DE6604322U - Glasschwimmofen zur herstellung von duennem plattenglas - Google Patents

Description

Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.Jochem

6000 Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str. 18

Ford-Werke

Aktiengeseilschaf 1

5ooo Köln / Rhein

/ Glasschwimmofen zur Herstellung von dünnem Plattenglas^

Die Erfindung betrifft einen Glasschwimmofen zur Herstellung von dünnem Plattenglas, bestehend aus einer abgedeckten Ofenwanne, die bis zu einem bestimmten Pegel mit einer Metallschmelze gefüllt ist, auf v/elcher das schmelzflüssige Glas zu einem gleichmässig dicken Band verläuft, und ausserhalb der Wanne liegenden Transportrollen zum Ziehen des langsam erkaltenden Glasbandes.

3ei der Glasherstellung nach dem Schwimr.verfahren wird ein fort!aufences Band von anfangs geschmolzenem Glas auf der Oberfläche eir.-»r in einer geschlossenen Wanne befindlichen Badschmelze g_t ^:ornt. Das Glas ist dünnflüssig genug, um auf der aa'Oberfläche unter dem Einfluß der Schwerkraft und der Oberflächenspannung zu einer ca. 7 mm dicken Gleichgewichtsschicht ohne unregelmäßigkeiten zu verlaufen. v;_nrend seiner Bewegung 1 b'ngs des Bades kühlt sich das Band so weit ab, daß es

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ohne Beschädigung seiner Oberfläche von hinter dem V/annenausgang angebrachten Transportrollen in einen angrenzenden Nachglühofen geforderb werden kann.

Eine Verringerung der Bandstärke über die Gleichgewichtsdicke hinaus kann durch eine la'ngsgerichtete Streckung des noch weichen 3andes erreicht werden. V/erden bei dieser Streckung die Seitenkanten des Bandes nicht seitlich geführb, so verengt es sich um etwa den gleichen Anteil, um den die Stärke abnimmt. Soll z.B. die Dicke des Glases ca. 3 mm betragen, so erhöht sich die Bandlänge durch das Strecken auf das Vierfache ihrer ursprünglichen Länge. Beträgt andererseits die Geschwindigkeit, mit der das Band auf dem Metallband verläuft ca. 4m/Min, so ergibt sich für das verfestigte Band beim Vor lassen der Wanne eine Fördergeschwindigkeit von 14m/nin. Diese große Längsstreckung bewirkt die Vergrösserung einiger klei nerer Unregelmässigkeiten im Glas. Darüberhinaus ergibt ein schmaleres Band ein geringeres Ausbringen an brauchbarem £ias, da der Seitenbruch einen höheren Anteil an der Gesamtbreite des Bandes einnimmt und ein schmaleres Band sich weniger gut in die rechteckige Plattenform schneiden läßt als ein breiteres.

Ausserdem entstehen durch die nach dem obigen Verfahren durch- '' geführten extremen LängsStreckungen des Sandes auf ca. 3 mm häufig Verzerrungen im Glas, die in geringfügigen Unregelmäßigkeiten in der Glaszusammensetzung oder in Temperaturunterschieden ihre Ursache haben und Glasplatten von wechselnder Dicke ohne planparallele Flächen ergeben.

Es ist bekannt, daß das Band durch kraftgetriebene Seitenrollen in Querrichtung gestreckt oder gehalten werden kann, die längs der gegenüberliegenden Bandseiten so in einer Ebene drehbar angeordnet sind, daß sie von der Mittellinie des 3an—

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des in Richtung auf die Austragseite nach aussen hin divergieren. Diese Rollen drücken auf die Oberfläche des Glasbandes und bewirken eine in Querrichtung v/eisende Zugkraft im Glas. Um die gewünschte Glasdicke zu erreichen, wird die durch die Rollen ausgeübte Querstreckung gewöhnlich von gleichzeitigen oder nachfolgenden Längsstreckungen begleitet.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung eines dünnen Glasbandes durch Verwendung von mechanischen in Längs- oder Querrichtung wirkenden Zugkräften führen zu sichbaren Verzerrungserscheinungen im Glas, so daß eine gleichmässige Glasstärke nur unter Schwierigkeiten erzeugt werden kann, besonders dann, wenn die Temperatur quer zum Bad schwankt und/oder Ungleichmäßigkeiten in der Glaszusammensetzung auftreten. Darüberhinaus hinterlassen die Seitenrollen an jedem Seitenrand des Bandes Sindrücke, die das Ausbringen an brauchbarem Glas bis zu 20% verkleinern. Auch können die mechanisch angetriebenen Rollen erst dann Zugkräfte auf das Glasband übertragen, wenn sich dieses um einen gewissen Betrag abgekühlt und verfestigt hat. Dagegen erschweren geringere Temperaturen die Verdünnung des Bandes durch Querstreckung und die Vermeidung von Unregelmäßigkeiten im Glas. Bei diesen niedrigeren Temperaturen erhöht -sich die Viskosität des Glases, wodurch sich die durch den Angriff äusserer Kräfte bewirkten Verzerrungen im Glas vergrößern.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Glasschwimmofen zur Herstellung von dünnem Plattenglas zu schaffen, in dem die Stärke des fortlaufenden Glasbandes über die Gleichgewichtsstärke hinaus verringert werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Ofenraum über dem schmelzflüssigen Glasband Düsen angeordnet sind, die über Leitungen mit einem Fluid beaufschlagbar sind, wobei der durch die Düsen austretende Fluidstrom zum seitlichen Auseinanderziehen des schmelzflüssigen Glasbandes quer zur Förderrichtung gerichtet ist und mit der Badebene einen spitzen Winkel einschließt. Das Fluid ist vorzugsweise ein inertes nicht oxy-

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dierendes Gas, das mit dem schmelzflüssigen Metall des Bades keine chemischen Reaktionen eingeht. Das Gasstrom wird von den über d&n Seitenrändern des Bandes angeordneten Düsenmundstücken so auf das Glasband gelenkt, daß er schräg nach außen gerichtet auf die Seitenränder auftrifft und eine Querstreckung des Bandes zur Erzielung der erforderlichen Glasstärke bewirkt.

Um die Verzerrungen auf ein Mindestmaß zu beschränken und die Querstreckung des Bandes zu erleichtern, strömt das Gas in der heio-seren Wannenzone auf das Glas, vorzugsweise in der Nähe der Einflußöffnung der Wanne oder in dem Teil des Bades in welchem das Glasband gerade zu seiner Gleichgewichtsstärke auf der Badoberfläche verflossen ist. Nach der seitlichen Strekkung durch den Gasstrom kann die so erlangte Bandbreite durch auf die Seitenränder des Bandes einwirkende mechanische Seitenrollen, durch weitere Gasströme und/oder durch die Verwendung von Kühlern zur schnellen Erhöhung der Glasviskosität aufrechterhalten werden. Die Querstreckung kann durch eine gleichzeitige oder nachfolgende Längsstreckung ergänzt werden. Durch die Querstreckung wird die Fördergeschwindigkeit am Ausgang der Wanne nicht erhöht; infolgedessen verringern sich die durch übermäßige Längsstreckungen verursachten Verzerrungen im Band, und das Schneiden des Bandes in Platten am Ausgang des Nachglühofens vereinfacht sich.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch die das Schmelzbad enthaltende Wanne mit der angrenzenden Einlaufvorrichtung für das schmelzflüssige Glas und einen Teil des Schmelzofens sowie den Nachglühofen am anderen Wannenende,

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch die Wanne läna~ der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen horizontalen Ausschnitt der Wanne entspreiiend der Fig. 2, mit einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform, b^i der die Strahldüsen am Eingang der Wanne angeordnet sind,

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Pig. 4 einen horizontalen Längsschnitt entsprechend Fig» 2 eines weiteren Ausführungsbeispieles, bei dem Strahldüsen und Seitenrollen an den Bandseiten angeordnet sind,

Pig. 5 in einem vertikalen Ausschnitt durch eine Seitenwand der Wanne mit Anordnung einer Strahldüse in Bezug auf das Glasband,

Fig. 6 einen vertikalen Querschnitt der Fig. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Mundstückes einer Strahldüse und

Fig. 8 die Stirnansicht einer Strahldüse der T¹Ig₀ 7.

