furnace axis melt of consistent quality and in which the hydrostatic Druck.der melt is reduced compared to Bodenauslässen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sich innerhalb des Ofens in einem vorzugsweise gleichmäßigen Abstand von der Ofenwand eine am Umfang geschlossene Einfassung, befindet. Ihr Abstand zur Ofenwand beträgt 5 % bis 15 % der Ofeninnenabmessung. Die Einfassung erstreckt sich von der Schmelzbadoberfläche bis zu einem unteren Abstand vom Ofenboden von 5 % bis 20 % der Schmelzbadhöhe. Die von der Einfassung umschlossene Schmelzbadfläche ist weitgehend von Einlegegut bedeckt, das durch Mittel oberhalb der Einfassung innerhalb dieser gehalten wird· Uahe der Schmelzbadoberfläche ist ein Überlauf angeordnet.The object is achieved in that within the furnace at a preferably uniform distance from the furnace wall is a circumferentially closed enclosure. Their distance to the furnace wall is 5 % to 15% of the furnace inside dimension. The enclosure extends from the molten bath surface to a lower distance from the furnace bottom of 5 % to 20 % of the molten bath height. The melt pool area enclosed by the enclosure is largely covered by insert material held within it by means above the enclosure. Near the surface of the molten bath, an overflow is arranged.

Die oberhalb der Einfassung angeordneten Mittel sind nach einem weiteren Merkmal'der Erfindung vorzugsweise Abdeckungen des Schmelabades. Die Einfassung besteht aus einem hochhitze- und korrosionsbeständigem Werkstoff, z.B. Molybdän.The means arranged above the enclosure are, according to a further feature of the invention, preferably covers of the melting bath. The enclosure is made of a high heat and corrosion resistant material, e.g. Molybdenum.

Ausführungsbeispielembodiment

An Hand einer schematischen Zeichnung, die einen Vertikalschnitt durch eine direkt elektrisch beheizte Schmelzwanne zeigt, wird die Erfindung beispielsweise erläutert.With reference to a schematic drawing showing a vertical section through a directly electrically heated melting tank, the invention will be explained for example.

Die Schmelze 1 füllt den vom Boden 3 der Ofenwand 2 und der Abdeckung 5 gebildeten Ofenraum aus. Der Querschnitt des Ofenraumes ist für den Erfindungsgedanken ohne Bedeutung, so daß rechteckige, quadratische, polygonale oder runde Querschnitte ausgeführt werden können. Alle Wandungen sind zwei- oder mehrschichtig ausgeführt, bevorzugt mit einer äußeren Isolierschicht. Innerhalb der Schmelze 1 befindet sich, eine Öffnung in der Abdeckung 5 begrenzend, eine am Umfang geschlossene Einfassung 4. Sie besteht z.B. aus Molybdän und widersteht so hinreichend dem Korrosionsangriff der Schmelze 1, Einfassung 4 und Abdeckung 5 liegen bevorzugt aneinander an.The melt 1 fills the furnace space formed by the bottom 3 of the furnace wall 2 and the cover 5. The cross-section of the furnace chamber is for the inventive idea without meaning, so that rectangular, square, polygonal or round cross sections can be performed. All walls are made of two or more layers, preferably with an outer insulating layer. Within the melt 1, delimiting an opening in the cover 5, there is a circumferentially closed enclosure 4. It consists e.g. made of molybdenum and thus sufficiently withstands the corrosive attack of the melt 1, skirt 4 and cover 5 are preferably adjacent to each other.

Die Schmelzbadoberflache in der Öffnung der Abdeckung ist mittels bekannter Ξinlegeorgane weitgehend mit Einlegegut 6 bedeckt.The Schmelzbadoberflache in the opening of the cover is largely covered by Einlegegut 6 by means of known Ξinlegeorgane.

Die Einfassung 4 reicht so weit in die Schmelze 1 hinein, daß ihr unterer Rand 5 % bis 20 %, bevorzugt 10%, vom Boden 3 entfernt ist. Ihr Abstand zur Innenseite der Ofenwand 2 beträgt 5 % bis 15 % der Ofeninnenabmessung im zugeordneten Ofenquerschnitt, so daß vorzugsweise ein gleichmäßiger Abstand zu allen Ofenwänden eingehalten wird·The skirt 4 extends into the melt 1 so far that its lower edge is 5 % to 20%, preferably 10%, away from the bottom 3. Their distance to the inside of the furnace wall 2 is 5% to 15% of the furnace internal dimension in the associated furnace cross section, so that preferably a uniform distance to all furnace walls is maintained ·

Die Beheizung des Ofens erfolgt mittels Joulescher Wärme durch senkrecht von unten eingeführte Elektroden 7· Elektrodenanordnung und Abstände sind so gewählt, daß die Einfassung 4 keine erhebliche Störung des elektrischen Feldes bewirkt. Die Art der Beheizung ist für den Erfindungsgedanken nicht bestimmend. Auch eine induktive Beheizung, bei der die Einfassung 4 als bereits vorgeschlagener Suszeptor wirkt oder auch eine Kombination mit 7/iderstandsheizelementen oder .Brennst off beheizung ist möglich.The heating of the furnace takes place by Joule heat by vertically introduced from below electrodes 7 · electrode arrangement and distances are chosen so that the enclosure 4 causes no significant disturbance of the electric field. The type of heating is not determinative of the inventive idea. An inductive heating, in which the enclosure 4 acts as an already proposed susceptor or a combination with 7 / iderstandsheizelementen or .Brennst off heating is possible.

