DD299584A7 - MELTING AGGREGATE FOR PRODUCING GLASS - Google Patents
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Abstract
Ein Schmelzaggregat zum Herstellen von Glas besitzt im Oberofen Heizmittel und im Schmelzbassin vertikale Heizelektroden in Reihen parallel zu einem quer gerichteten Bodenwall. Zur Herstellung einer stabilen Lage des Gemengeteppichs auf dem Schmelzbad und einer stabilen Konvektionswalze und zur Verhinderung des Eindringens von Gemengeteilen in den Laeuterbereich bei hoher spezifischer Schmelzleistung werden dem Bodenwall eine Eintauchhoehe von 75 bis 90% der Schmelzbadtiefe und ein Abstand von der vorderen Bassinstirnwand von 75 bis 90% der Bassinlaenge gegeben. Die Elektroden sind vor dem Bodenwall in zwei Reihen angeordnet, von denen die vordere Reihe sich in einem Abstand von der Stirnwand befindet, der mindestens halbe Bassinlaenge betraegt. Jeweils benachbarte Elektroden beider Reihen bilden ein Viereck, vorzugsweise ein Quadrat. Die Eintauchhoehe der Elektroden in das Schmelzbad betraegt 40 bis 100% der Hoehe des Bodenwalles. Fig. 1{Glasherstellung; Beheizung; Oberofen; Bassin; Durchlasz; Bodenwall; Lagegeometrie; Elektroden; Viereck; Quadrat; Eintauchhoehe; Bodenwallhoehe}A melting unit for producing glass has heating means in the upper furnace and vertical heating electrodes in the molten pool in rows parallel to a transverse floor ramp. To create a stable location of the batch carpet on the molten bath and a stable convection roll and to prevent the penetration of aggregates in the Laeuterbereich with high specific melting capacity the Bodenwall an immersion height of 75 to 90% of the melt bath depth and a distance from the front bass end wall of 75 to 90% of the bass length given. The electrodes are arranged in front of the bottom wall in two rows, of which the front row is at a distance from the front wall, which is at least half bass length. In each case adjacent electrodes of both rows form a quadrilateral, preferably a square. The immersion height of the electrodes in the molten bath is 40 to 100% of the height of the bottom wall. Fig. 1 {glass production; heating; Upper furnace; basin; Durchlasz; Floor Wall; Location geometry; electrodes; Square; Square; Immersion height; Wall floor height}
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schmelzaggregat zum Herstellen von Glas, bei dem in einem Bassin für das Schmelzbad mit einer Stirnwand an der Einlegeseite und einem Durchlaß an der entgegengesetzten Seite ein Bodenwall quer angeordnet ist und bei dem Mittel, vorzugsweise Brenner, zum Beheizen des Oberofens und Elektroden zum direkten Beheizen der Schmelze in Querreihen im Boden vertikal angeordnet sind. Die Erfindung ist besonders geeignet zur Anwendung in U-Flammenwannen, Querflammenwannen und Unit-Meltern und soll hohe Schmelzleistungen ermöglichen.The invention relates to a melting unit for the manufacture of glass, wherein in a basin for the molten bath with an end wall on the insertion side and a passage on the opposite side of a bottom wall is arranged transversely and in the means, preferably burners, for heating the upper furnace and electrodes for direct heating of the melt are arranged vertically in transverse rows in the bottom. The invention is particularly suitable for use in U-flame trays, transverse flame trays and unit-melters and should enable high melting rates.
eingespeiste Elektroenergie zusätzlich beheizt. Hierzu werden unterschiedliche Elektroden, Elektrodenonordnungen undadditionally fed electrical energy. For this purpose, different electrodes, electrode arrangements and
die sich.im Glasbad einstellenden Strömungen ausüben.exercise in the glass bath adjusting currents.
bewirken örtliche Konvektionsströmungen im Glasbad zur Verbesserung der Homogenisierung und Läuterung. Sie gestattenaber nur geringe Steigerungen der Schmelzleistung.Local convection currents in the glass bath cause the homogenization and purification to improve. They allow only small increases in melt performance.
vor dem Arbeitsteil nach DD-WP 6S673. .before the working part according to DD-WP 6S673. ,
bedeckt, und ungenügend geschmolzenes oder geläutertes Glas gelangt zu den Verarbeitungsmaschinen.covered and insufficiently melted or refined glass reaches the processing machines.
