Verfahren zum Ziehen von Tafelglas oder Fensterglas und Glasofen zum Durchführen dieses Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Tafel- oder Fensterglas mittels eines Glasofen=s und bezweckt insbesondere die Schaffung eines ver besserten Verfahrens und eine Vorrichtung zum Er zeugen eines solchen Glases m=it mindmaler Oberflä chenverzerrung.
Wie allgemein bekannt ist, wird handelsübliches Tafel- oder Fe=nsterglas hergestellt, indem eine kon tinuierliche Bahn oder ein Band aus einer geschmolze nen Glasmasse direkt in die endgültige Form gezogen, wird und keine nachfolgende Behandlung zum Ertei len von Durchsichtigkeit erfordert. Einer der bei die sem kontinuierlichen Verfahren vorhandenen Nach teile ist jedoch das Auftreten. von Temperaturschwan kungen über die Breite des geschmolzenen Glases in der Kühlkammer des Glasschmelzofens.
Normaler weise besitzt das im geschmolzenen Zustand vorhan dene Glas. die Tendenz, sich rascher in den den Sei tenwänden der Kühlkammer benachbarten Teilen der selben abzukühlen als das dazwischen befindliche, ge- schmolzene Glas. Diese sich von Rand zu Rand er streckende Kühlverteilung sollte zum Erzielen bester Resultate möglichst gleichmässig während des ganzen Formungsvorganges aufrechterhalten werden.
Es wird angenommen, dass Verformungen oder Defekte im Tafel- oder Fensterglas durch ungleich mässige u=nd ungeregelte Zustände innerhalb des Glas ofens hervorgerufen werden. Insbesondere wird an genommen,, dass solche Defekte bis zu einem gewissen Grad die Folge eines Mangels an genügend gleich mässigen Temperaturzuständen von Seite zu Seite des Stromes geschmolzenen Glases sind, wenn sich letzt- genannter Strom zur und in die Zone der Tafelbildung bewegt.
Diese ungleichförmigen Zustände werden, wie man ferner glaubt, durch ungünstige Luftströmungen, das heisst durch längs und rings um das neu gebil=dete Glas aufbrctende Turbulenz, verursacht, welche zu un- g@eichmässigen Temperaturzuständen :führt, d=ie als hauptsächliche Ursache für das Auftreten von Ober flächendeformationen im. Glas angesehen werden.
Der Hauptzweck dieser Erfindung besteht daher in der überwindung oder mindestens Verringerung der Deformationsprobleme durch passende Kontrolle der atmosphärischen und temperaturmässigen Bedin- gungeninnerhalb der Kühl- und Ziehbereiche des Glasofens.
Ferner bezweckt die Erfindung die Gleichmässig keit der Temperatur in und in der Nähe der Zieh bereiche der Tafel- oder Fensterglasöfen allgemein zu verbessern: und abwechselnd verlaufende heisse und kalte Schliieren oder Luftblasen, Linien, Flecken usw. im geschmo=lzenen Gas zu entfernen.
Einen weiteren. Zweck der Erfindung bildet die Herstellung eines ruhigen, atmosphärischen Zustan des in dem Raume über dem geschmolzenen Glas in der Kühlkammer, um die Turbulenz zu verringern, welche .eine Oberflächendeformation in der aus ge- schmolzener Glasmasse gezogenen, kontin=uierlichen Glasbahn oder Glasband verursacht, und die Rege lung der Temperaturverteilung quer über die Kühl kammer.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren zum Zie hen vorn Tafeliglas. oder Fensterglas, bei welchem der Glasstrom durch eine Kühlkammer in die Ziehkam mer fliesst, sollen die erwähnten Zwecke dadurch er reicht werden, dass über dem geschmolzenen Glas in der Kühlkammer ein geschlossener Luftraum gebildet wird und die durch Strahlung von der Glasoberfläche abgegebene Wärme durch diesen Luftraum und die darüber befindliche Kammerdecke hindurch abgeleitet wird, um die LuftwirbelbiTdung im Luftraum zu ver ringern.
Die beiliegende Zeichnung betrifft zwei beispiels weise Ausführungsformen des Ofens gemäss der Er- findung. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt eines Teiles eines Fen ster- oder Tafelglasofens, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Kühlkammer mit einer neuartigen, verbesserten Decke -und Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Kühlkammer gemäss Fig. 2, mit einer abgeänderten Decke.
