DE2309445C3 - Verfahren zur Herstellung von dünnem Floatglas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dünnem Floatglas von weniger als 2,5 mm Dicke, bei dem geschmolzen^ Glas in freiem Fall auf das Metallbad aufgegossen wird, wo es sich im Viskositätsbereich bis zu 1O⁵·²⁵ Poise ungehindert

worauf das Glasband im folgenden Abschnitt des io ausbreitet, worauf das Glasband im folgenden Ab-Floatbades unter Erhöhung seiner Geschwindig- schnitt des Floatbades unter Erhöhung seiner Ge- -■■---■ ^ö ° schwindigkeit in Längsrichtung gestreckt wird, wo

bei in diesem Verformungsbereich ausschließlich mit-

keit in Längsrichtung gestreckt wird, wobei in diesem Verformungsbereich ausschließlich mittels von oben auf die Randbereiche des Glasbandes

tels von oben auf die Randbereiche des Glasbandes

einwirkender Rollen auf das Glasband Kräfte 15 einwirkender Rollen auf das Glasband Kräfte ausausgeübt werden, die eine Einschnürung des geübt werden, die eine Einschnürung des Glasbandes Glasbandes verhindern, die Streckwirkung der verhindern, die Streckwirkung der Zugkraft fort-Zugkraft fortschreitend vermindern und das all- schreitend vermindern und das allmähliche Strecken mähliche Strecken auf die gewünschte Dicke be- auf die gewünschte Dicke bewirken und wobei die wirken, und wobei die auf das Glasband ein- ao auf das Glasband einwirkenden Kräfte so eingestellt

und gesteuert werden, daß im Bereich des freien Ausbreitens der Glasschicht diese sich bis auf einen geringen Sicherheitsabstand den Seitenwänden des Floatbadbehälters nähert.

Die Herstellung von sehr dünnem Floatglas ist bekanntlich mit großen Schwierigkeiten verbunden. Dementsprechend sind bisher eine Vielzahl von un-

wirkenden Kräfte so eingestellt und gesteuert werden, daß im Bereich des freien Ausbreitens der Glasschicht diese sich bis auf einen geringen Sicherheitsabstand den Seitenwänden des Floatbadbehälters nähert, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der im Metallbad entstehenden Strömungen, und damit zur Verbesserung der optischen Qualität des Glasbandes, in dem Bereich des Glasbandes, der einer

terschiedhchen Verfahren vorgeschlagen worden.

Bei einer ersten Gruppe der bekannten Verfahren

Viskosität des Glases von lOV« bis"iÖ«.⁷⁵ Poise 30 (DT-OS 2127 491, DT-OS 20 31863 und DT-AS entspricht, in an sich bekannter Weise die Tem- 12 38 628) wird grundsätzlich so vorgegangen, daß

die Glasschicht nach ihrer Ausbreitung auf dem Metallbad zunächst gekühlt und dadurch so weit verfestigt wird, daß es seitlich durch auf beiden Seiten

peratur ohne zwischenzeitlichen Wiederanstieg
stetig und gleichmäßig verringert wird, und daß
in dem Bereich des Glasbandes, der einer Viskosität des Glases von 10⁵,^ä5 bis 10° Poise ent- 35 zwischen sich fassende Rollenpaare, sogenannte spricht, die Kanten des Glasbandes mit Hilfe der »edge-roils«, gegriffen werden kann. Man schafft so

einen verfestigten und seitlich gehaltenen Teil des Glasbandes, der eine Reaktionszone zu der das Glasband streckenden Zugkraft darstellt, und die Uber-

von oben einwirkenden Rollen unter Vermeidung

einer stärkeren Einschnürung des Glasbandes in

der Nähe der Seitenwände des Floatbadbehälters

geführt werden, so daß die Verringerung der 40 tragung dieser Zugkraft auf das sich ausbreitende

Breite des Glasbandes in diesem Bereich weniger Gks verhindert, so daß die Ausbreitung in der Querrichtung ungestört verlaufen kann. Im Anschluß an diese verfestigte Zone wird das Glasband wieder er

hitzt, um es in einen Zustand zu bringen, in dem es

als 20 % beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verformungsbereich zwi-

sehen 10⁵.²⁵ und 10^e.⁷⁵ Poise über die gesamte 45 durch die Zugkraft auf die gewünschte Dicke ge-Länge des Verformungsbereiches gleichmäßig streckt werden kann,
verteilt auf jeder Seite wenigstens sechs von oben
einwirkende Rollen zum Einsatz kommen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch

Diese Verfahren sind zum einen energetisch ungünstig, denn es wird das Glasband zunächst gekühlt und anschließend wieder aufgeheizt. Zum anderen

gekennzeichnet, daß die Kanten des Glasbandes 50 hat es sich gezeigt, daß mit diesen Verfahren der im Verformungsbereich an der Stelle der einzel- optischen Qualität des Glasbandes, d. h. der Ebennen Rollen durch Fernsehkameras laufend über- heit und der Planparallelität seiner Oberflächen, wacht und im Bedarfsfall ihre Lage mit Hilfe der Grenzen gesetzt sind. Das läßt sich möglicherweise Rollen korrigiert wird. durch die Diskontinuität im Temperaturverlauf er-

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- 55 klären, etwa in der Weise, daß das Glasband auch kennzeichnet, daß die Korrektur der einzelnen in dem verfestigten Bereich noch teilweise verformt von oben auf die Randbereiche des Glasbandes wird, und diese Deformationen bei der späteren Beeinwirkenden Rollen durch Fernsteuerung vorge- handlung nicht vollständig beseitigt werden können, nommen wird. Bei dem gattungsgemäßen Verfahren, das in der

5. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch 60 DT-OS 20 38 688 beschrieben ist, wird dagegen auf gekennzeichnet, daß das Glasband im Bereich der die Verfestigung des Glasbandes im Bereich vor dem Viskosität zwischen 10° und 10⁷ Poise unter Ver- Verformungsbereich, sowie auf die Fixierung dieses ringerung seiner Breite und Dicke weiter gestreckt Bereiches durch »edge-rolls« verzichtet. Dieses Verwird, fahren sieht vielmehr vor, auf das Glasband auf der

6. Verfahren nach einem oder mehreren der 65 gesamten Länge des verformbaren Bereiches Kräfte Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einwirkung zu bringen, die die Streckwirkung der Floatbadabschnitt, in dem sich die Glas- fortschreitend steuern und ein allmähliches Strecken schicht frei auf dem Metallbad ausbreitet, in bewirken. Dabei werden die Kräfte außer durch die

„wirkung ausschließlich durch allein auf die obere nh rfläche einwirkende Rollen, sogenannte »top-Iji ausgeübt. Durch diese »top-roils« werden die Stionskräfte zur Zugkraft eingestellt. Es erfolgt .. ,u bei diesem Verfahren noch eine e·.hebliche c· chnürung des Glasbandes. Dadurch aber wird A- Zinnbadoberfläche entlang den Seiunwandungen T"eegeben. Als Folge davon entstehen im Zinnbad Strömungen, weil durch die Freigabe der Zinnhüdoberfläche ein Temperaturgradient quer zum 7innbad entsteht. Die Strömungen im Zinnbad be- λ ten aber Temperaturunterschiede, die sich auf aI Glasband übertragen und dort zu geringfügigen Viskositätsunterschieden führen. Beim Strecken des Glasbandes bedingen diese Viskositätsunterschiede Oberflächendeformationen, sogenannte »Distorsio-

^nep*j'_r die Herstellung eines Glasbandes von 2,5 mm Dicke nach diesem Verfahren z. B. wird das erste Paar von »top-rolls« bei einer Temperatur des Glas-Lndes von 860° C angeordnet. Hinter diesen »toprolls« wird das Glasband allmählich auf 820° C gekühlt In diesem Bereich greift das zweite Paar »top-rolls« an. Nach dem Passieren des zweiten »top-U^.paares wird die Temperatur wieder auf 840° C _steigert, einem dritten Paar »top-rolls« zugeführt und danach auf einer Temperatur von etwa 815⁰C eehalten. Während des gesamten Streckprozesses nimmt die Breite des Glasbandes von 6,35 auf 2,8 m ab Durch die zwischenzeitliche Steigerung der Temperatur wird aber nicht nur die Einschnürung des Glasbandes weiter begünstigt, sondern es werden dadurch weitere unerwünschte Strömungen im Zinnbad hervorgerufen.

Es hat sich gezeigt, daß auch bei Anwendung dieses Verfahrens noch Oberflächenfehler beobachtet und daß dementsprechend die optische _lul des Glases nicht zufriedenstellend ist, wenn mau einen strengen Maßstab anlegt, was beispielsweise notwendig ist, wenn das Glas für die Weiterverarbeitung zu Automobil-Windschutzscheiben vor-

_l0 lichen Wiederanstieg stetig und gleichmäßig verringert wird, un'i daß in dem Bereich des Glasbandes, der einer Viskosität des Glases von 10⁵·²⁵ bis 10^e Poise entspricht, die Kanten des Glasbandes mit Hilfe der von oben einwirkenden Rollen unter Vermeidung einer stärkeren Einschnürung des Glasbandes in der Nähe der Seitenwände geführt werden, so daß die Verringerung der Breite des Glasbandes in diesem Bereich weniger als 2O°/o beträgt.