über im Bassin gleichmäßig verteilte Vertikalelektroden eingespeist wird und die Brennstoffbeheizung oberhalb deris fed via evenly distributed in the basin vertical electrodes and the fuel heating above the
ungenügend geschmolzenes und geläutertes Glas ausgetragen wird. Nachteilig ist ferner der notwendige hohe Anteil anhochwertiger Elektroenergie, die aufwendige Anordnung und der hohe Wartungsaufwand von Deckenbrennern irr· Gewölbe desinsufficiently melted and refined glass is discharged. Another disadvantage is the necessary high proportion of high-quality electrical energy, the complex arrangement and the high maintenance of ceiling burners irr · vault of the
Schmelzofens und die aufwendige getrennte Steuerung der Zufuhr von Elektroenergie und Brennstoff lunge des Schmelzofens. Die geringe Ausnutzung der Brennstoffenergie bei rekuperator Luftvorwärmung bedingt einen hohen spezifischen Energieverbrauch.Melting furnace and the complex separate control of the supply of electrical energy and fuel lungs of the furnace. The low utilization of the fuel energy with recuperator air preheating causes a high specific energy consumption.
Nach der DD-PS 234 262 wird zum Schmelzen und Läutern von Hartgläsern vorgeschlagen, In einem Schmelzofen nach Art eines Unii-iMeltere mehrere Reihen von Vertikalelektroden, eine Reihe von Bubblingdüsen, ein Schwimmrohr und gegebenenfalls einen Bodenwall zwischen zwei Reihen von Vertikalelektroden anzuordnen. Anordnungen diesor Art sind nur bei der Schmelze von Hartgläsern mit relativ geringer spezifischer Schmelzleistung und daher geringem Anteil einer mit Gemenge bedeckten Glasbadoberfläche zweckmäßigAccording to DD-PS 234 262, it is proposed for melting and refining of hard glasses to arrange a plurality of rows of vertical electrodes, a row of bubbling nozzles, a floating tube and possibly a bottom wall between two rows of vertical electrodes in a Unii -Meltere furnace. Arrangements of this kind are useful only in the melting of hard glasses with relatively low specific melting power and therefore low proportion of a covered with batch glass surface
Nachteilig ist die Anordnung von Vertikalelektroden vor und hinter dem Bodenwall, die infolge der auftretenden Strömungen und der thermischen Belastung einen hohen Verschleiß des Feuerfestmaterials verursachen. Nach der DE-AS 2539355 ist ein Schmelzofen bekannt, bei dem zwischen dem Schmelzteil und dem Läuter· und Homogenisierungsteil eine Ober den Boden des Schmelzteiles hochragende Schwelle angeordnet Ist und bei dem in dem Läuterund Homogenisierungsteil in einer oder mehreren Ebenen In einem Läuterbereich eine zusätzliche elektrische Beheizung des Glases bewirkende Elektroden unterhalb oder in Höhe des Bodens des Schmelzteiles angeordnet sind. Ferner sind Elektroden im Durchlaß und am Umfang und an den Gemengeeingabeöffnungen des Schmelzteiles angeordnet. Der Lauter- und Homogenisierungsteil ist erheblich tiefer als der Schmelzten. Nachteilig ist dabei, daß das auf die gesamte Glasbadoberfläche aufgegebene Gemenge im Schmelzteil und im oberen Teil des Lauter· und Homogenisierungsteiles abschmilzt und erst In einer tiefer liegenden Zone des Lauter· und Homogenisierungsteiles stärker erhitzt und geläutert wird. Die tiefer liegende Läuterzone erfordert einen relativ langen Weg für die bei der Läuterung des Glases freiwerdenden Glasblasen bis zur Glasba.doberfläche. Gleichzeitig bewirkt die höhere Temperatur des Glases in der Läuterzone bis zur Glasbadoberfläche reichende Konvektionsströmungen und mögliche Rückströmungen über die hochragende Schwelle in dem Schmelzteil, die verfahrenstechnisch und im Hinblick auf den Verschleiß des Feuerfestmaterials unerwünscht sind. Nachteilig ist ferner der erhöhte Aufwand für die notwendige tiefe Ausführung des Lauter- und Homogenisierungsteils und für die notwendige Anordnung einer Vielzahl von Horizontalelektroden in mehreren Ebenen im Bereich des Läuter- und