DE1471826A1

DE1471826A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Affinieren von Glas und zur kontinuierlichen Herstellung von Tafelglas

Info

Publication number: DE1471826A1
Application number: DE1963G0038661
Authority: DE
Inventors: Emile Plumat
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1962-09-29
Filing date: 1963-09-11
Publication date: 1969-01-02
Also published as: CH397163A; LU42439A1; ES290920A1; DK107375C; DE1471826B2; US3326652A; ES291582A1; NL298191A; BE637107A; GB1051845A; NL123201C

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Affinieren von Glas und zur kontinuierlichen Herstellung von Tafelglas.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Affinieren von Glas und zur kontinuierlichen Herstellung von Tafelglas, dessen Oberflächenqualität mit jener vergleichbar ist, die durch Feuerpolieren erhalten wird.

üs sind schon verschiedene Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Glastafeln vorgeschlagen worden, welche eine solche Oberflächenqualität aufweisen, insbesondere indem ein Band aus formbarem Glas auf einem oder durch ein Bad aus geschmolzenem Metall vorgeschoben wird, wie z.B. aus Zinn oder λ aus einer Legierung von Zinn und Kupfer, die zu diesem Zweck bereits zu Beginn des Jahrhunderts verwendet wurde.

Bei allen diesen Verfahren wird das geschmolzene Glas, bevor es das Bad aus geschmolzenem Metall erreicht, in der Affinierkammer der üblichen Öfen affiniert mit allen Nachteilen, welche dieser Vorgang mit sich bringt. Infolge des erheblichen Volumens der Affinierkammer hält sich das Glas verhältnismäßig lange Zeit in derselben auf, während welcher seine längere Berührung mit den feuerfesten keramischen Materialien eine Auflösung derselben bewirkt, wobei die lange Zeit, während

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der die Oberfläche des Glases der Atmosphäre des Ofens

!begünstigt ausgesetzt ist, die Verdampfung der im Glas enthaltenen Soda. überdies ist man gezwungen, eine große Menge V/ärmeenergie aufzuwenden, um die unteren Schichten des Glasschmelzbades zu erreichen, in welchen ein erhebliches senkrechtes Temperaturgefälle auftritt. Dieses Temperaturgefälle entspricht offenbar einem umgekehrten senkrechten Gefälle der Viskosität, so daß die Aui'stiegsgeschwindigkeit der Blasen um so geringer ist, in je größerer Tiefe sie sich befinden.

Nach der Affinierung v/ird das Glas in Form eines formbaren Bandes in eine zur Behandlung der Oberfläche bestimmte Kammer eingeführt, die exn Bad aus geschmolzenem Metall enthält, auf welchem oder durch welches das Glasband hindurchgeführt wird. Im laufe der Bildung des Glasbande3 kommt es vor seinem Eintritt in die Behandlungskammer oder bei seinem Eintritt in dieselbe vor, daß das formbare Glasband einen Teil der durch die Affinierung erworbenen Eigenschaften verliert, beispielsweise durch die Berührung mit den Formorganen. Das Glasband kann daher Mängel aufweisen, die seinenrViskositätsgrad beim Eintritt in die Kammer nicht mehr zu beseitigen erlaubt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung beseitigt diese Nachteile.

Das kennzeichnende Merkmal des Verfahrens besteht darin, daß aus einem Schmelzofen Glas im rohen Schmelzzustand entnommen wird, bevor eine wesentliche Affinierung erfolgen konnte, daß das Glas auf einer ebenen und waagerechten Oberfläche in einer dünnen, flüssigen Schicht ausgebreitet wird, welche ungefähr die Dicke der herzustellenden Tafel aufweist, daß diese Schicht vorgeschoben wird, wobei sie auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird, welche eine rasche Affinierung des Glases ermöglicht, daß die Schicht durch eine Zone zur progressiven Abkühlung derselben hindurchgeführt wird und daß das erstarrte Glasband in einen Kühlofen eingeführt wird.'

ORIGINAL INSPECTED

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Duron dieses Verfahren wird die Menge des in geschmolzenem Zustand zu haltenden Glases wesentlich verringert, woraus sich eine stark verbesserte Wärmebilanz ergibt. Überdies ist die Dauer der Berührung des geschmolzenen Glases mit den feuerfesten keramischen Materialien geringer, ebenso wie die Zeitdauer, während welcher die Oberfläche des Glases der Atmosphäre des Ofens ausgesetzt ist, so daß die Zusammensetzung des Glases weniger unerwünschte Veränderungen erfährt als bei der üblichen Affinierung in einem Wannenofen. Ein anderer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein Schmelzofen von geringeren Abmessungen benötigt wird, da dieser den üblicher Weise für die Affinierzone ™

reservierten Abschnitt nicht mehr aufweist. Das Verfahren ermöglicht auch, das Glas in einem Ofen mit senkrechter Wanne ohne Affinierkammer zu verarbeiten, der bei gleicher Kapazität eine geringere Oberfläche als die üblichen Wannenöfen einnimmt .

