DE102006003520A1 - Glass refiner has temperature-controlled hanging partition made of noble metal alloy - Google Patents
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Abstract
Description
Beschreibung der Erfindungdescription the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Läutern oder Homogenisieren anorganischer Stoffe, vorzugsweise niedrigviskoser Glasschmelzen in einem Aggregat, vorzugsweise in einem Skullaggregat.The The present invention relates to an apparatus and a method for continuous lautering or homogenizing inorganic substances, preferably low-viscosity Glass melts in an aggregate, preferably in a skull aggregate.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Für die Güte eines Glases, insbesondere eines optischen Glases, ist die Abwesenheit von Gaseinschlüssen bzw. Gasbläschen und Verfärbungen entscheidend für die störungsfreie Transmission elektromagnetischer Strahlung. Ferner wird die Güte eines Glases wesentlich durch dessen Homogenität und die Abwesenheit von Schlieren beeinflusst. Toxische oder zumindest gesundheits- bzw. ökologisch bedenkliche Substanzen, wie beispielsweise Arsen oder Antimon sollten soweit als möglich vermindert oder sogar vermieden werden.For the goodness of a Glass, especially an optical glass, is the absence of gas inclusions or gas bubbles and discoloration crucial for the trouble-free Transmission of electromagnetic radiation. Furthermore, the quality of a Glass essentially by its homogeneity and the absence of streaks affected. Toxic or at least health or ecologically questionable Substances such as arsenic or antimony should go so far as possible be reduced or even avoided.
Der erste Prozeßschritt in der Glasherstellung stellt in der Regel das Einschmelzen von Ausgangssubstanzen, des sogenannten Gemenges, dar. Während das Gemenge bereits zähflüssig geworden ist, beginnt eine erste langsame Homogenisierung, d.h. die Auflösung und Verteilung aller Bestandteile sowie die Beseitigung von Schlieren, und es beginnt eine erste Läuterung, d.h. die Entfernung von Gasblasen aus der Glasschmelze, welche in weiteren speziellen Läuterschritten fortgeführt wird.Of the first process step in glass making usually presents the melting of Starting materials, the so-called batch, dar Mixture has already become viscous, begins a first slow homogenization, i. the resolution and Distribution of all components as well as the removal of streaks, and a first purification begins, i.e. the removal of gas bubbles from the molten glass, which in further special lautering steps continued becomes.
In
den Dokumenten
Um dagegen niedrigviskose, beispielsweise optische, Gläser blasenfrei herzustellen, werden diese bei kontinuierlich betriebenen Schmelzverfahren üblicherweise in Läuterkammern oder Läuteraggregaten aus Platin oder Platinlegierungen geläutert. Platin ist zum einen teuer, zum anderen haben Aggregate aus Platin oder Platinlegierungen auch den Nachteil, daß diese aufgrund der Korrosivität der Glasschmelzen geringe Mengen Pt oder andere Legierungsbestandteile in die Schmelze abgeben, welche sowohl in ionischer Form (z.B. als Pt4+) als auch fein verteilt in elementarer Form im Glasendprodukt vorliegen können. Der Eintrag an ionischem oder elementarem Platin in die Glasschmelze führt je nach Konzentration und Teilchengröße im Glasendprodukt zu einer unerwünschten Färbung und/oder Trübung und letztlich einer verminderten Transmission im wesentlichen im kurzwelligen sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Strahlung.On the other hand, in order to produce low-viscosity, for example optical, glasses without bubbles, these are usually refined in refining processes or refining units made of platinum or platinum alloys in continuously operated melting processes. On the one hand platinum is expensive, on the other hand aggregates of platinum or platinum alloys also have the disadvantage that due to the corrosiveness of the glass melts, they release small amounts of Pt or other alloy constituents into the melt, both in ionic form (eg as Pt 4+ ) and may be finely distributed in elemental form in the final glass product. Depending on the concentration and particle size in the glass end product, the entry of ionic or elemental platinum into the glass melt leads to undesired coloration and / or haze and ultimately to a reduced transmission substantially in the short-wave visible range of the electromagnetic radiation.
Bei erhöhten Läutertemperaturen, insbesondere größer als 1550°C, oder beim Läutern korrosiver Gläser ergibt sich durch einen verstärkten Glasangriff auf die Aggregatwand ein erhöhter Materialeintrag in die Glasschmelze und somit auch in das Glasendprodukt. Zudem ergibt sich auch eine Beschränkung hinsichtlich hoher Läutertemperaturen, da Aggregate aus Platin nur bis max. 1600°C, aus PtRh10, eine Legierung die zu 90 Gew.% aus Pt und 10 Gew.% aus Rh besteht, bis maximal 1700°C, unter starker Gelbfärbung, hervorgerufen durch ionisch gelöstes Rh, PtRh20, eine Legierung die zu 80 Gew.% aus Pt und 20 Gew.% aus Rh besteht, bis maximal 1800°C, unter sehr starker Gelbfärbung und auch ZrO2-stabilisiertes Platin nur bis 1650°C eingesetzt werden können.At elevated refining temperatures, in particular greater than 1550 ° C., or when refining corrosive glasses, an increased application of glass to the aggregate wall results in an increased material input into the glass melt and thus also into the final glass product. In addition, there is also a restriction with regard to high refining temperatures, since platinum aggregates can only be used up to max. 1600 ° C, of PtRh10, an alloy consisting of 90% by weight of Pt and 10% by weight of Rh, up to a maximum of 1700 ° C, with strong yellowing, caused by ionically dissolved Rh, PtRh20, an alloy containing 80% by weight % of Pt and 20% by weight of Rh consists, up to a maximum of 1800 ° C, under very strong yellowing and also ZrO 2 -stabilized platinum can only be used up to 1650 ° C.
Darüber hinaus ist bekannt, daß es zur Bildung von Blasen, insbesondere Sauerstoffblasen, an der Kontaktfläche des Platins mit der Schmelze kommen kann.Furthermore it is known that it for the formation of bubbles, in particular oxygen bubbles, at the contact surface of the Platinum can come with the melt.
Die Verwendung höherer Läutertemperaturen ist jedoch vielversprechend, da durch eine Erhöhung der Temperatur die Viskosität der Glasschmelze herabgesetzt, gleichzeitig aber die Aufstiegsgeschwindigkeit der in der Glasschmelze vorhandenen Blasen erhöht und die Läuterzeit somit reduziert wird.The Use higher refining temperatures However, it is promising, because by increasing the temperature, the viscosity of the molten glass reduced, but at the same time the rate of ascent bubbles present in the molten glass increases and the refining time thus reduced.
Jedoch bilden extrem niedrigviskose Schmelzen in solchen Läuteraggregaten oder bei hohen Läutertemperaturen keine zeitlich stabilen Konvektionswalzen aus, welche ein enges Verweilzeitspektrum garantieren und Kurzschlußströmungen verhindern. Vielmehr ist das Strömungsverhalten dieser Gläser turbulent. Es treten verschiedene Arten von Strömungsbildern bzw. -zuständen auf, die zeitlich instabil sind und schnell ineinander umschlagen. Dabei kommt es nicht nur zu einer starken Verbreiterung des Verweilzeitspektrums, d.h. der Aufenthaltsdauer der Glasschmelze in der Läutervorrichtung, sondern es können sogar sogenannte Kurzschlußpfade auftreten, welche extrem kurze Verweilzeiten der Fluidelemente der Glasschmelze in dem Läuteraggregat ermöglichen. Somit besteht die Gefahr, daß die Glasschmelze auf solchen Kurzschlußpfaden das Läuteraggregat passieren bzw. durchlaufen kann, ohne daß die Blasen aus der Glasschmelze ausgetrieben sind und letztendlich somit im Glasendprodukt landen.However, extremely low-viscosity melts do not form stable convection rolls in such refining aggregates or at high refining temperatures, which guarantee a narrow residence time spectrum and prevent short-circuit flows. Rather, the flow behavior of these glasses is turbulent. There are various types of flow patterns or states that are unstable in time and quickly turn into each other. It is not only a strong broadening of the residence time spectrum, ie the residence duration of the molten glass in the Lautervorrichtung, but there may even be so-called short-circuit paths occur, which allow extremely short residence times of the fluid elements of the molten glass in the refining unit. Thus, there is a risk that the glass melt can pass through or pass through the refining unit on such short-circuit paths without the bubbles having been expelled from the glass melt and thus ultimately ending up in the glass end product.
Um solche Kurzschlußpfade zu verhindern und ein enges Verweilzeitspektrum der Schmelze zu erhalten, ist es insbesondere notwendig, die Ausbildung von Wirbeln in der Glasschmelze oder die Einflüsse einer turbulenten Glasschmelze zu reduzieren. Es hat sich dabei gezeigt, daß dazu ein möglichst kleines Aggregatvolumen und insbesondere eine möglichst geringe Schmelzhöhe geeignet sind. Um einen wirtschaftlichen Schmelzdurchsatz zu erreichen, kann das Läutervolumen jedoch nicht beliebig verkleinert werden.Around such short circuit paths to prevent and obtain a narrow residence time spectrum of the melt, In particular, it is necessary for the formation of vertebrae in the Glass melt or the influences to reduce a turbulent glass melt. It got along shown that to that as small as possible Aggregate volume and in particular the lowest possible melt height suitable are. To achieve an economical melt throughput, can the refining volume However, not be reduced arbitrarily.
Zudem wird dadurch auch die mittlere Verweilzeit und damit die mittels Läutermittel induzierte Blasenbildungszeit und -aufstiegszeit verkürzt. Zudem sinkt bei induktiver Heizung die Koppelfähigkeit des Gesamtsystems, die stark von der Querschnittsfläche des Schmelzvolumens abhängt.moreover is thereby also the average residence time and thus the means refining induced blistering time and rise time shortened. moreover decreases in inductive heating, the coupling ability of the entire system, the strong of the cross-sectional area the melting volume depends.
Ein häufig verwendetes Verfahren ist zudem auch die Anwendung chemischer Läutermittel. Das Prinzip besteht darin, dem geschmolzenen Gemenge bzw. dem geschmolzenen Glas Bestandteile zuzusetzen, die bei höheren Temperaturen Gase, z.B. durch Abspaltung, abgeben bzw. freisetzen, z.B. durch Verdampfung. Häufig werden dabei Substanzen eingesetzt, die Sauerstoff abspalten. Die gebildeten Blasen nehmen die übrigen gelösten Gase sowie bereits gebildete Bläschen auf, vergrößern sich dadurch und steigen schneller auf.One often The method used is also the use of chemical refining agents. The principle is the molten mixture or the molten Glass components to be added which at higher temperatures gases, e.g. by Cleavage, release, e.g. by evaporation. Become frequent used substances that split off oxygen. The educated Bubbles take the rest dissolved Gases and already formed bubbles on, enlarge through and rising faster.
