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Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern von Schämden an nach dem
Metallbadverfahren hergestelltem Flachglas Für diese Anmeldung wird die Priorität
der entsprechenden USA-Anmeldung Ser. No. 678 954 vom 30. Oktober 1967 in Anspruch
genommen.
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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Flach-bzw. Fensterglas
(£lot glass) und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung
von Schäden in dem fertigen Glas, die sich aus dem Herabtropien von Metall von der
Decke der Überdruckkammer auf das auf dem Metallbad treibende Glas band ergeben.
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Obwohl die Produktion von nach dem Metallbadverfahren hergestelltem
Flach- oder Fensterglas als Handelsprodukt verhäl ~ nismäßig neu ist, wird dieses
Glas bereits durch einige der größten Glasproduktionsfirmen hergestellt. Eine übliche
Ausführungsform einer Anlage zur Herstellung dieses Glases ist in der US-Patentschrift
3 083 551 beschrieben. Wie in dieser Patentschrift näher erläutert ist, wird bei
der Herstellung von Flachglas mit Hilfe des Metallbadverfahrens
Glas
bei gesteuerter Geschwindigkeit auf ein verhältnism>ßiD breites Bad aus schmelzflüssigem
Metall (uberlicher Weise Zinn) aufgebracht und entlang der Oberfläche des Metallbades
unter physikalischen und Wärmebedingungen bewegt, die gewährleistenX daß ic f dem
Bad sich eine Schicht aus schmelzflüssigem Glas bildet, 2. das Glas in dieser Schicht
seitlich ungehindert so ausfließen kann, daß auf der Oberfläche des Metallbades
eir schwimmfähiger Körper aus schmelzflüssigem Glas von gleicher Dicke entsteht,
und 3. der sctiwimmfähige Körper in Band- oder Streifenform auf dem Metallbad stetig
vorbewegt und dabei soweit abgekühlt wird daß er mit Hilfe mechanischer Fördermittel
von dem Bad unversehrt abgenommen werden kann.
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Oberhalb des Bandes aus schmelzflüssigem Metall ist ein dichtend umschlossener
Freiraum oder eine Überdruckkammer @ die sogenannte Metallbadatmosphäre vorgesehen.
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Da einer der Vorteile von nach dem Metallbadverfahren hergestelltem
Glas darin besteht, daß es mit der gewünschten Oberflächenbeschaffenheit gebildet
wird und somit nicht geschliffen und poliert zu werden braucht, macht ein
erfolgreicher
kommerzieller Betrieb des MetaIbadverfahrens es erforderlich, daß sich an der oberen
oder freiliegenden Fläche des Glas bandes keinerlei Fremdetoffe ansetzen oder ansammeln
können.
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Jedoch haben sich bei seiner bisherigen Anwendung erhebliche Schwierigkeiten
aus den sogenannten Zinntropfen ergeben, die von der Decke der Überdruckkammer auf
die Oberfläche des heißen Glas bandes herabfallen oder -tropfen und in einigen Fällen
zu Produktionsverlusten von bis zu 40 % geführt haben.
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Nun hat man festgestellt, daß diese Metalltropfschäden auf eine Verdampfung
des schmelzflüssigen Metalls aus den beiderseits des sich über das Metallbad bewegenden
Glas bandes freiliegenden Bereichen des Bandes zurückzuführen sind, das in den Porenräumen
der feuerfesten Flächen im Inneren der Uberdrukkammer kondensiert oder sich darin
ablagert. Nach einer gewissen Zeit wird das Gewicht der Metallkonzentration an der
Decke der Kammer groß genug, um sich zusammenzuballen und von der Decke auf das
Glas band herabzufallen oder herabzutropfen.
