DE303993C

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Im Hauptpatent 300095 und den Zusätzen 303263, 302571 und 303264 sind Verfahren zur Herstellung möglichst schlierenfreien optischen Glases beschrieben, welche im wesentlichen darin bestehen, daß eine fertig geschmolzene optische Glasschmelze von einem zu möglichst vollkommener Durchmischung und Entschlierung ausreichenden Flüssigkeitsgrade bei im Verhältnis zur Masse großer Oberfläche so rasch und bis zu solchem Zähigkeitsgrade abgekühlt wird, daß eine Entmischung möglichst verhindert wird. Die Zwecke der vorliegenden Erfindung bestehen insbesondere darin, die Durchmischung der optischen Schmelze möglichst zu vervollkommnen, das Schmelzverfahren abzukürzen und zu vereinfachen sowie die Aufnahme von Verunreinigungen zu vermindern.In the main patent 300095 and the additions 303263, 302571 and 303264 are processes for the production of streak-free optical glass as possible, which is described in essentially consist in the fact that a ready-melted optical glass melt of a degree of fluidity sufficient for the most complete possible mixing and de-streaking with in relation to the Mass of large surface is cooled so quickly and to such a degree of toughness that segregation is prevented as far as possible. The purposes of the present invention exist especially in perfecting the mixing of the optical melt as much as possible, Shorten and simplify the melting process and reduce the uptake of impurities.

Dies soll erstens dadurch erreicht werden, daß die Abkühlung der Glasschmelze bei im Verhältnis zur Masse großer Oberfläche und dem die Durchmischung bis zu möglichst vollständiger Beseitigung der Schlieren ermöglichenden Flüssigkeitsgrade nach möglichst vollständiger Durchmischung und Entschlierung, aber ohne das Verschwinden der Gasblasen aus dem unmittelbar abzukühlenden Teile der Schmelze abzuwarten, begonnen wird.This is to be achieved firstly that the cooling of the glass melt at im Relation to the mass of the large surface and the mixing up to as complete as possible Elimination of the streaks enabling fluid levels as possible complete mixing and de-streaking, but without the disappearance of the gas bubbles from the part of the melt that is to be immediately cooled down is started.

Diese Abkürzung des Schmelzverfahrens wird möglich, weil die bei vorliegendem Verfahren schließlich im Glase nach der raschen Abkühlung vorhandenen Blasen sich, wie an späterer Stelle näher gezeigt werden wird, nachträglich unterhalb des Wärmebereichs der Schlierenneubildung aus dem plastischen oder erstarrten optischen Glase entfernen lassen.This abbreviation of the melting process is possible because of the present process finally, bubbles that are present in the glass after the rapid cooling, as will be shown in more detail later, subsequently below the warm area of the new streak formation from the plastic or Allow solidified optical glass to be removed.

Da es nicht mehr auf die möglichst vollständige Beseitigung der Gasblasen vor der Abkühlung der Schmelze ankommt, so eröffnet sich ferner die Möglichkeit, das Rühren mit Tonröhren durch das Durchmischen mittels Gasblasenströme zu ersetzen oder zu unterstützen. Since it is no longer possible to eliminate the gas bubbles as completely as possible before the When the melt cools down, there is also the possibility of stirring with it To replace or support clay tubes by mixing them by means of gas bubble streams.

Die Erfindungszwecke können also weiter dadurch erreicht werden, daß die Glasschmelze bei dem die Durchmischung bis zu möglichst vollständiger Beseitigung der Schlieren ermöglichenden Flüssigkeitsgrade durch darin erzeugte aufsteigende Gasblasenströme bis zur endgültigen Entschlierung umgerührt und darauf bei großer Oberfläche bis zu dem die Entmischung verhindernden Zähigkeitsgrade abgekühlt wird.The purposes of the invention can also be achieved in that the glass melt in which the mixing up to the most complete possible elimination of the streaks possible Degrees of liquid through ascending gas bubble streams generated therein up to final de-streaking and then with a large surface up to which the Toughness levels preventing segregation are cooled.