Unter anderem ist dabei die Wahl der Läutermittel abhängig von der Temperatur der Glasschmelze während der Läuterung, da die Gasabgabe der unterschiedlichen Läutermittel bei unterschiedlichen Temperaturen stattfindet. Beispielsweise spaltet das Läutermittel Arsenpentoxid (As2O5) bereits bei einer Temperatur von oberhalb 1250°C Sauerstoff ab und wird zu Arsenik (As2O3), welches in der Glasschmelze und somit auch im Glasendprodukt verbleibt. Dagegen wird ein Läutermittel wie SnO2 je nach Glastyp erst bei Temperaturen von mehr als 1500°C zugänglich.Among other things, the choice of refining agent is dependent on the temperature of the molten glass during the refining, since the gas delivery of the different refining agents takes place at different temperatures. For example, the refining agent splits arsenic pentoxide (As 2 O 5 ) already at a temperature of above 1250 ° C oxygen and becomes arsenic (As 2 O 3 ), which remains in the molten glass and thus in the final glass product. In contrast, a refining agent such as SnO 2 is only accessible at temperatures of more than 1500 ° C, depending on the type of glass.
Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral Description of the invention
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Läutern oder zum Homogenisieren von anorganischen Stoffen, vorzugsweise von Glasschmelzen bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile des Standes des Technik vermindern.In front In this context, it is an object of the present invention to an apparatus and method for refining or homogenizing inorganic substances, preferably of molten glass, which reduce the above-mentioned disadvantages of the prior art.
Insbesondere soll das Verfahren und die Vorrichtung für das Läutern niedrigviskoser, vorzugsweise optischer Gläser, geeignet sein.Especially the method and apparatus for lautering should be of low viscosity, preferably optical glasses, be suitable.
Dies umfaßt dabei insbesondere das Ziel, den negativen Einfluß von Blasen durch einen verminderten Blasenanteil in der Glasschmelze oder im Glasendprodukt zu verringern.This comprises especially the goal, the negative influence of bubbles by a reduced proportion of bubbles in the molten glass or in the final glass product to reduce.
Dies umfaßt dabei das Ziel, den Einsatz von Läutermitteln in der Glasschmelze möglichst ganz zu vermeiden oder zumindest die Menge an Läutermitteln zu minimieren und dabei den Einsatz toxischer oder gesundheits- bzw. ökologisch bedenklicher Substanzen, wie beispielsweise die Oxide von Arsen oder Antimon, zumindest zu minimieren.This comprises the goal being the use of refining agents in the molten glass preferably to avoid altogether or at least to minimize the amount of refining agents and doing the use of toxic or health or ecological questionable substances, such as the oxides of arsenic or Antimony, at least minimize.
Ein erhöhter Materialeintrag in die Glasschmelze und somit auch in das Glasendprodukt durch einen Angriff der Schmelze, insbesondere korrosiver Gläser, auf die Wand oder Glas- oder Schmelzkontaktflächen des Läuteraggregats soll zudem verringert werden.One increased Material entry in the molten glass and thus in the final glass product by an attack of the melt, in particular corrosive glasses on the wall or glass or melt contact surfaces of the refining unit should also be reduced become.
Sofern ein Eintrag aus der Glaskontaktfläche des Aggregats in die Schmelze nicht vermieden werden kann, sollte das Material der Glaskontaktflächen derart gewählt sein, so daß der Materialeintrag in die Glasschmelze die zu erzielenden optischen Eigenschaften des Glasendprodukts, beispielsweise eines optischen Glaselementes in Ausbildung einer Linse, im wesentlichen nicht verändert. So ist beispielsweise eine Beeinträchtigung der Transmission im UV- oder IR-Bereich einer für den optisch sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums ausgebildeten Linse tolerabel.Provided an entry from the glass contact surface of the aggregate in the melt can not be avoided, the material of the glass contact surfaces should be such chosen be so that the Material entry into the molten glass to be achieved optical Properties of the glass end product, such as an optical Glass element in the form of a lens, substantially unchanged. So is an impairment, for example the transmission in the UV or IR range one for the optically visible range the electromagnetic spectrum formed lens tolerable.
Darüber hinaus sollen das Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Ausführung in dem Läuteraggregat die sich ausbildenden Konvektionswalzen stabilisieren und die Ausbildung turbulenter Strömungen reduzieren, eine ausreichende Verweilzeit und ein enges Verweilzeitspektrum in den, aufgrund der hohen Läutertemperaturen, niedrigviskosen Schmelzen ermöglichen und zudem Kurzschlußströmungen verhindern.Furthermore to the method and apparatus for its execution in the refining unit stabilize the forming convection rollers and the training reduce turbulent flows, a sufficient residence time and a narrow residence time spectrum in the, due to the high refining temperatures, allow low-viscosity melts and also prevent short-circuit currents.
In diesem Zusammenhang soll es möglich sein, das Strömungsverhalten derart zu beeinflussen bzw. zu steuern und/oder zu regeln, so daß ein optimales Läuterergebnis erzielt werden kann.In In this context, it should be possible the flow behavior to influence or control and / or to regulate so that an optimal Läuterergebnis can be achieved.
Ferner sollen das Verfahren und die Vorrichtung zur dessen Ausführung wirtschaftlich sinnvoll und kostengünstig zu nutzen sein.Further the method and the device for its execution should be economical reasonable and cost-effective to be used.
Gelöst wird diese Aufgabe auf überraschend einfache Weise bereits durch die Vorrichtung zum kontinuierlichen Läutern und/oder zum Homogenisieren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren gemäß dem Anspruch 39, welches durchführbar mittels der genannten Vorrichtung ist. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Is solved this task to surprisingly simple Way already by the device for continuous refining and / or for homogenizing according to the characteristics of claim 1 and the method according to claim 39, which feasible by means of said device. Advantageous embodiments are the subject of the respective subclaims.
In einer ersten Ausführungsform umfaßt die Erfindung eine Vorrichtung zum Läutern und/oder zum kontinuierlichen Läutern und/oder zum Homogenisieren von anorganischen Schmelzen und/oder Glasschmelzen, welche vorzugsweise niedrigviskos sind, in einem Aggregat, vorzugsweise in einem Aggregat mit zumindest einem Zulauf und/oder zumindest einem Ablauf. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein strömungsbeeinflussender Einbau in dem Aggregat und/oder im Zulauf und/oder im Ablauf angeordnet ist. Der strömungsbeeinflussende Einbau ist dabei in der Schmelze oder im Fluß der Schmelze angeordnet. Der strömungsbeeinflussende Einbau ist so angeordnet, daß er im Betrieb der Vorrichtung von der Schmelze passiert wird.In a first embodiment comprises the invention a device for refining and / or for continuous Purify and / or for homogenizing inorganic melts and / or glass melts, which are preferably low viscosity, in an aggregate, preferably in an aggregate with at least one inlet and / or at least a sequence. The device is characterized in that at least a flow-influencing Installation in the unit and / or arranged in the inlet and / or outlet is. The flow-influencing Installation is arranged in the melt or in the flow of the melt. Of the flow conditioning Installation is arranged so that he is passed during the operation of the device of the melt.
Die genannten, insbesondere die niedrigviskosen, anorganischen Schmelzen oder Glasschmelzen, weisen dabei eine Viskosität η von kleiner als etwa 1 dPa·s, bevorzugt von kleiner als etwa 0,1 dPa·s, besonders bevorzugt von kleiner als etwa 0,01 dPa·s auf.The mentioned, in particular the low-viscosity, inorganic melts or glass melts, have a viscosity η of less than about 1 dPa · s, preferably of less than about 0.1 dPa · s, more preferably less than about 0.01 dPa.s.
Die Viskosität der Glasschmelze ist abhängig von der Temperatur und der Zusammensetzung der Schmelze. Der Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt entsprechend der vorstehenden Viskositäten in einem Temperaturbereich in der Schmelze von etwa 800°C bis 1800°C, bevorzugt von 1000°C bis 1600°C. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Betrieb bei einer Temperatur von 1250°C bis 1500°C. Die entsprechenden Zusammensetzungen der niedrigviskosen Schmelze oder der Glassorten sind nachstehend aufgeführt.The viscosity the glass melt depends on the temperature and the composition of the melt. The operation the method according to the invention and / or the device according to the invention is carried out according to the above viscosities in a temperature range in the melt of about 800 ° C up to 1800 ° C, preferably from 1000 ° C to 1600 ° C. In a preferred embodiment takes place operation at a temperature of 1250 ° C to 1500 ° C. The corresponding compositions the low-viscosity melt or the glass types are below listed.
Das Aggregat ist eine einen Raum zur Aufnahme einer Schmelze definierende Anordnung oder Einrichtung, insbesondere ein Gefäß oder eine Wanne. Das Aggregat ist einteilig oder modular, d.h. als ein aus mehreren Teilen oder Einzelteilen zusammengefügten Ganzes, ausgebildet. Die Schmelze fließt über den Zulauf in das Aggregat hinein und fließt über den Ablauf aus diesem wieder hinaus. Dieser Aufbau ermöglicht ein kontinuierliches Läutern oder Homogenisieren der Schmelze.The Aggregate is a defining a space for receiving a melt Arrangement or device, in particular a vessel or a tub. The aggregate is one-piece or modular, i. as one of several parts or Assembled items Whole, educated. The melt flows through the inlet into the unit into and over the Expire from this again. This structure allows a continuous lautering or Homogenizing the melt.
Die Anordnung eines strömungsbeeinflussenden Einbaus oder einer Gruppe oder einer Mehrzahl strömungsbeeinflussender Einbauten ermöglicht auch bei niedrigviskosen Gläsern eine Stabilisierung von sich ausbildenden Konvektionswalzen und eine wirksame Dämpfung von Turbulenzen. Die mittlere Verweilzeit der Schmelze in der Läuterkammer wird erhöht und gleichzeitig sogenannte Kurzschlussströmungen verhindert.The Arrangement of a flow-influencing Built-in or a group or a plurality of flow-influencing Built-in allows even with low-viscosity glasses a stabilization of forming convection rolls and a effective damping of turbulence. The mean residence time of the melt in the refining chamber is elevated and simultaneously prevents so-called short-circuit currents.
Das turbulente und mehrmodige Strömungsverhalten einer niedrigviskosen Schmelze oder das Auftreten verschiedener Arten von Strömungsbildern, die zeitlich instabil sind und ineinander umschlagen können, wird durch einen oder mehrere strömungsbeeinflussende Einbauten effektiv gedämpft.The turbulent and multi-mode flow behavior a low-viscosity melt or the occurrence of various Types of flow pictures, which are unstable in time and can turn into each other is by one or more flow-influencing Internals effectively damped.
Die Anordnung zumindest eines strömungsbeeinflussenden Einbaus wirkt insbesondere steuernd auf Strömungen in der Schmelze. Die Entstehung turbulenter Strömungen in der Schmelze wird vermindert und/oder die Strömungen zwangsgeführt. Die Schmelze legt einen längeren Weg in dem Aggregat zurück und weist somit eine größere minimale Verweilzeit in dem Aggregat auf. Entsprechend kann die Schmelze verbessert geläutert und/oder homogenisiert werden.The Arrangement of at least one flow-influencing Installation has a particular effect on flows in the melt. The Formation of turbulent currents in the melt is reduced and / or forced the currents. The Melt sets a longer one Way back in the aggregate and thus has a larger minimum residence time in the aggregate. Accordingly, the melt can be improved and / or improved be homogenized.
Zudem kann die Strömung derart beeinflusst werden, dass jeder Bereich der Schmelze zumindest einmal in den Bereich der Schmelzoberfläche, d.h. vom Boden des Aggregates weg, geführt wird, so die Länge des Aufstiegswegs für die in der Schmelze vorhandenen Blasen verkürzt ist, diese somit leichter aus der Schmelze austreten können und die Schmelze letztendlich besser geläutert ist.moreover can the flow be influenced so that each area of the melt at least once in the area of the enamel surface, i.e. from the bottom of the unit, is guided, so the length of the Ascent path for the bubbles present in the melt is shortened, thus making them lighter the melt can escape and the melt is ultimately better purified.
Der erfindungsgemäße strömungsbeeinflussende Einbau kann in verschiedenen Ausführungsformen realisiert werden, die im einzelnen nachfolgend vorgestellt werden. Welche der Ausführungsformen ihre jeweilige Anwendung findet, richtet sich nach dem Strömungs- oder Fließverhalten der Schmelze. Das Strömungsverhalten ist jeweils so zu beruhigen, zu kontrollieren oder sogar zu gestalten, dass für die jeweilige Schmelze ein optimales Homogenisierungs- und/oder Läuterergebnis erzielt wird. Dies umfasst insbesondere eine im wesentlichen blasen- und schlierenfreie Schmelze und entsprechend ein im wesentlichen blasen- und schlierenfreies Endprodukt, insbesondere Glasendprodukt.Of the flow-influencing according to the invention Installation can be realized in various embodiments, which will be presented in detail below. Which of the embodiments their respective application finds, depends on the flow or flow behavior the melt. The flow behavior Each one is so calming, controlling or even shaping that for the respective melt an optimal homogenization and / or refining results is achieved. This includes in particular a substantially bubble and streak-free melt, and accordingly substantially Bubble-free and streak-free end product, in particular end product of glass.
In Abhängigkeit der Eigenschaften der Schmelze, insbesondere hinsichtlich ihrer Viskosität und im allgemeinen hinsichtlich ihres Strömungsverhaltens, ist der strömungsbeeinflussende Einbau vollständig oder nur abschnittsweise in der Schmelze angeordnet. Mit anderen Worten, die gesamte Oberfläche oder nur ein Teil der Oberfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus befindet sich in direktem Kontakt mit der Schmelze.In dependence the properties of the melt, in particular with regard to their Viscosity and generally with regard to their flow behavior, is the flow-influencing Installation completely or only partially arranged in the melt. With others In words, the entire surface or only part of the surface of the flow-influencing Installation is in direct contact with the melt.
Der strömungsbeeinflussende Einbau erstreckt sich dabei von unten, d.h. von dem Boden des Aggregates her, oder von oben, d.h. von der dem Boden gegenüberliegenden Seite, vorzugsweise von einer möglichen Abdeckung her oder von der Seite oder einer Seitenwand her in die Schmelze oder ragt in diese hinein.Of the flow conditioning Installation extends from below, i. from the bottom of the unit ago, or from above, i. from the side opposite the ground, preferably from a possible Cover forth or from the side or side wall in the Melt or sticks into it.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der strömungsbeeinflussende Einbau direkt an zumindest einer Seitenwand, dem Boden und/oder der Abdeckung angeordnet. Darüber hinaus kann dieser aber auch beabstandet von zumindest einer Seitenwand, dem Boden und/oder der Abdeckung angeordnet und beispielsweise mittels einer Halterung an zumindest einer Seitenwand, dem Boden und/oder der Abdeckung fixiert sein.In a preferred embodiment is the flow-influencing Installation directly on at least one side wall, the floor and / or arranged the cover. About that but this can also be spaced from at least one side wall, the bottom and / or the cover arranged and, for example by means of a holder on at least one side wall, the bottom and / or be fixed to the cover.
Die Querschnittsfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus ist bevorzugt in etwa vertikal im Aggregat oder in etwa senkrecht zum Fluss der Schmelze im Aggregat angeordnet. Vorzugsweise ist oder wird der strömungsbeeinflussende Einbau gekühlt, wenn die Querschnittsfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus nicht geneigt ist.The Cross sectional area of the flow-influencing Installation is preferably approximately vertical in the aggregate or approximately arranged perpendicular to the flow of the melt in the unit. Preferably is or will be the flow-influencing Installation cooled, if the cross-sectional area of the flow-influencing Installation is not inclined.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Querschnittsfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus eine Neigung auf und ist oder wird in einem Winkel von etwa 0° bis 90°, bevorzugt von 45° bis 90°, besonders bevorzugt von 70° bis 90° relativ zur Horizontalen angeordnet. Das Maß der Neigung ist dabei steuer- und/oder regelbar ausgestaltet. Dadurch kann die Strömung der Schmelze gesteuert und/oder geregelt werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich beispielsweise dann, wenn die Schmelze induktiv beheizt wird und zumindest ein strömungsbeeinflussender Einbau durch eine entsprechende Wahl des Materials an das Feld der induktiven Heizung ankoppeln kann. Eine Änderung des Winkels bedingt eine Änderung der Querschnittsfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus relativ zu den Feldlinien des Wechselfeldes der induktiven Heizung. Dadurch kann der strömungsbeeinflussenden Einbau in Abhängigkeit vom Winkel durch einen unterschiedliche Energieeintrag unterschiedlich beheizt werden und entsprechend die Strömung der Schmelze noch zusätzlich thermisch beeinflusst werden.In a further embodiment has the cross-sectional area the flow-influencing installation an inclination and is or is at an angle of about 0 ° to 90 °, preferably from 45 ° to 90 °, especially preferably from 70 ° to 90 ° relative arranged to the horizontal. The degree of inclination is tax- and / or adjustable designed. This allows the flow of Melt controlled and / or regulated. Another advantage arises, for example, when the melt inductively heated and at least one flow-influencing Installation by an appropriate choice of material to the field of can couple inductive heating. A change in the angle causes a change the cross-sectional area of the flow-influencing Installation relative to the field lines of the alternating field of the inductive Heater. As a result, the flow-influencing Installation in dependence different from the angle through a different energy input be heated and according to the flow of the melt additionally thermally to be influenced.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der strömungsbeeinflussende Einbau unkühlbar oder ungekühlt ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform ist der strömungsbeeinflussende Einbau kühlbar ausgebildet.In an embodiment According to the present invention, the flow-influencing installation is uncoolable or uncooled trained. In a further embodiment is the flow-influencing Installation coolable educated.
Zudem ist die Anordnung einer Kombination gekühlter und ungekühlter strömungsbeeinflussender Einbauten in der Schmelze möglich. Dabei ist oder wird zumindest ein gekühlter strömungsbeeinflussender Einbau und/oder zumindest ein ungekühlter ein strömungsbeeinflussender Einbau in der Schmelze angeordnet. Dabei kann auch der strömungsbeeinflussende Einbau nur abschnittsweise gekühlt oder ungekühlt ausgebildet sein. Darüber hinaus kann der strömungsbeeinflussende Einbau auch erwärmbar oder zumindest abschnittsweise erwärmbar ausgebildet sein.moreover is the arrangement of a combination of cooled and uncooled flow-influencing Installations in the melt possible. In this case, at least one cooled flow-influencing installation is or will be and / or at least one uncooled a flow-influencing Installation in the melt arranged. In this case, the flow-influencing Installation only partially cooled or uncooled be educated. About that In addition, the flow-influencing Installation also heated or at least partially be formed heated.
Der strömungsbeeinflussende Einbau ändert durch diese Art der Ausführung nicht nur durch seine körperliche Abmessungen und seine Form die Strömung der Schmelze, sondern kann zudem durch seine, von der Temperatur der Schmelze abweichende, Temperatur der Schmelze eine veränderte, thermisch induzierte Bewegung auferlegen.Of the flow conditioning Installation changes this type of execution not only by his physical Dimensions and shape the flow of the melt, but can also by its, deviating from the temperature of the melt, temperature the melt a changed, impose thermally induced motion.
Die Grenzflächentemperatur des gekühlten oder kühlbaren strömungsbeeinflussenden Einbaus weist dabei einen Wert von kleiner als etwa 500°C, bevorzugt kleiner als etwa 350°C und besonders bevorzugt von kleiner als etwa 250°C auf. Die Kühlung erfolgt dabei mittels eines durch den Körper des ungekühlten strömungsbeeinflussenden Einbaus geleiteten Fluids.The Interface temperature of the chilled or coolable flow-influencing Installation has a value of less than about 500 ° C, preferably less than about 350 ° C and more preferably less than about 250 ° C. The cooling takes place by means of one through the body of the uncooled flow-influencing Installation of conducted fluid.