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Erfindungsgemäß wird das Herabtropfen von Metall auf das Glasband
dadurch verhindert, daß das verdampfende Metall
an einer Fläche
besonderer Art aufgefangen oder angesammelt wird, die so ausgebildet ist, daß sie
das Metall bei seine Zusammenballen aus dem sich über dem Glas band befindenden
Bereich der tberdruckkammer ablenkt, zu einer Stelle leitet, an der es in den Teil
des schmelzflüssigen Metalls des Bades zurücktropft, der sich seitlich in einem
Abstand des Glasbandes befindet.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist demzufolge darin zu
sehen, das Herabtropfen von Metall von der feuerfesten Decke der tberdruckkammer
auf das sich durch sie hindurchbewegende Glas band dadurch zu verhindern, daß es
unmittelbar in das Bad zurückgeführt wird, so daß ein Auftreffen von der Decke der
ttberdruckkammer herabtropfenden Metalls auf das sich in der Kammer befindende Glasband
ausgeschlossen ist.
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Dies wird dadurch erreicht, daß in der tberdruckkammer eine Sammelfläche
für aus dem Metallbad verdampfendes Metall vorgesehen wird, die ein Teil einer Leitfläche
oder einer.
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Zwischendecke sein kann, die so ausgebildet ist, daß sie das kondensierte
Metall bei seinem Zusammenballen oder Aufhäufen seitlich über die Seitenkanten des
auf dem Metall bad- treibenden Glas bandes hinaus ablenkt.
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Die Erfindung ist im Nachstehenden anhand der beigefügten Zeichnung
bei einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch eine Anlage
zur Herstellung von Flachglas nach dem Metallbadverfahren, bei der die Überdruckkammer
mit einer Sammelfläche nach der Erfindung versehen ist, Fig. 2 eine Aufsicht auf
die Anlage nach Pig. 1 bei abgenommener uberdruckkammer, Fig. 3 einen senkrechten
Querschnitt nach der Linie 3-3 in Pig. 1 und Pig. 4 eine perspektivische Ansicht
einer abgeänderten Ausführungsform einer mit oberen und unteren Sammelflächen versehenen
Zwischendecke für die tberdruckkammer.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung Ton Flach glas
(float glass) in Vorschlag gebracht, bei dem ein Glasband in einer eine abgegrenzte
Atmosphäre enthaltenden Metallbadkammer auf einem Bad aus schmelzflüssigem Metall,
das breiter ist als das Band, schwimmend vorbewegt wird,
das dadurch
gekennzeichnet ist, daß ein Herabtropfen von aus dem Bad verdampftem Metall auf
das Glas band verhindert wird, indem das Metall bei seinem Verdampfen aufgefangen
und gesammtelt, dann seitlich aus dem unmittelbar über dem Glas band liegenden Bereich
fortgeleitet und in das Bad zurückgeführt wird.
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Erfir:½tungsgemäß wird außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung
des vorerwähnten Verfahrens in Vorschlag gebracht mit einer Wanne, einem sich in
der Wannne befindenden Bad aus schmelzflüssigem Metall, auf welchem ein Glasband
von geringerer Breite als das Bad schwimmend vorbewegt wird, einer sich über dem
Bad befindenden und über ihm eine Metallbadatuosphäre abgrenzenden Metallbadkammer
und einem in der Kammer über dem Bad angeordneten Teil mit einer Oberfläche, an
der sich aus dem Metallbad verdampfendes Metall ansammelt, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Oberfläche so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie das verdampfte
Metall bei seinem Zusammenballen oder Anahäufen seitlich aus dem unmittelbar über
dem Glas band liegenden Bereich in eine Lage führt, aus der es über eine Kante des
Glasbandes hinaus in das Bad zurücktropft.
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In den Figuren 1 und 2 der beigefügten Zeichnungen ist eine typische
inlage zur Herstellung von Flach- bzw. Fensterglas
nach dem Metallbadverfahren
gezeigt, die im wesentlichen mit der in der US-Patentschrift 3 083 551 beschriebenen
Anlage übereinstimmt. Bei dieser Anlage wird schmelzflüssiges Glas 6 aus einem Vorherd
7 einem Speiserstein 8 in einer durch eine Hubtür 9 und einen Absperrstein 10 regulierter
und gesteuerter Menge zugeführt.
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Das aus dem Speiserstein 8 auf das verhältnismäßig breite Metallbad
11 ausfließende Glas bildet einen mit 16 bezeichneten schwimmfähigen schmelzflüssigen
Körper, aus dem sich eine schwimmfähige Schicht 17 von stabiler Dicke entwickelt.
