DK145570B - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF THINIQUE GLASS - Google Patents

Description

(ιΐρ^ (19) DANMARK vEft/ it(ιΐρ ^ (19) DENMARK vEft / it

IP (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT (H) 14557OBIP (12) PUBLICATION (H) 14557OB

Dl REKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENETDl The Patent and Trademark Office

(21) Ansøgning nr. 838/74 (51) |nt.CI.3 C 03 B 18/02 (22) Indleveringsdag 15· feb. 1974 (24) Løbedag 15· feb. 1974 (41) Aim. tilgængelig 27· aug. 1£74 (44) Fremlagt 13* dec. 1982 (86) International ansøgning nr. ~ (86) International indleveringsdag “ (85) Videreførelsesdag ~ (62) Stamansøgning nr. '(21) Application No. 838/74 (51) | nt.CI.3 C 03 B 18/02 (22) Filing date 15 · Feb. 1974 (24) Race day 15 · Feb. 1974 (41) Aim. available Aug 27 1 £ 74 (44) Presented 13 * Dec. 1982 (86) International Application No. ~ (86) International Filing Day "(85) Continuation Day ~ (62) Master Application No. '

(30) Prioritet 26. feb. 1973, 2309445, DE(30) Priority Feb 26 1973, 2309445, DE

(71) Ansøger ERSTE DEUTSCHE FLOATGLAS GMBH & CO. OHG, D-51 Aachen, DE.(71) Applicant ERSTE DEUTSCHE FLOATGLAS GMBH & CO. OHG, D-51 Aachen, DE.

(72) Opfinder Franz Classen, DE: Paul Benden, DE: Frederic Jungeis, DE: Lothar Kraus, DE: Eberhard Liepelt, DE.(72) Inventor of Franz Classen, DE: Paul Benden, DE: Frederic Jungeis, DE: Lothar Kraus, DE: Eberhard Liepelt, DE.

(74) Fuldmægtig Th. Ostenfeld Patentbureau A/S.(74) Clerk Th. Ostenfeld Patentbureau A / S.

(54) Fremgangsmåde til fremstilling af tyndt flydeglas.(54) Process for the manufacture of thin float glass.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af tyndt flydeglas og af den i den indledende del af kravet angivne art.The present invention relates to a process for the manufacture of thin float glass and of the kind specified in the preamble of the claim.

Fremstillingen af meget tyndt flydeglas er som bekendt forbundet med store vanskeligheder. Som følge heraf er der hidtil foreslået q adskillige forskellige fremgangsmåder.The manufacture of very thin float glass is, as you know, associated with great difficulties. As a result, so far q has been proposed several different methods.

Z) I en første gruppe af kendte fremgangsmåder går man i princippet ‘ frem på den måde, at glaslaget efter udbredelsen på metalbadet først «* / -O afkøles og derved størkner i en sådan grad, at det kan gribes ved si-Z) In a first group of known methods, it is in principle 'advanced in the way that the glass layer after the spread on the metal bath is first cooled' / -O and thereby solidifies to such an extent that it can be gripped by

Ct* ^ derne ved hjælp af på begge sider anbragte rullepar, såkaldte kantrul- *Ct * ^ there by means of roller pairs arranged on both sides, so-called edge roller *

QQ

2 145570 ler, der mellem sig griber fat på glaslaget. Man fremskaffer således en delvis størknet og ved siderne fastholdt del af glasbåndet, som udgør en reaktionszone for trækkraften, der strækker glasbåndet, og som hindrer, at denne trækkraft overføres til det under udbredelse værende glas, således at glassets udbredelse i tværretningen kan foregå uforstyrret. I tilslutning til denne delvis størknede zone opvarmes glasbåndet på ny for at bringe det i en tilstand, hvori det kan trækkes til den ønskede tykkelse ved hjælp af trækkraften. Forskellige variationer af denne fremgangsmåde er beskrevet i enkeltheder i de tyske offentliggørelsesskrifter nr. 2.127.491 og nr. 2.031.863 og i tysk fremlæggelsesskrift nr. 1.238.628.2 145570 clay that grips the glass layer between them. Thus, a partially solidified and laterally retained portion of the glass band is provided which constitutes a reaction zone for the tensile force extending the glass band and which prevents this traction from being transmitted to the propagating glass so that the glass propagation in the transverse direction can be undisturbed. Adjacent to this partially solidified zone, the glass strip is reheated to bring it to a state in which it can be drawn to the desired thickness by the traction force. Various variations of this approach are described in detail in German Publication Nos. 2,127,491 and 2,031,863 and in German Laid-Open Publication No. 1,238,628.