Homogenisierungsteils. Die im Schmelzteil angeordneten Elektroden bewirken eine örtliche Energiezufuhr. Sie sind nur bedingt geeignet, die Gemengelage und die sich im Schmelzteil einstellenden Temperaturfelder und Glasströmungen ?u stabilisieren.A disadvantage is the arrangement of vertical electrodes in front of and behind the bottom wall, which cause high wear of the refractory material as a result of the currents occurring and the thermal load. According to DE-AS 2539355 a melting furnace is known, in which between the melting and the refining and homogenizing a top of the bottom of the melting tower high-projecting threshold is arranged and in which in the lautering and homogenization in one or more levels in a refining an additional electric Heating the glass-causing electrodes are arranged below or at the level of the bottom of the melting part. Further, electrodes are disposed in the passage and at the periphery and at the batch input ports of the melt portion. The louder and homogenization part is considerably deeper than the fused one. The disadvantage here is that the mixture applied to the entire surface of the glass bath melts away in the melting part and in the upper part of the leaching and homogenizing part and is heated and refined more strongly only in a deeper zone of the leaching and homogenizing part. The deeper refining zone requires a relatively long way for the glass bubbles released during the refining of the glass to the Glasba.doberfläche. At the same time, the higher temperature of the glass in the lauter zone up to the surface of the glass bath results in convective flows and possible backflow over the towering threshold in the melting part, which are undesirable in terms of process and wear of the refractory material. Another disadvantage is the increased cost of the necessary deep execution of Lauter- and homogenization and for the necessary arrangement of a plurality of horizontal electrodes in several levels in the field of lautering and homogenization. The electrodes arranged in the melting part cause a local supply of energy. They are only conditionally suitable for stabilizing the mixing situation and the temperature fields and glass flows which occur in the melting part.
Schließlich ist durch die EP-PS 0237604 ein energiesparendes Verfahren zum Schmelzen von Glas bekannt, bei dem zwischen einem nur brennerbeheizten flachen Läuterbereich und einem mit einer elektrischen Zusatzheizung versehenen, vom Einlegebereich zum Läuterbereich flacher werdenden Schmelzbereich eine Schmelze vorgesehen ist. Die Gestaltung des zur Realisierung benutzten Schmelzaggregates läßt keine einheitliche und eindeutige Konvektlonsströmung zustande kommen. Bei hohen spezifischen Schmelzleistungen besteht die Gefahr, daß Gemenge in den Läuterbereich eindringt und die Glasqualität verschlechtert wird. Auch findet durch die starken Strömungen im Läuterbereich eine erhebliche Korrosion am Feuerfestmaterial statt.Finally, EP-PS 0237604 discloses an energy-saving method for melting glass in which a melt is provided between a flat refining area heated only by a burner and a melting area flattened from the loading area to the refining area with an electric auxiliary heating. The design of the melting unit used for the realization does not allow uniform and unambiguous Konvektlonsströmung come about. At high specific melt rates there is a risk that the mixture will penetrate into the refining area and the glass quality will be impaired. Due to the strong currents in the refining area, considerable corrosion of the refractory material takes place.
Die vorstehend aufgezeigten Nachteile können auch nicht durch die Anordnung einor elektrischen Zusatzheizung vor einer hochragenden Schwelle gemäß DD-PS 69673 beseitigt werden.The above-mentioned disadvantages can not be eliminated by the arrangement einor additional electrical heating in front of a towering threshold according to DD-PS 69673.