Bei dem üblichen Verfahren hat man zwar auch die Schmelze durch Gasblasenströme gemischt (etwa durch Einwerfen von Arsenik), aber nur während des Läuterns, während im weiteren bis zur Erstarrung Tonröhren als Rührer verwendet werden mußten.In the usual process, the melt has also been mixed by gas bubble flows (e.g. by throwing in arsenic), but only during the lautering, while in the further clay tubes had to be used as stirrers until they solidified.

In folgendem sollen an Hand einiger Ausführungsbeispiele die neuen Verfahren näher beschrieben und weiter ergänzt werden.In the following, the new methods will be described in more detail on the basis of some exemplary embodiments can be described and further supplemented.

In einem Tiegel wird eine optische Schmelze zwecks Schlierenbeseitigung etwa mittels Tonröhren auf übliche Weise sorgfältig durchmischt. Sobald die Durchmischung und Entschlierung durch das Umrühren, bei welchem sich der Hauptgehalt an Blasen bereits ausscheidet, hinreichend weit vorgeschritten erscheint, wird — ohne besondere Rücksicht auf den noch vorhandenen Blasengehalt der optischen Schmelze — die rasche Abkühlung des Glasflusses an großer Oberfläche vorgenommen bis zum festen oder plastischen Zähigkeitszustande, in welchem eine Schlierenneubildung nicht mehr eintritt. Zu diesem Zwecke wird die entschlierte, aber noch nicht völlig von Blasen befreite Schmelze etwa in flache metallische Formen gegossen und in ihnen rasch bis zur Senkwärme abgekühlt.An optical melt is placed in a crucible to remove streaks, for example by means of clay tubes carefully mixed in the usual way. As soon as the mixing and de-streaking by stirring, during which the main content of bubbles is already precipitated, appears sufficiently advanced, becomes - without special consideration on the still existing bubble content of the optical melt - the rapid cooling of the glass flow carried out on a large surface up to the solid or plastic toughness state, in which the formation of new streaks no longer occurs. For this purpose the de-striated, but not yet Melt that has been completely freed from bubbles is poured into flat metallic molds and poured into them quickly cooled down to the sinking heat.

Um nun den offenbar sehr störenden BIasengehalt aus dem in Eormen oder in sonstigen Kühlvorrichtungen behandelten optischen Glase zu entfernen, kann man z. B. folgende Maßnahmen bei einer Glaswänne anwenden, welche unterhalb der Schlierenneubildungswärme verbleibt. Die Blasen lassen sich in den ungefähr auf Senkwärme befindlichen Glasstücken dadurch unschädlich machen, daßNow about the obviously very disturbing content of the bias from the optical treated in Eormen or in other cooling devices To remove glasses, you can z. B. apply the following measures to a glass tub, which remains below the heat that forms new streaks. The bubbles can be turned into make the pieces of glass located approximately at lowering heat harmless by the fact that

*) Frühere Zusatzpatente: 302571, 303263, 303264.*) Previous additional patents: 302571, 303263, 303264.

man letztere in einem Behälter einem entsprechenden Überdruck aussetzt, bis die störenden Blasen sich im Glase genügend verkleinert oder gelöst haben. Unter Überdruck bleiben die Glasstücke zweckmäßig so lange im Kühlofen, bis eine Neubildung oder Vergrößerung von Blasen bei gewöhnlichem Luftdruck infolge der zunehmenden Glaserstarrung nicht mehr zu befürchten ist. Eine andere Art, die Blasen zu beseitigen, besteht darin, daß die Glasstücke auf beliebige Weise zerkleinert werden — was etwa durch rasches Abkühlen des entschlierten optischen Schmelzflusses bis zum Zerspringen des Glases geschehen oder eingeleitet werden kann —, und zwar hier so weit, daß die im Glase eingeschlossenen Gasblasen geöffnet und frei werden. Die erhaltenen Glasstückchen oder Glaskörner werden alsdann bei vermindertem Gasdruck erwärmt, bis sie zusammenzuschweißen beginnen. Nunmehr wird der Unterdruck ausgeschaltet und beim .weiteren vorsichtigen Erhitzen und Zusammenschweißen erforderlichenfalls' durch Überdruck ersetzt. the latter is exposed to an appropriate overpressure in a container until the disturbing ones Bubbles in the glass have shrunk or loosened sufficiently. The pieces of glass are expediently left under overpressure for this long in the cooling furnace until bubbles form or enlarge at normal air pressure as a result of the increasing solidification of the glass is no longer to be feared. Another One way of eliminating the bubbles is to remove the pieces of glass in any way be comminuted - for example, by rapidly cooling the de-streaked optical melt flow can happen or be initiated until the glass shatters -, and here so far that the gas bubbles enclosed in the glass are opened and released. The pieces of glass or glass grains obtained are then heated under reduced gas pressure until they are welded together kick off. Now the vacuum is switched off and careful heating and welding, if necessary, replaced by overpressure.

