DE1028749B - Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung des Blasengehalts des zum Ziehen bestimmten fluessigen Glases - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung des Blasengehalts des zum Ziehen bestimmten flüssigen Glases durch seine thermische Behandlung zwischen der Läuterzone und der Ziehwanne sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Ursache der Entstehung dieser Blasen, die häufig in größeren störenden Mengen auftreten, ist noch nicht völlig geklärt, man kann jedoch annehmen, daß sich Blasen an der Grenzschicht zwischen Glas und feuerfestem Material bilden können und von hier aus in die Glasschmelze gelangen. Wenn es in vielen Fällen auch schwierig ist, die Frage nach der Art und Weise der Entstehung dieser Blasen zu beantworten, so weiß man aber von Beobachtungen an korrodierten Ofensteinen, Schwimmern usw. nach der Stillegung eines Ofens, daß diese vielfach als Ausgangspunkt von Blasen angesehen werden müssen. Man kann verschiedene Ursachen annehmen. Die Blasen können aus dem Porenraum des feuerfesten Materials durch chemische Reaktionen zwischen Schmelze und feuerfestem Material, durch Einschlüsse im feuerfesten Material, in welches sie mit den Rohstoffen gelangen, oder auch durch allmähliches Verbrennen von Kohlenstoff, der sich bei reduzierendem Brand im feuerfesten Material ablagern kann, entstehen.

Solche Blasen können außerordentlich störend wirken, weil sie wegen der Zähigkeit des Glases meist nicht an die Oberfläche aufsteigen, sondern in der Tiefe der Glasströmung verbleiben und mit in die gezogene Glastafel eingehen.

Man hat bereits versucht, das Auftreten von Gasblasen dadurch zu vermeiden, daß man das flüssige Glas aus mehreren Vorratsbehältern über schräge Kanäle in die Ziehzone einleitete, wobei die einströmende Glasmenge jeweils der gerade zum Ziehen erforderlichen Glasmenge entsprach. Bei diesem bekannten Verfahren lag die Temperatur des Glases in den Vorratsbehältern bereits so tief, daß praktisch keine Blasen mehr auftraten. Dieses Verfahren ist jedoch umständlich, da es die Anordnung zusätzlicher Vorratsbehälter erfordert.

Gemäß der Erfindung wird der Blasengehalt des zum Ziehen bestimmten flüssigen Glases zwischen der Läuterungszone und der Ziehwanne dadurch vermindert, daß man das aus der Schmelzwanne austretende Glas in dünnem Strom durch einen geneigten Kanal fließen läßt und das geläuterte Glas in diesem Kanal hintereinander einer stufenweisen energischen und regelbaren Abkühlung durch Strahlung und Konvektion aussetzt. Durch die Neigung des Kanals entsteht in der Ziehwanne ein gewisser Druck, durch den die zum Ziehen aufzuwendende Energie verringert wird, und das durch diesen Kanal fließende Glas erhält eine

Verfahren und Vorrichtung

zur Verminderung des Blasengehalts

des zum Ziehen bestimmten

flüssigen Glases

Anmelder:

Compagnies Reunies des Glaces

et Verres speciaux du Nord de la France,

Paris

Vertreter: Dr. F. Zumstein, Patentanwalt,
München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 27. August 1954

Dr. Bernard Long, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

größere Geschwindigkeit, die die thermische Behandlung erleichtert. Die Glasströmung kann in einem solchen geneigten Kanal besonders leicht durch einfache Reguliereinrichtungen, wie Schieber od. dgl., beeinflußt werden, so daß die in die Ziehwanne einströmende Glasmenge genau auf die beim Ziehvorgang entnommene Glasmenge abgestimmt werden kann.

Das Glas durchfließt diesen Kanal in dünnem Strom, so daß sich die Strahlungsabkühlung in voller Tiefe dieses Glasstromes auswirken kann. Der dünne Glasstrom bietet auch noch den großen Vorteil, daß hier keine durch Wärme bedingten Nebenströmungen senkrecht zur Strömungsrichtung auftreten, durch die eine unerwünschte Schichtenbildung im Glas hervorgerufen werden kann. Außerdem ermöglicht ein dünner Strom leichter eine gleichmäßige Einwirkung von Kühlvorrichtungen. Bei den bisher bekannten Vorrichtungen wurden meist verhältnismäßig tiefe Behälter verwendet, in denen mehr Glas an die Ziehwanne herangeführt wurde, als zum Ziehen erforderlich war. Ein Teil des Glases wanderte daher wieder zurück in die Läuterungszone und mußte nochmals erwärmt .werden, was einen erhöhten Energiebedarf zur Folge hatte.