Denne fremgangsmåde er ugunstig ud fra en energimæssig betragtning, da glasbåndet først afkøles og derefter på ny opvarmes. Desuden har det vist sig, at denne fremgangsmåde sætter grænser for glasbåndets optiske kvalitet, dvs. planheden og planparalleliteten for båndets overflader. Dette kan muligvis forklares ud fra diskontinuiteten i temperaturforløbet, og måske på den måde, at glasbåndet også i det delvis størknede område formgives til en vis grad, og at disse deformationer ikke kan bortskaffes fuldstamdigt ved den efterfølgende behandling.This approach is disadvantageous from an energy point of view, since the glass strip is first cooled and then reheated. Furthermore, it has been found that this method limits the optical quality of the glass band, ie. the flatness and the plane parallelism of the band surfaces. This may be explained by the discontinuity in the temperature course, and perhaps by the fact that the glass band is also shaped to a certain extent in the partially solidified area and that these deformations cannot be completely disposed of in the subsequent treatment.

På grund af denne erkendelse og erfaring er der allerede udviklet en anden kendt fremgangsmåde, som skulle afhjælpe denne ulempe. I denne fremgangsmåde, som er beskrevet i tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.038.688, gives afkald på den delvise størkning af glasbåndet i området foran formgivningsområdet samt fikseringen af dette område ved hjælp af kantruller. Fremgangsmåden går i stedet ud på at udsætte glasbåndet for kræfter i hele det formbare områdes længde, hvilke kræfter fortløbende styrer strækvirkningen og bevirker en tiltagende strækning. Ud over trækvirkningen udøves kræfterne udelukkende ved hjælp af såkaldte topruller, dvs. ruller, som kun indvirker på glassets øverste overflade. Ved hjælp af disse topruller indstilles reaktionskræfterne mod trækkraften, og samtidig hindres en for kraftig indsnø-ring af glasbåndet.Because of this realization and experience, another known method has been developed to remedy this disadvantage. In this method, which is described in German Publication No. 2,038,688, the partial solidification of the glass ribbon in the area in front of the design area and the fixation of this area by means of edge rollers are waived. Instead, the method is to expose the glass band to forces throughout the length of the moldable area, which continuously control the stretching effect and produce an increasing stretch. In addition to the tensile action, forces are exerted solely by means of so-called top rollers, ie. rollers which only affect the top surface of the glass. By means of these top rollers, the reaction forces are set against the pulling force, and at the same time an excessive force of the glass band is prevented.

Denne i tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.038.688 beskrevne fremgangsmåde giver anledning til en tydelig forbedring af overfladekvaliteten.This method disclosed in German Publication No. 2,038,688 gives rise to a clear improvement in the surface quality.

Ved fremstilling af et glasbånd med en tykkelse på 2,5 mm ved udøvelse af denne fremgangsmåde anbringes det første par topruller eksempelvis ved en glasbåndtemperatur på 860°C. Efter disse topruller afkøles glasbåndet efterhånden til 820°C. I dette område angriber det andet 3 145570 par topruller. Efter passagen af det andet toprullepar forøges temperaturen på ny til 840°C, hvorefter et tredie toprullepar indsættes, og derefter fastholdes temperaturen på ca. 81S°C. Under den totale strække-proces aftager glasbåndets bredde fra 6,35 m til 2,8 ni.In the manufacture of a glass strip of 2.5 mm thickness in the practice of this method, the first pair of top rollers is placed, for example, at a glass band temperature of 860 ° C. After these top rolls, the glass strip is gradually cooled to 820 ° C. In this area, the second 3 145570 attacks pair of top rollers. After the passage of the second top roller pair, the temperature is increased again to 840 ° C, after which a third top roller pair is inserted, and then the temperature is maintained at approx. 81S ° C. During the total stretching process, the width of the glass band decreases from 6.35 m to 2.8 ni.