Es hat sich gezeigt, daß durch diese erfindungsgemäße Kombination verschiedener, einzeln für sich jeweils bekannter Maßnahmen eine deutliche Verbesserung der Qualität des Floatglases eintritt. Insbesondere ist eine Verbesserung der Oberflächenqualität der oberen Seite des Floatglasbandes zu beobachten.

Um dem schädlichen Einfluß der Metallströme entgegenzuwirken, ist es bekannt, durch intensive Durchmischung des Metallbades eine thermische so Homogenisierung zu erreichen. Die Erfindung geht aber einen anderen Weg, bei dem eine erzwungene Durchmischung des Metallbades nicht erforderlich ist, und die zu einem noch besseren Ergebnis führt. Insbesondere werden durch die vorgeschlagenen as Maßnahmen in optimaler Weise stabile Temperatur- und Strömungsverhältnisse erzeugt und gleichzeitig ein gewisser Gleichgewichtszustand im Verfahrensablauf erreicht. Dabei kommt jedem einzelnen Verfahrensschritt der Kombination eine wesentliche Bedeutung zu. Dadurch, daß sowohl im Bereich des freien Ausbreitens der Glasschicht als auch im eigentlichen Verformungsbereich so weit wie eben möglich die gesamte Breite des Metallbades bedeckt wird, wird zweierlei erreicht: Zum einen wird ein sehr breites Glasband erzeugt, wodurch, verglichen mit einem schmäleren oder stärker eingeschnürten Glasband, bei gleicher Leistung die Ziehgescbwindigkeit des Glasbandes herabgesetzt und damit die schädlichen Metallströmungen in Längsrichtung des Floatbades verringert werden. Zum anderen wird in Querrichtung des Glasbandes eine gewisse Temperaturstabilität erreicht. Berücksichtigt man nämlich,

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Temperaturgradienten und damit Querströmungen im Zinnbad mit ihren schädlichen Folgen auf.

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allen

löst, daß zur Verringerung der im Metallbad entstehenden Strömungen, und damit zur Verbesse, ung der optischen Qualität ^s Glasbandes in dem Be reich des Glasbandes, der einer Viskosita, des Glases fi

_h^ ^_ά[η^_η ja anschließend eine stär-

VremTOrSfireSiiidrieung, um das Glasband auf 1 emperat ^ir™_e ⁿ^^g^_{loalbades auf den} vor^^^"kühlen. Die dadurch erzeugten i aber führen oflenbar wieder

ixi den unerwünschten und schädlichen Zinnströmungen.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß im eigentlichen Verformungsbereich zwischen 10⁵·²⁵ und 10^a·⁷⁵ Poise über die gesamte Länge des Verformungsbereicches gleichmäßig verteilt auf jeder Seite wenigstens sechs von oben auf das Glasband einwirkende Rollen zum Einsatz kommen, die dafür sorgen, daß die Kanten des Glasbandes in diesem Bereich in geringem Abstand von den Seitenwänden des Floatbades geführt werden.

Weiter ist es in Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft, die Kanten des Glasbandes in dem Verformungsbereich an den Stellen, an denen die einzelnen Rollen angreifen, durch Fernsehkameras laufend zu überwachen und im Bedarfsfall ihre Lage mit Hilfe der Rollen zu korrigieren. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Korrektur der einzelnen Rollen durch Fernsteuerung der Rollen vorgenommen

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, das Glasband im Bereich der Viskosität zwischen 10⁶ und 10⁷ Poise unter Verringerung seiner Breite und Dicke weiter zu strecken.

In Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, den Floatbadabschnitt, in dem sich die Glasschicht frei ausbreitet, in Längsrichtung des Floatbades so weit wie möglich auszudehnen, um auch auf diese Weise eine Glasschicht zu erzeugen, die schon in diesem Stadium einen möglichst weitgehenden Gleichgewichtszustand und eine möglichst vollkommene Oberflächenqualität aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren wir.d an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Von den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen horizontalen Schnitt durch eine Floatanlage, und

F i g. 2 das Viskositätsprofil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Der das geschmolzene Zinn 1 aufnehmende Floatbadbehälter weist die Seitenwände 2, 2' sowie die beiden Stirnwände 3,4 auf. Oberhalb der Stirnwand 3 wird durch einen Ausguß 5 das flüssige Glas 6 in freiem Fall auf das Zinnbad 1 aufgegossen, wobei die auffließende Menge durch einen höhenverstellbaren Regelschieber 7 geregelt wird. Hinter der Stirnwand 5 am anderen Ende des Floatbades sind angetriebene Transportwalzen 8 angeordnet, mit deren Hilfe das Glasband mit der gewünschten Geschwindigkeit über das Zinnbad gezogen wird. Innerhalb des Zinnbades und/oder oberhalb des Zinnbades sind Mittel vorgesehen, um dem Glasband in seiner Längsrichtung das gewünschte Temperaturprofil und das diesem entsprechende Viskositätsprofil zu geben.

Zur Herstellung eines Glasbandes mit einer Dicke von 2,2 mm wird wie folgt verfahren:

Zunächst wird dafür gesorgt, daß sich in dem mit / bezeichneten Abschnitt des Floatbades, d. h. m dem Bereich niedriger Viskosität bis zu einer Viskosität von etwa 10⁵·²⁵ Poise, das geschmolzene Glas ohne jede mechanische Beeinflussung seitlich frei ausbreitet. Es ist wichtig, daß sich in diesem Bereich eine gute Homogenisierung und Stabilisierung der Temperatur einstellt, und das geschmolzene Glas Zeit hat, einen möglichst vollkommenen Gleichgewichtszustand anzunehmen. Dabei muß die Glasschicht sich seitlich so weit ausbreiten, daß sich die Kanten der Glasschicht so weit wie möglich, lediglich unter Aufrechterhaltung eines Sicherheitsabstandes von etwa 10 bis 15 cm, den Seitenwänden 2, 3 des Floatbades nähert.

Der auf den Abschnitt / folgende Abschnitt // in der Längsrichtung des Floatbades zeichnet sich duao durch aus, daß in diesem Bereich auf das Glrsband neben den in dem Glasband herrschenden Zugkräften von der Glasoberseite her Kräfte in der Querrichtung des Glasbandes ausgeübt werden. Dadurch wird das Glasband daran gehindert, sich über ein gegebenes as Maß einzuschnüren. Gleichzeitig werden die Kanten des Glasbandes über die ganze Länge dieses Bereiches // in einem möglichst geringen Abstand zu den Seitenwänden 2, 3 geführt. Die erforderlichen Kräfte für die Führung des Glasbandes an den Kanten werden mit Hilfe der von oben auf das Glasband^ einwirkenden angetriebenen Rollen 10 bis 15 und 10 bis 15' ausgeübt. Der Bereich // ist auf der einen Seite durch eine Viskosität von etwa 10⁵·²⁵ Poise, und auf der anderen Seite durch eine Viskosität von etwa 10^e Poise, bestimmt. In diesem Bereich // sollen die Kanten des Glasbandes sich so wenig wie möglich von den Seitenwänden 2, 3 entfernen.

Im Anschluß an den Bereich// kann das Glasband nun eine stärkere Einschnürung erfahren, ohne daß diese Verringerung der Breite in dem Viskositätsbereich oberhalb 10^e Poise noch zu schädlichen Beeinflussungen ₍i.,f Glasoberfläche führt. Die weitere Streckung des _v ,lasbandes vollzieht sich in dem Viskositätsbereich uis etwa 10⁷·⁵ Poise, so daß in diesem 45 Bereich die Geschwindigkeit des Glasbandes weiter ansteigt.

Wie aus dem in F i g..2 dargestellten Viskositätsprofil ersichtlich, muß dafür gesorgt werden, daß in dem kritischen Verformungsbereich zwischen 10^s 50 und 10«·« Poise kein Viskositätsabfall im Glasband, bzw. dementsprechend keine Temperaturerhöhung ir dem Zinnbad auftritt. Je gleichmäßiger in diesem Bereich der Viskositätsanstieg erfolgt, um so bessei stellen sich die gewünschten Gleichgewichtszustand« 55 ein, und um so besser wird die optische Qualität de; Glasbandes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von dünnem Floatglas von weniger als 2,5 mm Dicke, bei dem geschmolzenes Glas in freiem Fall auf das Metallbad aufgegossen wird, wo es sich im Viskositätsbereich bis zu 10⁵,-⁵ Poise ungehindert ausbreitet,

Längsrichtung des Floatbades soweit wie möglich ausgedehnt wird.