Die Abkühlung wird gemäß der Erfindung stufenweise energisch und regelbar vorgenommen, wobei

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diese Abkühlung sowohl durch eine Strahlungskühlung als auch durch eine Konvektionskühlung erfolgt.

Die stufenweise Abkühlung erfolgt dabei so, daß zunächst eine Strahlungskühlung vorgenommen wird, die vor allem auf die von der Oberfläche entfernteren Glasschichten einwirkt, die mit den Kanalwänden bzw. mit dem Kanalboden in Berührung stehen. Dadurch wird erreicht, daß diejenigen Glasschichten,

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Mitte des Kanals;

Fig. 6 ist eine Detailansicht des Schiebers 23 und des Rohres 29;

Fig. 7 ist ein Schnitt durch den Schieber 23 und das Rohr 29;

Fig. 8 ist eine Ansicht der Strahlungskühleinrichtung, und

Fig. 9 ist ein Schnitt durch diese Strahlungskühldie Anlaß zur Blasenbildung geben, am ehesten ab- io einrichtung; gekühlt werden. Als zweite Stufe erfolgt eine Ab- Fig. 10 ist ein Querschnitt durch ein Aggregat, das

kühlung durch Konvektion, durch die dann ein Tem- aus einem Gebläse oder einem Ansaugrohr und einem peraturausgleich über die ganze Dicke des Glas- Kühlwasserrohr besteht;

stromes hin geschaffen wird. Man hat also durch das Fig. 11 ist ein Querschnitt durch ein Aggregat, das

erfindungsgemäße Kühlverfahren die Möglichkeit, 15 aus zwei Gebläserohren und einem Kühlwasserrohr nicht nur die Temperatur an der Oberfläche des besteht;

Glases zu beeinflussen, sondern man kann auch in der Fig. 12 zeigt eine Draufsicht auf eine Läuterungs-

ganzen Tiefe des Glasstromes einen zweckmäßigen wanne, an die drei Ziehbehälter angeschlossen sind. Temperaturgradienten einstellen. An der Wand 1 der Läuterwanne 2 ist eine

Die Intensität der Kühlung hängt natürlich nicht 20 Schwelle, über die das Glas 5 abfließt, dessen Menge nur von der Wirkungsweise der Kühleinrichtungen durch den, Schieber 8 reguliert wird, der neben dem ab, sondern sie hängt auch von der Geschwindigkeit Mauerwerk des Oberbaues 3 angeordnet ist. Der der Glasströmung in dem geneigten Kanal ab. Diese Glasstrom fließt durch einen geneigten Kanal, dei Geschwindigkeit kann durch entsprechende Bemessung durch den Boden 6 und die Seitenwände 7 gebildet der Neigung oder durch Einbau zusätzlicher Regu- 25 wird, und tritt in die Ziehwanne 4 ein und bildet dap lierungsmöglichkeiten, wie Schieber od. dgl., ein- Bad 10, von dessen freier Oberfläche das Blatt 11 gereguliert werden. zogen wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Unmittelbar nach dem Schieber 8 wird der Glasbesteht aus einem kurzen geneigten Kanal, über strom durch Strahlung von der Wasserkühlvorrichdessen erstem Teil Strahlungskühler und über dessen 30 tung 12 abgekühlt. Diese Kühlvorrichtung erstreckt zweitem Teil Konvektionskühler vorgesehen sind. sich über die ganze Breite des Kanals und reicht weit Damit die durch die Strahlungskühler bewirkte Küh- genug über die Glasströmung, um die Temperatur des lung voll zur Geltung kommt, hat der erste Teil des Glases, das in Berührung mit dem Boden steht, so, Kanals einen dünnen Kanalboden, während der Boden weit absinken zu lassen, daß sie nur wenig über derim zweiten Teil des Kanals eine verhältnismäßig 35 jenigen der untersten in die Ziehvorrichtung eingroße Dicke aufweist. tretenden Glasschichten liegt.

Besonders zweckmäßig ist es, am Auffangstück des Die Stärke des Kanalbodens 6 ist in dem Bereich

Kanals eine Verkleidung aus porenfreiem Material, der Strahlungskühlung verhältnismäßig gering, damit z. B. aus einer Platinfolie, vorzusehen, damit das Glas verhältnismäßig viel Wärme durch diesen Boden an dieser Stelle, an der es noch eine verhältnismäßig 40 strömen kann, um die Abkühlung der inneren Glashohe Temperatur hat, keinen Anlaß zur Blasenbil- schichten zu erleichtern, dung gibt. Die Strahlungskühler, die im ersten Teil
des Kanals vorgesehen sind, bestehen zweckmäßigerweise aus Wasserkühlern, deren Abstand von der
Glasoberfläche regelbar ist. Im zweiten Teil des 45
Kanals sieht man vorzugsweise eine oder mehrere
Blase- oder Absaugevorrichtungen vor, wobei die
Absaugerohre vorzugsweise in Berührung mit der
Glasoberfläche stehen. Durch diese Blase- und Absaugevorrichtungen werden die Gasströmungen über 50
der Oberfläche des Glasstromes beeinflußt. Beim
Fehlen solcher Vorrichtungen würden sich nämlich
durch die Strahlungskühler kalte Luftschichten ausbilden, die dann in unregelmäßigen Strömungen längs

des geneigten Kanals absinken wurden, und eine un- 55 zug bestreichen zu lassen. Diese Luftströmung, die gleichmäßige Kühlung der Oberfläche hervorrufen schwach sein muß, damit sie nur eine geringe kon-

Dieser erste Teil des Bodens wird durch eine Metallarmatur 13 gestützt, die mit dem Pfeiler 14 verbunden ist.

Man reguliert die Kühlwirkung des Kühlers 12, indem man den Kühler um die horizontale Achse dreht, die von dem Rohr 16 gebildet wird, welches das durch das Rohr 15 eintretende Wasser absaugt.

Das Rohr 16 ruht auf den beiden Gabeln 17.

Um die Temperaturungleichmäßigkeiten zu vermeiden, die auf der Glasoberfläche durch die von dem Wasserbehälter 12 abgekühlte Luft entstehen, ist es erforderlich, die ganze Oberfläche des Glasstromes unter dem Kühler 12 von einem gleichmäßigen Luft

könnten.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in der

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Glaszieheinrichtung von der Läuterungswanne bis zur Ziehwanne darstellt;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Anfangsteil des Kanals;

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch das Auffangstück des Kanals;

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch das Auffangstück, das hier in größerem Abstand unter der Oberfläche des Glases in der Läuterungswanne angeordnet ist;

vektive Wirkung entwickelt, kommt aus dem Gebläse 19 und wird durch das Ansaugrohr 20 abgesaugt.

Diese beiden Rohre bestehen aus rostfreiem Stahl; sie sind an der Seite mit mehreren Reihen von Löchern versehen, um eine gleichmäßige Luftzufuhr und Luftabsaugung aus geringer Entfernung von den Rohren zu gewährleisten.

Das Rohr 19 ruht in zwei einander gegenüberliegenden Kerben, die in den Seitenwänden 7 des Kanals angebracht sind.

Das Rohr 20 ruht in gleicher Weise in Kerben, die in den Teilen 9 angebracht sind und die Breite des Glasstromes begrenzen.

Nach der Strahlungskühlung wird der Glasstrom gleichfalls regulierbar durch Konvektion abgekühlt, damit er die zum Eintritt in die Ziehanlage erforderliche Oberflächentemperatur erhält.

Diese Abkühlung durch Konvektion findet innerhalb des Abschnittes 21 statt, der unten durch den Kanal, oben durch die Wölbung 22, am Eingang durch die Tür 23 und am Ausgang durch den feuerfesten Teil 24 begrenzt ist.

Die Dicke des Kanalbodens ist unter dem Abschnitt io ruhen (s. Fig. 1 und 3).

Durch diesen Schieber wird das Niveau des flüssigen Glases in der Zieheinrichtung für einen bestimmten thermischen Zweck konstant gehalten.

Der untere Teil des Schiebers 8, der den Glasstrom berührt, ist etwas breiter als der Eingang des Kanals.

Auf der Schwelle zum Abflußkanal wird der Glasstrom seitlich von den beiden feuerfesten Teilen 9 eingefaßt, der jeder einen Einschnitt aufweisen, in dem die beiden äußersten Enden des Ansaugrohres 20

21 verhältnismäßig groß, damit sich die inneren Schichten des Glaszuflusses nur schwach abkühlen, wenn die Oberflächentemperatur reguliert wird.

Dieser zweite Teil des Kanalbodens wird von den Pfeilern 25 und 26 getragen.

Das Bestreichen der Oberfläche des Glasstromes mit Luft erfolgt zwischen einem der beiden Zwillings-Gebläserohre 27 (dem linken) und dem Absaugrohr 28, das im Innern des Quarzrohres 29 ist, das unter der Tür 23 angebracht ist.

Da die Tür 23 durch das Gegengewicht 30 im Gleichgewicht gehalten wird, liegt das Quarzrohr 29 mit sehr geringem Druck auf der ganzen Breite der Oberfläche des Glasflusses und ergibt auf diese Weise an der Unterseite der Tür 23 eine vollkommene Abdichtung. Dieses Rohr 29 ist in demjenigen Teil, der nicht in Berührung mit dem Glas steht, mit Löchern versehen. Die aus dem Rohr 27 geblasene Luft streicht über die Glasoberfläche, ehe sie vom Rohr 28 abgesaugt wird, das auf seiner ganzen äußeren, Oberfläche Löcher aufweist.

Die Abkühlung durch. Konvektion wird durch die Geschwindigkeit geregelt, mit der der Luftstrom aus dem Rohr 27 austritt.

Der Glasstrom erleidet beim Durchfließen der Kammer 21 einen gewissen Wärmeverlust infolge der Abstrahlung auf die Oberkonstruktion, besonders auf das Gewölbe 22. Dieser Wärmeverlust beeinflußt die mit dem dicken Boden 6 in Berührung stehende Glasschicht nur wenig. Dieser Umstand wurde bei der Regulierung der ersten Abkühlung durch Strahlung berücksichtigt. Am Ende des Kanals tritt der Glasstrom in den Behälter 4 ein und bildet das Ziehbad 10.

In Fig. 3 ist die Schwelle des Abflußkanals mit einer Platinfolie 36 bedeckt, die ebenfalls das Glas vor der Berührung mit den beiden feuerfesten Teilen 9 schützt. Die Platinfolie bedeckt auch die Fuge zwisehen dem Boden des Abflußkanals und der Wand 1 der Läuterungszone.

Gemäß Fig. 4 liegt die freie Oberfläche 47 der Glasmasse 2 über dem oberen Teil der öffnung, durch die das geschmolzene Glas abläuft, dessen Menge durch ao den Schieber 8 reguliert wird. Dadurch erhält man eine höhere Anfangsgeschwindigkeit der Glasströmung.

Fig. 5 zeigt den Verschluß der Konvektionskühlkammer21 von der Seite des Glaszuflusses her. Das Quarzrohr, das den unteren Teil der Tür 23 bildet, hat leichte Berührung mit der Oberfläche des Glasstromes, so· daß er praktisch nicht gebremst wird. Das Rohr 28 hängt zwischen zwei Einschnitten der Seitenwände 7.

Die Wölbung 22 stützt sich auf die beiden Tragbalken 37, die durch die Winkeleisen 38 gestützt sind. Die Rinnen zwischen dem Gewölbe und den Mauern 7 werden an jeder Seite durch zwei Steine 39 zwecks Abstandhaltung markiert.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die Art und Weise, in der das Quarzglasrohr 29 am unteren Teil der Tür 23 befestigt ist. Jedes der Befestigungseisen 40 zum Zusammenbau ist einerseits an dem feuerfesten Material der Tür 23 vermittels zweier Stifte 41 und andererseits an dem Rohr 29 vermittels eines Stiftes 41 befestigt. Das Rohr ist an demjenigen Teil seiner äußeren Oberfläche mit Löchern 42 versehen, der über dem Glas an der Innenseite der Ummauerung 21 liegt. Das Ansaugrohr 28, das sich im Innern vom Rohr 29

Da die thermischen Bedingungen des Glasstromes 45 befindet, besteht aus rostfreiem Stahl und enthält auf beim Eintritt vollkommen reguliert werden, kann man der gesamten äußeren Oberfläche die Löcher 43. leicht sehr gute Bedingungen für den Ziehvorgang erreichen, indem man die in. Fig. 1 nicht gezeigten,
üblichen Abkühlvorrichtungen der Wurzel des Glasblattes wirken läßt, während man gleichzeitig die 50 diese Weise als Schwenkachse dient. Die AufTemperatur der äußeren Oberfläche der Ziehkammer hängungsdrähte des Kühlers sind in den Ringen 18 in geeigneter Höhe hält. Dies kann mit Hilfe einer
elektrischen Heizung durch Heizkörper 30 erfolgen,
die im Innern des Troges 31 verteilt sind, auf dem die
Ziehkammer über Steinquadern 32 aufliegt. 55