Vorzugsweise friert aufgrund der Kühlung die Schmelze an der Oberfläche des gekühlten strömungsbeeinflussenden Einbaus ein. Dadurch bildet sich eine Grenzschicht aus arteigenem Material, welche einen Angriff der Schmelze auf das Einbaumaterial weitestgehend verhindert. Um eine maximale Kühlleistung bei minimaler Kontamination der Schmelze zu erreichen, werden für die gekühlten Einbauten Aluminium oder Aluminiumlegierungen bevorzugt.Preferably freezes due to cooling the melt on the surface of the chilled flow-influencing Installation. This forms a boundary layer of species-specific Material, which attack the melt on the paving material largely prevented. For maximum cooling performance with minimal contamination To achieve the melt, are for the cooled internals aluminum or Aluminum alloys preferred.
In einer weiteren Ausführungsformen ist bzw. wird der strömungsbeeinflussende Einbau derart gekühlt, dass die Schmelze nicht an seiner Oberfläche einfriert. Durch die geringere Temperaturbelastung kann beispielsweise die mechanische Stabilität des strömungsbeeinflussenden Einbaus unterstützt werden.In a further embodiments is or will the flow-influencing Installation so cooled, that the melt does not freeze on its surface. By the lower Temperature load, for example, the mechanical stability of the flow-influencing Installation supported become.
Dagegen sind die Anforderungen an einen ungekühlten strömungsbeeinflussenden Einbau oder an dessen Oberfläche hinsichtlich thermischer und chemischer Stabilität gegenüber der Schmelze, insbesondere gegenüber einer aggressiven Schmelze, entsprechend höher.On the other hand are the requirements for an uncooled flow-influencing installation or on its surface in terms of thermal and chemical stability to the melt, in particular across from an aggressive melt, correspondingly higher.
Sind die strömungsbeeinflussenden Einbauten ungekühlt, zeichnet sich zumindest die Schmelzkontaktfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus dadurch aus, dass diese zumindest ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung umfasst. Mögliche Materialien umfassen dabei insbesondere Pt, Ir, Os, Au, Rh oder eine Kombination der genannten Materialien, dabei insbesondere zumindest zwei der genannten Materialien. Die Schmelzkontaktfläche ist dabei die Oberfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus, welche mit der Schmelze in direktem Kontakt steht. Die genannten Materialien sind beispielhaft zu verstehen und beschränken sich keinesfalls auf die genannte Auswahl.If the flow-influencing internals are uncooled, at least the melt contact surface of the flow-influencing installation is characterized in that it comprises at least one noble metal or a noble metal alloy. Possible materials include in particular Pt, Ir, Os, Au, Rh or a combination of the materials mentioned, in particular at least two of the materials mentioned. The melt contact surface is the surface of the flow-influencing installation, which is in direct contact with the melt. The materials mentioned are to be understood as examples and are in no way limited to the selection mentioned.
In einer Ausführungsform umfasst dabei zumindest die Schmelzkontaktfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus Iridium oder eine Iridiumlegierung. In einer weiteren Ausführungsform besteht der strömungsbeeinflussende Einbau aus Iridium oder einer Iridiumlegierung.In an embodiment includes at least the melt contact surface of the flow-influencing installation Iridium or an iridium alloy. In a further embodiment exists the flow-influencing Installation of iridium or an iridium alloy.
Der strömungsbeeinflussende Einbau hat eine Dicke von etwa 0,2 mm bis etwa 100 mm, bevorzugt von etwa 0,5 mm bis etwa 30 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform hat er eine Dicke von etwa 0,7 mm bis etwa 5 mm.Of the flow conditioning Installation has a thickness of about 0.2 mm to about 100 mm, preferably from about 0.5 mm to about 30 mm. In a preferred embodiment it has a thickness of about 0.7 mm to about 5 mm.
Iridium beziehungsweise Iridium-Legierungen weisen eine wesentlich höhere chemische Beständigkeit gegenüber Glasschmelzen auf als das Edelmetall Platin beziehungsweise Platin-Legierungen. Weiterhin ist die thermische Belastbarkeit wesentlich höher als die von Platin beziehungsweise Platin-Legierungen. Iridiumbauteile können im Kontakt mit Glasschmelzen bis zu einer Temperatur von ca. 2200°C erhitzt werden. In vorteilhafter Weise ist selbst bei diesen hohen Temperaturen der Angriff der Glasschmelzen auf das Metall äußerst gering. Vorteilhaft wird dadurch eine längere Standzeit des Aggregates, des Zulaufs und/oder des Ablaufs bewirkt.iridium or iridium alloys have a much higher chemical resistance across from Glass melts on as the precious metal platinum or platinum alloys. Furthermore, the thermal capacity is much higher than that of platinum or platinum alloys. iridium components can heated in contact with molten glass up to a temperature of about 2200 ° C. become. Advantageously, even at these high temperatures the attack of glass melts on the metal extremely low. Becomes advantageous thereby a longer one Life of the unit, the inlet and / or the process causes.
In besonders vorteilhafter Weise hat in Gläsern gelöstes Iridium in geringen Konzentrationen keinen wesentlichen färbenden Einfluss im sichtbaren Bereich. Es führt zu keinen wesentlichen Veränderungen der optischen Eigenschaften, zumindest im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums, der Gläser herbei.In particularly advantageously, iridium dissolved in glasses does not have any in low concentrations essential coloring Influence in the visible range. It does not lead to any significant changes the optical properties, at least in the visible range of electromagnetic spectrum of glasses.
Beispielsweise zeigen von den Erfindern durchgeführte Versuche einen nachweisbaren Eintrag von Platin in Gläser, welche bei einer Temperatur von 1480°C über 1 Stunde in einem PtIr1-Tiegel inkubiert worden waren von 9 ppm, während in den Gläsern kein Iridium nachweisbar war. PtIr1 ist eine Legierung die zu 99 Gew.% aus Pt und 1 Gew.% aus Ir besteht. In einer Schmelze, welche bei unter den gleichen Bedingungen in einem Iridium-Tiegel inkubiert worden war, waren 4 ppm Iridium neben 0,3 ppm Platin nachweisbar. Das Iridium entspricht der in der WO 2004/007782 A1 angegebenen Spezifikation. Dieses Ergebnis belegt, dass bei der Verwendung von Iridium als Schmelzkontaktmaterial oder in der Schmelzkontaktfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus ein wesentlich geringerer Materialabtrag aus der Tiegelwand stattfindet und somit weniger metallische Bestandteile sowie metallische Ionen in dem Endprodukt, beziehungsweise Glas nachweisbar sind.For example show experiments carried out by the inventors a detectable Entry of platinum in glasses, which at a temperature of 1480 ° C for 1 hour in a PtIr1 crucible were incubated at 9 ppm, while in the glasses no Iridium was detectable. PtIr1 is an alloy containing up to 99% by weight of Pt and 1% by weight of Ir. In a melt, which at under the same conditions in an iridium crucible was 4 ppm iridium next to 0.3 ppm platinum detectable. The iridium corresponds to the specification given in WO 2004/007782 A1. This result demonstrates that when using iridium as a Melt contact material or in the melt contact surface of flow-influencing Installation significantly less material removal from the crucible wall takes place and thus less metallic components as well as metallic Ions in the final product, or glass are detectable.
Um eine ausreichende thermische und/oder chemische Stabilität zu gewährleisten, weist die Glaskontaktfläche des strömungsbeeinflussenden Einbaus oder der strömungsbeeinflussende Einbau einen Anteil an Iridium von etwa 50% bis etwa 100%, bevorzugt von etwa 90% bis etwa 100% und besonders bevorzugt von größer als etwa 99% bis etwa 100% Gewichtsprozent auf.Around to ensure sufficient thermal and / or chemical stability has the glass contact surface the flow-influencing installation or the flow-influencing Incorporates an amount of iridium of from about 50% to about 100%, preferably from about 90% to about 100%, and more preferably greater than about 99% to about 100% by weight.
Der strömungsbeeinflussende Einbau kann zudem einen schichtweisen Aufbau aufweisen, so dass nur seine Oberfläche oder eine erste Schicht des strömungsbeeinflussenden Einbaus, welche in Kontakt mit der Schmelze steht, als Material Iridium und/oder eine Iridiumlegierung mit den vorstehend genannten Eigenschaften, jedoch der Kern des strömungsbeeinflussenden Einbaus, der nicht in Kontakt mit der Schmelze steht, ein anderes thermisch beständiges Material, beispielsweise ein anderes Metall, Kieselglas oder eine Feuerfestkeramik, aufweist. Die Anforderungen hinsichtlich der chemischen Stabilität des Kerns sind entsprechend gering, da kein direkter Kontakt mit der Schmelze zustande kommt.Of the flow conditioning Installation can also have a layered structure, so that only his surface or a first layer of the flow-influencing Installation, which is in contact with the melt, as a material Iridium and / or an iridium alloy with the above Characteristics, but the core of the flow-influencing installation, which is not in contact with the melt, another thermally stable Material, such as another metal, silica glass or a Refractory ceramic, has. The requirements regarding the chemical stability the core are correspondingly low, since no direct contact with the melt comes about.
In Abhängigkeit der gewählten Materialien weist der strömungsbeeinflussende Einbau eine thermische Stabilität von größer als etwa 1700°C, bevorzugt von größer als etwa 1900°C und besonders bevorzugt von größer als etwa 2100°C auf.In dependence the chosen one Materials has the flow-influencing Installing a thermal stability of greater than about 1700 ° C, preferably greater than about 1900 ° C and more preferably greater than about 2100 ° C on.
Hinsichtlich der Form oder der Geometrie und/oder der Abmessung eines strömungsbeeinflussenden Einbaus existieren keine Beschränkung. Jede Geometrie, die geeignet ist, die Strömung der Schmelze an die gewünschten Anforderungen eines optimalen Läuterergebnisses anzupassen, ist verwendbar. Als vorteilhaft hat sich jedoch erweisen, wenn die Form des strömungsbeeinflussenden Einbaus an die Form und/oder an den Querschnitt des Aggregates angepasst ist bzw. sind. Er weist dabei einen Querschnitt auf, der zumindest etwa 10% bis etwa 100%, bevorzugt von etwa 20% bis etwa 70% und besonders bevorzugt von etwa 40% bis etwa 60% des Querschnitts des Aggregates aufweist. In einer weiteren Ausführungsform weist der strömungsbeeinflussende Einbau einen Querschnitt auf, der zumindest etwa 10% bis etwa 100%, bevorzugt von etwa 50% bis etwa 100% und besonders bevorzugt von etwa 80% bis etwa 100% des Querschnitts der Schmelze aufweist.Regarding the shape or the geometry and / or the dimension of a flow-influencing There are no restrictions on installation. each Geometry that is appropriate to the flow of the melt to the desired Requirements of an optimal refining result adapt is usable. However, it has proved to be advantageous if the shape of the flow-influencing Installation adapted to the shape and / or to the cross section of the unit is or are. He has a cross-section, at least from about 10% to about 100%, preferably from about 20% to about 70% and more preferably from about 40% to about 60% of the cross section of the Aggregates has. In a further embodiment, the flow-influencing Incorporating a cross section that is at least about 10% to about 100%, preferably from about 50% to about 100%, and more preferably from about 80% to about 100% of the cross-section of the melt.