Übrigens kann man den nachträglich zu entfernenden Blasengehalt dadurch vermindern, daß man die rasche Abkühlung an dem bereits blasenärmsten Teil der Schmelze beginnt. Es wird also etwa gemäß Abb. 1 in einem sogenannten kontinuierlichen Hafen geschmolzen und gerührt (s. die Rührer/, Z¹), indem das Schmelzgut in die Abteilungen a eingelegt, in c und d teilweise von Blasen befreit und bei e durch Auslaufenlassen in dünnerem Strahl rasch abgekühlt wird.Incidentally, the bubble content to be subsequently removed can be reduced by starting the rapid cooling on the part of the melt that is already poor in bubbles. 1 it is thus approximately as shown in Fig. In a so-called continuous port melted and stirred (s. Stirrers /, Z ¹⁾ by the molten material in the compartments a inserted, free in c and d partially of bubbles and e by phasing out in thinner jet is quickly cooled.

Oder man läßt zwischen Umrühren,und rascher Abkühlung die Schmelze etwas abstehen, solange als ohne Neubildung von Schlieren möglich, oder arbeitet in folgender Weise, und zwar vorzugsweise bei hoher Dünnflüssigkeit oder bei verhältnismäßig geringer Entmischungsneigung. Man läßt das entschlierte Glas ohne erhebliche Temperaturverminderung in feinen langen Strahlen, an denen sich die Blasen sofort ausscheiden, in einen zweckmäßig ausgepumpten Behälter zum Wiederansammeln fließen, worauf die rasche Abkühlung zwecks Vermeidung einer Schlierenneubildung beginnt.Or you let the melt stand out a little between stirring and rapid cooling, as long as possible without the formation of new streaks, or works in the following way, preferably at a higher rate Thin liquid or with a relatively low tendency to separate. You leave that de-streaked glass in fine long rays without significant temperature reduction from which the bubbles are immediately excreted, in a suitably pumped-out container to re-accumulate, followed by rapid cooling to avoid a New streak formation begins.

Die verschiedenen Arten der Beseitigung oder Verminderung der Blasen nach beendeter Durchmischung können mannigfach abgeändert und untereinander vereinigt werden.The different ways of eliminating or diminishing the bubbles after finished Mixing can be varied in many ways and combined with one another.

Sie bilden nicht den Gegenstand der Erfindung. They do not form the subject of the invention.

Das Verfahren, die zwar sorgfältig durchmischte, aber noch mehr oder weniger blasenhaltige optische Schmelze rasch abzukühlen, weist zahlreiche Vorzüge auf.The procedure, which was carefully mixed, but still more or less containing bubbles Rapidly cooling the optical melt has numerous advantages.

Die Schmelzdauer läßt sich ganz erheblich verkürzen. Bisher mußte man bekanntlich eine möglichst hohe und möglichst langdauernde Läuterhitze einwirken lassen, um die Gasblasen aus der Schmelze tunlichst zu entfernen; dabei mußte man den erheblichen Nachteil mit in Kauf nehmen, daß Tiegel und Rührer in der Glasmasse sich auflösen, den Schlierengehalt steigern und die chemische Zusammensetzung beträchtlich ändern. Insbesondere gelangte während der langdauernden Läuterung (neben färbenden Eiseiisalzen und anderen Unreinigkeiten) meist Aluminiumsilikat in unerwünschten Mengen in den Glasfluß und verursachte unter anderem infolge seiner Schwer schmelzbarkeit eine besonders starke Schlierenbildung — namentlich während des allmählichen Abkühlens. Eine langdauernde hohe Läuterhitze verteuerte die Kosten für Brennstoff, Anlagen, Arbeitslöhne, Tiegelmaterial usw.The melting time can be shortened considerably. So far, as is well known, one had to Let the fining heat act as high and as long as possible in order to remove the gas bubbles from the melt as much as possible remove; one had to accept the considerable disadvantage that crucibles and Stirrers dissolve in the glass mass, increase the streak content and the chemical Change composition considerably. In particular, came during the protracted Refining (in addition to coloring ice-egg salts and other impurities) mostly aluminum silicate in undesirable quantities in the glass flow and caused, among other things, as a result its difficult to melt a particularly strong streaking - namely during gradual cooling. Long-lasting high purifying heat made it more expensive the cost of fuel, equipment, wages, crucible material, etc.

