DE1496018A1 - Verfahren zur Herstellung von Flotationsglas - Google Patents

Description

Dr.WalterBeil

AHrcd H-opener 16, Dez. 1965

Dr.lLns Jor. im Wolff
Dr. Bar-s Chr. Beil

Frankfurt a. M.-Höchst

Adeionstraße 58 - TA 313649

Unsere Hr. 12 Q?4-

Pittsburgh Plate Glass Company Pittsburgh Pa·, V.St.A.

Verfahren zur Herstellung von Flotationsglas

Die vorliegende Erfindung "betrifft die Herstellung von Flotationsglas.

Flotations glas wird hergestellt, indem man eine GKLasschicht auf einem Bad aus geschmolzenem Metall, wie Zinn oder einer Zinnlegierung flotieren lässt· Geschmolzenes Glas wird auf das geschmolzene Metall gebracht und zu einem Band geformt, das von dem Bad abgezogen wird· Dieses Verfahren ist in der USA-Patentschrift 3 083 551 beschrieben und erläutert.

Bei der Herstellung eines Glasbandes, das frei von Fehlern ist, die nicht nur dia optischen. Eigenschaften eondern auch das Aussehen des Produktes beeinträchtigen, traten Schwierigkeiten auf« Einer der Fehler tritt als Vertiefung oder Eindruck in der unteren Oberfläche des Bandes, d.h. in der Oberfläche auf, die mit dem geschmolzenen Metall des Bades in Berührung gekommen ist. In schweren Fällen, d.h. bei etwa 10% aller Fälle erscheint der Fehler als eine Blase oder sichtbarer Gaseinschluss in der Glasoberfläche* Die genau· Ursache dea Fehlers oder die Fehlerquelle

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ist nicht bekannt, jedoch nach einer Untersuchung des Verf ahrens scheint er durch Glasbläschen, die vom Boden des Bades nach oben steigen, verursacht zu werden.

Bei der üblicherweise zur Herstellung von 3?lotationsglas verwendeten Anlage ist der das geschmolzene Bad enthaltende Tank "aus ' einem Stahlmantel konstruiert, dessen Wände und Boden mit feuerfesten Tonziegeln β»β verkleidet sind· Die Ziegeln können an den Mantel geschraubt sein oder sie können mit einem für die Verlegung von feuerfesten Tonziegeln geeigneten Zement auf den Mantel aufgebracht werden.

Der Tank besteht aus einzelnen Zonen, wobei jede Zone oft als Kammer bezeichnet wird. Jede Kammer hat eine Länge von etwa 3,048 m. Die tatsächlichen Abmessungen können natürlich in Abhängigkeit von der tatsächlichen Länge des Tankes verschieden sein« Bei einem in der Industrie verwendeten Tank mit einer Länge von etwa 45,72 m scheinen die vorstehend beschriebenen Fehler sich am stärksten in den Kammern Wr · 2, 3» 4 und 5 (die Kammern sind der Heine nach von dem Ende an numeriert, an dem das geschmolzene Glas in den Tank eintritt) oder mit anderen Worten in den Zonen des Tanks zu entwickeln, in denen das Glas zu einem Band geformt wird und in denen die Temperatur des Bades und des Glases im allgemeinen am heissesten ist und oberhalb der Erweichungstemperatur des G]a ses, d.h. der Temperatur liegt, bei der das Glas sich in nicht unterstützten Bereichen verformt oder absackt, wenn es' nicht unter Zugspannung steht, z.B* 1037»8 bis 732,2° oder darüber. -

Es wurde nun gefunden, dass die Anzahl dieser fehler in dem Band sowohl hinsichtlich der Anzahl als auch hinsichtlich der Grosse dadurch wesentlich verringert wenn nicht beseitigt werden kann, dass man ein positives Druckgefälle zwischen mirdestens einem Teil oder Teilen des Inneren und Äusseren der feuerfesten Wandungen, insbesonlere des Bodens schafft, die sich unterhalb der Eben· des auf dem Metall ruhenden Glases befinden· Dieser Druckunterschied sollte wesentlich sein und normalerweis· 127 21m Hg. im allgemeinen 254 mm Hf übersteigen·

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Die Ziele der vorliegenden Erfindung -werden am "besten dadurch ;. erreicht, dase man einen Unterdruck oder ein Vacuum in einem Teil oder bei Teilen der Unterseite des feuerfesten Tonbodens schafft* Es.ist nicht erforderlich, ein derartiges Druckgefälle T5ei dem ganzen aus feuerfestem Ton bestehenden Boden des Tanks anzuwenden». Im allgemeinen ist es möglich,--das Band zu betrach-:., ten, während ee sich über das Metall bewegt, ,und zu beobachten,, wo.sich eine örtliche Störung auf der oder nahe der zwischen dem ..Glas und. dem Metall befindlichen Fläche bildet .oder sich zu bilden beginnt· Das Vacuum kann dann am Boden oder ausserhalb des feuerfesten Materials an einem Punkt geschaffen werden, der sich direkt unterhalb oder in^umittelbarer Nähe dieser Stelle befindet* Wenn" eine Mehrzahl derartiger Störungen auftritt,.kann eine Mehrzahl derartiger örtlicher Vacuumquellen auf diese Weise' unter Jeder örtlich begrenzten Zone geschaffen werden, in der _: rr die Störungen ihren Ursprung haben oder auftreten. Es ist infolgedessen nicht notwendig* das Vacuum über der gesamten,?unteren Oberfläche des feuerfesten Tonbodens zu^? schaff en, um die Vorteile 4er vorliegenden Erfindung zu erzielen« Es ist sogar oft am vorteilhaftesten, das Vacuum nur in solchen Örtlich begrenzten Bereichen au schaffen, da hierdurch örtlich begrenzte Unterdruckzentren in Zonen geschaffen werden, die den örtlich begrenzten . Bereichen.des GOases gegenüberliegen, in denen die erwähnten Störungen sich zu bilden beginnen, ohne dass die anderen Bereiche gestört werden, in denen keine derartig© Störung auftritt· In-einem derartigen Fall kann ein.Druckgefälle zwischen der Vacuumquelle und den Flächen der feuerfesten Tonauskleidung, die seitlich davon liegen, herrschen·

Normalerweise wird das Vacuum in Teilen des feuerfestenTpnbo- ,. dens geschaffen.. Die, Seitenwände können zwar ebenfalls auf ahn-, _r liehe Weise behandelt werden, dies ist jedoch im allgemeinen , niöht. nöfe&g, da die Seitenwände gewöhnlich Abstand.von dem Glas

.;,Für den Fall, dass das Glas.an eine feuerfeste Seiten-. 3$ttdwandung gelangt oder ihr nahekommt und die Fehlerbildung

eipi Fr.oblem wird, kann eine ähnliche Vaceuumquelle an der Aussenseite dieser Wandung geschaffen werden» Ausserdem kann das Vaöuum über dem gesamten Boden aus feuerfestem Ton herrschen·

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Dies ist? «Jedoch, gewöhnlich nicht erforderlich^ :.und wie--sie "bei örtlieli begrenzten Druckgefällen direkt, unter den Fehlern· auftreten»!..werden* nicht .erzielt* '^ : ·"- ..iriii - ::: ■

Die Art und Weise, auf die einige dieser. Ziele können, wird unter Bezugnahme auf die folgende Be.sehreibiing ,anhand der beigefügten Seichnungen deutlicher.

Fig«· 1 ist' ein Längsschnitt durch" einen'^: typischen Tank .zur '

' Herstellung-von Flot at ions giss,* "fer"' zweckmässigerweise '"'■■' in¹ Zonen oder' Kammern unterteilt i:st 'und^iri^^deS* die'^rof-•'^; liegende Erfindung eingebaut wurde·· '■'"'- ·^ν;νν·"~ ^liV*"-■ -■ "- ■-

Fig. 2 ist eine Drauf sieht auf. die Anlage der Fi-g. 1* ,, , .

Fig· 5 · ist ein, vergrösserter' Schnitt entlang αίβηφίίι4©χ3*·δ;_;. der·:* ο Fig·. 1 und erläutert♦ eine Ausführungsform 4gre^;|rorlie?r:-:-^ , . gen den Erfindung* ■-:.-:.·■- ..-./-._ ■'■ -:>:■■, =,.-._ .-■-?/{ -τ.χ-J > - *· - i'-'

Fig. 4 ist ein der Fig* 3 ähnlicher vergrösserter Öcnriiiit und' ■' erläutert eine zweite Ausführungsform der vorliegenden ... ,. Erfindung ·

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden zunächst diejenigen-' Einzelheiten der Konstruktion beschrieben,- die kohventiOnelT* sind· Def kontinuierliche O?ank, der aus einer'Mehrzahl ^ Von Zonen oder Kaamern 1 bis einsehliesslich 15 besteht und der das ^: Bad " ' des geschmolzenen Metalls enthält, ist mit 110 bezeichnet\ seine aussereri Φβΐΐβ sind aus Metall in Form eines Mantels konstruiert· Der Tank 110 besitzt ^in Einglaösende zur Beschickung döe 'Grlases auf das Bad aus geschmolzenem Metall 112, ziB« Zinn, wabei sich ■"-ein Glasband-114 bildet und ein; Auslassende 116, durch das daö gebildete und mit? ©beneii Oberflächen versehene G-lasbänd auf einem Rollenförderband 117 herausbefördert und au einem (nicht gezeigten) ' Kühlofen transportiert wird» Das Glas'wird auf das Zinn 112 aus 6inem Glassöhmelztank 118,-von dem ein*Teil dargestellt ist,.» durch eine Reguliervorrichtung 120 :and einen-Auslauf 122^: gelei- . tet· Es ist eine Sperre vorgesehen, "durch -die'der Glasstrom uai·* ''-■ terbrochen. werden kann, wenn dies notwendig oder erwünscht ist.

ORIGINAL INSPECTED

Vorrichtungen, wie z.B. die Bohre 124 sind für die Zuleitung von Gas, das gegenüber Zinn inert ist, in das Innere des Tankes 110 vorgesehen, so dass die Oxydation des Metalls des Bades verhindert wird. Im allgemeinen wird Stickstoff oder eine einen hohen Prozentsatz Stickstoff enthaltende Gasmischung verwendet. Der Druck dieses Gases ist im wesentlichen atmosphärischer Druck und übersteigt selten 5»08 Torr Temperaturreguliervarrichtungen, wie z.B. (nicht gezeigte) Heizvorrichtungen können in dem Tank verwendet werden, um. die Temperatur im Tank zu steuern· Am Einlassende haben das Bad und das zugeleitete Glas .eine Temperatur von etwa 1037,8° bis 1093,3°, selten unter 982,2° und selten über 1371»1°· Dem Glas wird ermöglicht, sich eben auszubreiten, so dass ein Band mit ebenen und parallelen Oberflächen gebildet wird, die den feuerpolierten Oberflächen ähnlich sind. Die Temperatur des geschmolzenen Metalls und des GUa see fällt in Bichtung auf das Auslassende und beträgt dort etwa 537,8° bis 648,9°.

Der Boden und die Seitenwände des Tankmantels 111 sind mit einer Lage oder mehreren Lagen feuerfester Tonziegel 126 bzw. 128 ausgekleidet· Eine derartige Ziegelschicht ist etwas porös, so dass Gas unter Druok bis zu einer wesentlichen Tiefe eindringen oder die Ziegelschicht und/oder die Zwischenräume zwischen den Ziegeln sogar durchdringen kann. Der Metallmantel andererseits ist im wesentlichen nicht-porös. XTm die Eodenziegeln 126 zu verlegen und sie am Boden des Metalltankmantels fest zuzementieren, kann eine Zement schicht 130 verwendet werden« Ein geeigneter feuerfester Tonzement hat sich als zufriedenstellend erwiesen. Die seitlichen Ziegeln 128 können ebenfalls an den Metallseiteiiwänden des Talks 110 fest zementiert werden· Der feuerfeste Ton der Ziegeln 126 und 128 sowie die verwendeten Zemente werden so ausgewählt, dass das Metall des Bades nicht verunreinigt wird. Es kann jedoch im allgemeinen etwas Gas hindurchgehen. Natürlich können die Ziegeln auch an den Mantel β·β€* geschraubt sein oder sowohl geschraubt als auch zementiert sein.

Das Band bewegt sich auf dem Bad entlang in Richtung auf das Auslassende und wird durch Regelung der Temperaturen de· Metalls

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in den verschiedenen Kammern so gekühlt, dass eine allmähliche oder stufenweise Temperaturerniedrigung "bis zum Auslassende stattfindet, wo sich das Band soweit abgekühlt hat, dass ee abgezogen werden kann· Das Band wird dann von dem Tank abgezogen und über Walzen in eine Kühlzone transportiert wo es dann gekühlt wird.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens treten die vorgenannten Glasfehler auf. Es ist möglich, das Glasband zu beobachten und ' den allgemeinen Bereich festzustellen, in dem der Fehler seinen Ursprung hat, nachdem man am Aussehen feststellen kann, wo eine Störung oder eine Reihe von Störungen an der Grenzfläche zwischen dem Metall und dem transparenten Glas vorliegt.

Die vorgenannte Schwierigkeit kann wesentlich verringert und manchmal vollständig beseitigt werden, indem man besonders in gewissen Zonen des Tanks, z.B· in den als Kammern 2, 5, 4 und 5 gekennzeichneten Zonen, d.h. besonders in den heissesten Zonen des geschmolzenen Bades eine Vorrichtung vorsieht, durch die ein unterdruck an einer Bodenwandung oder einem anderen Teil des Tankes geschaffen werden kann, der sich unterhalb der Oberfläche des Metallbades gegenüber der Zone befindet, in der die sichtbare Störung beobachtet wird. Um dies zu erreichen sind, wie in Fig. 3 gezeigt ist, ein Rohr oder mehrere Rohre 131 vorgesehen, die durch den Metallmantel 111 dee Tanks 110 und bis in den Zement 130 erstrecken· Sie können sogar bis zu einer wesentlichen Tiefe in die Ziegeln eindringen, ihr Ende liegt jedoch in jedem Fall ein gutes Stück unter der oberen (inneren) Oberfläche der Ziegeln· Bei Fehlen des Zements können sich die Rohre lediglich durch' die Ziegeln erstrecken oder in die Ziegel hineinragen.

Ausserhalb des Tanks erstrecken sich'die Rohre bis zu einer Höhe, die im allgemeinen oberhalb der Oberfläche des Metallbades liegt, und eind dann mit einem Vacuumbehälter 132 verbunden · Der Behälter ist mit einer geeigneten Vacuumpumpe 134 oder einer änderet Vacuumquelle verbunden. Eine mit dem Behälter 132 verbunden* Abzugsleitung 136 gestattet gewünsch tenf al la die Entfernung der durch den Unterdruck entfernten Gase für Analyse zwecke. Alle Roh-

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re 131 kÖEucie.n miteinander verbunden sein und um wirtschaftlich . zu arbeiten, kann eine Pumpe 134 verwendet werden, es können ,de·* , doch, auch mehrere. Pumpen verwendet werden. Es ist ferner mög^ ■ lieh _% mehrexe.,Rohre gruppenweise zusammenzufassen oder eine Mehr* zahl yon Pumpen zu verwenden, die verschiedene Drücke für ver*» schiedene Bereiche in Abhängigkeit von der Schwere des Fehlers in irgend einem Bereich erzeugen·

Die Rohre sind direkt unterhalb der Zonen angeordnet, in denen die Bildung der Störungen beobachtet wird· Dies kann an einer Mehrzahl von Punkten sein und ist häufig der Fall; die Rohre werden daher aufgrund der Beobachtung des Bandes auf dem Metallbad angeordnet.· . . ...

Fig· 4 erläutert eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der kurze Rohre 1J8, die sich durch den Metallmantel 131 dee Tanks 110 und in den Zement 130 erstrecken, mit einem weiteren Metallmantel 140 in Verbindung stehen, der die verschiedenen Kammern des Tanks 110 umgibt· In diesem Fall kann der Mantel 111 gewünachtenfalls, die Form eines offenen Rostes haben, der die volle Einwirkung des Vacuums auf den gesamten feuerfesten Untergrund gestattet* Der Mantel 140 ist vorzugsweise mit einer Vacuumpumpe 142 verbunden, durch die in ihm ein Unterdruck erzeugt werden kann. . .

Die Rönre 131 und 138 habendeinen AusBendurchmesser von etwa 1,27 omV'äödoch ist dieGrosse der Rohröffnung kritisch· Im allgemeinen Wiird die Vacuumpumpe so eingestellt, dass sie mit einem Druck'von iiiönr als 254 Torr absolut und gewöhnlich voü 508 Torr absolut arbeitet und bei 635 Torr absolut und zuweilen bei etwa 759,5 Torr abeοίlit isu arbeiten aufhört. "' ^M

Ale-typisches Beiepiel traten bei einem Tank mit einer Länge von 45^72 m, der einen Glaeetreifen einer Stärke von etwa 6^35 *aa < und einer Breite von 33o,2 om mit einer Geschwindigkeit von etwa 444,5 om pro Minute erzeugte, wahlloö verteilte Vertiefungen Mit einem Darchmeeeer'' von 6,35 mm bis 38,1 mm mit einer Häufigkeit voa etwa 2000 pro Stunde auf. Es wurde festgestellt, daßßdieire ·"- -;^{; [ ;} ÖQ9809/03U ^{r ;} · '-■:■'■■

., :„ : BAD ORIGINAL -

Fehlerbildung im vorderen Teil des Tanks und in einer Zone stattfand, die 60,96 cm bis 91*^ om von einer Seitenwand des Tanke entfernt war. Sechs Rohre '/."..:^!aen durch der. Lietöllniante."¹ in. die äussere Beden fläche as ε fen er feste η Bodens in lio 7>:; ^nt sohl Gilt jeder der Kammern 2, 3? 4 und 5 und in die 60,96 cm bis 9ij4-4 cm von der Seitenwand des Tanks entfernte Zone eingeführt, in der die Bildung der Störung festgestellt vurde* Sin Unterdruck von 503 Torr absolut "wurde in den für ds.-i gemeinsame Arbeiten zusammengefassten J?ein«η erzeugt« liach eii^er Zeusenne von einer Stunde natte sicn die Anzahl der Yextiefuiigen. in dem £and auf v;eniger als 100 pro Stunde verringert. Die Yertiefungen hatten einen Durchmesser von nicht si^hr- als 6,35 nun· i'ortsetzang der Arbeitsweise erhl ./,, „r,an nur noch 15 bis 30 Vertiefungen pro Stunde mit einem Durchmesser von bis zu b,;-,~

Die vorliegende Erfindung wurde zwar unter besonderer Ee^, u^n auf Unterdruck beschrieben, es ist jedoch zu beachten, cis-.es die Anwendung eines wesentlichen .überdu/rekea der 25»^ ium bis 127 QiDi₁ im allgemeinen 25^ mm Hg oder sogar 1 bis 5 Atmosphären über dem atmosphärischen Druck liegt,vorgesenen ist«

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Claims (8)

1. ΙΊΓίν Verfahren zur Herstellung von Glas, bei dem eine Glasmasse *eaf einem Bad aus geschmolzenem Metall, das in einem Tank enthalten ist in dem sich feuerfeste Teile befinden flotiert, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Teil des Tanks, der sich unterhalb des Bades befindet, einem Unterdruck unterwirft.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Teil einer Aussendend des Tanks, der sich unterhalb des Bades befindet, einem Unterdruck unterwirft.
3. 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ei nen örtlich begrenzten Teil des Tanks der sich unterhalb des Bades befinlet, einem Vacuum unterwirft.
4. 4, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Teil des Glases und des Bades betrachtet, eine Störung an der Grenzfläche zwischen dem Glas und dem Bad beobachtet und am Tankboden an der Stelle der Störung ein Vacuum schafft·
5. 5· Verfahren zur Herstellung von Glas, bei dem eine Glasmasse auf einem Bad aus geschmolzenem Metall, das in einem Tank enthalten ist in dem sich Teile aus feuerfestem Ton befinden, die mit dem Bad und einem Mantel aus Metall in Berührung stehen flotiert, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Vacuum bei den feuerfesten Teilen schafft, die sich in Zonen, in denen an der Grenzfläche zwischen GIpm und Metall Störungen beobachtet werden befinden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Vacuum mehr als 127 mm Hg absolut beträgt.
7. 7· Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Vacuum zwischen 508 bia 635 am Hg absolut beträgt·

   909809/03U bad owginal

   Jio
8. 8. Verfahren nach Ansprach 3% dadurch gekennzeichnet, dass daa Vacuum I Atmosphäre nicht übersteigt.

   9· Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vacuusi zwischen 25-^ und 381 mn. Hg "beträgt.

   lü. Verfahren zur Herstellung /or* Glas, bei dorn eine Glasmasse auf einem Lad aus geschmolzenen Kete.ll* das in einem l'ank mit feuerfesten Wänden enthalten ist, fiotiert, dadurch geksuiizüicnnet, dass man ein wesentliches positives Pruckgefäll^ zwisciier; dem Inneren und dem lusseren des Tanks an mindestens einen ¹J¹SiI der Wände erzeugt, der sich unterhalb des geschmolzenen Metalls befindet.

   11· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-10, gekennzeichnet durch Einrichtungen mit denen Unterdrück in einem Seil des Sanfcs ge schaffen wird, der sich unterhalb des Bades befindet«

   12· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspx'uch 1-10, gekennzeichnet durch Einrichtungen durch die ein Teil einer ausBereu Wandung des Tanks, der sich unterhalb des Be^iQ befindet, eines Unt-srcLruek unterworfen wird.

   13· Vorrichtung zur durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-10, gekemiz eic line t durch Einrichtungen mit denen ein Vaeuu,? in den feuerfesten feilen geschaffen wird, die sich in Zonen befinden, in denen an der Grenzfläche zwischen Glas und Metall Störungen beobachtet werden.

   F-IiT Pittsburgh Plate· Glase Company

   Pittsburgh Pa._t V»St.A.

   Rechtsanwalt Ö09803/03U

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