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Das in der Wanne vorhandene Metallbad und der sich über dem Bad befindende
Freiraum 21 werden durch von HeizZ»pern 22 nach unten gerichtete Strahlungswärme
beheizt. Dieser die Metallbadatmosphäre enthaltende Freiraum 21 ist von einer Überdruckkammer
23 umschlossen, die es mit der Verlängerung 27 ermöglicht, über dem in der Metallbadkammer
beiderseits des Glasbandes freiliegenden Teil des Metallbades 11 ein ausreichendes
Schutzgasvolumen zu unterhalten.
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Der leckenaufbau 23 ist in Abständen mit Rohrstutzen 24 versehen,
die über Abzweigungen 25 an Verteilerleitungen 26 angeschlossen sind, über die das
Schutzgas in den Freiraum 21 bei einem Durchsatz zugeführt wird, durch den in
den
Freiraum ein Überdruck ent':teht Das Schutzgas ist ein solche, beispielsweise ein
Gemisch aus 5 dickstoff und Wasserstoff, das mit dem Metall des Bades keine chemische
Reaktion eingeht, die zu Verurreinigungen des Glases führt wo bei durch einen den
Ü'bordruck bildenden Zustrom von Schutzgas in den Freiraum 21 ein Eindringen von
Außenluft theoretisch verhindert wird.
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Wenn das endgültige Glas band 29 im wesentlichen die gleiche Dicke
haben soll, wie die Gleichgewichts- oder stabile Dike des Glases, muß die Temperatur
des Glases in der schwimmfähigen Schicht oder dem Band 17 sorgfältig gesteuert werden,
damit es von der Hubtür 9 bis zum Austragende der Anlage allmählich abgekühlt wird,
wobei in dieser Zeitspanne die Glasbandoberfläche eine Temperatur erreichen muß,
bei der sich das Band 17 ausreichend verfestigt hat, um den Transport auf mechanischen
Fördermitteln ohne Beschädigung seiner Flächen in einen Ofen hinein zu ermöglichen,
d.h. eine Temperatur von etwa 6500 C, bei welcher die Viskosität des Glases etwa
107 Poise beträgt.
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Die mechanischen Pördermittel bestehen aus Stützrollen 30 bis 32 und
einer darüber angeordneten Rolle 33, die außerhalb-des Austragendes der Wanne angeordnet
sind. Jede Rolle
oder sämtliche Rollen 30 bis 33 können angetrieben
wesen und mit den anderen Rollen zusammenwirken, um auf das sich zum Auslaß hin
bewegende Glasband eine ausreichende Zugkraft auszuüben.
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Sofern ein Glas band von geringerer Dicke als der Gleichgewichtsdicke
verlangt wird, läßt sich dies durch Erhöhung der Drehzahl der Rollen 30 bis 33 erzielen,
wodurch die Zugkraft der Rollen geändert und der schmelzflüssige Glaskörper von
stabiler Dicke ausgezogen und somit dünner wird.
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Wie vorstehend erörtert, haben Anlagen dieser Art zur Herstellung
von beidseitig feuerpoliertem Flachglas oder Fensterglas nach dem Metallbadverfahren
bisher Glas bänder erzeugt mit an und/oder in ihren Oberseiten eingebetteten Metalltnpfen,
die Schäden entstehen ließen, die dazu führten, daß erhebliche Bereiche des Glasbandes
für den handelsüblichen Gebrauch untauglich, also Ausschuß wurden.
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Solche durch von der Decke 14 der uberdruckkammer auf das Glas band
herabtropfendes verdampftes und sich zusammenballendes Metall verursachte Schäden
führten zu bedeilich hohen, wenn nicht untragbaren Produktionsverlusten.
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Diese Metalltopfschäden können jedoch erfindungsgemäß dadurch vermieden
werden, daß in der uberdruckkammer eine
oder mehrere Sammelflächen
vorgesehen werden, wie sie in den Figuren 1 und 3 veranschaulicht und mit 35 bezeichnet
sind. Wie in diesen Piguren gezeigt, ist die Sammelfläche 35 die Unterseite eines
Sammelteiles, welches eine Leitfläche oder Zwischendecke 36 ist, die über dem sich
auf dem Metallbad ii befindendem Glasband angeordnet ist und seine Breite vollständig
überdeckt, das Sammelteil kann auch an der eigentlichen Decke 34 angeordnet sein.
