DE1796137B2

DE1796137B2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Flachglas

Info

Publication number: DE1796137B2
Application number: DE19681796137
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi Maizuru Kyoto Ohsato (Japan)
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1967-09-08
Filing date: 1968-09-06
Publication date: 1974-05-09
Also published as: ES357941A1; DE1796137A1; GB1182546A; BE720518A; FR1588561A; DE1796137C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Flachglas, bei welchem geschmolzenes Glas ~uf die Oberfläche eines Bades geschmolzenen Metalls geführt und die so gebildete Glasbahn auf dem Bad vorwärts bewegt wird.

Wenn geschmolzenes Glas mit vorbesiimmtcr Geschwindigkeit auf die Oberfläche eines Bades geschmolzenen Metalls geführt und über dieses vorbewegt wird, wird der sich bildenden Glasbahn, die sich auf dem Metallbad frei ausbreitet, eine gewisse Gleichgewichtsdicke erteilt, die durch Faktoren wie spezifisches Gewicht des Glases und des geschmolzenen Metalls, Oberflächenspannungen zwischen dem geschmolzenen Glas und einer gasförmigen Phase, Oberflächenspannungen zwischen dem geschmolzenen Metall und einer Gasphase, Oberflächenspannungen zwischen dem geschmolzenen Glas und dem geschmolzenen Metall, die Vorbewegungsgeschwindigkeit der Glasbahn usw. bestimmt

ίο ist. Diese Gleichgewichtsdicke beträgt bei gewöhnlichen Betriebsbedingungen etwa 7 mm.

Zur Herstellung von Flachglas mit kleinerer Dicke als der Gleichgewichtsdicke ist es bekannt (französische Patentschriit 1 383 187), zuerst die Glasbahn mit der oben beschriebenen Gleichgewichtsdicke zu bilden, wonach mittels einer Rolle unter schnellem Erhitzen eine starke Zugkraft an die Glasbahn angelegt wird und diese gedehnt bzw. verlängert wird. Jedoch weist diese übliche Arbeitsweise Nachteile auf, beispielsweise hinsichtlich der Stabiiität des Arbeitens, da die einmal abgekühlte Glasbahn auf dem Metallbad schnell erhitzt werden muß, sowie hinsichtlich einer zu beanstandenden Verringerung der Glasbahnbreite, welche die Dickenverringerung begleitet, weil die Glasbahn mittels einer Rolle mit mechanischer Kraft stark gezogen wird. Weiterhin ist es schwierig, während des schnellen Erhitzens der Glasbahn über der gesamten Breite der Glasbahn, die sich auf der Fläche des geschmolzenen Metalls kontinuierlich vorbewegt, vollkommen gleichmäßige Temperaturverteilung aufrechtzuerhalten. Ungleichmäßige Temperaturverteilung bewirkt jedoch örtliche Ungleichmäßigkeit der Viskosität der Glasbahn, was wiederum während des starken Ziehens und Verlängerns der Glasbahn mit der Rolle zu örtlicher Ungleichmäßigkeit der Dicke führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Flachglas mit einer Dicke, die kleiner als die Gleichgewichtsdicke ist, unter Vermeidung der Nachteile bekannter Arbeitsweisen herzustellen. Zur Lösung geht die Erfindung aus von einem Verfahren der einleitend genannten Art. welches gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Verringerung der Dicke der Glasbahn eine gasförmige Substanz, die wenigstens eines der Gase SO.,, SO.,, NH., oder H.,O enthält, 111 die Atmosphäre über einer Zone der Glasbahn eingeführt wird, in welcher das Glas eine solche Temperatur hat, daß seine Fließfähigkeit gewährleistet ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Durch die Erfindung kann auf einfache Weise Flachglas mit einer Dicke, die kleiner als die Gleichgewichtsdicke ist, d. h. kleiner als etwa 7 mm, ohne die bekannten Nachteile hergestellt werden.

Allgemein ist die Dicke der erzeugten Flachglasbahn um so geringer, je hoher die Konzentrationen von SO.,, SO.,, NH₁ und gasförmigem H„O sind. Die Konzentrationen der vier Arten von Gasen könner in Übereinstimmung mit der gewünschten Dicke de; Flachglases, der Art ei.'.cs anderen in Kombinatior mit irgendeinem oder mehreren der vier Gase verwendeten anderen Oases und den Betriebsbedingungen wahlweise geändert werden.