Um das Glas auf der waagerechten Oberfläche auszubreiten, läßt man dasselbe am einfachsten in dünner Schicht über einen am Auslaß des Ofens vorgesehenen Überlauf ausfließen. Das ßlas, das im wesentlichen die im Schmelzofen erteilte Temperatur aufweist, ist sehr flüssig und breitet sich leicht auf der waagerechten Oberfläche aus, welche es vollständig Λ in einer Schicht von gleichmäßiger Dicke bedeckt, die vorzugsweise etwas größer ist als jene des herzustellenden Glasbandes. Die Schicht wird durch den Zufluß von Glas aus dem Ofen unterhalten, um den Abfluß des affinierten Glases in die Erstarrungszone zu kompensieren. Dieser Abfluß wird durch einen Zug geregelt, der in bekannter Weise am Auslaß der Eratarrungsζone auf das erstarrte Glasband ausgeübt wird, das noch genügend formbar ist, um in den Kühlofen eingeführt zu werden.

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In der Affinierzone wird das Glas zuerst auf einer Temperatur gehalten, bei welcher es sehr rasch affiniert wird. Diese Aufrechterhaltung uer Temperatur wird durch die Reflektion der thermischen Strahlung an der Fläche zwischen Glas und

Bedarf Träger begünstigt und außerdem nach Awelewf¹ entweder durch die heißen Gase des Schmelzofens unterstützt, welche in die Affinierzone eintreten, oder durch Heizeinrichtungen, die in dieser Zone vorgesehen sein können und die unmittelbar auf die Glasschicht einwirken, sowie gegebenenfalls auch durch das Material, das den Träger der waagerechten Oberfläche bildet. Es ist zu bemerken, daß diese Warmezuführung normalerweise nicht zur Wiedererhitzung der Glasschicht bei Beginn ihres Weges auf der waagerechten Oberfläche dient, sondern nur zur ■Aufrechterhaltung der Temperatur dieser Schicht, so daß diese zusätzliche Wärmezuführung verhältnismäßig gering ist und die Temperaturkurve des Glases seit seinem Austritt aus dem Ofen zuerst eine praktisch waagerechte Linie zeigt, während die Affinierung erfolgt, dann sich bei Annäherung an den Ausgang der Affinierzone krümmt, und sich in der Erstarrungezone weiter krümmt, ohne eine Steigung aufzuweisen, wie dies bei den Verfahren der Fall ist, bei welchen auf dem Bad aus geschmolzenem Metall ein vorher gebildetes Glasband mit erstarrter Oberfläche behandelt wird. Das Verfahren gemäß der Erfindung macht daher von der für die Verarbeitung des Glases aufgewendeten Wärmeenergie einen rationellen Gebrauch, wobei diese Energiemenge bereits durch die Unterdrückung der Affinierzone der üblichen Glasofen verringert ist.

Infolge ihrer geringen Dicke besitzt die Schicht im senkrechten °chnitt überall die gleiche verringerte Viskosität von weniger als 10 Poise, welche das rasche Aufsteigen der Gasblasen begünstigt, so daß die Affinierung während eines kleinen Weges auf der waagerechten Oberfläche leicht in einer sehr kurzen Zeit erfolgt. Die Glasschicht kann infolgedessen

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auf dieser Oberfläche rasch vorrücken und thermische
Jionvektionsströmungen oder Zonen stillstehenden Glases sowie in der Querrichtung verlaufende oder senkrechte Temperaturgefälle können nicht entstehen.

Die Erstarrungszone, in welcher die Glasschicht verfestigt
werden muß, um ein Glasband zu bilden, das noch genügend
formbar iat, um am Auslaß diener Zone von einem Walzenförderer aufgenommen zu werden, kann auf irgendeine Weise ausgebildet werden, wenn sie nur fähig ist, das Glas mit der gewünschten Geschwindigkeit abzukühlen, damit es rasch aus der sogenannten Entglasungszone austritt. In der Erstarrungszone wird das
Glas vorzugsweise von einem Bad aus geschmolzenem Metall «ti getragen, um dem Glasband auf seinen Oberflächen das Aussehen
der Feuerpolitur zu verleihen. Das Bad aus geschmolzenem
Metall muß auf der gleichen Höhe liegen wie die waagerechte
Oberfläche der Affinierzone und kann die gleiche Breite oder eine größere Breite wie dieselbe aufweisen. Im ersten Fall
muß die Erstarrungszone mit Einrichtungen versehen sein,