Das neuartige Verfahren eignet sich besonders zurAnwendung bei Tafelglasmaschinen vom sogenann- ten Colburn-Typ und wird daher in Verbindung mit einer solchen Maschine allgemein beschrieben, ist jedoch nicht auf eine solche Anwendung beschränkt.
Fig. 1 zeigt das Ende eines kontinuierlichen Glas ofens, das in seiner Gesamtheit mit 9 bezeichnet ist. Die im Schmelztank des Ofens geschmolzene Glasmasse fliesst durch eine Raffinierkammer (nicht dargestellt), innerhalb welcher sie passend temperiert wird.
Von der Raffinierkammer fliesst das geschmol zene Glas unter einer Endwand 10 hindurch in die Kühlkammer<B>11</B> und gelangt von da zu einer Zieh kammer 12, aus welcher eine Bahn oder ein Band 16 aus Glas kontinuierlich von der Oberfläche der Glas schmelze aufwärtsgezogen wird und in einem halb plastischen Zustand, aber doch annähernd :in end gültiger Scheibenform, über eine Umlenkrolle 17 in die horizontale Eb; ne abgebogen wird und dann über sogenannte Leerlaufrolllen oder Zwischenrollen 18 zu einem Abkühlofen gelangt.
Bei den üblichen Fensterglasöfen vom Colbu:rn- Typ ist die Ziehkammer 12 auf Stützen 14 innemhalb einer Kammer 15 abgestützt und wird durch Gas- flammen von nicht dargestellten, üblichen Brennern erhitzt.
Nach Fig. 1 liegt die Decke 19, welche die Kühl kammer bedeckt, wie üblich in einem beträchtlichen Abstand über der Oberfläche des geschmolzenen Glases.
Die Decke 19 ist aus einem gering reflektierenden, hochleitenden Material, z. B. Siliziumkarbid, gebil det. Die beim beschriebenen Verfahren vorgesehene Verwendung einer Decke aus gering reflektierendem, hochlleitendem Material verringert die Turbulenz, falls letztere nicht gänzlich beseitigt wird, in, dem Raum 11 über dem geschmolzenen Glas in der Kühlkammer.
Dies trifft grösstenteils zu, weil die geringe Rückstrah lung und hohe Leitfähigkeit der Decke 19 die Not wendigkeit behebt, Wasserkühler zu verwenden:, um die Temperatur des Glases, innerhalb der Kühlkam mer zu senken. Diese Beseitigung der Wasserkühner ist besonders erwünscht, da solche Kühler durch die Seitenwände der Kammer 11 eingeführt werden müssten, was Durchsickern von Luft und Feuchtigkeit in die Kühlkammer zur Folge hätte und dadurch auch wieder die oben beschriebene turbulente Luft bewegung erzeugen würde.
Eine abgeänderte Form der Decke ist in Fig.2 gezeigt, wo eine Kappe 20 eine gewölbte Form auf weist und über der Oberfläche 24 des geschmolzenen Glases 25 in der Kühlkammer angeordnet ist. Die Decke 20 ist durch die Abstützblöcke 21 mit den Seitenwänden 22 der Kühlkammer verbunden, welche Wände ihrerseits durch die Bodenwand 23 mitein ander in Verbindung stehen.
Gemäss Fiat 2 beträgt der Abstand zwischen Decke und Glas längs der Mittellinie des geschmolze nen Glasstromes ungefähr 0,3 m. Dadurch verringert sich das Volumen des Luftraumes unterhalb der Decke beträchtlich und ergibt eine Schicht stagnieren der Luft, wodurch Luftwirbelungen und Wärmever luste durch Konvektion beseitigt werden und sich eine Kühlluna des Glasstromes durch Wärmeabstrahlung erzielen lässt.
Es ist jedoch zu beachten, dass das blosse Tieferlegen der wenig wärmeleitenden Decken frühe rer Ausführung die' genannte Luftwirbelung nicht wesentlich verringern würde, da diese Decken immer noch eine beträchtliche Wärmerückstrahlung besitzen und nicht genügend wärmeleitend sind.
Durch Vorsehung einer sehr wärmeleitenden, ge ring wärmereflektierenden Decke aus feuerfestem Sil:iziumka.rbidmaterial und durch Anordnen dieser Decke in relativ nächster Lage zur Oberfläche 24 des geschmolzenen Glases zwecks Bildung einer dicht um schlossenen Luftkammer 26 von beschränkter Fläche über dem Glas ist es möglich, eine noch grössere Gleichmässigkeit des Abkühlens quer über der Masse geschmolzenen Glases durch zusätzliche Wärmeregu lierung zu .erzielen.
Um die Verteilung der Abkühlung von Rand zu Rand zu verbessern, sind Blöcke 27 aus Isoliermate rial auf die obere Oberfläche der Decke ungefähr über jene Teile der Decke aufgesetzt, welche über den Randzonen des Glasbades liegen, um dadurch die Wärmeverluste längs den Rändern des Glasstromes niedrig zu halten. Andere, zusätzliche Wärmekontroll- mittel, wie beispielsweise äussere Kühlrohre oder Wärmereflektoren, können auch benutzt werden, um die Durchleitung von Wärme durch einen vorbestimm ten Teil' der Decke 19 (Fig. 1) oder 20 (Fig. 2) zu erhöhen bzw. zu verringern.
Bei einer weiteren Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist eine ebene Decke 30 unmittelbar über dem ge schmolzenen Glas 31 angeordnet, so dass nur ein be schränkter Luftraum 32 zwischen der unteren Ober fläche 33 der Decke 30 und der oberen Oberfläche 34 des geschmolzenen Glases 31 vorhanden ist.
Ein Paar Abstützblöcke 35 ruhen auf den Seitenwänden 22 der Kühlkammer 11 auf, um die Decke 30 so ab zustützen, dass sich die untere Oberfläche 33 an nähernd horizontal zur Oberfläche 34 der Glasmasse erstreckt.<B>Die</B> Decke 30 ist auch aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und<I>geringer</I> Wärme reflexion, wie beispielsweise feuerfestes Siliziumkar- bid,hergestellt, und ist verhältnismässig dünn, um die Wärmeübertragung durch Abstrahlung von der Glas- schmelze zur Unterfläche der Decke zu erleichtern.
Zur Regelung der Wärmeabgabe oder der Küh lung des benachbart den Seitenwänden 22 der Kühl kammer 12 befindlichen geschmolzenen Glases sind passende Wärmereflektoren 37 über der Decke 30 angeordnet, um die von der Oberfläche 36 der Decke 30 ausgestrahlte Wärme zu dieser Oberfläche zurück zustrahlen. Die Reflektoren 37 strahlen mindestens .einen Teil der Strahlungswärme zu der wärmeaus strahlenden Oberfläche zurück. Die Reflektoren 37 sind en.tfernbar angebracht und lassen sich auch so abstützen, dass sie quer über den Glasstrom verstellbar angeordnet sind.
Ausserdem können diese Reflektoren jede gewünschte Länge aufweisen., um die Regulie rung der Kühlung längs jedes gewünschten Längstei les des Glasstromes zu ermöglichen. Daher kann die relative Höhe der Reflektoren 37 über der Decke 30 und die Lage der Reflektoren relativ zum Glas.strorn so ein,gestelltt werden, da,ss sowohl eine maximale Selektivität derjenigen Deckenfläche, auf welche die ausgestrahlte Wärme zurückgelenkt wird, als auch eine maximale Selektivität der Intensität der zurück gerichteten Wärme möglich ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Reflektoren 37 vor gesehen, davon je einer an beiden Längsseiten der Kühlkammer.
Zum sicheren Erzielen der erforderlichen Tempe raturwerte im Glasstrom und im Luftraum unter der unteren Oberfläche der Kühlkammerdecke können Thermoelemente verwendet werden, wie aus Fig.2 zu :
ersehen. ist. Thermoelemente 40 können quer über die Breite der Decke 20 angebracht werden, um sich in den Raum 26 unter der Decke und über der Ober fläche 24 des Glasstromes hineinzuerstrecken, ferner können zusätzliche Thermoelemente 41, 42 nach auf wärts durch die Bodenwandung 24 hindurchragend so angeordnet sein, dass sie im geschmolzenen Glas un tergetaucht sind. Es ist ferner zu beachten, dass sich das äusserste Ende eines jeden Thermoelementes 42 nur wenig unterhalb der Oberfläche 2.4 des. Glas stromes befindet.