In einer Ausführungsform weist der strömungsbeeinflussende Einbau zumindest eine Ausnehmung auf. Unter einer Ausnehmung ist eine Vertiefung oder ein Materialaustrag in der Oberfläche oder in dem oberflächennahen Volumen des strömungsbeeinflussendes Einbaus zu verstehen, welche unterschiedliche Formen und Abmessungen aufweisen kann.In one embodiment, the flow-influencing installation has at least one recess. A recess is to be understood as a depression or a material discharge in the surface or in the surface-near volume of the flow-influencing installation, which has different shapes and dimensions can point.
Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn der strömungsbeeinflussende Einbau, insbesondere wenn er den kompletten Querschnitt des Aggregates oder der Schmelze abdeckt, nicht nur eine Ausnehmung sondern entsprechend sogar zumindest eine Öffnung aufweist.It has proven to be advantageous when the flow-influencing Installation, especially if he has the complete cross-section of the unit or covering the melt, not just a recess but correspondingly even at least one opening having.
Die Querschnittsfläche der Öffnung ist dabei bevorzugt parallel oder zumindest im wesentlichen parallel zur Querschnittsfläche des strömungsbeeinflussende Einbaus ausgerichtet. In einer weiteren Ausführungsform weist die Querschnittsfläche der Öffnung eine Neigung zur Querschnittsfläche des strömungsbeeinflussendes Einbaus einen Winkel von etwa 0° bis 90°, bevorzugt von etwa 0° bis 65° und besonders bevorzugt von etwa 0° bis 45° auf.The Cross sectional area the opening is preferably parallel or at least substantially parallel to the cross-sectional area of the flow-influencing Oriented installation. In a further embodiment, the cross-sectional area of the opening has a Inclination to the cross-sectional area of the flow-influencing Install an angle of about 0 ° to 90 °, preferably from about 0 ° to 65 ° and more preferably from about 0 ° to 45 °.
Der zumindest eine Öffnung aufweisende strömungsbeeinflussende Einbau verfügt entsprechend über eine reduzierte Querschnittsfläche mit einem Wert von zumindest etwa 10% bis etwa 90%, bevorzugt von etwa 20% bis etwa 70% und besonders bevorzugt von etwa 30% bis etwa 50% der Querschnittsfläche des Aggregates oder zumindest etwa 10% bis etwa 90%, bevorzugt von etwa 20% bis etwa 70% und besonders bevorzugt von etwa 30% bis etwa 50% der Querschnittsfläche der Schmelze.Of the at least one opening having flow-influencing Installation features accordingly over a reduced cross-sectional area with a value of at least about 10% to about 90%, preferably from from about 20% to about 70%, and more preferably from about 30% to about 50% of the cross-sectional area of the aggregate, or at least about 10% to about 90%, preferably from from about 20% to about 70%, and more preferably from about 30% to about 50% of the cross-sectional area the melt.
Hinsichtlich der Form oder der Geometrie und der Abmessung einer Öffnung existieren keine Beschränkung. Jede Form, die geeignet ist, die Strömung der Schmelze an die gewünschten Anforderungen eines optimalen Läuterergebnisses anzupassen, ist geeignet.Regarding shape or geometry and dimension of an opening no restriction. Any shape that is suitable, the flow of the melt to the desired Requirements of an optimal refining result adapt is suitable.
Die Öffnungen können beispielsweise polygonförmig, rund, elliptisch oder rechteckig sein. Als vorteilhaft hat sich jedoch erweisen, wenn die Öffnung als ein Schlitz oder schlitzförmig ausgebildet ist.The openings can for example, polygonal, be round, elliptical or rectangular. As beneficial has However, if the opening as a slit or slit-shaped is trained.
Unter einem Schlitz im Sinne der Anmeldung ist eine schmale Öffnung zu verstehen. Der Schlitz weist dabei ein Größenverhältnis Breite zu Länge von etwa 0,01 bis 1, bevorzugt von etwa 0,05 bis 0,5 und besonders bevorzugt von etwa 0,1 bis 0,3 auf.Under a slot in the sense of the application is a narrow opening understand. The slot has a size ratio width to length of about 0.01 to 1, preferably from about 0.05 to 0.5 and more preferably from about 0.1 to 0.3.
Bei Bedarf kann der Schlitz bis zur Kante des strömungsbeeinflussenden Einbaus ausgebildet sein, wodurch dem strömungsbeeinflussenden Einbau in etwa die Form eines Kamms vermittelt wird.at The slot may be needed up to the edge of the flow-influencing installation be formed, whereby the flow-influencing installation in about the shape of a comb is mediated.
Weiterhin ist der strömungsbeeinflussende Einbau elektrisch isoliert in dem Aggregat angeordnet.Farther is the flow-influencing installation electrically isolated arranged in the unit.
Die Anordnung oder das Positionieren des strömungsbeeinflussenden Einbaus erfolgt mittels Aufhängen von oben, oder Verklemmen mit den Seitenwänden oder dem Boden des Aggregates.The Arrangement or positioning of the flow-influencing installation done by hanging from above, or jamming with the side walls or bottom of the unit.
In einer Ausführungsform ist der strömungsbeeinflussende Einbau fest oder ortsfest in der Schmelze angeordnet, während in einer weiteren Ausführungsform der strömungsbeeinflussende Einbau beweglich, insbesondere beweglich in eine, zwei oder alle drei Richtungen des Raumes, in dem Aggregat oder in der Schmelze angeordnet ist.In an embodiment is the flow-influencing Installation fixed or stationary in the melt, while in a further embodiment the flow-influencing Installation movable, especially movable in one, two or all three directions of space, in the aggregate or in the melt is arranged.
Durch die bewegliche Anordnung eines oder mehrerer strömungsbeeinflussender Einbauten ist es möglich, das Aggregat zum Läutern und/oder Homogenisieren flexibel an Schmelzen unterschiedlichster Eigenschaften anzupassen, ohne einen zeitaufwendigen Umbau der Vorrichtung in Kauf nehmen zu müssen. Eine Kombination aus zumindest einem ortsfesten und zumindest einem beweglichen strömungsbeeinflussenden Einbau ist zudem möglich.By the movable arrangement of one or more flow-influencing internals Is it possible, the aggregate for refining and / or homogenizing flexibly on melts of various properties to adapt without a time-consuming conversion of the device in To have to buy. A combination of at least one stationary and at least one movable flow influencing Installation is also possible.
Das Aggregat selbst kann in seiner Ausführung einen beliebigen Querschnitt, vorzugsweise jedoch einen runden, ovalen oder eckigen, insbesondere polygonen Querschnitt aufweisen. Die Abmessungen, d.h. Länge, Höhe und Breite richten sich nach der Viskosität und dem zu erzielenden Schmelzdurchsatz. Bei einer Schmelzmenge von 0,5 t/d bis 1,5 t/d an Glas mit Volumina von etwa 10 1 bis 40 1 ist das Aggregat gekennzeichnet mit einer Länge von etwa 200 bis etwa 500 mm, einer Breite von etwa 200 bis etwa 500 mm und einer Standhöhe der Schmelze in dem Aggregat von etwa 150 bis etwa 500 mm.The Aggregate itself can in its execution any cross-section, but preferably a round, oval or angular, in particular have polygonal cross-section. The dimensions, i. Length, height and width depend on the viscosity and the melt throughput to be achieved. At a melt rate from 0.5 t / d to 1.5 t / d of glass with volumes of about 10 1 to 40 1, the aggregate is characterized by a length of about 200 to about 500 mm, a width of about 200 to about 500 mm and a level of the melt in the aggregate from about 150 to about 500 mm.
In einer Ausführungsform ist die Schmelzkontaktfläche des Aggregates dadurch kennzeichnet, dass sie mindestens abschnittsweise zumindest ein Edelmetall oder eine Edelmetalllegierung umfasst. Mögliche Materialien umfassen dabei insbesondere Pt, Ir, Os oder eine Kombination der genannten Materialien, insbesondere zumindest zwei der genannten Materialien.In an embodiment is the melt contact surface of the aggregate characterized in that it is at least partially comprises at least one noble metal or a noble metal alloy. Possible materials in particular include Pt, Ir, Os or a combination of mentioned materials, in particular at least two of the mentioned Materials.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, analog zur Begründung beim strömungsbeeinflussenden Einbau, wenn zumindest die Schmelzkontaktfläche des Aggregates Iridium oder eine Iridiumlegierung umfasst. In einer weiteren Ausführungsform besteht der strömungsbeeinflussende Einbau aus Iridium oder einer Iridiumlegierung. Die Schmelzkontaktfläche des Aggregats oder das Aggregat weist dabei vorteilhaft einen Anteil an Iridium von etwa 10% bis etwa 100%, bevorzugt von etwa 30% bis etwa 100% und besonders bevorzugt von etwa 50% bis etwa 100% Gewichtsprozent auf. Entsprechend möglicher Materialverunreinigungen wird unter einem etwa 100 Gew.% oder reinem Iridium auch ein Material verstanden, welches eine Anteil an Iridium von größer als etwa 99 Gew.% aufweist.When has proven advantageous, analogous to the justification in flow-influencing Installation, if at least the melt contact surface of the aggregate iridium or an iridium alloy. In a further embodiment exists the flow-influencing Installation of iridium or an iridium alloy. The melt contact surface of the Aggregates or the aggregate advantageously has a share Iridium from about 10% to about 100%, preferably from about 30% to about 100%, and more preferably from about 50% to about 100% by weight on. According to possible Material contamination is below about 100% by weight or pure Iridium also understood a material which contains a proportion of iridium from bigger than about 99 wt.% Has.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Aggregat oder der Boden und/oder die Seitenwände mindestens abschnittsweise gekühlt oder kühlbar, beispielsweise mittels eines Fluids, welches durch einen Hohlraum in dem Boden und/oder der Seitenwand fließt, ausgebildet sein.In a further embodiment the aggregate or the bottom and / or the side walls can at least partially chilled or coolable, for example by means of a fluid passing through a cavity in the bottom and / or the sidewall flows, be educated.