Ved udøvelse af den samme fremgangsmåde kan der ved forøgelse af de enkelte toprullers hastighed også fremstilles et glasbånd med en tykkelse på 2,0 mm med det samme temperaturforløb.By practicing the same procedure, by increasing the speed of the individual top rollers, a glass band of 2.0 mm thickness with the same temperature gradient can also be produced.

Det har imidlertid vist sig, at der også ved anvendelse af denne fremgangsmåde stadig optræder overfladefejl, og at glassets kvalitet som følge heraf ikke er tilfredsstillende, når man anlægger en strengere målestok, hvilket eksempelvis er nødvendigt, når glasset er beregnet til videre forarbejdning som automobilfrontrude.However, it has been found that even using this method surface defects still occur and that the quality of the glass is consequently not satisfactory when applying a more stringent scale, which is necessary, for example, when the glass is intended for further processing as a car windshield .

Den foreliggende opfindelses formål er at opnå en yderligere forbedring af den fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.038.688 kendte fremgangsmåde til fremstilling af tyndt flydeglas, specielt med henblik på at opnå en endnu bedre overfladekvalitet.The object of the present invention is to further improve the process known for the manufacture of thin liquid glass known from German publication specification No. 2,038,688, in particular in order to obtain an even better surface quality.

Dette opnås ved de i den kendetegnende del af kravet angivne ejendommeligheder for fremgangsmåden ifølge opfindelsen.This is achieved by the peculiarities of the method according to the invention as set out in the characterizing part of the claim.

Det har vist sig, at der ved den pågældende kombination af foranstaltninger indtræder pn uventet og overraskende forbedring af flydeglassets kvalitet. Især kan der iagttages en tydelig forbedring af overfladekvaliteten på flydeglasbåndets overside.It has been found that with the combination of measures in question unexpected and surprising improvement of the quality of the float glass occurs. In particular, a clear improvement in the surface quality of the top surface of the float glass can be observed.

Det ser ud som om foranstaltningerne ifølge opfindelsen har en gunstig indflydelse på metalbadets termiske homogenitet. Faktisk er det kendt, at metalbadets termiske homogenisering spiller en ganske særlig rolle (tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.127.491) netbp ved fremstilling af tyndt flydeglas.The measures of the invention appear to have a favorable influence on the thermal homogeneity of the metal bath. In fact, it is known that the thermal homogenization of the metal bath plays a very special role (German Publication No. 2,127,491) netbp in the manufacture of thin float glass.

I metalbadet dannes nemlig, på den ene side på grund af temperaturgradienter i metalbadet og på den anden side på grund af glasbåndets bevægelse på metalbadet, en ikke uvæsentlig metalstrømning, som udøver en skadelig indflydelse på glasbåndets overflade. For at modvirke denne effekt er det allerede foreslået at fremkalde den termiske homogenisering ved intensiv omrøring af metalbadet.Namely, in the metal bath, on the one hand due to temperature gradients in the metal bath and on the other because of the movement of the glass band on the metal bath, a not insignificant metal flow exerts a detrimental effect on the surface of the glass band. To counteract this effect, it has already been proposed to induce the thermal homogenization by intensive stirring of the metal bath.