Alle diese Vorteile treffen ebenfalls auch für das nachstehend näher erörterte Verfahren zu. Das Durchmischen mit Gasblasen-' strömen vor der raschen Abkühlung soll an Hand der Abb. 2 der schematischen Zeichnung erläutert werden.All of these advantages also apply to the method discussed in more detail below to. Mixing with gas bubbles' flow before rapid cooling is illustrated in Fig. 2 of the schematic drawing explained.

In den Raum α wird das Gemenge oder ein bereits vorgeschmolzenes Glas (ζ. B. schlierenhaltiges Abfallglas oder ein aus einem go Durchtropftiegel kommender Glasfluß) zugeführt. Durch ein bewegliches oder ortsfestes Rohr werden in den unteren Teil von α heiße Gase oder Dämpfe oder brennende Flammen hineingeleitet, welche in Blasen aufsteigend die Glasmasse auf die gewünschte Wärme bringen sowie durch ihr Aufsteigen eine Mischung des Glasflusses und seine Läuterung hervorrufen. Das Glas fließt allmählich durch die Öffnung b in den unteren Teil des Raumes c. Hier wird es nun nochmals durch Blasenströme, welche aus Öffnungen des Gefäßbodens hineingepreßt werden, sehr sorgfältig gemischt. Nunmehr fließt die Schmelze über eine Läuterbrücke, .welche das Ausschei- 1015 . den von feinen, etwa noch zurückgebliebenen Gasblasen begünstigt, in den Raum d. Durch seitlich eintretende Gasblasenströme wird das Glas endgültig fertig durchmischt und fließt nach unten zur Glasentnahmestelle e. Das bei e abfließende Glas wird, während die Entwicklung und mischende Wirkung der Blasen andauert, in dünnem Strahle, also bei im Verhältnis zur Masse großer Oberfläche, zwecks Vermeidung einer Schlierenneubildung rasch abgekühlt.The mixture or an already premelted glass (ζ. B. streak-containing waste glass or a glass flow coming from a drip-through crucible) is fed into the space α. Hot gases or vapors or burning flames are fed into the lower part of α through a movable or stationary pipe, which, rising in bubbles, bring the glass mass to the desired heat and, by rising, cause a mixture of the glass flow and its purification. The glass gradually flows through opening b into the lower part of room c. Here it is again mixed very carefully by streams of bubbles which are pressed in from openings in the bottom of the vessel. The melt now flows over a Läuterbrücke, which is the separation 1015. favored by fine, possibly still remaining gas bubbles, into space d. The glass is finally thoroughly mixed by gas bubble streams entering from the side and flows down to the glass removal point e. The glass flowing off at e , while the development and mixing effect of the bubbles continues, is rapidly cooled in a thin jet, i.e. with a large surface in relation to the mass, in order to avoid the formation of new streaks.

Die Gaszuführung im Räume d braucht nicht ununterbrochen zu wirken. Sondern man kann die mischenden Blasen etwa in zeitlichen Zwischenräumen einleiten und während derselben so lange Glas entnehmen, als dieses noch so weit als nötig schlierenfrei ist. Be-The gas supply in space d does not have to work continuously. Rather, the mixing bubbles can be introduced at intervals of time and during the same time glass can be removed as long as it is free of streaks as much as necessary. Loading

fürchtet man eine Schlierenneubildung, so folgt wieder die mischende Einwirkung der Blasen und so fort.if one fears the formation of new streaks, the mixing effect of the follows again Bubbles and so on.