In einer Ausführungsformen ist bzw. wird das Aggregat oder der Boden und/oder die Seitenwände gekühlt, daß die Schmelze nicht an seiner Oberfläche einfriert. Dadurch kann beispielsweise die mechanische Stabilität des Aggregats oder des Bodens und/oder der Seitenwände unterstützt werden.In an embodiment is the aggregate or the bottom and / or the side walls is cooled, that the melt do not freeze on its surface. As a result, for example, the mechanical stability of the unit or soil and / or sidewalls.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform umfasst das Aggregat oder entspricht sogar das Aggregat einem Skullsystem. Durch die Kühlung an den Seitenwänden und/oder dem Boden friert die Schmelze an der Oberfläche der gekühlten Bauteile des Aggregates ein und es bildet sich eine Grenzschicht aus arteigenem Material, welche einen Angriff der Schmelze auf das Material weitestgehend verhindert.Corresponding a further embodiment includes the aggregate or even the aggregate corresponds to a skull system. By the cooling on the side walls and / or the bottom freezes the melt on the surface of the cooled Components of the unit and it forms a boundary layer made of a material of its own, which attacks the melt on the Material largely prevented.
Die Beheizung der Schmelze in dem Aggregat kann mittels Strahlungsheizung, beispielsweise einem Brenner oder einem elektrisch beheizten Wärmestrahler, konduktiver Heizung und/oder induktiver Heizung erfolgen. Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch erfindungsgemäß die induktive Beheizung erwiesen. Induktorgeometrie und Schwingkreisfrequenz sind dabei an die entsprechende Geometrie des Aggregats oder des Skullsystems angepasst. Typische Frequenzen liegen in einer Größenordnung von etwa 100 kHz bis etwa 2 MHz.The Heating the melt in the unit can by means of radiant heating, for example, a burner or an electrically heated radiant heater, Conductive heating and / or inductive heating done. As special Advantageously, however, the inductive heating has proved according to the invention. Induktorgeometrie and resonant circuit frequency are the corresponding Geometry of the aggregate or the skull system adjusted. typical Frequencies are on the order of about 100 kHz to about 2 MHz.
Ein Vorteil des direkt induktiv beheizten Skullsystems mit gekühlten Wänden ist die Freiheit bezüglich der Läutertemperaturen. Beispielsweise weist die Glasschmelze eines Lanthan-Borat-Glases bereits bei einer Läutertemperatur von etwa 1400°C eine Viskosität η von etwa 0,2 dPa·s und eine hohe Aufstiegsgeschwindigkeiten der Blasen mit einem Durchmesser von etwa 0,3 mm in der Schmelze von etwa 3,8 mm/s auf. Diese lässt sich jedoch noch auf einen Wert von etwa 17,7 mm/s steigern, wenn die Temperatur in der Schmelze auf etwa 1600°C erhöht und die Viskosität gleichzeitig auf etwa 0,01 dPa·s gesenkt wird. Dadurch wird zum einen ein verbessertes Läuterergebnis bei erhöhter Läutertemperatur und bei gleicher Läutermittelmenge oder ein gleich gutes Läuterergebnis bei erhöhter Läutertemperatur aber reduzierter Läutermittelmenge erzielt.One Advantage of the directly inductively heated Skullsystems with cooled walls is the freedom regarding the refining temperatures. For example, the glass melt of a lanthanum borate glass already at a refining temperature from about 1400 ° C one Viscosity η of about 0.2 dPa · s and a high rate of ascent of the bubbles with a diameter of about 0.3 mm in the melt of about 3.8 mm / s. This one can be but still increase to a value of about 17.7 mm / s when the temperature in the melt at about 1600 ° C raised and the viscosity simultaneously lowered to about 0.01 dPa · s becomes. This will on the one hand an improved refining results with increased refining temperature and with the same amount of refining agent or an equally good refining result at elevated Refining temperature but reduced amount of refining agent achieved.
Zudem ist der Einsatz von Läutermitteln, wie beispielsweise SnO2, die erst ab einer Temperatur von oberhalb 1500°C ihre Wirksamkeit entfalten, sinnvoll. Gleichzeitig eröffnet das aber auch die Möglichkeit auf toxische oder zumindest gesundheits- bzw. ökologisch bedenkliche, wie beispielsweise Arsen- oder Antimon-haltige, Läutermittel, die ihre Wirksamkeit bereits in einem Temperaturbereich von oberhalb 1250°C entfalten, vollständig zu verzichten oder zumindest auf ein Minimum zu beschränken.In addition, the use of refining agents, such as SnO 2 , which develop their effectiveness above a temperature of above 1500 ° C, makes sense. At the same time, however, this also opens up the possibility of entirely or at least abstaining from toxic or at least health- or ecologically harmful substances, such as, for example, arsenic- or antimony-containing refining agents, which already develop their activity in a temperature range above 1250 ° C. Minimum limit.
Vorzugsweise werden für ein Skullsystem, welches insbesondere induktiv beheizt wird, Metalle und/oder Metalllegierungen verwendet, welche durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit, eine geringe Magnetisierbarkeit, eine gute Verarbeitbarkeit und ein gutartiges Verhalten gegenüber der Schmelze, insbesondere einer Glasschmelze, d.h. beispielsweise keine Verfärbung der Schmelze verursachen, gekennzeichnet sind.Preferably be for a Skullsystem, which is heated in particular inductively, metals and / or Used metal alloys, which by a high electrical Conductivity, a low magnetizability, good processability and a benign behavior towards the melt, in particular a glass melt, i. for example, none discoloration cause the melt are marked.
Ist das Aggregat oder das Skullsystem modular ausgebildet, so umfasst in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zumindest eine Seitenwand des Aggregats als Material, insbesondere als Material der Schmelzkontaktfläche, zumindest ein Metall und/oder eine Metalllegierung oder besteht sogar aus einem Metall und/oder einer Metalllegierung. Mögliche Materialien umfassen dabei beispielsweise Edelstahl, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Die genannten Materialien sind beispielhaft zu verstehen und beschränken sich keinesfalls auf die genannte Auswahl.is the aggregate or the skull system modular, so includes in an embodiment according to the invention at least a side wall of the unit as a material, in particular as a material the melt contact area, at least one metal and / or a metal alloy or exists even from a metal and / or a metal alloy. Possible materials include, for example, stainless steel, aluminum or an aluminum alloy. The mentioned materials are to be understood as exemplary and are limited in no case to the said selection.
Entsprechend ist die Seitenwand zumindest abschnittsweise gekühlt oder kühlbar, beispielsweise mittels eines durch einen in der Wand angeordneten Hohlraum fließenden Fluids, ausgebildet. Die Temperatur der gekühlten Seitenwand weist dabei einen Wert von kleiner als etwa 500°C, bevorzugt von kleiner als 250°C und besonders bevorzugt von kleiner als etwa 120°C auf.Corresponding the side wall is at least partially cooled or cooled, for example by means of a fluid flowing through a cavity disposed in the wall, educated. The temperature of the cooled side wall points a value of less than about 500 ° C, preferably less than 250 ° C and more preferably less than about 120 ° C.
Werden Metalle verwendet, wie beispielsweise Kupfer, Kupferlegierungen, Edelstahl oder auch manche Edelmetalle, die durch eine stark korrosive Schmelze abgetragen und als Eintrag in die Schmelze eine Färbung der solchen verursachen könnten, so ist die Seitenwand, insbesondere die Glaskontaktfläche der Seitenwand, mit zumindest einer Schicht versehen oder überzogen. Diese Schicht ist bzw. wirkt als eine Schutzschicht. Mögliche Materialien umfassen einen Kunststoff, insbesondere einen Kunststoff aus fluorierten Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise PTFE. Auch bei Materialien, die keinen färbenden Eintrag in die Schmelze aufweisen, kann der Überzug mit einer Schicht sinnvoll sein.Become Metals used, such as copper, copper alloys, Stainless steel, or even some precious metals, by a highly corrosive melt removed and as entry into the melt a coloring of the could cause such is the side wall, in particular the glass contact surface of Side wall, provided with at least one layer or coated. This layer acts as a protective layer. Possible materials include a plastic, in particular a plastic fluorinated Hydrocarbons, such as PTFE. Even with materials, the no coloring Entry into the melt, the coating with a layer may be useful be.
Ist das Aggregat als ein Skullaggregat ausgebildet, so umfasst in einer möglichen Ausführungsform der Boden des Aggregats als Material zumindest abschnittsweise eine Keramik, insbesondere eine Feuerfestkeramik ein Metall und/oder eine Metalllegierung. Der Boden kann zudem in einzelne Abschnitte oder Segmente unterteilt sein und abschnitts- oder segmentweise verschiedene Materialien aufweisen. Zudem ist der Boden in einer Ausführungsform zumindest abschnittsweise gekühlt oder kühlbar, beispielsweise mittels eines durch einen in dem Boden angeordneten Hohlraum fließenden Fluids, ausgebildet.If the unit is designed as a skull unit, in one possible embodiment the base of the unit comprises as material at least in sections a ceramic, in particular a refractory ceramic, a metal and / or a metal alloy. The floor can also be divided into individual sections or segments and sections or segments of different Materia have lien. In addition, in one embodiment, the floor is cooled or cooled at least in sections, for example by means of a fluid flowing through a cavity arranged in the floor.
Die Temperatur eines nichtgekühlten Bodens weist dabei einen Wert von größer als etwa 120°C, bevorzugt von größer als 250°C und besonders bevorzugt von größer als etwa 500°C auf. Entsprechend sind die Anforderungen an die thermische Beständigkeit des Bodenmaterials höher als bei einem gekühlten Boden, da die Temperatur eines gekühlten Bodens dagegen dabei einen Wert von kleiner als etwa 500°C, bevorzugt von kleiner als 250°C und besonders bevorzugt von kleiner als etwa 120°C liegt.The Temperature of a non-cooled Soil has a value of greater than about 120 ° C, preferably from bigger than 250 ° C and more preferably greater than about 500 ° C on. Accordingly, the requirements for thermal resistance of the soil material higher as with a chilled one Soil, because the temperature of a cooled soil against it a value of less than about 500 ° C, preferably less than 250 ° C and more preferably less than about 120 ° C.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Aggregat eine Abdeckung auf, welche zumindest abschnittsweise gekühlt, beispielsweise mittels eines Fluids, insbesondere Luft, oder ungekühlt ist. Mögliche Materialien der Abdeckung umfassen zumindest eine Keramik und dabei insbesondere eine Feuerfestkeramik.In a further embodiment the unit has a cover, which at least in sections cooled, for example, by means of a fluid, in particular air, or uncooled. Possible Materials of the cover include at least one ceramic and thereby in particular a refractory ceramic.