Opfindelsen går en ganske anden vej, hvorved en tvungen omrøring af metalbadet ikke er nødvendig, og hvorved opnås et endnu bedre resultat. Især frembringes ved de for opfindelsen ejendommelige foranstaltninger på optimal måde stabile temperatur- og strømningsforhold uden brug af periodiske forøgelser af temperaturen. I denne forbindelse har hvert enkelt fremgangsmådetrin i kombinationen 4 145570 ifølge opfindelsen en væsentlig betydning. Da metalbadets totale bredde, såvel i området for glaslagets frie udbredelse som i det egentlige formgivningsområde, er overdækket i så høj grad som overhovedet muligt, opnås to ting: For det første frembringes et særdeles bredt glasbånd, hvorved der, i sammenligning med et smallere eller stærkere indsnøret glasbånd, opnås en nedsættelse af glasbåndets aftrækshastighed ved samme ydelse og dermed formindskes de skadelige metalstrømninger i flydebadets længderetning. For det andet opnås en vis temperaturstabilitet i glasbåndets tværretning. Hvis man nemlig tager i betragtning, at metalbadet på styret måde må udtrække varme fra det herpå flydende glaslag, da vil det fremgå, at metalbadom-råderne under glas.båndet udviser en højere temperatur end metalbadets randområder. I jo højere grad metalbadet er overdækket af glaslaget, desto gunstigere er dette altså for en homogen temperaturfordeling i metalbadets tværretning, og desto mindre vil de forstyrrende strømninger være.The invention goes quite another way whereby a forced stirring of the metal bath is not necessary, and thus an even better result is obtained. In particular, the measures of the invention optimally produce stable temperature and flow conditions without the use of periodic increases in temperature. In this connection, each of the process steps in the combination 4 145570 of the invention has a significant significance. Since the total width of the metal bath, both in the area of free propagation of the glass layer and in the actual design area, is covered as much as possible, two things are achieved: firstly, a very wide glass band is produced, where stronger constricted glass ribbon, a reduction of the ribbon's pull-off velocity is achieved at the same performance, thereby reducing the detrimental metal flows in the longitudinal direction of the float bath. Second, some temperature stability is achieved in the transverse direction of the glass band. Indeed, if one considers that the metal bath must in a controlled manner extract heat from the floating glass layer, then it will be seen that the metal bath areas under the glass band exhibit a higher temperature than the peripheral areas of the metal bath. The more the metal bath is covered by the glass layer, the more favorable it is for a homogeneous temperature distribution in the transverse direction of the metal bath, and the less disturbing currents will be.

Den foranstaltning, at glasbåndet ikke må udsættes for en temperaturforøgelse i formgivningsområdet, indvirker ligeledes på samme måde. Netop en sådan temperaturforøgelse anvendes imidlertid i alle kendte tyndgiasfremgangsmåder, men det har vist sig, at en sådan ustadighed i temperaturprofilen i længderetningen endog er skadelig, når der kun er tale om en genopvarmning på 20 eller 30°C, som det er beskrevet i tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.038.688 i forbindelse med fremstilling af et 2,0 mm tykt flydeglasbånd i temperaturområdet mellem 840-870°C. Selv sådanne ringe temperaturforøgelser nødvendiggør nemlig en efterfølgende kraftigere temperaturformindskelse for at afkøle glasbåndet over den fastlagte længde af flydebadet til den på forhånd fastlagte værdi. Den derved frembragte temperaturgradient giver . imidlertid også anledning til uønskede og skadelige tinstrømninger.The measure that the glass band must not be subjected to a temperature increase in the design area also has the same effect. However, just such a temperature increase is used in all known thin-gias methods, but it has been found that such longitudinal temperature profile instability is even detrimental in the case of only a reheat of 20 or 30 ° C, as described in German Publication No. 2,038,688 in connection with the manufacture of a 2.0 mm thick float glass band in the temperature range between 840-870 ° C. Namely, even such slight increases in temperature necessitate a subsequent more substantial reduction in temperature to cool the glass band over the predetermined length of the float bath to the predetermined value. The resulting temperature gradient gives. however, it also causes unwanted and harmful tinctures.

Fra strækglasfremstillingsteknikken er det i øvrigt kendt, at selv de mindste uregelmæssigheder i mediet, som omgiver et glasbånd, kan have en uheldig indvirkning på overfladeplanheden inden for de temperaturområder, hvori der dannes et glasbånd med en overfladekvalitet som ved flammepolering. Følgelig forekommer det helt forklarligt, at selv mindre ændringer i fremgangsmådeforløbet kan føre til yderst effektive og i praksis betydelige forbedringer i forbindelse med sådanne følsomme processer.Moreover, from the stretch glass manufacturing technique, it is known that even the smallest irregularities in the medium surrounding a glass band can have an adverse effect on the surface plane within the temperature ranges in which a glass band with a surface quality is formed as in flame polishing. Accordingly, it seems perfectly clear that even minor changes in the process progress can lead to highly effective and in practice significant improvements in such sensitive processes.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal i det følgende forklares ud fra en foretrukket udførelsesform og under henvisning til tegningen, hvor 145570 s fig. 1 er et vandret snit gennem et flydeglasanlæg, og fig. 2 viskositetsprofilen ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.The method according to the invention will be explained in the following from a preferred embodiment and with reference to the drawing, in which FIG. 1 is a horizontal section through a float glass system; and FIG. 2 shows the viscosity profile of the method according to the invention.