Allgemein besieht keine obere Grenze hinsichtlicl der Konzentration eines oder mehrerer der Gase SO., SO₂, NH., und H₂O. Die erforüerl-ohc minimale Konzentration zum Erreichen der Gleichgewichtsdicki der Flachglasbahn von weniger als etwa 7 mm be

trägt 1 Volumprozent. Wenn die gasförmige Substanz SO_S, SO₂ und Luft enthält, kann das gasförmige Gemisch Γ bis 100 Volumprozent SO., und 99 bis 0 Volumprozent Luft enthalten. Wenn'die gasförmige Substanz aus NH₃ und N₂ besteht, kann die NH₃-Konzentration im Gemisch"von 1 bis 100 Volumprozent betragen, und die Konzentration an N., kann

99 bis 0 Volumprozent betragen.

Wenn H₂O und Luft verwendet werden, kann die Konzentration von H₂O in dem Gemisch 1 bis

100 Volumprozent und die Konzentration der Luft 99 bis 100 Volumprozent betragen.

Die Beziehung b7.w. die Zuordnung der Dicke des erzeugten Flachglases zu der Konzentration eines oder mehrerer der genannten vier Gase in der in die Atmosphäre eingeführten gasförmigen Substanz kann wie folgt erläutert werden:

Gasförmige Substanz	Zusammensetzung (Volumprozent)	Dicke der erzeugten Flachglasbahn (mm)
so,	10
Luft .	90 100 3,3
NH,	96,7	5,6
Η,Ο
Luft

Die Erfindung schafft weiterhin eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens mit einem Gefäß, welches flüssiges Metall enthält, auf welches geschmolzenes Gas geführt und in Form einer Glasbahn vorbewegt wird. Gemäß der Erfindung ist eine solche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß am Badgefäß in dem Bereich, in dem das Glas noch fließfähig ist, über dem Bad Jie Decke des Badgefäßes so ausgeführt ist (mit Trennwänden), daß eine einheitliche Zone gebildet ist, mit der eine Einrichtung zum Einführen einer gasförmigen Substanz verbunden ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der genannten einheitlichen Zone die druckgasgespeisten, aus porösem gasdurchlässigen Material bestehenden Seitenwandteile des Badgefäßes gegenüber der einheitlichen Zone durch einen Schutzteil abgedeckt sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

F i g. 1 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform, der Erfindung:

Fig. 2 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Linie H-II der Fig. 1;

F i g. 3 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 4 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Linie IV-TV derFig. 3;

F i g. 5 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene: senkrechte Schnittansicht nach Linie V-V eier Fig. 1 und 3, in der dargestellt ist, wie die Glasbahn, die auf dem Bad geschmolzenen Metalls abgestützt ist, das geschmolzene Metall uhnr· Berührung der Scitcnwände des Badgefäßes bedeckt;

Fig. 6 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene senkrechte ^chnittansicht nach Linie VI-Vl der F i g. 3, in der die Art und Weise des Abziehens der Giasbahn von der Oberfläche des Bades geschmolzenen Metalls wiedergegeben ist.