Der Zwischenraum zwischen der Ziehwanne 4 und dem Trog 31 ist durch die Steine 33 geschlossen. Der Trog 31 wird von den Pfeilern 26 und 34 getragen.

Es ist zweckmäßig, den Kanal so mit der Läuterwanne zu verbinden, daß eine möglichst blasenarme Glasschicht in den Kanal einströmt. Eine solche Schicht findet sich häufig in gewisser Entfernung unter der Glasoberfläche.

Der Regelschieber der Zuführung 8, der aus feuerfestem Material besteht, das gegen eine Erosion durch 65 die die Endzone der Läuterung begrenzt. Die mittlere das Glas sehr beständig ist, enthält in. seinem oberen Ausflußleitung kann gewünschtenfalls weiter sein als Teil eingefügt einen fest angebrachten eisernen Be- die beiden anderen.

schlag, auf dem die beiden Metallstangen fest- Obwohl die drei Zieheinrichtungen wesentlich vergeschweißt sind, durch die der Schieber in vertikaler schiedene Stellungen in bezug auf den Ofen haben, so Richtung bewegt werden kann. 70 haben sie doch wegen der Regulierungsmöglichkeiten

In den Fig. 8 und 9 tritt das Wasser durch das Rohr 15 in die Kühlanlage 12; es tritt durch das Rohr 16 aus, das auf den beiden Gabeln, 17 ruht und auf

befestigt, die auf Rohr 15 angeschweißt sind.

Fig. 10 zeigt die Anordnung der drei Rohre 19, 20 und 35. Sie bestehen aus rostfreiem Stahl und sind an der Seite, an der die Gebläseluft austritt bzw. die angesaugte Luft eintritt, mit den Löchern 44 versehen. Über jedem dieser Rohre ist ein Wasserumlaufrohr angebracht, das mit dem Rohr an verschiedenen Stellen zusammengeschweißt ist.

Fig. 11 zeigt die Rohrverbindung 27 der beiden Gebläserohre mit einem Rohr für Wasserumlauf. Die Luft tritt aus den Löchern 45 und 46 aus.

In Fig. 12 gehen drei Ausfluß leitungen, von denen jede einen Ziehbehälter speist, von der Mauer 1 aus,

der thermischen Behandlung des Glases die gleichen Ziehmöglichkeiten.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verminderung des Blasengehaltes des zum Ziehen bestimmten flüssigen Glases durch seine thermische Behandlung zwischen der Läuterzone und der Ziehwanne, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Schmelzwanne austretende, durch einen geneigten Kanal in dünnem Strom fließende, geläuterte Glas in diesem hintereinander einer stufenweisen energischen und regelbaren Abkühlung durch Strahlung und Konvektion ausgesetzt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen geneigten Kanal geringer Länge, der in seinem ersten Teil mit Strahlungskühlern und in seinem zweiten Teil mit Konvektionskühlern ausgestattet ist, wobei die Dicke des Kanalbodens (6) im ersten Teil verhältnismäßig gering ist, um eine starke Wärmeableitung durch den Kanalboden (6) zu ermöglichen, und in seinem zweiten Teil (21)

verhältnismäßig groß ist, um die Wärmeverluste in diesem Teil gering zu halten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine an der inneren Oberfläche des Auffangstückes des Kanals (6) angebrachte porenfreie und durch Glas nicht angreifbare, z. B. aus einer Platinfolie (36) bestehende Verkleidung.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Teil des Kanals ein in bezug auf die Glasoberfläche einstellbarer Wasserkühler (12) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Temperatur der Oberfläche und Tiefe des Glasstromes im zweiten Teil des Kanals (21) im Abstand voneinander eine oder mehrere Blase- (27) und Absaugvorrichtungen, (28) angeordnet sind und das Absaugrohr mit der Oberfläche des Glasstromes in Berührung steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 910 827;
Springer, »Lehrbuch der Glastechnik«, 1949.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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