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Das Sammelteil muß aus einem Material bestehen, das den verhältnismäßig
hohen Temperaturen in der Metallbadatmosphäre standhält, wobei die Sammelfläche
so beschaffen sein muß, daß sich an ihr kondensierendes und anhäufendes verdampftes
Metall frei bewe<rX kann, während es durch Kapillarwirkung mit der Fläche in
Bcrührung gehalten wird. Beispielsweise können sowohl Metalle als auch Legierungen
mit den erforderlichen Eigenschaften verwendet werden, von welchen das im Handel
erhältliche, mit "Kanthal" bezeichnete Material ein für diesen Zweck hervorragend
geeignetes, als spezifisch Beispiel dienendes Material ist.
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Als weitere Bedingung müssen der Sammelkörper und die Sammelfläche
so ausgebildet sein, daß sie das verdampfte Metall bei seinem Ansammeln oder Kondensieren
und Zusammenballen an der Sammelfläche von dem sich unmittelbar über
dem
Glas band befindenden Bereich aus seitlich ablenken und weiterleiten und es dann
ermöglichen, daß das Metall beiderseits des Glasbandes an den Außenkanten in das
Bad 11 zurücktropft.
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Dementsprechend arbeitet eine in Fig. 3 mit 35 bezeichnete, über ihre
Breite im wesentlichen konvexe, zum Metallbad hin gekrümmte und an dem übereinstimmend
ausgebildeten, sich in Richtung auf seine Seitenkanten 37 verjüngenden Teil 36 vorhandene
Sammelfläche sehr wirksam. Wenn außerdem als Sammelkörper 36 eine ausreichend dünne
und leitfähige Platte verwendet wird, kann sie in der Uberdruckkammer 23 unter den
Heizelementen 22 als Muffel angebracht werden. Jedoch kann das Sammelteil 36 nötigen-
oder gewünsc tenfalls als Zwischendecke mit unter ihr angeordnten Heizelementen
angebracht werden Hier sei bemerkt, daß das Sammelteil 36 das Glasband außerdem
vor jeglichem noch an der Decke 34 kondensierenden und von ihr herabtropfenden verdampften
Metall schützt und daß dieses Metall sich an der Oberseite 39 des Sammelteiles ansammelt,
von wo es letztlich ebenfalls in Richtung auf die freiliegenden Katenabschnitte
des Bades 11 geleitet wird und schließlich von den sich verjüngenden Seitenkanten
37 in das Bad zurücktropft.
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Die btNf U gezeigte Ausführung des Sammelteiles ist eine so'che, die
sich auch einbauen oder als Decke der Hberdruckkammer 23 verwenden läßt, jedoch
ist eine etwas abgeänderte, in Fig. 4 mit 40 bezeichnete Ausführung vorwiegend zur
Verwendung als Leitfläche oder Zwischendecke bestimmt Dementsprechend ist, obwohl
das Teil 40 im wesentlichen die gleiche Form hat wie das Teil 36, seine Oberseite
41 mit einer Vielzahl von Rippen oder erhöhten Teilen 42 versehen, die in beliebigem
Muster angeordnet sein können, das so errechnet ist, daß von der Decke 34 der Überdruckkammer
darauf herabtropfendes Metall gesammelt und festgehalten und/oder entlang einer
gewünschten Bewegungsbahn oder -bahnen zu seinen Außenkanten hin abgelenkt und abgeführt
wird.
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Es ist beabsichtigt, die Sammelteile und/oder -flächen gemäß der Erfindung
in der Überdruckkammer 23 und zu ihr in Längsrichtung in Größen und einer Anzahl
zu verwenden, die ausreichen, um das sich in der Überdruckkammer bewegende, aus
dem schwimmfähigen Körper 16 und der Schicht 17 von stabiler Dicke bestehende gesamte
Glas band zu überdekcen. Andererseite können sie auf die Bereiche der Kammer begrenzt
ode nur in den Bereichen verwendet werden, in welchen das Metalltropfproblem auftritt
oder am schädlichsten ist.