DE1796039A1 - Elektrisches Glasschmelzverfahren und Ofen zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

HELMUT GÖRTZ

A Frankfurt am Main 70
lÜMwtmilintili 27-WUI »7f

19. Aucuet

Statni v£aku«nf ustav sklarske techniky, Praha J /CSSB

Elektrisches Slas£eh«elxverfahren and Ofen aur Durchführung de» Verfahrens

Di* KrJTinduce be*ieht sich auf ein Vorfahren und einen Ofen *u»& Scfoaelsen von «las und betrifft insbesondere Glasarten· deren V£skt»eitätakurve und die Kurve de? elektrischen Leitfähigkeit in Abhänftigkoit von der Temperatur stell ansteigen. Verwendet wixti ein Tiefofen. Der elektrische Stroa durchquert die Glaanasse.

Das elektrische Schneisen von Glas« insbesondere von Glas «itniedrige» Gehalt an leitenden Οχ/den, ist vom Staudpunkt der Sehne3«wirkung und der erforderlichen UlasqualitKt sehr anspruchsvoll. Tm Laufe des Sctwelsens dieser Gläser 1st es besonders schwierig, die Hühe der saxiaalen Temperaturen in einer bestirnten Entfernung von Einsats bsw. vo« Boden aufrecbtsuerhaltea und dadurch das erforderliche Teeperatur-Hegiee in der Söhaielssone des Ofens su sichern. Infolge des kleinen Teaperatur-Unterechiedee «wischen der Schaelssone und der Arbeitsxane des Ofens ist es besonders schwer ein lineares Teejperaturgefälle aufrechtzuerhalten, welches jedoch sur Ersielung eines Stabilisierung des technologischen Processes und der geforderten Glasqualität durchaus notwendig 1st.

Bekfiunt lat «in Verfahren sun Schaelsen von Gläsern dmr g·- ftanateu Art in Tieföfen, bei de« der Spiegel in der .Sehvels-■on» vox Sineats völlig bedeckt ist und bei de« der te«hnelogiache Scheelsproseii in der vertikalen Richtung vor aIcJn geht« Der elektrische Stro« wird durch Molybdän-Plattenelektritof·**

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eingeführt, di· längs der Seitenwand· der Ofen-SchmelsBone bor!· sontal angeordnet sind. Diese* Sohmelsverfahren weist insofern einen Nachteil auf, al· die Manipulation »it den Plattenelektroden schwierig ist und der Betrieb der Einrichtung kostspielig ist.

Diese Nachteile laasen sich durch ein vertikales elektrisches Glas-Schiedsverfahren gemäß der Torliegenden Erfindung vermeiden, deren Weaen darin besteht, daß iron eine« horizontal gelegenen Temperatur-yasiauai in der oberen BMlfte der Schmelssone bub Soden hin in der Ol&smaese ein absteigender Wärmegrad lent aufrechterhalten wird, dessen Temperaturabf all geregelt wird durch das Verhältnis »wischen der Energiesufuhr su den Elektroden des elektrischen Hauptfeldes und der Energieaufuhr su den in der Zone des Ourohflußkanais gelegenen Elektroden.

Der Schsselatiefofen besteht aus der SehaelBsoue, des) Durchfluükanal und der Arbeitsaone. Das Heiserstem besteht aus norixoatal angeordneten Elektroden und ist in Jeder Zone selbstftndig regelbar. In der Schmelssone besteht ea aus Tier, in der oberen Hälfte dieser Zone angeordneten Elektroden. In der Durchfluüsone besteht es aus Mindestens drei Elektroden, die in den Schnelsteil und den Arbeitsteil des Ofen· hineinreichen. Das Heissyste* in der Arbeitssone besieht au· Mindestens eine* Paar von Elektroden, die unter de« Spiegel der Glasaa··· angeordnet bind,und aus Widerstandsheiselesienten, die sich oberhalb des Spiegels befinden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Einstellung eine· optimalen Temperatur-Regime und die Stabilisierung de· ganxen technologischen Proseaaee, nämlich da· Vorwärmen de· Eiasatses, das Schneisen, das Klären und das Homogenisieren der Olasmasse. Zugleich mit der Wirtschaftlichkeit des Schmelsen« sichert die Erfindung die Vollkommenheit der Olas^ualität, und «war auch

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Β QfHÖJNAL

die des Borsilikat-Glases und anderer Glasartea, deren Schneisen »it Schwierigkeiten verbunden ist.