Die Thermoelemente liefern dann die erforderlichen Daten zum Bestimmen der ge wünschten Lage der zusätzlichen Temperatureinstell- mitt.el., das heisst der Isolierblöcke 27 und der Refliek- toren 37, so diass durch Beschleunigen oder Verrin- gern der Glaskühlung die erforderliche Temperatur erzielt werden kann.
Method for drawing sheet or window glass and glass furnace for carrying out this method The present invention relates to the production of sheet or window glass by means of a glass furnace and in particular aims to provide an improved method and an apparatus for producing such a glass with it minimum surface distortion.
As is well known, commercial sheet or window glass is made by drawing a continuous sheet or ribbon of molten glass mass directly into the final shape and does not require subsequent treatment to give transparency. However, one of the disadvantages present in this continuous process is the occurrence. of temperature fluctuations across the width of the molten glass in the cooling chamber of the glass melting furnace.
Normally, it has glass in its molten state. the tendency to cool more rapidly in the parts of the same adjacent to the side walls of the cooling chamber than the molten glass between them. This cooling distribution, which extends from edge to edge, should be maintained as evenly as possible during the entire molding process in order to achieve the best results.
It is assumed that deformations or defects in sheet or window glass are caused by uneven and unregulated conditions within the glass furnace. In particular, it is believed that such defects are to some extent the result of a lack of sufficiently uniform temperature states from side to side of the stream of molten glass as the latter stream moves to and into the sheet formation zone.
These non-uniform conditions are, as one also believes, caused by unfavorable air currents, that is, by turbulence occurring along and around the newly formed glass, which leads to inconsistent temperature conditions, i.e. the main cause for the occurrence of surface deformations in the. Glass.
The main purpose of this invention is therefore to overcome or at least reduce the deformation problems by appropriately controlling the atmospheric and temperature conditions within the cooling and drawing areas of the glass furnace.
Furthermore, the invention aims to improve the uniformity of the temperature in and near the drawing areas of the table or window glass ovens in general: and to remove alternating hot and cold streaks or air bubbles, lines, spots etc. in the melted gas.
Another. The purpose of the invention is to create a calm, atmospheric state in the space above the molten glass in the cooling chamber in order to reduce the turbulence which causes surface deformation in the continuous glass sheet or glass ribbon drawn from molten glass mass, and the regulation of the temperature distribution across the cooling chamber.
According to the method according to the invention for drawing in front of tabular glass. or window glass, in which the glass stream flows through a cooling chamber into the drawing chamber, the aforementioned purposes should be achieved in that a closed air space is formed over the molten glass in the cooling chamber and the heat given off by radiation from the glass surface through this air space and the chamber ceiling above is diverted through it in order to reduce the air vortex formation in the air space.
The accompanying drawing relates to two exemplary embodiments of the furnace according to the invention. It shows: FIG. 1 a longitudinal section of part of a window or sheet glass furnace, FIG. 2 a cross section through a cooling chamber with a novel, improved ceiling - and FIG. 3 a cross section through a cooling chamber according to FIG. 2 with a modified ceiling .
The novel method is particularly suitable for use in sheet glass machines of the so-called Colburn type and is therefore generally described in connection with such a machine, but is not restricted to such an application.
Fig. 1 shows the end of a continuous glass oven, which is designated 9 in its entirety. The glass mass melted in the furnace's melting tank flows through a refining chamber (not shown) within which it is suitably tempered.
From the refining chamber, the molten glass flows under an end wall 10 through into the cooling chamber 11 and from there to a drawing chamber 12 from which a web or ribbon 16 of glass is continuously removed from the surface of the glass melt is drawn upwards and in a semi-plastic state, but approximately: in final disc shape, over a pulley 17 in the horizontal Eb; ne is bent and then passes through so-called idle rollers or intermediate rollers 18 to a cooling furnace.
In the conventional window glass furnaces of the Colbu: rn type, the drawing chamber 12 is supported on supports 14 within a chamber 15 and is heated by gas flames from conventional burners (not shown).
According to Fig. 1, the ceiling 19, which covers the cooling chamber, is as usual at a considerable distance above the surface of the molten glass.
The ceiling 19 is made of a low reflective, highly conductive material, e.g. B. silicon carbide, gebil det. The use of a ceiling made of low-reflecting, highly conductive material, provided in the method described, reduces the turbulence, if the latter is not completely eliminated, in the space 11 above the molten glass in the cooling chamber.