Gemäß den F i g. 1 und 2 wird geschmolzenes Glas aus einem Glasschmelzofen 1 auf die Oberfläche eines Bades 3 geschmolzenen Metalls auf einer Bahn 2 mit gesteuerter Geschwindigkeit geführt und veranlaßt, sich auf dem Metallbad 3 vorzubewegen, indem es beispielsweise von einer Rolle 4 gezogen wird. Bei dieser Ausführungsforni ist die obere Ausführung des Badgefäßes in eine Zone 7 besonderer Atmosphäre und eine Zone 8 unterteilt, und zwar mittels einer Trennwand 6, die in geringem Abstand von der Glasbahn 5 liegt, die auf dem geschmolzenen Metall 3 abgestützt ist und vorbewegt wird. Die Zone 7 umfaßt die Zone derjenigen Temperatur, bei welcher die auf dem Metall 3 abgestützte Glasbahn 5 wenigstens noch frei fließfähig ist. Die Zone 7 ist mit einer gasförmigen Substanz gefüllt, die wenigstens eines der Gase SO₃, SO₂, NH._{ oder H₂O enthält und die durch ein Gaseinlaßrohr 9 hindurch eingeführt wird, die mit einer nicht dargestellten Gaseinführungseinrichtung verbunden ist. Demgemäß wird der auf dem Metall 3 abgestützten Glasbahn 5 eine Gleichgewichtsdicke erteilt, die kleiner als die gewohnliche Gleichgewichtsdicke von etwa 7 mm ist. Die Zone 7 ist nach einer Ausführung so ausgebildet, daß direkte Berührung des geschmolzenen Metalls 3 mit der besonderen Atmosphäre verhindert ist, so daß Verschmutzung des Metalls 3 von der Atmosphäre verhindert ist. wie es nachstehend im einzelnen beschrieben wird. An der Stelle des Durchtritts unter der Trennwand 6 ist die Temperatur der Glasbahn 5 nicht mehr so hoch, daß das Glas 5 frei fließen kann. In der Zone 8 wird die Glasbahn 5 durch die Rolle 4 xorwärts gezogen und aus dem Badgefäß abgezogen. Für den Zweck freien und glatten Abziehens ist die Breite des Metallbads 3 größer als die Breite der Glasbahn 5. In die Zone 8 wird ein gewöhnliches nicht oxydierendes Gas, dessen Druck etwas höher als der Druck der Atmosphäre in der Zone 7 ist, durch einen G^seinlaß 10 hindurch eingeführt, um Ve^rcchmutzung des geschmolzenen Metalls 3 von der das spezifizierte Gas oder die spezifizierten Gase enthaltenden Atmosphäre zu verhindem, da in der Zone 8 das Metallbad 3 direkt zur Atmosphäre freigelegt ist. Da in der Atmosphäre in der Zone 8 ein höherer Druck als in der Atmosphäre in dc Zone 7 herrscht, ist eine Strömung verschmutzenden Gases aus der Zone 7 in die Zone 8 wirksam verhindert. Die Menge nicht oxydierender Gases, die sich von der Zone 7 zur Zone 8 bewegt, ist sehr gering, und die mögliche Verdünnung dei Atmosphäre in der Zone 7 mit diesem nicht oxydierenden Gas ist praktisch vernachlässigbar. In dei Zone 8 nimmt die Breite der Glasbahn 5 nicht weitei ab. Obgleich nicht dargestellt, ist ein Austritt fü: Abgabe oder Wiederurnlaufen des atmosphärischei Gases in der Zone 7 vorgesehen.

In den F i g. 3 und 4 ist eine andere Ausführungs

6c form der Erfindung dargestellt, bei welcher das ge schmolzene Glas aus einem Glasschmelzofen 1 mi gesteuerter Geschwindigkeit der Oberfläche de Bades 3 geschmolzenen Metalls zugeführt wird, um zwar entlang einer Bahn 2, wobei weiterhin das ge schmolzene Glas mittels einer Rolle 4 über da Bad 3 vorbewegt wird. Bei dieser Ausführungsfon der Erfindung ist die gesamte Oberfläche des gc schmolzencn Metalls 3 von der Glasbahn 5 übei

deckt, und es besteht nirgendwo direkte Berührung zwischen der Metalloberfläche und der gasförmigen Atmosphäre. Weiterhin haben die Seitenwände des Badgefäßes, die den Seitenkanten der Glasbahn 5 zugewandt sind, eine besondere nachstehend im einzelnen beschriebene Ausführung. Die Ausführung des oberen Teiles des Badgefäßes ist einheitlich, wie bei üblichen Abdeckungen, so daß eine Trennwand 6, wie sie bei der Ausführungsfcrm gemäß den F i g. 1 und 2 vorhanden ist. nicht vorgesehen ist. Der Raum unter der Abdeckung ist mit gasförmiger Substanz gefüllt, die wenigstens »ines der Gase SO , SO.,. NH., oder Η.,Ο enthält. Da= Gas wird durch ein Gaseinlaßrohr 9 hindurch zugeführt, das mil einer Gaseinführeinrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist. Am Abziehteil der Glasbahn 5 ist gemäß nachstehender Beschreibung eine besondere Ausführung vorgesehen, um Verschmutzung des Bades 3 geschmolzenen Metalls durch Freilegen gegenüber der Atmosphäre zu verhindern.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein gasförmiges Gemisch aus etwa 10 Volumprozent SO₂ Gas und etwa 90 Volumprozent Luft als das atmosphärische Gas durch das Gaseinlaßrohr 9 hindurch zugeführt, wodurch die Gleichgewichtsdicke der Glasbahn 5 gegenüber der üblichen G'cichgewichtsdicke von etwa 7 mm auf etsva 5 mm verringert wird. Dies ergibt sich wahrscheinlich pns dem Grunde, daß SO., und SO_:i, die durch Gasphasenreaktion von SO.," mil Ο., der Luft gebildet sind, auf die Glasoberfläche aJ«'">rbier'." werden und weiterhin in die Oberflächenschicht infiltrieren, so daß die Oberflächenspannung des Glases beträchtlich verringert wird.