welche das Anhaften des erstarrten Glases an den Längswänden

»Ha- Wanne verhindern, die das Bad aus geschmolzenem Metall

enthält. Das Bad wird jedoch gegen Oxydation durch das Glasband geschützt, welches dasselbe vollständig bedeckt. Im
zweiten Fall muß die -^rstarrungszone Einrichtungen zur Führung des Glasbandes aufweisen, sowie auch noch andere Einrichtungen, welche die durch das Glasband nicht bedeckten seitlichen Abschnitte der Oberfläche des Bades aus geschmolzenem Metall gegen Oxydation schützen.

Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der
Erfindung weist in der Affinierzone des in dünner Schicht
ausgebreiteten Glases eine ebene und waagerechte Metalloberfläche auf.

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Bei einer ersten Ausführungsform besteht diese Metalloberfläche aus einem Blech, das auf einem Boden auB feuerfestem keramischen Material aufruht. Dieses Blech ist an den Längsrändern der Oberfläche vorzugsweise erhöht, um einen Kanal zu bilden, in welchem sich die Glasseliicht während der Affinierung verschiebt. Das Blech besteht aus einem Metall, das feuertest und gegen den Angriff des Glases widderstandsfähig iat, vorzugsweise aus Molybdän.

Bei anderen Ausführungsformen wird die Metalloberfläche durch die Oberfläche eines Bades aus geschmolzenem Metall gebildet, das in einer "Wanne aus feuerießtem keramischen Material enthalten ist. Das Bad kann aus Silber oder einer Silberlegierung bestehen, wie z.B. aus einer Legierung von Silber mit Kupfer oder Zinn. Das Bad kann aber auch aus Zinn oder einer Zinnlegierung bestehen, wie z.B. aus einer Legierung von Zinn mit Kupfer oder Blei.

Wenn als Bad aus geschmolzenem Metall Zinn oder eine Zinnlegierung verwendet wird, erstreckt sich das Bad vorzugsweise über die ganze Länge der Affinierzone und der ürstarrungazone. Wenn jedoch für das Bad Silber oder eine Silberlegierung verwendet wird, kann sich das Bad nur über die Affinierzone erstrecken und in der Erstarrungszone muß ein Bad aus einem Metall verwendet werden, das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, wie z.B. Zinn oaer eine Zinnlegierung. Diese beiden Bäder können in einer einzigen Wanne enthalten und voneinander durch einen Querclanun getrennt sein, der fast bis zur Oberfläche der Bäder ansteigt. Die Verwendung eines solchen Dammes ist auch zu empfehlen, wenn in der Affinierzone ein Bad aus Zinn oder einer Zinnlegierung verwendet wird, weil das thermische Verhalten des Bades aus geschmolzenem Metall in dieser Zone von jenem des Bades in der Erstarrungszone sehr verschieden ist. Die Wanne, die das Bad aus geschmolzenen

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Metall enthält, ist vorteilhaft innen mit Blech aus einem Metall ausgekleidet, das feuerfest ist und das mit dem geschmolzenen Metall oder mit dem Glas nicht reagiert, wie z.B. Molybdän, um Verluste an geschmolzenem Metall durch Eindringen in den aus feuerfestem keramischen Material bestehenden Boden der Wanne zu vermeiden.

In dem oberhalb der Metalloberfläche liegenden Raum ist vorzugsweise eine Wand angeordnet, welche die Affinierzone von der Erstarrungszone des Glases trennt. Diese Wand, die bis in die Nähe der Glaaschicht hinabreicht, trägt dazu bei, _

das thermische Verhalten der Affinierzone von jenem der Er- ^ sta?arrungszone unabhängig zu machen.

In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.

Pig, 1 zeigt schematisch im senkrechten Längsschnitt eine Vorrichtung mit einer Affinierzone für das in dünner Schicht ausgebreitete Glas und

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer ähnlichen Vorrichtung.

In beiden Figuren ist mit 1 die Wanne eines Glasschmelzofens μ bezeichnet, die das Glas 2 im rohen Schmelzzuatand enthält, d.h. Glas, das noch keine Affinierung erfahren hat, indem es beispielsweise in eines Ofen mit senkrechter ^Vl/anne geschmolzen wurde, in welchem die geschmolzene Masse von der noch im Schmelzen begriffenen Masse einfach durch einen Damm oder einen entsprechenden Siphon getrennt wurde, oder Glas, das nur dem Beginn der Affinierung unterworfen wurde, beispielsweise in einem Wannenofen, der keine richtige Affinierzone aufweist.

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Die Affinierzone 3 und die Erstarrungszone 4 haben einen gemeinsamen Boden 5 und eine gemeinsame Decke 6, die aus feuerfestem keramischen Material bestehen. Die Zonen sind voneinander durch eine Wand 7 getrennt, welche die Atmosphäre der Affinierzone von jener der ürstarrungszone trennt.

Die Affinierzone 3 ist mit dem Auslaid der Wanne 1 durch einen Überlauf 8 verbunden und mit Heiz einrichtungen versehen, wie z.B. Brennern 9.

Bei der Ausführung fremäla Fig. 1 ist der Boden 5 in der Affinierzone 3 mit einem Blech 10 aus einem Metall überzogen, das feuerfest und gegenüber dem geschmolzenen Glas inert ist; vorzugsweise Molybdän. Dieses Blech bildet die ebene und waagerechte Oberfläche, auf welcher sich das geschmolaene Glas in einer dünnen Schicht 11 ausbreiten kann, um affiniert zu werden. Das Metallblech bedeckt auch die Kampe des Überlaufs 8 und vorzugsweise auch den Teil 12 der Längswände 15, der mit dem geschmolzenen Glas in Berührung kommen kann, so daß ein Kanal gebildet wird, der das geschmolzene Glas vor jeder Berührung mit dem feuerfesten keramischen Material schützt. Das Metallblech 10 tritt in die Erstarrungszone 4 ein, indem es etwas über die Wand 7 hinausreicht.

Bei der Ausführungsform gemäß i^lig. 2 bildet der Boden 5 eine Wanne, welche das Bad 14 aus geschmolzenem Metall enthält, das durch in das Bad eingetauchte H_eizeinrichtungen 15 auf der gewünschten Temperatur gehalten werden kann. Das Bad besteht aus einem Metall oder einer Metallegierung, deren Schmelzpunkt niedriger ist als die Temperatur, die das Glas 11 aufweisen muß, damit eine rasche und vollständige Affinierung erfolgen kann. Metalle, wie Silber oder Zinn, sind für diesen Zweck geeignet, ebenso wie Legierungen von-Silber mit Kupfer oder Zinn, oder Legierungen von Zinn mit Kupfer oder Blei.

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Die Üirstarrungazone 4 weist in beiden ü-usführungaformen ein . Bad 16 aus geschmolzenem Metall auf, das mit Kühleinrichtungen 17 und Heizeinrichtungen 18 versehen ist, deren Wirkung derart kombiniert wird, daß das Glas progressiv abgekühlt wird. Die Oberfläche des Bades 16 aus geschmolzenem lietall liegt in der Höhe der ebenen Oberfläche der Affinierzone 3, d.h. in d er Höhe des Bleches 10 (Fig. 1) ©der-*©»-Bad-es—4-4-attsr ffösehiaöiaetieÄ-Mfttall-^Kie^-ü·)- oder des Bades 14 aus geschmolzenem Metall (Pig. 2). Am Auslaß ist die Erstarrungszone 4 mit einer Einrichtung versehen, welche uas Glasband 19 vom Bad 16 abhebt, z.B. mit einer Walze 20 (Fig. 1) oder mit einer Rampe 21 (Fig. 2) aus einem Material, welches das Glas nicht zerkratzt, oder mit einer anderen bekannten Einrichtung, die das Band 19 auf das Niveau der Walzen 22 des Kühlofens anhebt. Die Erstarrungszone weist außerdem an sich bekannte Einrichtungen auf, welche das Glasband während seiner Verfestigung führen und. welche verhindern, daß die erstarrten Ränder des Bandes an den Längawänden der Wanne anhaften, die das Bad aus geschmolzenem Metall enthält.

Wenn die Vorrichtung in den beiden Zonen 3 und 4 mit Bädern aus geschmolzenem Metall versehen ist (Fig. 2), sind diese voneinander durch einen Querdamm 23 getrennt, der fast bia zur Oberfläche der Bäder ansteigt. Dieser Damm ist erforderlieh", wenn die beiden Bäder aus verschiedenen Metallen ge~ bildet sind» aber die Anordnung des Dammes ist auch angezeigt, wenn die beiden Bäder das gleiche Metall enthalten, wie z.B. Zinn oder eine Zinnlegierung, da das thermische Verhalten dieser Bäder voneinander verschieden ist.