Unter dem Einfluß der Beheizung und der Wirkung der Einfassung 4 bilden sich die in der schematischen Zeichnung dargestellten Strömungen in der Schmelze 1 aus. Sie bringen das Einlegegut 6 zum Abschmelzen und läutern die Schmelze 1. Diese Strömungen in der Schmelze 1 bewirken in Verbindung mit dem durch die Einfassung 4 zwangsweise verlängerten Weg der Schmelze 1 durch den Ofen, daß in den Überlauf 8 auch dann keine inhomogene Schmelze 1 oder unvollständig geschmolzenes Einlegegut 6 gelangt, wenn das Temperaturprofil in der senkrechter. Ofenachse Störungen unterworfen ist. Die Verbindung von Einfassung 4 und Abdeckung 5 verhindert eine Entnahme unvollständig geschmolzenen Einlegegutes 6. Diese Verbindung wird gegebenenfalls über metallische oder keramische Verbindungselemente hergestellt. Jedes andere Mittel, welches das Einlegegut 6 innerhalb der Einfassung 4 hält, entspricht demUnder the influence of the heating and the effect of the enclosure 4, the flows shown in the schematic drawing form in the melt 1 from. These currents in the melt 1, in conjunction with the forcibly extended by the enclosure 4 path of the melt 1 through the furnace, that in the overflow 8 and then no inhomogeneous melt 1 or incomplete molten feed 6 passes when the temperature profile in the vertical. Furnace axis is subject to interference. The connection of skirt 4 and cover 5 prevents removal of incompletely melted insert material 6. This compound is optionally prepared via metallic or ceramic fasteners. Any other means that holds the insert 6 within the enclosure 4, corresponds to the

— 6 —- 6 -

Erfindungsgedanken ebenso.Inventive idea as well.

Der Überlauf 8 ist nahe der Schmelzbadoberfläche angesetzt. Daraus ergibt sich zusätzlich der besondere Vor¹-teil, daß der hydrostatische Druck am Auslaß vermindert ist und einfache bekannte Dosierorgane eingesetzt werden können.The overflow 8 is set near the melt surface. This results in addition to the particular pre ^1- part, that the hydrostatic pressure at the outlet is reduced and simple known dosing can be used.

Claims (3)

Patentansprücheclaims 1· Ofen zum Schmelzen und Läutern von silikatischen Stoffen, insbesondere von Glas, in welchem die zu schmelzenden Stoffe auf die Oberfläche des Schmelz- bades aufgegeben werden und der Schmelz- und Läuterprozeß kontinuierlich in vertikaler Richtung zum Boden des tiegel- oder schacht'förmigen Ofens hin verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb des Ofens in einem vorzugsweise .gleichmäßigen Abstand von der Ofenwand (2) von 5 % bis 15 % der Ofeninnenabmessung eine am Umfang geschlossene Einfassung (4) befindet, die sich von der Schmelzbadobe-rflache in die Schmelze (1) erstreckt und deren unterer Rand einen Abstand vom Boden (3) hat, der 5 % bis 20 % der Schmelzbadhöhe beträgt, die von der Einfassung (4) umschlossene Schmelzbadfläche weitgehend von Einlegegut (6) bedeckt ist und oberhalb der Einfassung (4) Mittel angeordnet sind, die das Einlegegut (6) innerhalb der Einfassung (4) halten und daß nahe der Schmelzbadoberfläche ein überlauf (8) angeordnet ist»1 Oven for melting and refining silicate substances, in particular glass, in which the substances to be melted are applied to the surface of the molten bath and the melting and refining process continuously in the vertical direction to the bottom of the crucible or shaft-shaped furnace characterized in that within the furnace at a preferably. gleichmäßiger distance from the furnace wall (2) from 5 % to 15% of the furnace inside dimension is a circumferentially closed enclosure (4) extending from the Schmelzbadobe rflache in the Melt (1) extends and whose lower edge has a distance from the bottom (3), which is 5 % to 20 % of the Schmelzbadhöhe, by the enclosure (4) enclosed Schmelzbadfläche is largely covered by Einlegegut (6) and above the enclosure ( 4) means are arranged, which hold the insert material (6) within the enclosure (4) and that an overflow (8) is arranged near the surface of the molten bath » 2» Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb der Einfassung (4) angeordneten Mittel vorzugsweise eine Abdeckung (5) des Schmelzbades sind.2 »Furnace according to claim 1, characterized in that the above the enclosure (4) arranged means are preferably a cover (5) of the molten bath. ,3« Ofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung (4) aus einem hochhitze- und korrosionsbeständigem Werkstoff, Z₃B, Molybdän, besteht,, 3 "furnace according to claim 1 and 2, characterized in that the enclosure (4) consists of a high heat and corrosion resistant material, Z ₃ B, molybdenum, Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing