DE1203921B - Verfahren zum Schmelzen von Glas oder aehnlichem Material und Ofen zur Durchfuehrungdieses Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C03b

Deutsche Kl.: 32 a-5/00

Nummer: 1203 921

Aktenzeichen: S 76704 VI b/32 a

Anmeldetag: 15. November 1961

Auslegetag: 28. Oktober 1965

Die Erfindung bezieht sich auf das Schmelzen von Glas oder ähnlichem Material, das bei erhöhter Temperatur eine dem Glas ähnliche teigige Beschaffenheit aufweist, wie z. B. Email, Basalt, Silikate od. dgl.

In öfen, die normalerweise allgemein zum Schmelzen von Glas oder ähnlichen Materialien verwendet werden, wird die Wärme auf die zu verarbeitenden Materialien übertragen, indem die Flammen und die Verbrennungsgase die Oberfläche der im Schmelzen begriffenen Materialien bestreichen, wobei jedoch infolge der mehr mittelmäßigen Wärmeleitfähigkeit der geschmolzenen Produkte die Wärmeübertragung sehr schlecht ist. Konvektionsströmungen können nicht entstehen, weil die Wärme dem am höchsten liegenden Teil des Bades zugeführt wird. Daraus ergibt sich vor allem ein großer Nachteil, der darin besteht, daß zur Erzielung ausreichend großer Schmelzleistungen große Wärmeaustauschflächen zwischen den geschmolzenen Materialien und den Verbrennungsgasen vorgesehen, d. h. sehr große öfen gebaut werden müssen, die dementsprechend kostspielig sind und erhebliche Wärmeverluste aufweisen. Eine weitere nachteilige Folge ist, daß die Rauchgase aus dem Ofen mit einer sehr hohen Temperatur austreten. Um wenigstens einen Teil der Wärme aus den Rauchgasen zurückzugewinnen, müssen diese durch Regeneratoren geleitet werden, die ebenfalls sehr umfangreich sind und die schon an sich sehr bedeutenden Kosten der Öfen noch weiter erhöhen.

Zur Vermeidung der vorstehend angeführten Nachteile ist bereits ein Verfahren zum Schmelzen von Glas oder ähnlichem Material in einem mit einer Läuterungskammer verbundenen Schachtofen vorgeschlagen worden, bei dem die zum Schmelzen erforderliche Wärme durch Einblasen heißer Verbrennungsgase in das Schmelzbad unter Verwirbelung von geschmolzenem Material zugeführt und das geschmolzene Material seitlich aus dem unteren Teil des Schachtofens abgeführt wird. Bei diesem bekannten Verfahren werden die heißen Gase von unten her durch den Boden der Schmelzwanne in das Schmelzbad eingeführt und versetzen beim Aufsteigen durch die Schmelze die ganze in der Schmelzwanne befindliche geschmolzene Masse in eine heftige Wirbelbewegung, die ein rasches Schmelzen und Vermischen der Materialien gewährleistet. Da bei diesem Verfahren das geschmolzene Material aus dem stark verwirbelten Bereich im Niveau der Brennermündungen aus dem untersten Teil der Schmelzwanne in die Läuterungskammer abgezogen wird, enthält das in diese Kammer eintretende geschmolzene Material beträchtliche Mengen an Verbrennungsgasen in Form

Verfahren zum Schmelzen von Glas oder
ähnlichem Material und Ofen zur Durchführung
dieses Verfahrens

Anmelder:

S. A. Glaverbel, Brüssel

Vertreter:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,

Dr.-Ing. Th. Meyer

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. J. F. Fues,

Patentanwälte, Köln 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:
Emile Plumat, Gilly (Belgien)

Beanspruchte Priorität:

Belgien vom 28. November 1960 (475 203)

von Gasblasen aller Größen, meistens aber auch mehr oder weniger große Mengen an unvollständig geschmolzenen Rohmaterialpartikeln und Fremdstoffen, die in der Schmelzwanne zu Boden sinken und durch das abgezogene Material mitgeführt werden. Das abgezogene geschmolzene Material kann aus der Läuterungskammer zur Vorarbeitung erst dann entnommen werden, wenn das Material vollständig entgast ist und sich alle Verunreinigungen am Boden der Läuterungskammer abgesetzt haben. Dadurch wird natürlich die Verarbeitung des geschmolzenen Materials beträchtlich verzögert, und eine kontinuierliche Entnahme des Materials, z. B. beim Betrieb einer Glasziehmaschine, ist dadurch überhaupt nicht möglich.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren der angegebenen Art so auszugestalten, daß bei hochleistungsfähigem Schmelzbetrieb das geschmolzene Material nach dem Abziehen aus der Schmelzwanne des Ofens möglichst rasch aus der Läuterungskammer zur Verarbeitung entnommen und auch kontinuierlich verarbeitet werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel im wesentlichen dadurch erreicht, daß bei dem Verfahren der erläuterten Art die heißen Gase in das Schmelzbad

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von der Seite des Schachtofens her innerhalb einer ziehen von Material aus der Schmelzwanne geboten

Zone eingeblasen werden, die sich von einem unter- wird.

halb des Schmelzbadspiegels liegenden Niveau bis zu Nach anderen besonderen Merkmalen der Erfineinem oberhalb der seitlichen Abzugsstelle des ge- dung können die heißen Gase in die Schmelze in im schmolzenen Materials liegenden Niveau erstreckt, so 5 wesentlichen gleicher Niveauhöhe eingeblasen werdaß im wesentlichen nur das über der Einblasestelle den, wenn in der Schmelze eine horizontale Wirbelbefindliche geschmolzene Material verwirbelt wird, strömung erzeugt werden soll, wobei die Schmelze in während die untere Zone des Schmelzbades eine Be- einer Zone mit relativ geringer Höhe verwirbelt wird, ruhigungszone bildet, in der die Schmelze vorgeläu- oder es können die heißen Gase in zwei oder mehtert wird, und daß der Abstand zwischen der Ein- io reren verschiedenen Niveauhöhen eingeblasen werblasestelle der heißen Gase in die obere Zone und den, wenn in der Schmelze vertikale und teilweise dem Schmelzbadspiegel durch Verändern des Ni- auch horizontale Wirbelströmungen erzeugt werden veaus des Schmelzbadspiegels in bezug auf die Ein- sollen, wodurch die Schmelze in einer Zone mit relablasestelle geregelt wird. tiv großer Höhe verwirbelt werden kann.

Die Erfindung bietet vor allem die nachstehend 15 Durch entsprechende unterschiedliche Regelung

angeführten wichtigen Vorteile: des Einblasens der heißen Gase an den verschie-

Durch die Einführung der heißen Gase in die ge- denen Einblasestellen können in der Schmelze prak-

schmolzene Masse von der Seite her wird ein sehr tisch Strömungen mit jeder gewünschten Richtung

wirksamer Wärmeübergang von den heißen Gasen und Intensität erzielt werden, so daß die im Schmel-

auf die zu schmelzenden Materialien erzielt. Die in 20 zen begriffenen Materialien beliebig oft wieder in

der oberen Zone der Schmelze bewirkte starke Ver- Umlauf gesetzt und je nach Erfordernis während des

wirbelung beschleunigt die Homogenisierung der Schmelzens ausreichend lang in der Erhitzungszone

Schmelze und ermöglicht es, unvollständig geschmol- gehalten werden können. Im Rahmen der Erfindung

zenes Material vor dem Abzug aus der Schmelze ab- können hierbei die Eigenschaften dieser Strömungen

zufangen und in die stark erhitzte Wirbelzone zu- 25 verändert werden, indem die Richtungen und die

rückzuleiten. Mengen der eingeblasenen Gase sowie die Stellen

Durch die Ausbildung einer oberen, stark ver- ihres Einblasens verändert werden,
wirbelten Zone und einer unteren beruhigten Zone Die letztere Maßnahme ergibt im Rahmen der Erkann der Wärmeinhalt der aus der Schmelze aus- findung noch weitere Regelmöglichkeiten. Es können tretenden Luft und der heißen Gase vollständig aus- 30 nämlich durch wahlweises Inbetriebsetzen des Eingenutzt werden. Hierbei wird durch die Verwirbe- blasens in bestimmten Niveauhöhen und Abschalten lung der Schmelze in der oberen Zone das Entstehen des Einblasens in anderen Niveauhöhen die Abstände und rasche Entweichen großer Gasblasen aus der der Verwirbelungszone vom Schmelzbadspiegel und Schmelze sehr begünstigt, während die relativ lange von der Abzugsstelle des geschmolzenen Materials Verweildauer der geschmolzenen Masse in der be- 35 sowohl bei gleichzeitiger Veränderung der Niveauruhigten Zone das Austreiben der in den schmelzen- höhe des Schmelzbadspiegels als auch bei konstant den Ausgangsstoffen noch enthaltenen Luft und gehaltenem Schmelzbadniveau verändert werden, heißen Gase und außerdem ein Absetzen von etwa ohne daß hierfür komplizierte Einrichtungen, z. B. unvollständig geschmolzenem Material ermöglicht, so höhenverstellbar ausgebildete Brenner, vorgesehen daß die abzuziehende Schmelze nicht verunreinigt 40 sein müssen.

werden kann. Aus der Schmelze kann daher direkt Ein besonderer Vorteil des Einblasens der heißen vollkommen verarbeitungsfertiges Material abgezogen Gase von der Seite her, insbesondere bei Anwendung und in die Läuterungskammer eingeführt werden, aus der vorstehend erläuterten besonderen räumlichen der das Material praktisch sofort zur Verarbeitung Verteilung der Einblasestellen, besteht darin, daß die entnommen werden kann, wobei eine kontinuierliche 45 Schmelze durch die beim Einblasen der Gase erEntnahme ohne weiteres möglich ist. zeugte Verwirbelung wesentlich gleichmäßiger und

Durch die Veränderung des Abstandes zwischen intensiver homogenisiert werden kann als mit mecha-

der Einblasestelle der heißen Gase in die Schmelze nischen Rührwerken, deren Bauteile die Strömung

und dem Schmelzbadspiegel ergibt sich noch der teilweise behindern und Verunreinigungen der

weitere Vorteil, daß zugleich auch die Höhe der Ver- 50 Schmelze bewirken können.

wirbelungszone verändert und hierdurch die Menge Beim Einblasen der heißen Gase in mehreren und Abströmgeschwindigkeit der aus dem Bad ent- Niveauhöhen werden nach einem besonderen Merkweichenden Luft und Heißgase geregelt werden kann, mal der Erfindung die heißen Gase im untersten Auf diese Weise kann die Verwirbelung im oberen Einblaseniveau oberhalb der Abzugsstelle der Abschnitt der Schmelze in gewünschter Weise ge- 55 Schmelze in vorbestimmtem Mindestabstand von steuert und intensiviert werden und der Schmelzvor- der Abzugsstelle und in relativ kleinem horizontalem gang in einfacher Weise den jeweiligen Betriebs- Abstand von der Seitenwand der Schmelzwanne erfordernissen entsprechend angepaßt, z. B. beschleu- gegensinnig zur Abzugsrichtung des geschmolzenen nigt oder verzögert, werden. Materials in die Schmelze eingeblasen. Dadurch wird

Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch be- 60 verhindert, daß ungenügend geschmolzene oder versondere Ausgestaltungen verschiedenen Betriebs- arbeitete Materialien, die durch eine längs der Seitenerfordernissen in vorteilhafter Weise weitgehend an- wand nach unten zur Abzugsöffnung verlaufende gepaßt werden. Strömung mitgeführt werden, in die zur Läuterungs-

So wird zweckmäßig das geschmolzene Material kammer strömende geschmolzene Masse gelangen

in einen vorbestimmten Abstand über dem Boden der 65 und zu früh aus der Schmelzwanne austreten. Durch

Schmelzwanne aus der Schmelze abgezogen, wodurch die oberhalb der Austrittsöffnung der geschmolzenen

eine besonders hohe Sicherheit gegen das Mitführen Materialien in kleinem Abstand von der Seitenwand

unvollständig geschmolzener Partikeln beim Ab- in die Schmelze eingeblasenen Gase werden die zur

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Abzugsstelle nach unten strömenden Materialien wände der Schmelzwanne geführt, wobei im letzteren

wieder in Umlauf gesetzt und in die Wirbelzone zu- Falle vorteilhafterweise das unterste Einblaserohr

rückgeführt, wo sie einer weiteren Erhitzung unter- direkt oberhalb der öffnung der Abzugskanals mit

worfen werden, welche das vollständige Schmelzen einem vorbestimmten Mindestabstand von dieser

gewährleistet. 5 Öffnung durch die diese Öffnung enthaltende Seiten-

Zum Zwecke der Regelung des Abstandes zwi- wand des Schachtes geführt ist und in einem relativ sehen der Einblasestelle der heißen Gase in die obere kleinen horizontalen Abstand von der Seitenwand im Zone und dem Schmelzbadspiegel kann das Niveau Schacht endet, wodurch ohne zusätzliche Bauteile ein der geschmolzenen Materialien in der Schmelz- unerwünschtes Eintreten unvollständig geschmolzener wanne ganz allgemein dadurch auf eine be- ίο Materialien in den Abzugskanal mit Sicherheit verstimmte Höhe eingestellt werden, daß die Abzugs- hindert wird.

geschwindigkeit dieser Materialien der Zuführungs- Wenn nach einem anderen Merkmal des erfin-

geschwindigkeit der Ausgangsmaterialien angepaßt dungsgemäßen Ofens wenigstens ein Einblaserohr

wird. Nach einem besonderen Merkmal der Erfin- gegen die Waagerechte geneigt ist und bzw. oder

dung wird jedoch das abgezogene geschmolzene Ma- 15 wenigstens ein Einblaserohr mit der Normalen auf

terial aus der Schmelzwanne nach oben zu einem die Seitenwand der Schmlezwanne einen Winkel ein-

Überlauf geführt, den die geschmolzenen Materialien schließt, so kann durch entsprechende Wahl der Nei-

passieren müssen, um zu einer Entnahmestelle oder gungswinkel ein bestimmtes Verhältnis der Inten-

in eine Läuterungskammer zu gelangen, die von der sitäten der vertikalen und der horizontalen Wirbel-

Schmelzwanne getrennt ist. Hiebei kann die Niveau- 20 strömungen geregelt werden.

höhe des Schmelzbadspiegels durch Höhenverstellen Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindes Überlaufs verändert werden. Dadurch kann in dung der Mindestabstand zwischen den Mündungen einfacher Weise das Niveau der geschmolzenen Ma- der Einblaserohre und der öffnung des waagerechten terialien in der Schmelzwanne und in vorteilhafter Abzugskanals relativ groß bemessen ist, um oberhalb Weise während des Betriebes des Ofens das Niveau 35 der Abzugsöffnung eine ausreichend große Beruhides Einblasens der Verbrennungsgase in diese Ma- gungszone für die geschmolzene Masse auszubilden, terialien verändert werden. So kann beispielsweise so kann das geschmolzene Material schon in der das Niveau der geschmolzenen Materialien zwecks Er- Schmelzwanne vollständig entgast und homogenisiert zielung einer vollkommenen Wärmeübertragung zwi- werden.

wischen den Gasen und den geschmolzenen Materia- 30 Zweckmäßig schließt an den waagerechten Ab-

lien dadurch eingestellt werden, daß das Niveau des zugskanal ein senkrechter Kanal an, an dessen Ende

Einblasens der Menge der zu schmelzenden Ma- ein Überlauf angeordnet ist. Dieser Überlauf kann

terialien angepaßt wird. ortsfest sein, wenn normalerweise betriebsmäßig eine

Die Erfindung hat ferner einen Ofen zur Durch- bestimmte Niveauhöhe des Schmelzbadspiegels einführung des oben erläuterten Verfahrens zum Gegen- 35 gehalten wird, er kann aber auch eine höhenverstellstand. Dieser Ofen hat einen Schacht, dessen oberer bare Schwelle aufweisen, die es ermöglicht, die Teil zum Eintragen der Ausgangsmaterialien ein- Niveauhöhe des Schmelzbadspiegels wahlweise zu gerichtet ist und dessen unterer Teil die Schmelz- verändern.

wanne bildet, wobei in die Schmelzwanne min- Wenn die Schmelzwanne unterhalb der öffnung destens ein Rohr zum Einblasen von Verbrennungs- 40 des Abzugskanals zu einem Absetzraum verlängert gasen mündet und an den unteren Teil der Schmelz- ist, der "zur Aufnahme unvollständig geschmolzener wanne ein waagerechter Abzugskanal für geschmol- Reste der Ausgangsmaterialien bestimmt und mit zene Masse angeschlossen ist. Der Ofen ist im wesent- einer Heizeinrichtung versehen ist, so können sich in liehen dadurch gekennzeichnet, daß das Einblaserohr dem Absetzraum lange Zeit hindurch Partikeln mit oder die Einblaserohre durch die Seitenwände der 45 größerer Dichte als die Schmelze am Boden der Schmelzwanne in einen Bereich mündet bzw. münden, Schmelzwanne ansammeln, ohne die Abzugsöffnung der sich von einem Abstand unterhalb des Schmelz- zu verstopfen. Dabei werden gleichzeitig diese Mabadspiegels bis zu einem Abstand oberhalb der öff- terialien dem Kreislauf der in Verarbeitung begrifnung des seitlichen Abzugskanals erstreckt und daß fenen Produkte entzogen, und es wird eine Vereine Einrichtung zum Regeln des Abstandes zwischen 50 unreinigung dieser Produkte durch Fremdkörper verder Einblasestelle der Verbrennungsgase in die hindert. Durch die vorgesehene elektrische Heizein-Schmelze und dem Spiegel des Schmelzbades vor- richtung wird ein Erstarren der abgesetzten Magesehen ist. In diesem Ofen können die Verwirbelung terialien verhindert.

und die Beruhigung der Schmelze ohne großen kon- Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erstruktiven Aufwand an besonderen Einrichtungen in 55 findungsgemäßen Ofens weist der oberhalb der einer zur Erzielung einer hohen Wärmeausnutzung Schmelzwanne gelegene Teil des Schachtes einen ererforderlichen Weise gesteuert werden, wobei bei sehr weiterten Abschnitt auf, der im Niveaubereich des leistungsfähigem Schmelzbetrieb aus der Schmelz- betriebsmäßigen Schmelzbadspiegels an die Schmelzwanne kontinuierlich ein praktisch verarbeitungs- wanne anschließt und einen Ausdehnungsraum zur fähiges geschmolzenes Material abgezogen werden 60 vorübergehenden Aufnahme von bei der Verwirbekann. lung überwallendem geschmolzenem Material bildet.

Um zur Erzielung besonderer Regelwirkungen im In diesem erweiterten Abschnitt wird die Geschwin-

Schmelzbad bestimmte Wirbelströmungen zu erzeu- digkeit der in Verwirbelung befindlichen, aus den

gen, sind nach weiteren Merkmalen der Erfindung geschmolzenen Materialien austretenden Gase ver-

bei dem Ofen alle Einblaserohre in einer waage- 65 ringert im Vergleich zu jener Geschwindigkeit, welche

rechten Ebene durch die Seitenwände der Schmelz- die Gase hätten, wenn die Schmelzwanne über ihre

wanne geführt, oder es sind die Einblaserohre in ganze Höhe gleichbleibenden Querschnitt aufwiese,

verschiedenen waagerechten Ebenen durch die Seiten- Dadurch wird auch die Möglichkeit verringert, daß

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von den Gasen Teilchen der Materialien mitgerissen Brennerpaare erzeugten Strömungen aufeinanderwerden. Überdies wird das Austreten der geschmol- treffen und in der Mitte der Schmelzwanne eine zenen Materialien aus der Schmelzwanne verhindert, starke Durchwirbelung bewirken. Eine ähnliche Anindem oberhalb der Schmelzwanne ein Ausdehnungs- Ordnung ist in F i g. 3 dargestellt, gemäß welcher zwei bereich für das Material vorgesehen wird. Ein Aus- 5 einander gegenüberliegende Brenner relativ zu zwei treten des Materials könnte beispielsweise durch eine parallelen Brennern seitlich angeordnet sind. Gemäß Ansammlung von Gasen im Innern der im Schmelzen F i g. 4 sind die Brenner 14 auf die einzelnen Seitenbegriffenen Masse im Verwirbelungsbereich hervor- wände verteilt und in der Nahe je einer Ecke der gerufen werden. Schmelzwanne angeordnet. Gemäß F i g. 5 sind zwei

In den Zeichnungen sind mehrere beispielsweise io Brenner einander gegenüberliegend, aber zu den Sei-

Ausführungsformen des Ofens gemäß der Erfindung tenwänden geneigt angeordnet. Die beiden letzteren

dargestellt. Anordnungen bieten den Vorteil, daß in der Schmelz-

F i g. 1 zeigt den Ofen im senkrechten Längs- wanne über den ganzen Schachtquerschnitt verlau-

schnitt; fende, kreisende Strömungen erzeugt werden. Die

F i g. 2 bis 5 sind waagerechte Querschnitte der 15 F i g. 6 und 7 zeigen zwei weitere Anordnungen der Schmelzwanne und zeigen verschiedene Anordnun- Brenner 14, die selbstvertändlich auch mit jenen gegen der Brenner des Ofens; maß den Anordnungen nach den F i g. 2 bis 5 kombi-

F i g. 6 und 7 sind senkrechte Längsschnitte eines niert werden können. Gemäß F i g. 6 sind zwei

Teils der Schmelzwanne und zeigen andere verschie- Brenner 14 in verchiedener Höhe angeordnet. Der

dene Anordnungen der Brenner; 20 auf niedrigstem Niveau liegende Brenner wird vor-

F i g. 8 zeigt im senkrechten Längsschnitt einen zugsweise in jener Seitenwand der Schmelzwanne an-

Teil des Abführungskanals und das Läuterungs- geordnet, in der die Abzugsöffnung 17 ausgebildet

becken sowie die Anordnung eines Überlaufes; ist. Die Brenner erzeugen Umlauf strömungen, welche

F i g. 9 zeigt im senkrechten Längsschnitt einen be- durch die Pfeile 15 und 16 veranschaulicht werden,

weglichen Überlauf, und 25 Der untere Brenner, der natürlich mit einem vor-

Fig. 10 ist ein Querschnitt nach der LinieX-X in bestimmten Mindestabstand oberhalb der Abzugs-

F i g. 9. öffnung 17 liegen muß, setzt die in der Richtung des

Gemäß F i g. 1 besteht der Ofen 1 im wesentlichen Pfeiles 16 ankommenden Materialien, die sonst unaus einem Schacht 2, der eine Wärmeaustausch- mittelbar in den Abführungskanal gelangen würden, kolonne bildet und der durch eine bauchförmige Er- 30 in der Richtung der Pfeile 15 wieder in Umlauf. Geweiterung 3 mit der die geschmolzenen Materialien maß F i g. 7 sind die Brenner 14 nach unten geneigt, enthaltenden Schmelzwanne 4 verbunden ist. Diese so daß sie die durch die Pfeile 15 schematisch anist mit einem vertikalen Kanal 5 durch einen horizon- gedeuteten Strömungen erzeugen,
talen Abzugskanal 6 verbunden. Der vertikale Wie F i g. 1 zeigt, weist die Schmelzwanne 4 an Kanal 5 mündet in ein Läuterungsbecken 7, aus dem 35 der Stelle der Mündung der Verbindung 6 einen Ausdas verarbeitete Produkt durch eine Entnahmeöff- laß 17 auf. Der horizontale Kanal 6 mündet in das nung 8 austritt. Hierbei kann das geschmolzene Ma- untere Ende des vertikalen Kanals 5, der mit dem terial aus dem Läuterungsbecken durch seitliches Läuterangsbecken 7 in Verbindung steht. Unterhalb Ausfließenlassen entnommen werden, wie in F i g. 1 des Auslasses 17 weist die Schmelzwanne 4 noch eine gezeigt ist. Das geschmolzene Material kann aber 40 Verlängerung 18 auf, die gewöhnlich den gleichen auch z. B. durch eine Ziehmaschine oder durch ma- Querschnitt wie der Schacht besitzt. In der Verschinelle Entnahmeeinrichtungen der Verarbeitung längerung 18 ist eine Heizeinrichtung 19 angeordnet, zugeführt werden. die vorzugsweise durch Elektroden oder einen elek-

Der Schacht 2 besteht aus Seitenwänden 9 aus trischen Widerstand gebildet ist.

feuerfestem Material, die gegen Abkühlung durch die 45 Um die Wirkungsweise des Ofens zu beschreiben,

Außenluft gut isoliert sind. Das obere Ende 10 des müssen nacheinander der Kreislauf der Gase und der

Schachtes 2 ist durch eine Schachtplatte 11 mit einer festen Stoffe betrachtet werden. Die mit Brennstoff

Klappe 12 abgeschlossen. Unterhalb des oberen und Verbrennungsluft gespeisten Brenner 14 blasen

Endes 10 ist ein Schornstein 13 an den Schacht an- in die Schmelzwanne 4 das Gemisch ein, das in den

geschlossen. Am unteren Ende weist der Schacht 2 50 geschmolzenen Produkten verbrennt und in denselben

eine bauchförmige Erweiterung 3 auf, welche die Ver- die vorstehend beschriebenen Strömungen erzeugt,

bindung zwischen dem Schacht und der Schmelz- Die Verbrennungsgase steigen in den geschmol-

wanne 4 herstellt und an die Schmelzwanne Vorzugs- zenen Produkten nach oben und gelangen in die

weise im Bereich des Niveaus des betriebsmäßig ein- bauchförmige Erweiterung 3 und in den Schacht 2,

gehaltenen Schmelzbadspiegels anschließt. Diese Er- 55 aus dem sie schließlich durch den Schornstein 13 ab-

weiterung wird durch eine Verlängerung der Seiten- ziehen. Die Geschwindigkeit der Gase wird durch die

wände 9 des Schachtes 2 gebildet. Die verschiedenen bauchförmige Erweiterung 3 derart verringert, daß

Teile können gegebenenfalls verschiedene Quer- dadurch die Gefahr des Mitreißens von Teilchen der

schnitte aufweisen, indem beispielsweise die Schmelz- Materialien herabgesetzt wird, und zwar sowohl von

wanne 4 viereckigen Querschnitt hat, während die 60 festen Teilchen der Materialien, die durch den

bauchförmige Erweiterung 3 und der Schacht 2 kreis- Schacht 2 nach unten fallen, als auch von Teilchen

förmig sind. der geschmolzenen Materialien, die durch die Gase

In der Schmelzwanne 4 sind ein oder mehrere aus der im oberen Teil stark verwirbelten Schmelze Brenner 14 angeordnet. Von den vielen möglichen mitgeführt werden könnten. Der erweiterte AbAnordnungen dieser Brenner sind in den F i g. 2 bis 7 65 schnitt verhindert insbesondere ein Ansteigen des in besonders vorteilhafte Anordnungen dargestellt. Ge- der Schmelzwanne enthaltenen Bades. Ein solches maß F i g. 2 sind vier Brenner einander gegenüber- Ansteigen könnte unter dem Druck einer Gastasche liegend angeordnet, so daß die durch die beiden erfolgen, die sich im Innern der flüssigen Masse

bildet. Die bauchförmige Erweiterung 3 gibt der flüssigen Masse eine Ausbreitungsmöglichkeit.

Die Ausgangsmaterialien werden in den Ofen am oberen Ende 10 eingeführt und werden im Schacht 2 und in der bauchförmigen Erweiterung 3 fortschreitend erhitzt, während sie im Gegenstrom zu den heißen Gasen nach unten fallen. Nachdem die Materialien in die Schmelzwanne 4 gefallen sind, wird in derselben das Schmelzen derselben und ihre Verarbeitung fortgesetzt, während sich die dichten festen Stoffe in der Verlängerung 18 außerhalb des Kreislaufs der Produkte absetzen. Die Produkte treten aus der Schmelzwanne 4 aus und gelangen durch den Verbindungskanal 6 in den Kanal 5. Im Kanal 5 begünstigt die aufsteigende Bewegung der Produkte, daß die weniger dichten festen Stoffe an die Oberfläche gelangen, von der sie abgeschöpft werden. Das Niveau 20 der Produkte im Läuterungsbecken 7 bestimmt das Niveau 21 in der Schmelzwanne 4. Die Lage dieser Niveaus kann beispielsweise durch Ein- ao stellung der Entnahmegeschwindigkeit der geschmolzenen Materialien geregelt werden.

Die Wirkungsweise des Ofens kann verbessert werden, indem das Niveau 21 vom Niveau 20 durch Anordnung eines Überlaufes 22 (F i g. 8) unabhängig gemacht wird, der den direkten Austritt des geschmolzenen Materials aus dem Kanal 5 in das Läuterungsbecken verhindert. Dieser Überlauf besteht aus einem Mauerwerksblock aus feuerfestem Material, der neben dem Kanal 5 auf dem Boden 23 des Läuterungsbeckens 7 aufsitzt. Das Niveau 21 in der Schmelzwanne 4 und im Kanal 5 wird dann durch die Lage der oberen Kante 24 des Überlaufes 22 bestimmt.

Die Fig. 9 und 10 veranschaulichen eine abgeänderte Ausführungsform des Überlaufs 22, der aus einer Platte aus feuerfestem Material mit kleinerer Dichte als die Schmelze besteht und in Höhenrichtung verschiebbar ist. Die Platte ist in Nuten 25 geführt, die in den Seitenwänden 26 des Kanals 5 ausgespart sind. Der Überlauf 22 wird in seiner Lage durch Feststellblöcke 27 festgehalten, die verhindern, daß der Überlauf infolge seiner geringeren Dichte durch das geschmolzene Material nach oben gedrückt wird. Auf diese Weise wird die Lage des Niveaus 21 des Produktes im Kanal 5 und in der Schmelzwanne 4 . geregelt, wobei dieses Niveau 21 vom Niveau 20 des geschmolzenen Materials im Läuterungsbecken 7 unabhängig ist. Infolgedessen werden durch die Verschiebung des Überlaufs 22 und die Fixierung desselben durch die Feststellblöcke 27 auch die Abstände der Niveaus, in welchen die Brenner 14 in die Schmelze münden, vom Niveau 21 der geschmolzenen Produkte in der Schmelzwanne 4 verändert.

Claims (11)

Patentansprüche: 55

1. Verfahren zum Schmelzen von Glas oder ähnlichem Material in einem mit einer Läuterungskammer verbundenen Schachtofen, bei dem die zum Schmelzen erforderliche Wärme durch Einblasen heißer Verbrennungsgase in das Schmelzbad unter Verwirbelung von geschmolzenem Material zugeführt und das geschmolzene Material seitlich aus dem unteren Teil des Schachtofens abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Gase in das Schmelzbad von der Seite des Schachtofens her innerhalb einer Zone eingeblasen werden, die sich von einem unterhalb des Schmelzbadspiegels liegenden Niveau bis zu einem oberhalb der seitlichen Abzugsstelle des geschmolzenen Materials liegenden Niveau erstreckt, so daß im wesentlichen nur das über der Einblasestelle befindliche geschmolzene Material verwirbelt wird, während die untere Zone des Schmelzbades eine Berubigungszone bildet, in der die Schmelze vorgeläutert wird, und daß der Abstand zwischen der Einblasestelle der heißen Gase in die obere Zone und dem Schmelzbadspiegel durch Verändern des Niveaus des Schmelzbadspiegels in bezug auf die Einblasestelle geregelt wird.

2. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Schacht, dessen oberer Teil zum Eintragen der Ausgangsmaterialien eingerichtet ist und dessen unterer Teil die Schmelzwanne bildet, wobei in die Schmelzwanne mindestens ein Rohr zum Einblasen von Verbrennungsgasen mündet und an den unteren Teil der Schmelzwanne ein waagerechter Abzugskanal für die geschmolzene Masse angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblaserohr (14) oder die Einblaserohre (14) durch die Seitenwände der Schmelzwanne (4) in einen Bereich mündet bzw. münden, der sich von einem Abstand unterhalb des Schmelzbadspiegels (21) bis zu einem Abstand oberhalb der Öffnung (17) des seitlichen Abzugskanals (6) erstreckt, und daß eine Einrichtung zum Regeln des Abstandes zwischen der Einblasestelle der Verbrennungsgase in die Schmelze und dem Spiegel des Schmelzbades vorgesehen ist.

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Einblaserohre (14) in einer waagerechten Ebene durch die Seitenwände der Schmelzwanne (4) geführt sind (F i g. 1, 7).

4. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblaserohre (14) in verschiedenen waagerechten Ebenen durch die Seitenwände der Schmelzwanne (4) geführt sind (Fig. 6).

5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das unterste Einblaserohr direkt oberhalb der öffnung des Abzugskanals mit einem vorbestimmten Mindestabstand von dieser öffnung durch die diese öffnung enthaltende Seitenwand des Schachtes geführt ist und in einem relativ kleinen horizontalen Abstand von der Seitenwand im Schacht endet.

6. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Einblaserohr (14) gegen die Waagerechte geneigt ist (F i g. 7) und bzw. oder wenigstens ein Einblaserohr (14) mit der Normalen auf die Seitenwand der Schmelzwanne einen Winkel einschließt (Fig. 5).

7. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Mindestabstand zwischen den Mündungen der Einblaserohre (14) und der öffnung (17) des waagerechten Abzugskanals (6) relativ groß bemessen ist, um oberhalb der Abzugsöffnung eine ausreichend große Beruhigungszone für die geschmolzene Masse auszubilden.

8. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den waagerechten Abzugskanal (6) ein senkrechter Kanal (5) an-

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schließt, an dessen Ende ein Überlauf (22) angeordnet ist (F i g. 8,9).

9. Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf (22) eine höhenverstellbare Schwelle aufweist (F i g. 9).

10. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzwanne (4) unterhalb der öffnung (17) des Abzugskanals (6) zu einem Absetzraum (18) verlängert ist, der zur Aufnahme unvollständig geschmolzener Reste der Ausgangsmaterialien bestimmt und mit einer Heizeinrichtung (19) versehen ist.

11. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb der Schmelzwanne gelegene Teil des Schachtes einen erweiterten Abschnitt (3) aufweist, der im Niveaubereich des betriebsmäßigen Schmelzbadspiegels (21) an die Schmelzwanne (4) anschließt und einen Ausdehnungsraum zur vorübergehenden Aufnahme von bei der Verwirbelung überwallendem geschmolzenem Material bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 729 098.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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