Die über die in den Seitenwänden eines Schmelzofens angeordneten horizontalen Elektroden der ersten beiden Elektrodengruppen zugeführte Elektroenergie bewirkt örtliche Querströmungen der Glasschmelze, die die parallel zur Wannenlängsachse gerichtete Konvektionsströmung bremsen und zum Einschnüren der Gemengelage auf der SchmelzbadoberfHche führen. Bei hohen spezifischen Schmelzleistungen kann die Gemengelage nicht vor der Bodenschwelle stabilisiert werden. Es kommt zum Überschwimmen von Gemengehaufen über die Bodenschwelle und damit zum Austrag von ungenügend geschmolzenem bzw. geläutertem Glas.The electrical energy supplied by way of the horizontal electrodes of the first two electrode groups arranged in the side walls of a melting furnace causes local transverse flows of the glass melt which brake the convection flow directed parallel to the longitudinal axis of the tub and lead to constriction of the mixed layer on the surface of the melt bath. At high specific melt rates, the mixed layer can not be stabilized before the threshold. It comes to swimming over Gemengehaufen over the threshold and thus to the discharge of insufficiently melted or purified glass.
Schließlich sind Glasschmelzwannen zum Herstellen von Glas bekanntgeworden (Meister, R.: Überlegungen zum Einbau von Wällen in Glasschmelzwannen. Glastechn. Ber. 50(1977], S.188 und Leyens, G.: Einfluß von Walleinbauten auf die Läuterwirkung der Glasströmungen in einer Durchlaßwanne. Gtastechn. Ber. 49 {1976], S. 229), die einen vorzugsweise hohen Bodenwall in einem Abstand von etwa Va der WannenlEnge zum Durchlaß aufweisen, vor dem zur Unterstützung der vor dem Well aufsteigenden Quellpunktströmung im Quellpunktbereich Bodenelektroden angeordnet sind. »Finally, glass melting tanks for the manufacture of glass have become known (Meister, R .: Considerations for the installation of walls in glass melting tanks., Glastechn. Ber. 50 (1977), p.188 and Leyens, G .: Influence of Walleinbauten on the refining effect of the glass flows in one Gtastechn. Ber. 49 {1976], page 229), which have a preferably high bottom wall at a distance of about Va of the tub length to the passage, in front of which are arranged to support the ascending upstream of the well source point flow in the source point area bottom electrodes.
Diese Anordnung eignet sich jedoch nicht für Schmelzwannen mit hoher spezifischer Schmelzleistung, z. B. 2,5t/m2 d bei Alkali-Kalk-Glasschmelze, weil dann die Ausbildung einer ausgeprägten Quellpunktströmung vom Wannenboden bis zur Oberfläche der Glasschmelze nicht mehr eintritt.However, this arrangement is not suitable for melting furnaces with high specific melting power, z. B. 2.5t / m 2 d in alkali-lime glass melt, because then no longer occurs the formation of a pronounced swelling point flow from the bottom of the tank to the surface of the molten glass.
Nachteil aller bisher bekannten Verfahren und Anordnungen zur Herstellung von Glas in mit Brennstoff und Elektroenergie beheizten Schmelzöfen ist es, daß bei hohen spezifischen Schmelzleistunge'i die Gemengelage nicht wirksam stabilisiert werden kann. Das Gemenge schwimmt mit steigendem Durchsatz auf Kosten einer für die Prozeßführung notwendigen freien Glasbadoberfläche bis zur hinteren Stirnwand. Dadurch wird der Quellbereich gestört, und die zum Durchlaß führenden Glasströmungen verlaufon in tieferen und kälteren Schichten des Glasbades. Es sind hohe Oberofentemperaturen bis zu 165O0C und/oder hohe Elektroenergieanteile erforderlich, um den Austrag ungenügend geschmolzenen und ungenügend geläuterten Glases zu vermeiden. Dadurch sind wieder hohe Energieverbrauchewerte, ein hoher Verschleiß des Feuerfestmaterials und in Verbindung mit den hohen Flammentemperaturen entsprechend hohe, die Umwelt belastende Stickoxid-Anteile im Abgas bedingt.Disadvantage of all previously known methods and arrangements for the production of glass in heated with fuel and electric energy melting furnaces is that at high specific Schmelzleistunge'i the batch situation can not be effectively stabilized. The mixture floats with increasing throughput at the expense of a necessary for the process guidance free Glasbadoberfläche to the rear end wall. As a result, the source region is disturbed, and the passage of glass leading to the flow in deeper and colder layers of the glass bath. There are high upper furnace temperatures up to 165o C 0 and / or high electrical energy components necessary to prevent the discharge of insufficiently melted and insufficiently refined glass. As a result, again high energy consumption values, high wear of the refractory material and, in conjunction with the high flame temperatures, correspondingly high, polluting nitrogen oxide components in the exhaust gas.
Die Erfindung soll die Nachteile der bekannten Verfahren und Schmelzofen zur Herstellung von Glas vermeiden und ein Schmelzaggregat schaffen, das bei hoher Schmalzleistung und reduzierter Oberofentemperatur Glas mit der erforderlichen Qualität herzustellen gestattet. Dabei sollen der Material- und Energieverbrauch ebenso wie der Ausstoß von Stickoxiden gesenkt werden.The invention is intended to avoid the disadvantages of the known methods and melting furnace for the production of glass and to provide a smelting unit that allows to produce glass of the required quality at high Schmalzleistung and reduced Oven temperature. The aim is to reduce the material and energy consumption as well as the emissions of nitrogen oxides.
-3- 299 584 Darlegung des Wesens der Erfindung-3- 299 584 Presentation of the Essence of the Invention
Der Erfindung Hegt daher die Aufgebe zugrunde, ein Schmelzaggregat zum Herstellen von Glas so zu gestalten, daß sich auch bei hohen spezifischen Schmelzleistungen eine wirksam stabilisierte Gemengelage ergibt und die Ausbildung einer von Gemenge freien Schmelzbadoberfläche gewährleistet ist. Durch eine entsprechende Anordnung der Heizelektroden des Schmelzaggregates zusammen mit der Verwendung eines an sich bekannten Bodenwalls soll erreicht werden, daß sich zwischen dem Aufgabenbereich des Gemenges und dem Auslauf der geläuterten Glasschmelze nur eine, den Quellbereich mit erfassende Konvektionswalze ausbildet und Querströmungen, die diese Längskonvektionsströmung stören, weitestgehend vermieden werden. Das aus dem oberen Teil des Quellbereiches in Richtung Durchlaß strömende Glas soll längere Zeit Im Bereich der Glasbadoberfläche verbleiben und ohne Ausbildung von Konvektionswalzen mit der Entnahmeströmung gleichmäßig über die Wannenbreite in den Bereich des Wannenbodens vor dem Durchlaß absinken. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,The invention is therefore based on the task of designing a melting unit for producing glass in such a way that, even at high specific melting powers, an effectively stabilized mixed batch results and the formation of a melt pool surface free of mixture is ensured. By an appropriate arrangement of the heating electrodes of the melting unit together with the use of a known perimeter wall to be achieved that forms between the scope of the batch and the outlet of the refined glass melt only one, the source area with detecting convection and transverse flows that interfere with this Längskonvektionsströmung , be avoided as far as possible. The glass flowing from the upper part of the source area in the direction of the passage should remain in the area of the glass bath surface for a longer period of time and drop uniformly over the width of the bath into the area of the bath floor in front of the passage without the formation of convection rolls with the withdrawal flow. According to the invention, this object is achieved by
- daß jeweils benachbarte Elektroden in beiden Reihen an den Eckpunkten von Vierecken, vorzugsweise Quadraten, angeordnet sind,each adjacent electrode is arranged in both rows at the vertices of squares, preferably squares,
- daß die Seitenlängen der Vierecke zwischen 700 und 2000mm liegen und die Abstände der dem Bodenwall und den Seitenwänden am nächsten angeordneten Elektroden von diesem Bodenwall bzw. von diesen Seitenwänden 30 bis 50% der Seitenlängen betragen,- That the side lengths of the squares are between 700 and 2000mm and the distances of the bottom wall and the side walls of the closest electrodes from this bottom wall or from these side walls are 30 to 50% of the side lengths,
- daß die Abstände der der Einlegestirnwand am nächsten angeordneten Elektroden von dieser Stirnwand mindestens 50% der Wannenlänge betragen,- That the distances of the Einlegestirnwand nearest electrodes from this end wall amount to at least 50% of the tub length,
- daß die Eintauchhöhe der Elektroden 40 bis 100%, vorzugsweise 70 bis 90% der Höhe des Bodenwalles beträgt und- That the immersion height of the electrodes is 40 to 100%, preferably 70 to 90% of the height of the bottom wall and
- daß die Elektroden in zwei voneinander getrennten, um 90° phasenverschobenen Einphasenwechselspannungssystemen zusammengefaßt sind, wobei jeweils diagonal gegenüberliegende Elektroden an das gleiche Einphasenwechselspannungssystem angeschlossen sind.- That the electrodes are combined in two separate, phase-shifted by 90 ° Einphasenwechselspannungysteme, each diagonally opposite electrodes are connected to the same single-phase AC voltage system.
Stromflüsse können im Glasbad nur zwischen den diagonal in den Eckpunkten angeordneten Elektroden auftreten. Die Einphasenwechselspannungssysteme können in bokannter Weise aus dem Drehstromnetz über einen entsprechend geschalteten Netztransformator entnommen werden. In Abhängigkeit von der i.\ hl der Elektroden können je Einspeisung mehrere Elektroden parallel geschaltet sein. Die Schaltung gewährleistet bis auf Bereiche in unmittelbarer Elektrodennähe eine gleiche elektrische Leistungsdichte in einem quaderförmigen Volumenelement des Glasbades vor dem Bodenwall, in dem sich die Elektroden befinden. Die erfindungsmäßige Anordnung und Schaltung der Elektroden vermeidet eine Destabilisierung der elektrischen Leistungsverteilung und die dabei auftretenden heißen Strompfade im Glasbad zwischen den Elektroden. Über die Elektroden sind 10 bis 60%, vorzugsweise 30 bis 40% des zum Schmelzen von Glas notwendigen theoretischen Wärmebedarfs einspeisbar. Dabei ist zu beachten, daß bei energetisch gut ausgelegten Aggregaten der theoretische Wärmebedarf nur etwa die Hälfte des Gesamtenergiebedarfs beträgt, daß also über die Elektroden nicht mehr als 5 bis 30% des Gesamtenergiebedarfs in die Schmelze eingespeist werden. Im Rahmen des angegebenen theoretischen Wärmebedarfs wird die einzuspeisende elektrische Leistung mit Hilfe von Thyristorstellern oder Schubtransformatoren verstellt. Wird das Schmelzaggregat mit Brennstoff· und Elektroenergie gemischt beheizt, so Ist es empfehlenswert, den Elektroden, die sämtlich in einem gegenüber dem übrigen Bassinboden bis 100mm angehobenen Bodenbereich angeordnet sein können und sich vor dem Bodenwall befinden, die gesamte Elektroenergie einzuspeisen. In dem quaderförmigen, über die Bassinbreite reichenden Volumenelement des Schmelzbades unmittelbar vor dem Bodenwall wird also die gesamte Elektroonergie in Form von joulescher Wärme freigegeben. Der angehobene Bodenbereich soll metallische Verunreinigungen im Glas von den Elektroden fernhalten. Außerdem kann im tiefer gelegenen Bassinboden ein Ablaß für verunreinigtes Glas vorgesehen sein. Durch die vor dem Bodenwall konzentrierte Elektroenergieeinspeisung wird eine Quellzone mit einem starken Antrieb für die unter das Gemenge führende Konvektionswalze über die gesamte Bassinbreite gebildet. Die diesem Bereich am Bassinboden aus dem in der Nähe der Stirnwand liegenden vorderen Bassinteil zuströmende Glasschmelze steigt in der Quellzone auf, der größte Teil der Glasschmelze wird unterdas Gemenge zurückgeführt undder mit der Entnahmestreuung zum Durchlaß geführte Teil der Glasschmelze wird durch den Bodenwall bei 75 bis 90% der Bassinlänge zwangsweise auf eine Höhe von/75 bis 90% des Glasstandes gebracht.Current flows can occur in the glass bath only between the electrodes arranged diagonally in the vertices. The single-phase AC voltage systems can be removed in a known manner from the three-phase network via a correspondingly connected mains transformer. Depending on the i. \ Hl of the electrodes can be connected in parallel for each feed multiple electrodes. The circuit ensures except for areas in the immediate vicinity of the electrode an equal electrical power density in a cuboid volume element of the glass bath in front of the bottom wall, in which the electrodes are located. The erfindungsmäßige arrangement and circuit of the electrodes avoids destabilization of the electrical power distribution and the resulting hot current paths in the glass between the electrodes. About 10 to 60%, preferably 30 to 40% of the necessary for melting glass theoretical heat demand can be fed. It should be noted that in energetically well-designed aggregates of theoretical heat demand is only about half of the total energy demand, so that not more than 5 to 30% of the total energy demand are fed into the melt via the electrodes. Within the specified theoretical heat requirement, the electrical power to be supplied is adjusted with the aid of thyristor actuators or push transformers. If the melting unit is heated mixed with fuel and electric energy, it is recommended that the electrodes, all of which can be arranged in a floor area raised to 100 mm from the rest of the bottom of the basin and in front of the floor ramp, feed the entire electrical energy. In the cuboid, reaching over the basin width volume element of the molten bath immediately before the bottom wall so the entire electro-energy is released in the form of Joule heat. The raised floor area is intended to keep metallic impurities in the glass away from the electrodes. In addition, a drain for contaminated glass can be provided in the lower-lying bassinet floor. Due to the electric power feed concentrated in front of the bottom wall, a source zone with a strong drive for the convection roller leading under the batch is formed over the entire basin width. The molten glass entering this region at the bottom of the basin from the front basin portion located near the end wall rises in the source zone, most of the glass melt is returned to the batch and the portion of the glass melt guided to the discharge spread becomes 75 to 90 through the bottom wall % of the basin length forced to a height of / 75 to 90% of the glass level.
Im Zusammenwirken der im Glasbad freigesetzten Elektroenergie mit der aus dem Oberofen in das Glasbad eingestrahlten Energie wird die aufsteigende Glasschmelze über die gesamte Bassinbreite soweit erwärmt, daß einerseits mit der Konvektionswalze ausreichend Wärmezum Abschmelzen des Gemenges unter den Gemengeteppich transportiert und dadurch die Gemengelage vor der Quellzone stabilisiert wird und andererseits die Entnahmeströmung ausreichend heißes Glas über den Bodenwall transportiert, das infolge seiner geringen Dichte längere Zeit im Bereich der gemengefreien Glasbadoberfläche verbleibt und erst allmählich mit der Entnahmeströmung im Bassinteil nach dem Bodenwall gleichmäßig über die gesamte Bassinbreite zum Durchlaß absinkt, ohne daß es zum Konvektionsaustausch zwischen Glasschichten unterschiedlicher Höhe oder zum Rückströmen über den Bodenwall kommt.In cooperation of the energy released in the glass bath with the irradiated from the upper furnace into the glass energy, the rising glass melt over the entire basin width is heated so that on the one hand with the convection sufficient heat to melt the batch transported under the carpet and thus stabilizes the batch situation in front of the source zone On the other hand, the discharge flow sufficiently hot glass transported over the bottom wall, which remains due to its low density for a long time in the area gemgegefreien Glasbadoberfläche and only gradually decreases with the extraction flow in the basin after the bottom wall wall evenly over the entire basin width to the passage, without causing the Convection exchange between glass layers of different height or to the return flow over the bottom wall comes.
Im Bassinteil vor dem Bodenwall erfaßt die Konvektionsströmung das gesamte Glasvolumen mit günstigen Bedingungen für ein Einmischen des aus dem Gemenge abschmelzenden frischen Glases bei gleichzeitiger Homogenisierung infolge der an der Glasbadoberfläche oder dem Gemenge und im Bereich des Bassinbodens auftretenden Geschwindigkeitsgradienten senkrecht zur Strömungsrichtung.In the basin part in front of the bottom wall, the convection flow captures the entire glass volume with favorable conditions for mixing in the fresh glass melting off from the batch while homogenizing as a result of the velocity gradients occurring at the glass bath surface or mixture and in the area of the basin bottom, perpendicular to the flow direction.