In der Fig. 1 ist das Ende eines herkömmlichen Glasschmelzofens

10 dargestellt, von dem das auf über 1260⁰C erhitzte Glas 13 über eine mit einer Graphitlage 12 ausgekleidete Überlaufrinne

11 in kontinuierlichem Fluß in die Wanne 14 gelangt, wobei die Glasmenge mittels einer verstellbaren Vorrichtung 15 an der Einflußrinne reguliert werden kann. Die bekannte Wanne 14 wird von feuerfesten Wänden gebildet und dient zur Aufnahme des geschmolzenen Metallbades 16, vorzugsweise Zinn.

Das bei seinem Eintritt in die Wanne dünnflüssige Glas 13 verfließt auf der Oberfläche des Bades zu einem Band 17 von 7,1 mn Stärke, solange es nicht durch besondere Vorrichtungen gestreckt und verdünnt wird. Bei dieser Glasdicke von 7,1 mm stehen das Glasgewicht mit den Oberflächenspannungen im Gleichgewicht (US-Patent 3.o83.551). Das Glasband 17 erstreckt sich über die ganze Badlänge und wird von einer Anzahl hinter der Austrittsöffnung 19 angeordneten Zugrollen 21 in einen Nachglühofen 22 gefördert.

Eine seitliche Strecklung des Bandes und damit eine Verringerung der Bandstärke über die Gleichgewichtsdicke hinaus erfolgt durch unmittelbar iber den Seitenrändern am Wanneneingang angebrachte Strahldüsen 23, deren Mundstücke 24 den Gas-

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strom so auf die Seitenränder des Glasbandes 17 richten, daß eine seitliche Streckung des 3andes bewirkt wird.

Ais Strömungsmedium wird vorzugsweise ein Gas verwandt, das =. mit den Bestandteilen des Schmelzbades keine chemischen Reaktionen eingeht. Stickstoff, Argon oder einige andere Case, die bei den in der V/anne herrschenden Temperaturen nicht reagieren, sildsn die iiberviiegenöen Bestandteile des Gases. Ein geringerer Prozentsatz kann aus reduzierenden Komponenten wie KpOder CO bestehen, um die gebildeten Oxyde in der Wanne wieder zu reduzieren. Das Gas ist im wesentlichen von gleicher Zusammensetzung v/ie die Atmosphäre in der Wanne. Es wird entweder von einem Gaserzeuger (nicht gezeigt) geliefert oder es v/ird aus der Wanne abgezogen, verdichtet und durch die Düsen 23 geleitet.

Wie aus der Pig. 2 hervorgeht, sind die Strahldüsen 23 entlang zweier zum Rand der V/anne in Fließrichtung divergierender Linien so angeordnet, daß ihre Mundstücke 24 unmittelbar über dem auseinanderfließenden Rändern des flüssigen Glases kurz hinter der Einlaufrinne 12 liegen (entsprechend der Zone A in Fig. 2). Von jeder dieser Düsen 23 geht ein Gasstrom aus, der unter einem spitzen Winkel - bezogen auf die Badebeneauf die Seitenränder des Bandes 16 auftrifft, und ^ine kontinuierliche Kraft ausübt, die das Glas seitlich nach außen streckt und das Band über die Gleichgev/ichtsdicke hinaus verdünnt. Besitzt das Band sfine gewünschte Dicke und Breite, so v/ird es durch über ihm angeordnete Kühlvorrichtungen 26 so weit abgekühlt und verfestigt, daß es sich unter dom Einfluß seiner Oberflächenspannungen nicht mehr zurückverfornien kann. Mechanische Seitenrollen 27 hinter den Strahldüsen drücken auf die teilweise verfestigte Oberfläche der Seitenränder und ergänzen die Wirkung der Kühlvorrichtungen 26. Diese Seiten·» rollen 27 sollen das Band 16 vorzugsweise führen und in seiner