Dabei kann in einem zwischen Schmelzoberfläche, den Seitenwänden dem Aggregat und der Abdeckung gebildeten Raum eine definierte Atmosphäre angelegt sein kann. Um den Läutervorgang der Schmelze zu unterstützen, kann beispielsweise ein Unterdruck in dem gebildeten Raum angelegt sein. Um beispielsweise die Oxidation von Iridium- oder Iridiumlegierung-basierten Bauteilen zu weitgehend zu vermeiden, kann auch in dem Raum eine Atmosphäre aus einen Schutzgas, insbesondere Stickstoff, Argon, Helium oder Formiergas (95/5 oder 90/10) eingeleitet sein. Darüber hinaus kann auch die Sauerstoffabgabe durch die in der Schmelze vorhandenen Läutermittel mittels einer Verringerung des Sauerstoffpartialdrucks in der Atmosphäre des Raumes gefördert werden. Zudem kann die definierte Atmosphäre an sich oder zusätzlich reduzierend sein, um beispielsweise in der Schmelze vorhandenes Eisen der Wertigkeitsstufe +3 nach +2 zu reduzieren. Eisen der Wertigkeitsstufe +2 hat dabei keinen wesentlichen Einfluss auf die Transmissionseigenschaften im sichtbaren optischen Bereich.there can in a between enamel surface, the sidewalls that Aggregate and the cover formed space created a defined atmosphere can be. To the refining process to support the melt, For example, a negative pressure may be applied in the formed space be. For example, the oxidation of iridium or iridium alloy-based To largely avoid components, can also in the room a the atmosphere from a protective gas, in particular nitrogen, argon, helium or forming gas (95/5 or 90/10). In addition, the oxygen delivery can also be by the refining agents present in the melt by means of a reduction be promoted the oxygen partial pressure in the atmosphere of the room. In addition, the defined atmosphere in itself or additionally reducing be, for example, in the melt existing iron of the valence state +3 to +2. Iron of the value level +2 has no significant influence on the transmission properties in the visible optical range.
Um einen kontinuierlichen Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Läutern oder zum Homogenisieren zu ermöglichen, wird dem Aggregat, dem Skullsystem oder dem Skullaggregat über dem Zulauf kontinuierlich Schmelze zugeführt und über dem Ablauf kontinuierlich abgeführt. Zulauf und/oder Ablauf sind zumindest abschnittsweise beheizt oder dabei insbesondere auch jeweils als ein Skullsystem ausgebildet, welches vorzugsweise induktiv beheizt ist. Zulauf und Ablauf sind entsprechend auch abschnittsweise gekühlt oder kühlbar, beispielsweise mittels eines durch einen in der Wand des Zulaufs oder Ablaufs angeordneten Hohlraum fließenden Fluids, ausgebildet.Around a continuous operation of the device according to the invention for refining or to allow for homogenization, is the aggregate, the Skullsystem or Skullaggregat above the inlet fed continuously melt and above that Drain continuously discharged. Inlet and / or outlet are at least partially heated or thereby in particular also each formed as a Skullsystem, which is preferably heated inductively. Inlet and outlet are corresponding also cooled in sections or coolable, for example, by means of a in the wall of the inlet or Drain arranged cavity flowing fluid, formed.
Der Zulauf oder das Zuführungssystem weist als Material zumindest ein Metall, insbesondere ein Edelmetall, oder eine Metallegierung, insbesondere eine Edelmetallegierung auf. Beispiele umfassen die bereits für den strömungsbeeinflussenden Einbau genannten metallischen Materialien.Of the Inlet or the delivery system has as material at least one metal, in particular a precious metal, or a metal alloy, in particular a precious metal alloy. Examples include those already for the flow-influencing Installation called metallic materials.
Der Ablauf oder das Abführungssystem der Schmelze umfaßt neben den für den Zulauf genannten Materialien insbesondere noch Edelmetall, Edelmetallegierung, Keramik und/oder Glas.Of the Drain or the discharge system the melt comprises next to the for the feed mentioned materials in particular still precious metal, precious metal alloy, Ceramic and / or glass.
Während der Zulauf zumindest abschnittsweise unterhalb und/oder oberhalb der Schmelzoberfläche in dem Aggregat angeordnet ist, ist dagegen der Ablauf zumindest abschnittsweise unterhalb der Schmelzoberfläche in dem Aggregat angeordnet.During the Inlet at least in sections below and / or above the enamel surface in the aggregate is arranged, however, the process is at least partially arranged below the melt surface in the unit.
Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das Aggregat, der Zulauf und/oder der Ablauf nicht nur modular, d.h. einzeln, sondern auch einteilig ausgebildet sein.Corresponding a further embodiment of the present invention the unit, the inlet and / or the outlet are not only modular, i. individually, but also be formed in one piece.
Weiterhin umfasst die Erfindung noch ein Verfahren zum kontinuierlichen Läutern und/oder Homogenisieren von anorganischen Stoffschmelzen, vorzugsweise niedrigviskosen, Glasschmelzen in einem Aggregat, vorzugsweise in einem Aggregat mit zumindest einem Zulauf und zumindest einem Ablauf. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung der Schmelze mittels zumindest eines in dem Aggregat, in dem Zulauf und/oder in dem Ablauf angeordneten Einbaus beeinflusst wird.Farther the invention also includes a method for continuous refining and / or Homogenizing inorganic melted substances, preferably low viscosity, Glass melts in an aggregate, preferably in an aggregate with at least one inlet and at least one outlet. The procedure is characterized in that the flow of the melt by means of at least one arranged in the unit, in the inlet and / or in the drain Installation is influenced.
Die Beeinflussung der Strömung umfasst dabei insbesondere, dass das Strömungsverhalten oder Strömungsprofil geregelt und/oder gesteuert wird und zwar derart, dass ein optimales oder zumindest verbessertes Ergebnis der Schmelzeigenschaften hinsichtlich Läuterung und Homogenisierung erreicht wird.The Influencing the flow includes in particular that the flow behavior or flow profile is controlled and / or controlled in such a way that an optimal or at least improved result of the melting properties in terms purification and homogenization is achieved.
Der strömungsbeeinflussende Einbau wird je nach Anforderung vollständig oder abschnittsweise in die Glasschmelze eingeführt. Er kann dabei von unten, d.h. aus der Richtung des Bodens des Aggregates und/oder von oben, d.h. von der Abdeckung des Aggregates oder zumindest von einer Seite aus, die dem Boden gegenüberliegt, in die Glasschmelze eingeführt werden.Of the flow conditioning Installation will be in full or in sections depending on the requirement introduced the glass melt. He can from below, i. from the direction of the bottom of the unit and / or from above, i. from the cover of the unit or at least From a side opposite to the ground, be introduced into the molten glass.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform wird der strömungsbeeinflussende Einbau gekühlt und/oder nicht gekühlt. Dabei kann der strömungsbeeinflussende Einbau auch nur abschnittsweise gekühlt werden.Corresponding an advantageous embodiment becomes the flow-influencing Installation cooled and / or not cooled. In this case, the flow-influencing Installation can only be cooled in sections.
In einer weiteren Ausführungsform wird der strömungsbeeinflussende Einbau mit zumindest einer Ausnehmung und/oder einer Öffnung, die insbesondere als ein Schlitz ausgebildet ist, bereitgestellt.In a further embodiment becomes the flow-influencing Installation with at least one recess and / or opening, which is designed in particular as a slot.
Zudem kann in einem zwischen Glasoberfläche, den Seitenwänden des Aggregates und der Abdeckung gebildeten Raum eine definierte Atmosphäre mittels Erzeugens eines Unterdrucks, des Einbringens eines Schutzgases oder des Verringerns des Sauerstoffpartialdrucks erzeugt werden.moreover can in a between glass surface, the side walls of the Aggregates and the cover formed by means of a defined atmosphere Generating a negative pressure, the introduction of a protective gas or of reducing the oxygen partial pressure.
In einer Ausführungsform wird der strömungsbeeinflussende Einbau fest oder ortsfest in der Glasschmelze angeordnet, während in einer weiterführenden Ausführungsform der strömungsbeeinflussende Einbau beweglich, insbesondere beweglich in eine, zwei oder alle drei Richtungen des Raumes, in der Schmelze angeordnet wird. Dabei kann auch eine Kombination aus ortsfesten und beweglichen strömungsbeeinflussende Einbauten in der Schmelze angeordnet werden.In an embodiment becomes the flow-influencing Installation fixed or fixed in the molten glass, while in a continuing embodiment the flow-influencing Installation movable, especially movable in one, two or all three directions of space in which melt is placed. there can also be a combination of fixed and movable flow-influencing Internals are arranged in the melt.
Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind insbesondere geeignet zum Läutern und/oder Homogenisieren von Gläsern für optische Anwendungen, insbesondere optischen Gläsern, wie z.B. Borat- und Lanthanboratgläsern, Phosphatgläsern, Schwermetall-Phosphatgläsern, Fluorid-Phosphatgläsern, Fluoridgläsern, Aluminatgläsern, aber auch Borosilkatgläsern, Zinksilikatgläsern, Aluminosilikatgläsern, Alumoborosilikatgläser, und/oder Gläsern mit niedrigem Gehalt an polyvalenten Ionen, insbesondere mit einem Ionenanteil unter 0,01 Gew.-%. Anwendungen finden die genannten Gläser beispielsweise in einem in optischen Abbildungs- und Belichtungssystemen, optischen Systemen zur Datenübertragung, optischen Systemen zur Datenspeicherung, optischen Filtersystemen, Systemen zur Lichtübertragung und/oder Displayanwendungen, in optischen Glaselementen. Die hier genannten Gläser und Anwendungen sind beispielhaft zu verstehen und beschränken sich keinesfalls auf die genannte Auswahl.The Apparatus and method according to the present invention are particularly suitable for lautering and / or homogenizing glasses for optical Applications, in particular optical glasses, e.g. Borate and lanthanum borate glasses, phosphate glasses, heavy metal phosphate glasses, fluoride-phosphate glasses, fluoride glasses, aluminate glasses, but also borosilicate glasses, Zinc silicate glasses, aluminosilicate, Alumoborosilikatgläser, and / or glasses with a low content of polyvalent ions, especially with one Ion content below 0.01 wt .-%. Applications find the mentioned glasses for example in one in optical imaging and exposure systems, optical systems for data transmission, optical data storage systems, optical filter systems, Light transmission systems and / or display applications, in optical glass elements. This one mentioned glasses and applications are exemplary and limited in no case to the said selection.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Glas, vorzugsweise ein optisches Glas, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung herstellbar oder insbesondere hergestellt ist. Dieses Glas kann unter anderem zur Herstellung optischer Glaselemente, beispielsweise polygonförmiger Prismen, Linsen, Stablinsen und Glaselemente mit konvexen, konkaven, sphärischen oder asphärischen, beispielsweise elliptischen, zylindrischen oder parabolischen Oberflächen verwendet werden.Farther the invention comprises a glass, preferably an optical glass, which with the inventive method or by means of the device according to the invention can be produced or in particular produced. This glass can among other things for the production of optical glass elements, for example polygonal Prisms, lenses, rod lenses and glass elements with convex, concave, spherical or aspherical, used for example elliptical, cylindrical or parabolic surfaces become.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Glas, vorzugsweise ein optisches Glas, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung herstellbar oder insbesondere hergestellt ist. Das genannte Glas zeichnet sich dadurch aus, dass der negative Einfluß von Blasen vermindert ist und insbesondere zumindest die im Glas enthaltenen Blasen einen Blasendurchmesser von kleiner als etwa 25 μm, bevorzugt von kleiner als 10 μm und besonders bevorzugt von kleiner als 5 μm aufweisen. Blasen der genannten Abmessungen haben einen im wesentlichen vernachlässigbaren Einfluss auf die optischen Eigenschaften eines mit dem erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten optischen Glaselementes.Farther the invention comprises a glass, preferably an optical glass, which with the inventive method or by means of the device according to the invention can be produced or in particular produced. The named glass is characterized by the fact that the negative influence of bubbles is reduced and in particular at least those contained in the glass Bubbles have a bubble diameter of less than about 25 microns, preferably smaller than 10 μm and more preferably less than 5 microns. Blowing the said Dimensions have a substantially negligible influence on the optical properties of a device according to the invention produced optical glass element.
Der Blaseneinschluss wird mittels einer visuellen Untersuchung festgestellt. Dabei wird das Glas mit einer Unterseite auf einem schwarzen Untergrund plaziert und von der Seite beleuchtet. Von Oberseite des Glases in Richtung des schwarzen Untergrundes wird das Glas betrachtet. Die Blasen werden als helle Punkte sichtbar. Die Größe der Blasen wird mittels einer Skala unter einem Mikroskop bestimmt.Of the Bladder confinement is detected by visual examination. The glass will be with a bottom on a black background placed and lit from the side. From top of the glass in the direction of the black background the glass is considered. The bubbles become visible as bright spots. The size of the bubbles will determined by means of a scale under a microscope.
Der Blasendurchmesser im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise als Durchmesser einer als kugelförmig angenommenen Blase bestimmt werden. Auch kann die längste Erstreckung der Blase zur Bestimmung des Blasendurchmessers herangezogen werden.Of the Bubble diameter in the sense of the present invention can, for example as a diameter of one as spherical assumed bubble can be determined. Also, the longest extension of the Bubble be used to determine the bubble diameter.
Neben der verbesserten Blasenqualität zeichnen sich die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Gläser durch keinen oder zumindest durch einen verminderten Eintrag an toxischen oder gesundheits- oder ökologischbedenklicher Substanzen oder an unerwünschten färbenden Substanzen wie elementares oder ionisches Platin.Next draw the improved bubble quality themselves with the method according to the invention or by means of the device according to the invention produced glasses by no or at least by a reduced entry toxic or health or environmentally harmful substances or unwanted coloring Substances such as elemental or ionic platinum.
Beispielsweise kann Blei mit einem Anteil von weniger als 0,1 Gew.-%, bevorzugt von weniger als 0,01 Gew.-%, besonders bevorzugt von weniger als 0,005 Gew.-% als gesundheitlich unbedenklich eingestuft werden.For example For example, lead in a proportion of less than 0.1% by weight may be preferred less than 0.01% by weight, more preferably less than 0.005 wt .-% are classified as safe for health.
Im wesentlichen haben die genannten Substanzen ihren Ursprung in der Verwendung entsprechender Läutermittel, unter Umständen auch in einem Eintrag durch das Material der Wand, welche in Kontakt mit der Schmelze steht. Demnach weisen die Gläser einen Eintrag oder Anteil an Arsen von weniger als 0,3%, bevorzugt von weniger als 0,03%, besonders bevorzugt von weniger als 0,005%, einen Eintrag oder Anteil an Blei von weniger als 0,1%, bevorzugt von weniger als 0,01%, besonders bevorzugt von weniger als 0,005% und/oder einen Eintrag oder Anteil an Antimon von weniger als 0,5%, bevorzugt von weniger als 0,1%, besonders bevorzugt von weniger als 0,025% Gewichtsprozent auf.in the Essentially, the substances mentioned have their origin in the Use of appropriate refining agents, in certain circumstances also in an entry through the material of the wall, which is in contact with the melt. Accordingly, the glasses have an entry or share of arsenic less than 0.3%, preferably less than 0.03%, more preferably less than 0.005%, an entry or fraction lead less than 0.1%, preferably less than 0.01%, especially preferably less than 0.005% and / or an entry or proportion antimony of less than 0.5%, preferably less than 0.1%, more preferably less than 0.025% by weight.
Darüber zeichnet sich das Glas durch einen Anteil an Platin von weniger als etwa 50 ppm, bevorzugt von weniger als etwa 20 ppm, besonders bevorzugt von weniger als etwa 10 ppm und/oder einen Anteil an Iridium von etwa 1 ppm bis etwa 500 ppm, bevorzugt von etwa 1 ppm bis etwa 100 ppm, besonders bevorzugt von etwa 2 ppm bis etwa 20 ppm aus.About it draws the glass is less than about a proportion of platinum 50 ppm, preferably less than about 20 ppm, more preferably less than about 10 ppm and / or iridium content of from about 1 ppm to about 500 ppm, preferably from about 1 ppm to about 100 ppm, more preferably from about 2 ppm to about 20 ppm.
Ferner ist das Glas dadurch gekennzeichnet, daß es gegenüber einem im wesentlichen gleichen Glas, welches in einer im wesentlichen aus Platin bestehenden Vorrichtung geläutert ist, bei einem Reintransmissionsgrad τi in einem Bereich von etwa 50% eine Verschiebung von etwa 5 nm bis etwa 50 nm, bevorzugt von etwa 5 nm bis etwa 20 nm, besonders bevorzugt etwa 8 nm bis etwa 15 nm zu kleinen Wellenlängen hin aufweist. Dies resultiert in einer verbesserten Transmission im unteren sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Unter einem im wesentlichen gleichen Glas ist ein Glas zu verstehen, welches im wesentlichen durch die gleichen Ausgangsstoffe hergestellt ist. Unter einer im wesentlichen aus Platin bestehenden Vorrichtung bezeichnet eine Vorrichtung, welche einen Anteil an Platin von mehr als etwa 90 Gew.% aufweist. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im einzelnen beschrieben, wobei die Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar sind. Hierzu wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Dazu beziehen sich in den einzelnen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen Teile.Further, the glass is characterized by having a displacement of from about 5 nm to about 50 nm with a net transmittance τ i in a range of about 50%, as compared with a substantially similar glass refined in a device consisting essentially of platinum , preferably from about 5 nm to about 20 nm, more preferably about 8 nm to about 15 nm toward small wavelengths. This results in improved transmission in the lower visible range of the electromagnetic spectrum. A substantially identical glass is to be understood as meaning a glass which is essentially produced by the same starting materials. Under a device consisting essentially of platinum denotes a device which has a content of platinum of more than about 90 wt.%. The present invention will be described in detail below with reference to exemplary embodiments, wherein the features of the different embodiments can be combined with one another. For this purpose, reference is made to the accompanying drawings. For this purpose, the same reference numerals refer to the same parts in the individual drawings.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele erläutert werden.The Invention will be described below with reference to the following embodiments explained become.
Detaillierte Beschreibung der Erfindungdetailed Description of the invention
Die
Die
Schmelze
Es
sind in den
In
den
Mit
Hilfe dieser strömungsbeeinflussenden Einbauen
Die
dargestellten Ausführungsformen,
insbesondere die Kombination aus gekühlten, vorzugsweise geschlitzten
strömungsbeeinflussenden
Einbauten
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei die Verwendung von reinem Iridium erwiesen.When The use of pure iridium has proven particularly advantageous proved.
Die
gekühlten,
vorzugsweise geschlitzten, strömungsbeeinflussenden
Einbauten
Die
ungekühlten
Einbauten
Die
in den Figuren dargestellten strömungsbeeinflussenden
Einbauten
Um
eine kontinuierliche Zufuhr von Schmelze
Im
ersten Ausführungsbeispiel
in
Im
zweiten Ausführungsbeispiel
in
Im
dritten Ausführungsbeispiel
in
Sowohl
in
Um
das Erscheinungsbild, insbesondere Form oder Geometrie und Abmessungen
der strömungsbeeinflussenden
Einbauten zu illustrieren, zeigen die
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind. Die Erfindung ist nicht auf diese beschränkt, sondern kann in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen.It It will be apparent to those skilled in the art that those described above embodiments to be understood by way of example. The invention is not limited to these limited, but can be more diverse Way can be varied without departing from the spirit of the invention.
- 11
- Schmelzemelt
- 22
- Schmelzoberflächeenamel surface
- 33
- Aggregataggregate
- 3a3a
- SeitenwandSide wall
- 3b3b
- Bodenground
- 44
- Induktionsspuleinduction coil
- 55
- gekühlter strömungsbeeinflussender Einbaucooled flow influencing installation
- 66
- ungekühlter strömungsbeeinflussender Einbauuncooled flow-influencing installation
- 77
- Ablaufprocedure
- 88th
- Abdeckungcover
- 99
- Strahlungsheizungradiant heating
- 1010
- ZulaufIntake
- 1111
- Strömungsrichtung der zu- oder einlaufenden Schmelzeflow direction the incoming or incoming melt
- 1212
- Strömungsrichtung der ab- oder auslaufenden Schmelzeflow direction the outgoing or expiring melt
- 1313
- Öffnungopening
Claims (59)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |