DE1804665A1 - Verfahren zur Herstellung von glaskristallinem Tafelmaterial aus Glasband und Wanne zu dessen Duchfuehrung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von glaskristallinem Tafelmaterial aus Glasband und Wanne zu dessen Duchfuehrung

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Description

Ordena Trudovogo Krasnogo Znameni /™ienw?nwr:\r 21
ZaVOd11AVTOSTEKLO11, ZELU=MiIU u. itIYKRiT-
Konstantinovka Doneckoj oTdI./UdSSE gooo München 2 2
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GLASKRISTALLINEÄ TAFEL-MATERIAL AUS GLASBAND UND WANNE ZU DESSEN DURCHFÜHRUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von glaskristallinem Tafelmaterial aus einem Glasband und auf die Wanne zu^r Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von glaskristallinem Tafelmaterial bekannt, das darin besteht, daß das Glasband während der thermischen Behandlung auf der Rollenbahn eines Kristallisators (siehe früher eingereichte Anmeldung) kristallisiert wird. Nach diesem Verfahren wird glaskristallines Material aus Glasband hergestellt, das in seiner Zusammensetzung die kostspielige Komponente Fluor enthält.
Bei Anwendung anderer Glaszusammensetzungen hängt das Glasband während der thermischen Behandlung auf der Rollenbahn durch, verformt sich und reißt.
Bekannt ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Tafelglas, welches darin besteht, daß man auf ein in der Wanne befindliches geschmolzenes Metall die Glasmasse gießt, die, indem sie an der Metalloberfläche gleichmäßig zerfließt, sich zu einem Glasband formt (siehe zum Beispiel das England-Patent Nr. 114373, Kl. 32a, 19).
Es wurden Versuche gemacht, in der Wanne zur Herstellung von Tafelglas eine thermische Behandlung des Glasbandes zwecks Herstellung aus demselben von glaskristallinem Material durchzuführen.
Jedoch brachte diese Versuche keine positiven Ergebnis-
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se, da das kristallisierte Glasband, welches beim Auslauf aus der Wanne eine Temperatur von 600...70O0C hat, weniger plastisch ist als das Glas bei derselben Temperatur und im Augenblick des Passieren· der Schwelle in der Stirnwand der Wanne zerstört wird.
Es sind auch Wannen zur Herstellung von Tafelglas auf der Oberfläche eines geschmolzenen Metalls bekannt, das in der Wanne zirkuliert (siehe zum Beispiel das französische Patent Nr. 1 323 711, Kl. CO3 b)»
Der Boden solcher Wannen hat meist eine ebene Oberfläche. Die obere Schicht des in der Wanne zirkulierenden Metalls erhält infolge Reibung an den Wannenseitenwänden eine über die Breite des Stroms unterschiedliche (im mittleren Teil größere und zu den Händern hin abnehmende) Bewegungsgeschwindigkeit·
Bei der Herstellung von glaskristallinem Tafeleaterial in einer solchen Wanne führen diese Besonderheiten des sich bewegenden geschmolzenen Metalls zur Bildung eines Lamellargefüges des in der Wanne zu kristallisierenden Materials und manchmal zum Zerreißen des Bandes.
Die Kristallkernbildung im Glasband mit gleicher chemischer Zusammensetzung in allen seinen Punkten, jedoch mit Lamellargefüge geschieht verschieden, weshalb das glaskristalline Material ungleichartig hinsiohtllch der Struktur und Festigkeit wird.
Außerdem ist in diesen Wannen an der Aufnahmestelle des
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umzupumpenden Metalls eine Barbotage von Metall zu verzeichnen, die eine Erregung auf seiner Oberfläche hervorruft.
Bei der Herstellung von glaskristallinem Material aus dem Glasband, das auf der erregten Oberfläche des geschmolzenen Metalls bewegt wird, verzog das Glasband sein Profil, wurde wellig und verschieden dick,
Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Hachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zur Herstellung von glaskristallinem Tafelmaterial aus Glasband zu entwickeln, das es erlauben würde, unabhängig von der Zusammensetzung des kristallisationsfähigen Glases ein qualitätsgerechtes Band glaskristallinen Materials herzustellen, sowie eine solche Wanne zur Durchführung des genannten Verfahrens zu schaffen, das eine ungehinderte Bewegung des kristallisierten Bandes aus der Wanne über die Schwelle ihrer Stirnwand zur weiteren thermischen Behandlung gewährleistet und die Herstellung von glaskristallinem Material in Form eines kontinuierlich bewegten gleichmäßigen Bandes ermöglicht, das ein homogenes, feinkörniges Gefüge und gleichgroße Dicke und Festigkeit auf seiner ganzen Breite aufweist.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß bei der Herstellung von glaskristallinem Tafelmaterial aus dem Band des während der thermischen Behandlung kristallisierten Glases gemäß der Erfindung die Wärmebehandlung des Glasbandes bis zur völligen Kristallisation bei dessen Bewegung auf der Oberfläche eines
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in der Wanne befindlichen geschmolzenen Metalls vorgenommen wird.
Es ist zweckmäßig, das geschmolzene Metall in der Wanne in einem Strom zusammen mit dem Band des herzustellenden Materials zu bewegen·
In der Wanne zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist am Austrittsende eine Reihe von querliegenden Walzen stufenartig anzuordnen, die das kristallisierte Band über dem geschmolzenen Metall unter einem Winkel von O0IQ'-0°20* bei dessen Übergabe über die Schwelle der Stirnwand zur weiteren thermischen Behandlung anheben.
Zur Erzielung gleicher Bewegungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls über die Wannenbreite wird der Boden der erfindungsgemäßen Wanne zweckmäßigerweise mit einer Reihe von parallelen offenen Längskanälen ausgeführt*
Die Wanne, welche den Umlauf des geschmolzenen Metalls vorsieht, wird zweckmäßig am Eintritt des Glasbandes mit einer Kammer zur Aufnahme des umzupumpenden Metalls, die mit der Wanne in Verbindung steht, und der Boden am Anfang der Wanne mit einer Schwelle ausgeführt.
Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung werden der Beschreibung Zeichnungen einer konkreten Ausführung des Bades zur Herstellung von glaskristallinem Tafelmaterial beigelegt, in denen es zeigt:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Wanne im Längsschnitt; Fig. 2 dieselbe, andere Ausführungsform?
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Fig. 3 dieselbe, Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2 (in vergrößertem Maßstab).
Die in den Zeichnungen dargestellte Wanne 1 (Fig. 1,2,5) mit geschmolzenem Zinn 2 besitzt im Oberteil Trennwände 3 (Fig. 2, in Fig. 1 sind die Trennwände bedingt nioht gezeigt), die den mit Stickstoff ausgefüllten Gasraum der Wanne in die Zonen A,B,C/D aufteilen, welche mit Elektroerhitzern 4 (Fig. 1,2) versehen sind, im Unterteil der Wanne angeordnete Eiektroerhitzer 5 und eine Reihe von am Ausgang angeordneten querliegenden Walzen 6 (Fig. l) gleichgroßen Durchmessers.
Die Walzen 6 sind über geschmolzenem Zinn 2 stufenartig, d.h. so angeordnet, daß ihre gemeinsame Tangente zur Längsachse der Wanne 1 unter einem Winkel CC von O0IO*- -0°20' geneigt ist, und daß sie eine Steigung in Richtung des Bandauslaufes aus der Wanne haben. Ein Teil von den Walzen 6befindet sich Über der Schwelle 7 der hinteren Stirnwand 8.
Im stirnseitigen Hinterteil der Wanne 1 ist eine Kammer 9 (Fig. 2) zum Abfluß von Zinn vorhanden, welches durch Rohrleitungen 10 mit Hilfe einer Pumpe 11 umgepumpt wird, während im stirnseitigen Vorderteil eine Kammer 12 zur Aufnahme von durch die Pompe 11 gefördertem Zinn vorgesehen ist.
Der Boden 13 besitzt am Anfang der Wanne 1 eine Schwelle 14 und auf der ganzen Wannenlänge eine Reihe von paral-
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lelen offenen längskanälen 15 (Fig. 3).
Zur Verhinderung einer Beaktion zwischen äem geschmolzenen Zinn und den über diesem befindlichen Oasen ist die Zuführung in die Wanne eines Schutzgases, beispielsweise Stickstoffes über Öffnungen 16 in den WannenwäncLen und Öffnungen 17 und 18 in den Wänden der Kammern 9 bzw» 12 vorgesehen*
Bei der Herstellung von glaskristallinem Tafelmaterial wird die aus einem Glasschmelzofen 19 kommende Glasmasse durch Walzen 20 einer Walzmaschine EU einem Glasband 21 geformt, welches durch Antriebswalzen 22 in die Wann® 1 ΐ;©fördert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von glas» kristallinem Tafelmaterial besteht im folgendem· Bas in die Wanne 1 einlaufende Glasband 21, das eine Temperatur von 600«..8500C hat, legt «ich auf Sas geschmolzen© Zinn auf und wird mit Hilfe einer hinter der Wanne aufgestellten Verrichtung (aus der Zeichnung nicht ersichtlich) an dessen Oberfläche entlanggezogen·
Sie Bewegung des Glasfeanäes «ehrend der kristallisation an der Oberfläche des gesehmolsenem Metalls susanm©». mit dem letzteren schließt die Reibung des Glases an Metall aus und begünstigt die Qualitätssteigerung des Bandes aus glaskristallinem Material an dessen Unterfläche.
Xn den Wannen, die den Umlauf geschmolzenen Zinns vor·» sehen, bewegt sich das Zinn ruhig und weist eine glatte Ober«
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fläche auf, wenn mit der Wanne 1 in Verbindung stehende Kammer 12 (fig· 2) zur Aufnahme des umEupumpenden Metalls und Schwelle 14 im Boden 13 der Wanne 1 am Eingang des Glasbandes vorgesehen sind.
Dies geht in folgender Weise vonstatten.
Geschmolzenes Zinn, das durch die Pumpe 11 gefördert wird, gelangt in die Kamer 12 der Wanne 1. Der dynamische Zinnstrom, der aus der Rohrleitung 10 austritt, erzeugt in der Kammer 12 eine turbulente Bewegung. Über den Durchlaß 23 gelangt das Zinn in die Wanne 1 und erreicht die Schwelle 14 des Bodens 13·
Die turbulente Bewegung von Zinn wird an der Schwelle 14 beruhigt, welches dann im ruhigen Zustand weiterfließt.
Die laminare Bewegung geschmolzenen Zinns schafft günstige Bedingungen zur Herstellung eines gleichmäßigen Bandes aus glaskristallinem Material, welches eine gleiche Dicke über die ganze Breite aufweist.
Mit Hilfe von Eiektroerhitzern 4 und 5 wird am Anfang der Wanne (Zone A in Fig. 2) eine zur Kristallkernbildung notwendige Temperatur von Gasmedium und Zinn (600..850°) aufrechterhalten.
Die Bewegungsgeschwindigkeit des Bandes wird so gewählt, das in der Zone A der Prozeß der Kristallkernbildung vollends zus Abschluß kommt.
Dank den parallelen Kanälen 15 zweigt sich der Strom geschmolzenen Zinns 2 über die Breite in mehrere Ströme
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ab, was eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung von bewegtem Zinn gewährleistet (d.h., es wird ein stabilisierter hydraulisoher Strom erzeugt), während mit Hilfe von Elektroerhitzern 5 eine gleichmäßige Verteilung seiner Temperatur erreicht wird (es wird ein isothermischer Strom erzeugt ) ·
Der hydraulisch stabilisierte isothermische Strom des geschmolzenen Metalls, der siph zusammen mit dem zu kristallisierenden Glasband bewegt, schafft günstige Voraussetzungen zur Bildung eines homogenen feinkörnigen Gefüges und Erzielung einer gleichen Festigkeit über die ganze Bandbreite.
Dann wird das Glasband in die Zone C zur Bildung von kristallinen Hauptphasen durch die Zwischenzone B gezogen, in welcher die Temperatur (ebenfalls mit Hilfe von Eiektroerhitzern 4, 5) auf 800...135O0C) erhöht wird.
In der Zone P bewegt sich das Band bei einer Temperatur von 800...135O0C.
Bei dieser Temperatur geht die Viskosität des Glases bis auf 6...7,5 P zurück und das Band wird plastisch.
Dann steigt die Viskosität schnell an, das teilweise kristallisierte Material erhärtet und büßt seine Plastizität ein«
Dadurch, daß das Band aus glaskristallinem Material während seiner Bewegung in der Wanne über geschmolzenes Zinn auf dem letzteren mit seiner ganzen Unterfläche aufliegt, verformt es sich während der Kristallisation nicht.
Nach Beendigung des Kristallisationsprozesses wird die
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Temperatur in der Zone D auf 600...70O0C gesenkt.
Das Band aus glaskristallinem Material befindet sich dabei im erhärteten Zustand.
In diesem Augenblick trifft das kristallisierte Band 21 mit der Reihe von Walzen 6 (Fig. l) zusammen, die am Ausgang aus der Wanne 1 angeordnet sind, steigt ruhig auf einen Winkel von O0IO' - 0°20f und wirkt über die Schwelle 7 der Stirnwand 8 der Wanne auf die Antriebswalzen 24 übergeben, die das Band 21 in einen Glühofen 25 mit den Rollen 26 transportieren.
Sie Walzen 24 und Rollen 26 sind derart angeordnet, daß sie eine Fortsetzung der geneigten Reihe von Walzen 6 darstellen.
Dies ermöglicht einen ungehinderten Auslauf des kristallisierten Glasbandes aus der Wanne 1 über die Schwelle 7 in der Stirnwand 8, wodurch die Ganzheit des Bandes gesichert wird. ·
Die Reihe von den Walzen 6 kann auch in einer Wanne mit zirkulierender Metallschmelze vorgesehen werden.
Nach dem Glühen im Ofen 25 wird das glaskristalline Material in Tafeln vorgegebener Abmessungen geschnitten.
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Claims (3)

. 6 25. Okt. 1968 Patentanwälte ZELLENTlN u. LUYKEN . P 21 773 8000 Mü ηc!ior. 2 2 -10- PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung von gläskristallinem Tafelmaterial aus Glasband durch dessen Kristallisation während einer thermischen Behandlung, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Behandlung des Glasbandes (21) bis zur vollen Kristallisation während der Bewegung desselben auf der Oberfläche eines in der Wanne (l) befindlichen geschmolzenen Metalls (2) vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u rc h g ekennze lohnet, daß das geschmolzene Metall (2) in der Wanne (l) in einem Strom zusammen mit dem Band des herzustellenden Materials bewegt wird.
3. Wanne zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an ihrem Austrittsende eine Reihe von querliegenden Walzen (6) stufenartig angeordnet 1st, die das kristallisierte Band (21) über dem geschmolzenen Metall (2) unter einem Winkel von O0IO' - 0°20» bei dessen Übergabe über die Schwelle (7) der Stirnwand (θ) zur weiteren thermischen Behandlung anheben·
4· Wanne zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS der Boden (13) der Wanne (l) eine Reihe von parallelen offenen Längikanälen (15) besitzt.
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BAD ORiQiNAL
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-11-
5· Wanne zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Glasbandes (21) in die Wanne (l) eine mit dieser in Verbindung stehende Kammer (12) zur Aufnahme des umzupumpenden Metalls vorgesehen ist, während der Boden (13) am Anfang der Wanne mit einer Schwelle (14) ausgeführt ist.
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