This is largely true because the low Rückstrah treatment and high conductivity of the ceiling 19 eliminates the need to use water coolers: to lower the temperature of the glass inside the cooling chamber. This elimination of the water cooler is particularly desirable because such coolers would have to be introduced through the side walls of the chamber 11, which would result in air and moisture seeping into the cooling chamber and thereby again generate the turbulent air movement described above.
A modified form of the ceiling is shown in Figure 2, where a cap 20 has a domed shape and is positioned over the surface 24 of the molten glass 25 in the cooling chamber. The ceiling 20 is connected by the support blocks 21 to the side walls 22 of the cooling chamber, which walls in turn are connected to each other through the bottom wall 23.
According to Fiat 2, the distance between the ceiling and the glass along the center line of the molten glass flow is approximately 0.3 m. This reduces the volume of the air space below the ceiling considerably and results in a layer of stagnant air, whereby air turbulence and heat losses are eliminated by convection and a cooling luna of the glass flow can be achieved through heat radiation.
It should be noted, however, that the mere lowering of the low heat-conducting ceilings of earlier designs would not significantly reduce the air turbulence mentioned, since these ceilings still have considerable heat reflection and are not sufficiently heat-conductive.
By providing a very thermally conductive, ge ring heat-reflecting cover made of refractory silicon: izitka.rbidmaterial and by arranging this cover in relatively close proximity to the surface 24 of the molten glass in order to form a tightly closed air chamber 26 of a limited area above the glass, it is possible to achieve an even greater uniformity of cooling across the mass of molten glass through additional heat regulation.
In order to improve the distribution of the cooling from edge to edge, blocks 27 of insulating mate rial are placed on the upper surface of the ceiling approximately over those parts of the ceiling which are above the edge zones of the glass bath, thereby reducing the heat losses along the edges of the glass flow to keep. Other, additional heat control means, such as external cooling pipes or heat reflectors, can also be used to increase the conduction of heat through a predetermined part of the ceiling 19 (FIG. 1) or 20 (FIG. 2) to decrease.
In a further embodiment according to FIG. 3, a flat ceiling 30 is arranged directly above the molten glass 31, so that only a limited air space 32 between the lower upper surface 33 of the ceiling 30 and the upper surface 34 of the molten glass 31 is present .
A pair of support blocks 35 rest on the side walls 22 of the cooling chamber 11 to support the ceiling 30 so that the lower surface 33 extends approximately horizontally to the surface 34 of the glass mass. The ceiling 30 is also made of a material with high thermal conductivity and <I> low </I> heat reflection, such as refractory silicon carbide, and is relatively thin in order to facilitate the transfer of heat by radiation from the glass melt to the lower surface of the ceiling.
To regulate the heat emission or the Küh development of the molten glass located adjacent to the side walls 22 of the cooling chamber 12, matching heat reflectors 37 are arranged above the ceiling 30 to reflect the heat radiated from the surface 36 of the ceiling 30 back to this surface. The reflectors 37 reflect at least some of the radiant heat back to the heat radiating surface. The reflectors 37 are removably attached and can also be supported in such a way that they are arranged to be adjustable across the glass stream.
In addition, these reflectors can have any desired length, in order to enable the regulation of the cooling along any desired length of the glass flow. Therefore, the relative height of the reflectors 37 above the ceiling 30 and the position of the reflectors relative to the glass stream can be set so that both a maximum selectivity of the ceiling surface to which the radiated heat is deflected and a maximum Selectivity of the intensity of the returned heat is possible. In the illustrated embodiment, two reflectors 37 are seen before, one of which on each of the two longitudinal sides of the cooling chamber.
To safely achieve the required temperature values in the glass flow and in the air space under the lower surface of the cooling chamber ceiling, thermocouples can be used, as shown in Fig. 2:
see. is. Thermocouples 40 can be mounted across the width of the ceiling 20 to extend into the space 26 under the ceiling and above the upper surface 24 of the glass flow, furthermore additional thermocouples 41, 42 can be arranged protruding upwards through the bottom wall 24 that they are submerged in the molten glass. It should also be noted that the outermost end of each thermocouple 42 is only slightly below the surface 2.4 of the glass stream.
The thermocouples then supply the necessary data for determining the desired position of the additional temperature setting means, i.e. the insulating blocks 27 and the reflectors 37, so that the required temperature can be achieved by accelerating or reducing the glass cooling .