Flydebadbeholderen, som indeholder smeltet tin 1, har sidevægge 2, 2' og to endevægge 3,4. Oven over endevæggen 3 findes en udløbstud 5, fra hvilken flydende glas 6 udhældes i et frit fald på tinbadet 1, hvorunder den udflydende mængde reguleres ved hjælp af en højdeindstillelig skyder 7. Bag ved endevæggen 4 ved den anden ende af flydebadet findes drevne transportvalser 8, ved hjælp af hvilke glasbåndet trækkes hen over tinbadet med den ønskede hastighed. Inden i tinbadet og/eller oven over tinbadet findes midler indrettet til at tildele glasbåndet den ønskede temperaturprofil og dermed den hertil svarende viskositetsprofil i længderetningen.The floating bath container containing molten tin 1 has side walls 2, 2 'and two end walls 3,4. Above the end wall 3 there is an outlet spout 5, from which floating glass 6 is poured in a free fall on the tin bath 1, under which the flow rate is controlled by a height adjustable slider 7. Behind the end wall 4 at the other end of the floating bath are driven transport rollers 8 , by means of which the glass band is pulled over the tin bath at the desired speed. Within the tin bath and / or above the tin bath, means are provided for assigning the desired glass profile to the desired temperature profile and thus the corresponding longitudinal viscosity profile.

Ved fremstilling af et glasbånd med en tykkelse på 2,2 mm gås frem på følgende måde: Først drages omsorg for, at det smeltede glas udbreder sig frit til siden uden nogen form for mekanisk indgreb i det med I betegnede afsnit af flydebadet, dvs. i området med lav viskositet til en viskosi-5 25 tet på ca. 10 ’ poise. Det er vigtigt, at der i dette område indstiller sig en god homogenisering og stabilisering af temperaturen, og at det smeltede glas har tid til at antage en så fuldkommen ligevægtstilstand som muligt. Herunder må glaslaget brede sig ud til siden i en sådan grad, at glaslagets kanter nærmer sig floatbadets sidevægge 2, 2' i så vid udstrækning som muligt og kun under opretholdelse af en sikkerhedsafstand på ca. 10-15 cm.In the manufacture of a glass strip with a thickness of 2.2 mm, proceed as follows: First, care is taken that the molten glass propagates freely to the side without any mechanical intervention in the section of the float bath referred to in I. in the low viscosity range to a viscosity of approx. 10 'poise. It is important that a good homogenization and stabilization of the temperature is set in this area and that the molten glass has time to assume as perfect equilibrium state as possible. Below this, the glass layer must extend to the side to such an extent that the glass layer's edges approach the side walls 2, 2 'of the float bath as far as possible and only while maintaining a safety distance of approx. 10-15 cm.

Det i flydebadets længderetning efter afsnittet I følgende afsnit II udmærker sig ved, at der i dette område, ud over de i glasbåndet herskende trækkræfter, fra glasoversiden udøves kræfter på glasbåndet i dettes tværretning. Derved hindres glasbåndet i at blive indsnøret mere end til en vis givet grænse.Samtidig føres kanterne af glasbåndet langs hele længden af dette område II i den mindst mulige afstand fra sidevæggene 2, 2’. De nødvendige kræfter til føringen af glasbåndet ved dettes kanter udøves ved hjælp af drevne og ovenfra på glasbåndet virkende ruller 10-15 og 10'-15'. Området II bestemmes på den ene side af en viskositet på ca. 10 ’ poise og på den anden side af en viskositet på ca. 106 poise. I dette område II skal glasbåndets kanter fjerne sig så lidt som muligt fra sidevæggene 2, 2'.The longitudinal direction of the float bath after section I of the following section II is characterized by the fact that in this area, in addition to the tensile forces prevailing in the glass band, forces are exerted on the glass band in its transverse direction from the glass surface. This prevents the glass ribbon from being constricted more than to a certain boundary. At the same time, the edges of the glass ribbon are guided along the entire length of this area II at the least possible distance from the sidewalls 2, 2 '. The necessary forces for guiding the glass band at its edges are exerted by means of driven rollers 10-15 and 10'-15 'acting on the glass band. Area II is determined on the one hand by a viscosity of approx. 10 'poise and on the other hand a viscosity of approx. 106 poise. In this area II, the edges of the glass strip should be removed as little as possible from the side walls 2, 2 '.