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gestreckten Form halten. Daher laufen sie mit einer Umfangsgeschwindigkeit um, die der Bewegung des Bandes entspricht. Im sich anschließenden Teil der Wanne hinter den Seitenrollen erfolgt die v/eitere Abkühlung des Bandes nur so weit, daß die hinter dem Wannenausgr ng 19 angeordneten Zugrollen 21 das Band über die Badschmelze ziehen und in den nachfolgenden Nachglühofen 22 fördern können, ohne daß die Oberfläche des Glases darunter leidet. Durch geringfügige Steigerung der Umfangsgeschwindigkeit der Zugrollen 22 und der Seitenrollen 27 kann neben der erzielten QuerStreckung eine Längung des Bandes erreicht werden.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Flas vorerst ungehindert auf die Badschmelze fließt und sich zu einen. Band von Gleichgewichtsdicke mit planparallelen Flächen unter Vermeidung von Verzerrungen ausbreitet. Die in der Zone B der Fig. 3 etwas weiter im Badinneren angeordneten Strahldüsen 29 v/erden mit dem oben beschriebenen komprimierten Gas beaufschlagt, welches im spitzen Winkel - bezogen auf die Badebene - auf die Seitenränder des Bandes 17 auftrifft und bewirkt, daß das nacherhitzte Glasband in die Breite gezogen wird. Kühler 31 und/oder Seitenrollen 32 können an dem seitlich gestreckten Band hinter den Strahldüsen 29 angebracht sein, um einer Rückverformung entgegenzuwirken und es für die folgende Bewegung über das Bad zu verfestigen. Falls erforderlich kann das Band zwischen den Seitenrollen 32 und den Zugrollen 21 gestreckt werden»

Ein drittes Ausführungsbeispiel wird in Fig. 4 dargestellt. Das Glas 13 gelangt über der Einlaufrinne 12 auf die Schmelze und verfließt auf dieser ungehindert in einer seiner Viskosität entsprechenden Schichtdicke. Noch vor den Strahldüsen 34 sind mindestens eine Reihe von Seitenrollen 33 an jeder Seite des Giasbärides angeordnet, um es vor dem Streckvorgang zu stabilisieren und um eine bestimmte Lage der Seitenränder schon vor

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dem Strecken durch die Strahldüsen 34 zu gewährleisten. Die Strahldüsen 34 liefern einen auf die Seitenränder des Bandes 17 gerichteten Gasstrom, der obigen Art, die das Band in der Zone C der Fig. 4 seitlich strecken. Kühler 36 und/oder ein oder mehrers weitere Seitenrollenreihen können hinter der Zone C angeordnet sein, um die Bandbreite aufrecht zu erhalten. Die Seitenrollen 33 drücken auf die Seitenränder des Bandes und verkleinern die durch den Fließvorgang verursachten Verzerrungen und Verschiebungen des Bandes 17.