Im Bassinteil hinter dem Bodenwall verbleibt die Entnahmeströmung längere Zeit im Bereich der gemengefreien Glasbadoberfläche mit günstigen Bedingungen für eine gute Restläuterung.In the basin part behind the bottom wall, the extraction flow remains for a longer time in the area of the joint-free glass bath surface with favorable conditions for a good residual refining.
Gegenüber bekannten Schmelzverfahren und Schmelzaggregaten kann die Oberofentemperatur bei vergleichbarer spezifischer Schmelzleistung um ca. 5OK abgesenkt werden. Die niedrigen Oberofentemperaturen bedeuten einen geringeren Energieverbrauch des Schmelzofens, einen geringeren Verschleiß des Feuerfestmaterials und damit eine höhere Lebensdauer des Schmelzofens. Die mit den niedrigen Oberofentemperaturen verbundenen niedrigen Flammentemperaturen haben geringere Stickoxidanteile im Abgas zur Folge.Compared to known melting methods and melting units, the furnace temperature can be lowered by about 5OK at comparable specific melting performance. The low furnace temperatures mean lower energy consumption of the furnace, less wear of the refractory material and thus a longer service life of the furnace. The low flame temperatures associated with the low furnace temperatures result in lower nitrogen oxide levels in the exhaust gas.
-4- 299 584 Aueführungsbeispiel Nachstehend wird die Erfindung anhand der schematischen Zeichnung einer Ausführungsform näher erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawing of an embodiment. Show it
Fig. 1: einen Vertikalschnitt des erfindungsmäßigen Schmelzaggregates entlang der Linie B-B der Fig. 2; Fig. 2: einen Horizontalschnitt durch das Bassin des Schmelzaggregates gemäß der Linie A-A der Fig. 1 und Fig. 3: eine Draufsicht des Bassins mit der elektrischen Schaltung der Elektroden.1 shows a vertical section of the inventive melt aggregate along the line B-B of FIG. 2; Fig. 2: a horizontal section through the basin of the melting unit according to the line A-A of Fig. 1 and Fig. 3: a plan view of the basin with the electrical circuit of the electrodes.
Oberofen 2.Upper oven 2.
bestehen.consist.
angehobenen Teil 41 des Bassinbodens 4 befinden sich Mittel 22 zum Ablassen von verunreinigtem Glas.raised part 41 of the basin floor 4 are means 22 for discharging contaminated glass.
phasenverschobener Einphasen-Wechselspannungssysteme den Stromkreisen 24; 25 und den Elektroden 18 zugeführt, wobeidie elektrische Leimung durch die vor Ofentransformatoren 26 angeordneten Thyristorsteller 27 verstellt werden kann.phase-shifted single-phase AC systems, the circuits 24; 25 and the electrodes 18, wherein the electrical sizing can be adjusted by the arranged before furnace transformers 26 thyristor 27.
gespeist. Die Länge der Elektroden 18 im Glasbad beträgt ca. 90% der Höhe des Bodenwalles 16. Der Anteil der eingespeistenfed. The length of the electrodes 18 in the glass bath is about 90% of the height of the bottom wall 16. The proportion of injected
gewährleistet, daß die dem Schmelzofen zugeführte Elektroenergie im Glasbad über die gesamte Wannenbreite zur Ausbildungeiner Quellzone 28 und einer stabilen Konvektionswalze 29 führt.ensures that the electrical energy supplied to the furnace in the glass bath over the entire width of the tub to form a source zone 28 and a stable convection roller 29 leads.
günstigen Bedingungen für die Restläuterung und sinkt, wie in Fig. 1 durch Pfeile 8 angedeutet, infolge derfavorable conditions for the rest explanation and decreases, as indicated in Fig. 1 by arrows 8, due to
der Erfindung setzt. Obgleich die im Ausführungsbeispiel verwendete Art der Oberofenheizung als günstig angesehen wird, istdie Erfindung weder an die Brenneranordnung noch an die Beheizungsart für den Oberofen gebunden.the invention sets. Although the type of top furnace heating used in the embodiment is considered to be favorable, the invention is not bound to either the burner assembly or the top furnace heating mode.
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