Bei der Ausführung gemäß den F i g. 1 und 2 ist wenigstens der unter der Zone 7 befindliche Teil des Bades 3 geschmolzenen Metalls und bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 3 und 4 die gesamte Oberfläche des Bades 3 geschmolzenen Metalls von der Glasbahn 5 überdeckt. Es ist bekannt. Begrenzungsteile aus einem Material vorzusehen, das von geschmolzenem Glas nicht benetzbar ist. und zwar an einander zugewandten Stellungen auf beiden Seiten der Glasbahn, um die Breite der Glasbahn 5 zu bestimmen. Wenn jedoch das geschmolzene Glas durch den Raum zwischen den nicht benetzbaren Begrenzungsteilen hindurchfließt, treten die Seitenkanten der Glasbahn mit den Teilen in Berührung, so daß sich ein Reibungswiderstand ergibt. Demgemäß wird das Fließen im Bereich der Scitcnkanten der Glasbahn in bezug auf das Fließen des mittleren Teiles der Glasbahn verzögert, was zu Unregelmäßigkeiten in der Dicke des Flachglases und weiterhin zu Beanspruchungen oder Spannungen in der Glasoberfläche in der Nähe der Kantenteile führt.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung haben die Seitenwände des Badgefäßes, die den Seitenkanten der Glasbahn 5 zugewandt sind, eine besondere Ausführung, um die vorgenannten Nachteile zu vermeiden. Diese Ausführung wird unter Bezugnahme auf F i g. 5 beschrieben.

Gemäß Fi g. 5 sind den Scitcnkanten der auf dem Metallbad 3 abgestürzten Glasbahn S zugewandte Breitenbegrenzungsteile 11 aus porösem gasdurchlässigem hitzebeständigem Material vorgesehen (beispielsweise aus Graphit). Auf der Innenseite jedes Teiles 11 ist auf einer Höhe entsprechend der Höhe der Scitcnkanten der Glasbahn 5 ein Hohlraum bzw. eine Druckkammer 12 entlang der betreffenden Seitenkante der Glasbahn S vorgesehen. Unter Druck stehendes Gas wird über einen Kanal 13 in die Druckkammer 12 eingeführt. Weiterhin sind Metallkästen 14 einheitlich an den Begrcnzungsteilen 11 für deren Kühlung angeordnet, und ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, wird durch Uinlaufrohre 15 den Kästen 14 zugeführt und aus diesen abgcl'ü!:^rt. Ein nicht oxydierendes Gas, beispielsweise Stickstoffgas.

ίο wird aus der Druckkammer 12 abgegeben, um Oxydatior des Bades 3 geschmolzenen Metalls ?\i verhindern. Zufolge des Drucks der Gasstrahlen wird ein kleiner Zwischenraum zwischen jeder Seitenkante der Glasbahn 5 und der Seitenwand des Brehenbegrenzungsteiles 11 gebildet, wodurch das Anhaften der bei;vuVnden Seitenkante an der Oberfläche des Teiles 11 wirksam verhindert ist. Der geeignete Gasdruck ändert sich in Abhängigkeit von dem Widerstand des für die Teile 11 verwendeten porösen Materials, wenn jedoch der Teil 11 mit einer 5 bis 15 min dicken porösen Wand einer Porosität von 15 bis 30 °o gebildet ist. ist ein ursprünglicher Druck von 0.01 bis 1 kg cm- ausreichend. Die geeignete Strömungsgeschwindigkeit des Druckgases kann 100

as bis 5000 cm³ je Stvnde und cm- der porösen Wandfläche entsprechen. In Fig 5 ist mit 16 eine Platie bezeichnet, die mit den Metallkäslcn 14 \erbunden ist und die Breitenbegrenzungsteile 11 gegenüber dem Gas schützt, das wenigstens eines der Gase SO_n. SO.,.

NH., oder Η.,Ο enthält. Die unteren Enden der Platten 16 liegen in einem sehr kleinen Abstand von der Glasbahn 5.