Efter området II kan glasbåndet nu udsættes for en kraftigere ind- 6 UB570 snøring, uden at denne formindskelse af bredden i viskositetsområdet over 106 poise fører til skadelige påvirkninger af glasoverfladen.Den videre strækning af glasbåndet foregår i viskositetsområdet indtil ca.Following the area II, the glass band can now be subjected to a stronger insertion without this reduction of the width in the viscosity range above 106 poise leading to detrimental effects on the glass surface. The further stretching of the glass band takes place in the viscosity range until approx.

7 ς - 10 ’ poise, således at glasbåndets hastighed stiger yderligere i dette område.7 ς - 10 ′ poise so that the velocity of the glass band increases further in this range.

Som det fremgår af den i fig. 2 viste viskositetsprofil må der drages omsorg for, at der i det kritiske formgivningsområde mellem 10^ og 10°’ poise ikke optræder en viskositetsformindskelse i glasbåndet, henholdsvis en hertil svarende temperaturforøgelse i tinbadet. Jo mere jævnt viskositetsstigningen sker i dette område, desto bedre indstil” ler den ønskede ligevægtstilstand sig, og desto bedre bliver glasbåndets optiske kvalitet.As shown in the FIG. 2, care must be taken to ensure that in the critical shaping range between 10 ° and 10 ° poise no viscosity decrease in the glass band or corresponding temperature increase in the tin bath, respectively. The more evenly the viscosity increase occurs in this region, the better the desired equilibrium state is adjusted, and the better the optical quality of the glass band becomes.

I forbindelse med opfindelsen er det hensigtsmæssigt, 525 675 at der i det egentlige formgivningsområde mellem 103’ og 10° ’ poise på hver side benyttes i det mindste seks over formgivningsområdets totale længde, jævnte fordelte og ovenfra på glasbåndet virkende ruller, som sørger for, at glasbåndets kanter i dette område føres i ringe afstand fra flydebadets sidevægge.In connection with the invention, it is convenient to use in the actual shaping range between 103 'and 10 °' poise on each side at least six over the total length of the shaping area, evenly spaced and from the glass band acting from above, providing that the edges of the glass band in this area are led at a short distance from the sidewalls of the float bath.

Desuden er det hensigtsmæssigt, at glasbåndets kanter overvåges løbende i formgivningsområdet på de steder, hvor de enkelte ruller angriber, og kanternes beliggenhed kan korrigeres efter behov ved hjælp af rullerne. I denne forbindelse er det særlig hensigtsmæssigt, hvis korrektionen af de enkelte ruller foretages ved fjernstyring af rullerne.In addition, it is desirable that the edges of the glass strip are continuously monitored in the design area at the locations where the individual rollers attack and the location of the edges can be corrected as required by the rollers. In this connection, it is particularly appropriate if the correction of the individual rollers is made by remote control of the rollers.

I forbindelse med opfindelsen er det endvidere hensigtsmæssigt, at badafsnittet, hvori glaslaget udbreder sig frit, udstrækkes så langt som muligt i flydebadets længderetning for også på denne måde at frembringe et glaslag, som allerede i dette stadium udviser en så vidtgående ligevægtstilstand som muligt og en så fuldkommen overfladekvalitet som muligt.In addition, in connection with the invention, it is desirable that the bath section, in which the glass layer propagates freely, be extended as far as possible in the longitudinal direction of the bath to produce a glass layer which at this stage already exhibits as far as possible equilibrium state and a as perfect surface quality as possible.