Mittels der separaten, selbständig regelbaren Heissysteeie in dex* oberen HSIfte der Scheel»one und in der Zone des DurchfluUkanals kenn man eine konstante und ausgeprägt horisontale Lage des Wäraeaaxicuae in der oberen Hälfte des Schaelsofens sichern und danit die Stabilität des gansen T_eaperatur-Regieaes erzielen. Infolge der MaxiBaltemperaturen 1st die Wäre«übertragung in der oberen HMIfte der Sctuselssone sehr intensiv. Dies beeinflußt die Schaelswirkung in günstiger Weise und schafft auch gute Bedingungen fUr das Klären der Glasaasse. Die gesonderte Anordnung der Keixeysteae gibt die Möglichkeit, die T_#«peratur in d«r Schaela- und Klärsone kursseitig intensiv su erhöhen, ohne daß dadurch die laainare Strösrang ±m unteren Teil des Ofens eine Störung erfährt.

Mittels des in der Schselssone unterhalb des GlasSpiegels angeordneten Heiselektrodensysteejs beschränkt «an, auf de« Glas· spiegel, die Bildung einer Rinde, die lsi Fall einer stärkeren SiO₂-Konsentratlon durch Verflüchtigung einiger Koaponenten der Qlasssasse entsteht. Die E_rhltsung bewirkt ein intensives Strttaen der dlaeaaseo und dadurch eine vo^lkoasene Hoaogenität derselben. Zur Herabsetzung der YerfIttchtigungsinteusität der Substanzen tragen auch die Heizelemente bei, die oberhalb des <$lasspiegela in der Achse der Arbeitesone angebracht sind und zwischen den Arbeitsttffnungen eine Luftsugabschiraung bilden.

Auf der Zeichnung ist der er?indungegem£0o Tiefofen scbeaatibch dargeetelAt, uüö x\,mr bedeutet Fi.3. "! einen Längsschnitt durch den Ofen, Fig 2 «inen querschnitt länge a-*r Ebene X-I der Fig. 1, und Fig;. 3 einen Querschnitt längs der Ebene II-II der Fig. 1.

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ÖftiÖlNAL

Der T±etotmn besteht «elchnungsgo»äO au» der Sch»·Isstm· 1, aus den Dorchflußkanal 2 und aus der Arbeitssone 3, Dl· Schxelssone 1 ist von der Arbeitssone 3 durch ein· Zwischen· wand 4 getrennt_t die oberhalb de· Kanals 2 angeordnet ist und teilweise durch Wasser gekühlt wird. Xn der SchstelsKoae befindet sich eine öffnung 5 für das Einbringen des Einsätsee, und in der Vulbung des Ofens sind Brenner angeordnet (in der Zeichnung nicht dargestellt), die für das Temperieren und Anschaelsen dec: Glases vor Beginn des Betriebes dienen.* Die Verbrennungeprodukte und etwaigen Ausdunstungen der Scbaelssone 1 werden durch den Abzugskanal 6 abgeführt, der in der Wand oberhalb der Zwischenwand A angeordnet ist. In dieser beispielsweisen Ausführung des Schmelsofens ist die Artoeitesone 3 für eine Manuelle Erseugitng eingerichtet und hat swel einander gegenüber liegende Arbeit soff mmgen 7 (Fig. 3 J. In der Arbeitssone ist auch ein ÜberlaufKanal β angeordnet, der 1« Falle einer ungleichsittfllgen Glaeentnahae den Ausgleich besorgt.

In jede:· Teil des Ofens d.h. in der Schveissone !,den Durchflußkanal 2 und der Arbeitexone 3, ist ein selbständig regelbares HeAsejrete« untergebracht, das aus horizontalen stangenfureigen ttelybdänelektroden besteht.

In der Sctaelxsone ί des Ofens besteht das HeiseysteM aus einer Gruppe von vier Elektroden 9, die in der oberen HXIfte der Zone 1 untergebracht sind. Diese Elektroden 9 kreusen einander infoige einer Mäßigen Neigung gegen die Horizontale (Fig.2) zwecks Defornation des elektrischen Feldes.

Das Ue ix sy s tea- in der Zone des DurchfluCkanals 2 besteht aus drei Elektroden 10, die so angeordnet sind* daß sie teilweise in die Schsselzsone 1 und in die Arbeitsssone 3 des Ofens eingreifen.

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6O ORiGiNAi,

In d«r A_rbeitazone 3 des Ofens besteht das Heizsystem einerseits aue zwei unter dem ulasniveau untergebrachten Elektroden 11 und aus einer Gruppe von Viderstandselementen 12, die oberhalb dee ßlaaniveaus angeordnet sind. B_eide Teile dieses Heizsystem» in der Arbeitszone 3 sind selbständig regelbar. Die Widerstandeelemente 12, die eich direkt in der Achse der Arbeitszone 3 befinden, haben zugleich die Funktion einer Luftzugabschiraung «wischen einander gegenüberliegenden Arbeit söffnungen 7.