In den Fig. 5-8 sind die Strahldüsen gezeigt, die in dieser Erfindung Verwendung finden. Die Strahldüse 37 in Fig. 5 enthält ein Förderrohr 38, das an ein nicht gezeigtes Gebläse angeschlossen ist und durch die Wände der Wanne hindurch bis über die Seitenkanten des auf der Badschmelze schwimmenden Glasbandes reicht. Wegen der Höhe der Temperatur in dem Teil der Wanne, indem die Querstreckung erfolgt, werden die Förderrohre 38 von einem Kühlmantel 39 umschlossen, der durch eine horizontale Trennwand 41 in einen Förder- 42 und einen Rücklaufteil 43 auf-•geteilt ist (Fig. 6). Kühlmittel, wie z.B. Wasser, fließen über ausserhalb der Wanne angeschlossene Einlaß- 44 und Auslaßanschlüsse 45 durch den Kühlmantel und verhindern das Weichwerden der Strahldüsen. Das Düsenmundstück 46 wird durch das zu einer Spaltöffnung abgeflachte und gekrümmte innere Ende ues Förderrohrs 38 gebildet, durch welches das Gas in einem feinen breiten Strahl strömt und seitwärts auf den Rand des Glasbande? 17 auftrifft. Der Winkel, der von der Strömungsrichtung und der Badtibene eingeschlossen wird, kann in weiten Grenzen schwanken, muß aber kleiner 90 betragen, urr. eine Kraftkomponente in Richtung der Wannenwand zu erhalten. De. das Glas in dem Streckstadiurn ausserordentlich dünnflüssig ist, entsteht unter der Einwirkung des Gasstromes in der obersten Bandzone ©ifre kleine V-förmige Furche 47. Der Strömungsdruck des Gases veranlaßt die· Bäftdränder quer zur Warme auf der Sirmscftrnelze zu fließen, so daß das Glasband in Querrichtung gestreckt und somit ver-

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breitert und verdünnt wird.

Eine andere Ausführungsform der Düsenmundstücke 48 sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Zur besseren Verteilung des Gasstromes befindet sich an den Förderrohren 51 ein längsliegendes kurzes Rohrstück 49 das mit einer Vielzahl in Reihen angeordneter Bohrungen 53 versehen ist, welche bewirken, daß der Gasstrom unter einem spitzen Winkel in breiter Front auf das Glasband auftrifft.

Verständlicherweise können auch andere Ausführungen von Düsen und Rohren für die erfindungsgemäße Verdünnung von Glasbändern mittels Gasströmen verwendet werden.

Der für die Querstreckung des Glsöandes erforderliche Druck ist abhängig von der Act und der Größe der Düsen und von der Geschwindigkeit mit der das Band über die Badschmelze bewegt wird. Sr muß so groß sein, daß die geforderte QuerStreckung bei vorgegebener Bandgeschwindigkeit und bestimmten Düsen erreicht wird, darf aber über einen bestimmten Wert nicht hinausgehen, da dann das Band zerreißt. Der Druck darf erfahrungsgemäß 2,8 at nicht überschreiten, kann aber beträchtlich geringere V/erte aufweisen, v/enn die entsprechenden Düsen verwendet werden.

Ansorüche

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Claims (6)

Ansprüche

1. Gl&.sschwimmof en zur Herstellung von aünnem Plattenglas, bestehend aus einer abgedeckten Ofenwanne, die bis zu einem bestimmten Pegel mit einer Metallschmelze gefüllt ist, auf welcher das schmelzflüssige Glas zu einem gleichmässig % dicken Band verläuft, und ausserhalb der Wanne liegenden Transit

portrollen zum Ziehen des langsam erkaltenden Glasbandes, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofenraum über dem schmelr,flürsigen Glasband (17) Düsen (24, 29, 34) angeordnet sind, die über Leitungen (23) mit einem Fluid beaufschlagbar sind, wobei der durch die Düsen (24, 29, 3*0 austretende Fluidstrom zum seitlichen Auseinanderziehen des schmelzflüssigen Glasbandes (17) quer zur Forderrichttoig gerichtet ist und mit der Badebene einen spitzen Winkel einschließt.

2. Glasschwimmofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß seitlich Führungsrollen (27) im Ofenraum und Zugrollen (21) hinter dem Ofenausgang zum Führen und Längsstrecken des Bandes (17) """orgesehen sind,

3. Glasschwimmofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Glasband neben den Düsen (24, 29, 34) Seitenrollen (27, 32, 33) zur Stabilisierung des Bandes vorgesehen sind.

4. Glasschwimmofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Seitenrollen (32) unmittelbar hinter den Düsen angeordnet sind.

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5· Glasscliwinmiof en nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenrollen mechanisch angetrieben werden.

6. Glasschwimmofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Seitenrollen (33) unmittelbar vor den Düsen (24, 29, 34) angeordnet sind.

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