F ι g. 6 gibt die Art und Weise wieder, auf welche die Glasbahn 5 bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 3 und 4 aus dem Bad abgezogen wird. Die auf dem Metallbad 3 abgestützte Glasbahn 5 wird am gekühlten Ende des Bades entlang einer Platte 17 abgezogen, deren Breite etwas größer als die Breite der Glasbahn 5 ist. Die Platte 17 ist aus porösem hitzebeständigem Material, beispielsweise Graphit, zusammengesetzt, und ihre obere Fläche, die mit der Glasbahn 5 in Berührung tritt, ist gewellt. Unter und entlang vorragender Teile der gewellten Oberfläche befindet sich eine Druckkammer 18. die mit einer nicht dargestellten Druckerzeugungseinrichtung verbunden ist. Demgemäß wird aus der Druckkammer 18 ein nicht oxydierendes Gas, beispielsweise Stickstoffgas, durch die poröse Fläche hindurch abgegeben, um einen kleinen Zwischenraum zwischen der Glasbahn 5 und der Platte 17 zu bilden. Demgemäß kann die Glasbahn 5 von der Platte 17 ohne irgendwelche Reibung abgezogen werden. Da die Glashahn 5 entlang der Platte 17 abgezogen wird, ist das Metall bad"3 dagegen geschützt, dem oben angegebenen be sonderen atmosphärischen Gas ausgesetzt zu sein Demgemäß ist eine unerwünschte Verschmutzung de geschmolzenen Metalls 3 durch die genannte Atmo Sphäre wirsam verhindert.

Gemäß vorstehender Beschreibung umfaßt da Verfahren gemäß der Erfindung das Einführen eine Gases, das wcnigs'icns einen der Bestandteile SO SO₂, NH_n oder H₂O enthalt. Dieses Gas wird in d^: Atmosphäre über einer Zone der Glasbahn eingi führt, in welcher die Temperatur des Glases dessc freie Fließfähigkeit ermöglicht. Das Einführen di Gases erfolgt für den Zweck, die Gleichgewicht dicke der Glasbahn zu verringern. Somit ist dur< die Erfindung die Herstellung breiten und dünn«

Flachglases gleichmäßiger Dicke ermöglicht, und zwar ohne die Nachteile zufolge mechanischer Verlängerung, die bei der üblichen Herstellung dünnen Flachglases vorhanden sind. Die Dicke der Glasbahn

wird durch Auswahl der Art und der Menge des 5 volle.

Gases oder der Gase geregelt, durch welche die Oberflächenspannung des Glases verringert wird, und ferner beispielsweise durch Steuern der Vorbewegungsgeschwindigkeit der Glasbahn mittels einer Zug-

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409519/186

Claims

P atentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Flachglas, bei welchem geschmolzenes Glas auf die Oberfläche eines Bades aus geschmolzenem Mexall geführt und die so gebildete Glasbahn auf dem Bad vorwärts bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Dicke der Glasbahn eine gasförmige Substanz, die wenigstens eines der Gase SO.,, SO₂, NH₃ oder H₂O enthält, in die Atmosphäre über einer Zone der Glasbahn eingeführt wird, in welcher das Glas eine solche Temperatur hat, daß seine Fließfähigkeit gewährleistet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Luft mit wenigstens 1 Volumprozent wenigstens eines der Gase SO₃, SO₂, NH₃ und H,O in die genannte Atmosphäre über derjenigen Zone der Glasbahn eingeführt ist, in welcher das Glas noch fließfähig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gasförmiges Gemisch aus Luft, SO₃ und SO₂ in die genannte Atmosphäre eingeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gasförmiges Gemisch aus N₂ und NH₃ in die genannte Atmosphäre eingeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß ein gasförmiges Gemisch aus Luft und H,O in die genannte Atmosphäre eingeführt wird.

6. Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Gefäß, welches flüssiges Metall enthält, auf welches geschmolzenes Glas geführt und in Form einer Glasbahn vorwärts bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Badgefäß in dem Bereich, in dem das Glas noch fließfähig ist, über dem Bad die Decke des Badgefäßec ϊο ausgeführt ist (mi⁴ Trennwänden), daß eine einheitliche Zone gebildet ist, mit der eine Einrichtung (9) zum Einführen einer gasförmigen Substanz verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der genannten einheitlichen Zone (7) die druckgasgespeisten, aus porösem gasdurchlässigem Material bestehenden Seitenwandteile (11) des Badgefäßes gegenüber der einheitlichen Zone (7) durch einen Schutzteil (16) abgedeckt sind.