Die HeJLssyeteae der Schmelzzone 1, de· Durchflußkanals 2 und der Arbeitesone 3 sind voneinander unabhängig, ganz selbständig regelbar und ermöglichen auf diese Weise die erforderliche Stroffibelastung der entsprechenden Ofenteile.

Der Vorgang bei» Schmelzen, beispielsweise von Borsilikat-Glasarten, in erfindungsgeaäQen Tieföfen ist der folgendet

Zu» Einstellen de· erforderlichen Temperatur-Regimes in der S_chmelzsone 1 und zu dessen Stabilisierung dient einerseits das in der oberen Hälfte der Schmelzsone angeordnete» aus der EJLektrodeugruppe 9 bestehende Heissyste», andererseits das aus den Elektroden 10 bestehende Heizsystem, das a» Boden der Schmelzxone 1 und 1» Durchfluflkanal 2 angeordnet 1st. Zu» Einstellen des Temperatur-Regimes in der Arbeitszone 3 dienen das aus der Elektrodengruppe 11 bestehende, unter de» Olasniveau befindliche Heizsystem und die Viderstandseleaente 12, die oberhalb des Glasniveaus in der Arbeitssone 3 ^a·· Ofens angebracht sind. Die Stabilisierung des T«»peratur-Regi*e· führt »an durch, sobald das Niveau in der Schwelzzone 1 durch die Füllung bedeckt ist, wobei »an das Elektrodensystem 9 in der oberen Hälfte der Schaelssone z.B. »it 55 £ der Leistung, das Elektrodensystem 30 am Boden des Durchfluftkanals »it 6 %,

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BAD ORIGINAL

das Slektrodensyste« 11 in der Arbeitssone «it. 9 % wnd di· Viderstandselesente 12 oberhalb des Miwaas i« umr Arb«lt·- ■on· «it 3U % der Leistung belastet. Dorcb die Sins*lb«lastung der Heissysteae kann «an bei» Schaelsen τοα Borsllikat-Olaa ein optiaalee Teaperatur-Regine ersielen, wob·! di· T««p«ratur Ton dea Terhäitaieeäüig niedrigen Vert το« 2OO bis 50O⁰C an der Niveaufläche der Schnelsaon· bis «α einer c*"ie«ea auf 1500 bis 16OO°C ansteigt und von da MM Boden hl« linear abfällt, u· i« DurchfluOkanal bis ras Miveau der Arb«itason· die für die Verarbeitung «eeignete Höhe το« 1%3O bis 1*6O°C anzuneheea.

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SAD ORiGiNAL

Claims (1)

Patentansprüche

1. Verfahren au· elaktrisehen Schaielsen von Glaa, inabaaon dex-e von Glas eit eine» niedrigen Ganalt an leitenden Oxyden, dadurch gekennxelehnet, daα von eine« horiaontal gelegenen wärawMxlauoi In der oberen Hälfte der Schaelaxotto ami Boden hin in der Glaaemaaa ein abateigender ivärategradient aufrechterhalten wird, deaaen T^aperaturabfall geregelt wird durch daa Verhfiltnla xwiachen der Energiexufuhr xu den Elektroden dea elektriechen Feldea und der Energiexufuhr au den in der Zone dea Durchfluukanala (elebenen Elektroden.

k. Tiefofen xur Durchführung dea Verfahrene nach Anapruch 1, beatehend aua einer SchaielxxoDe« ein·· DurchfluUkaoal und einer Arbextexone, dadurch «Okennxelehnet, dati in jeder Zone dea Ofena ein aua horixontal gelegenen Elektroden beatehendea, aeparat regelbarea Heixayatea) augeordnet iat, wobei daa Heiaayate« in der Schaielxxone (i) aua feonigatena vier in der oberen Hälfte dleaer Zone angeordneten Elektroden (9) beetent, daa Heixayate« in der Zone dea Durchfluukanala (2) aua Mindestens drei Elektroden (ΐυ), die auch in die Schaielxxone (i) und in die Arbeitaxone (3) dea Ofena eingreifen, und daa Heixayatea) in der Arbeitaxone (3) aua «enigatena eine« Paar Elektroden (ti) unter der NiveauflMche aowieaua Wideratanda-Heixeloaienten (12), die oberhalb dea Glaavaaaennivcaua angeordnet aind» beateht.

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