Um Verluste an geschmolzenem Metall zu vermeiden, kann der Boden 5 außen mit einem Metallblech 24 (Fig. 1 und 2) verkleidet sein oder die Wanne, welche die Bäder 14 und 16 aus geschmolzenem Metall enthält (Fig. 2) und auch die Rampe des Überlaufs 8 können mit einem Blech 25 ausgekleidet sein, das

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aus einem Metall besteht, welches feuerfest 1st und weder mit dem geschmolzenen Glas, noch mit den geschmolzenen Metallen der liü.der reagiert. Der ganze Boden 5 kann auf Hebewinden 26 aufruhen, um die waagerechte Lage der Vorrichtung regeln zu können.

Gemäß der Erfindung läßt man rohes geschmolzenes Glas, das sich nahezu auf der im Schmelzofen erteilten Temperatur befindet, in dünner Schicht über den Überlauf 8 auf die ebene und waagerechte Metalloberfläche fließen, die entweder durch die Oberfläche der festen Metallschicht 10 (Pig. 1) oder durch die überfläche des Badey 14 aus geschmolzenem Metall gebildet v/ird. Das sehr flüssige Glas breitet sich auf der Metalloberfläche in einer Schicht aus, deren Dicke etwas größer ist als die gewünschte Dicke des verfestigten Glasbandes, um dem Strecken Rechnung zu tragen, welches das Glas während der Vorgänge erfahren kann. Während des ^eges des Glases auf der Metalloberfläche aus der Zone 5 in die Zone 4 erfolgt aehr leicht die Affinierung der dünnen Schicht des sehr heißen Glases. Die Affinierung ist beendet, bevor die Glasschicht die Zone 4 erreicht, in welcher die Erstarrung durch eine progressive Abkühlung erfolgt, während welcher das Glasband durch die Entglasungszone hindurchgeht, die seinen Oberflächen das Aussehen der Feuerpolitur gibt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Ans prüche

Verfahren zum Affinieren von Glas und zur kontinuierlichen Herstellung von Tafelglas, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Schmelzofen Glas im rohen Schmelzzustand entnommen wird, bevor eine wesentliche Affinierung erfolgen konnte, daß das Glas auf einer ebenen und waagerechten Oberfläche in einer dünnen, flüssigen Schicht ausgebreitet wird, welche ungefähr die Dicke der herzustellenden Tafel aufweist, dai3 diese Schicht vorgeschoben wird, wobei sie auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird, welche eine rasche Affinierung des Glases ermöglicht, daß die Schicht durch eine Zone zur progressiven ™ Abkühlung derselben hindurchgeführt wird und daß das erstarrte Glasband in einen Kühlofen eingeführt wird.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet „arch eine ebene und waagerechte Metalloberfläche in der Affinierzone des in dünner Schicht ausgebreiteten Glases.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloberfläche aus einem Blech besteht, das auf einem Boden aus feuerfestem keramischen Material aufruht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ^ das Blech an den Längsrändin der waagerechten Oberfläche erhöht ist, um einen Kanal zu bilden, in welchem sich die Glasschicht während der Affinierung verschiebt.
ij. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech aus Molybdän besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloberfläche durch die Oberfläche eines Bades aus geschmolzenem Metall gebildet wird, das in einer Wanne aus feuerfestem keramischen Material enthalten ist.

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7. Vorrichtung naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad des geschmolzenen Metalls aus Silber oder einer Silberlegierung besteht, wie z.B. aus einer legierung von Silber mit Kupfer oder Zinn.
8. Vorrichtung nach Anspruoh 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad des geschmolzenen Metalls aus Zinn oder einer Zinnlegierung besteht, wie z.B. aus einer Legierung von Zinn mit Kupfer oder Blei.
9. Vorrichtung naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ^⁰ das Bad aus geschmolzenem Metall der Affinierzone und jenes der Erstarrungszone in einer einzigen Wanne enthalten sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Wanne, welche das Bad aus geschmolzenem Metall enthält, mit einem in den Boden der Wanne eingesetzten Querdamm ¹^ versehen ist, der bis unterhalb der Oberfläche des Bades aus geschmolzenem Metall ansteigt und der das Bad aus geschmolzenem Metall der Affinierzone von jenem der Erstarrungszone trennt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne, welche das Bad aus geschmolzenem Metall enthält, mit Blech aus einem Metall ausgekleidet ist, das feuerfest fc ist und das mit dem geschmolzenen Metall oder mit dem Glas nicht reagiert, wie z.B. Molybdän.
12. Vorrichtung nach Anspruoh 2, gekennzeichnet durch eine Wand, welche in dem oberhalb der ebenen und waagerechten Metalloberfläche liegenden Baum angeordnet ist und welche die Affinierzone von der Erstarrungszone des Glases trennt·

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