Oder man kann auch z. B. die Gaszuführungsstelle in ziemlich weitem Abstand oder oberhalb von der Glasentnahmestelle anordnen und den Weg und die Zwischenzeit, welche das entschlierte Glas braucht, um von der Mischstelle zur Abkühlungsstelle zu gelangen,Or you can also z. B. the gas supply point in a fairly long distance or Arrange above the glass removal point and the way and the intermediate time, which the de-streaked glass needs to get from the mixing point to the cooling point,

ίο zur Blasenentfernung — auch zur völligen — benutzen. Hierdurch wird es unnötig, die Blasen unterhalb der Schlierenbildungswärme nach erfolgter rascher' Abkühlung am plastischen oder erstarrten Glase zu beseitigen.ίο for bladder removal - also for complete - use. This makes it unnecessary to keep the bubbles below the streaking heat to be removed after rapid cooling on the plastic or solidified glass.

Die mischenden Gasblasen können statt durch in die Schmelze hineinführende Gasoder Dampfleitungen auch im Glase selbst auf an sich bekannte Weise durch Verdamp-The mixing gas bubbles can instead of gas or Steam lines also in the glass itself in a manner known per se by means of evaporation

, fung oder Zersetzung hineingetauchter Körper, fungus or decomposition of bodies immersed in it

(z. B. Arsen) sich bilden.(e.g. arsenic) are formed.

Hat man nur geringe Gasmengen zur Verfügung oder vermag man der Glasmasse mittels der Blasen keine erheblichen Wärmemengen zuzuführen, so kann man im Räume σ und c der Abb. 2 statt mittels Blasen mit den üblichen Tonröhren mischen. Diese Durchmischung mittels Tonröhren wird dann schließlich iro Räume d verbessert und unterstützt durch die Durchmischung mittels BIasen. If only small amounts of gas are available or if the glass mass cannot be supplied with considerable amounts of heat by means of the bubbles, then in spaces σ and c in Fig. 2 one can mix with the usual clay pipes instead of using bubbles. This mixing by Tonröhren is then finally improves d iro spaces and supported by the mixing means biases.

Rührt man mittels Gase, welche irgendwie vorgewärmt sind oder beim Eintritt in das Glas noch in Verbrennung begriffen sind, so daß die Gefahr der Abkühlung durch kalte Gase wegfällt, so läßt sich das Umrühren mit Tonröhren .völlig ausschalten. Die eingeleiteten heißen Gase heizen zugleich die optische Glasmasse von innen, so daß man die Erhitzung der Gefäßwandungen und die daraus entstehenden Nachteile vermindern kann.
. Da nunmehr das Schmelzgut durch Auflösen der Rührer und Wandungen nicht mehr verunreinigt wird, so kann, was bei optischem Glase wichtig, die . vorgeschriebene Lichtbrechung genauer eingehalten werden, insbesondere auch bei mehreren Schmelzen derselben Glassorte. Die zahlreichen Schwierigkeiten und Nachteile, welche sich bekanntlich beim bisher üblichen Umrühren mittels Tonröhren ergeben, lassen sich nunmehr vermeiden. If you stir with gases that are somehow preheated or are still burning when they enter the glass, so that the risk of cooling down by cold gases is eliminated, the stirring with clay tubes can be completely switched off. The hot gases introduced simultaneously heat the optical glass mass from the inside, so that the heating of the vessel walls and the disadvantages arising therefrom can be reduced.
. Since now the melting material is no longer contaminated by dissolving the stirrer and walls, what is important with optical glass, the. prescribed refraction must be adhered to more precisely, especially when several melts of the same type of glass are used. The numerous difficulties and disadvantages which are known to arise in the hitherto customary stirring by means of clay tubes can now be avoided.

Der Vorteil des Verfahrens gemäß Patent 300095 und seiner Zusätze, daß optisches Glas in verhältnismäßig kleinen Gefäßen unter annähernder Beibehaltung der am zweckmäßigsten erscheinenden Laboratoriumsbedingungen hergestellt werden kann, gilt in vollem Maße auch für vorliegende Verfahren.The advantage of the method according to patent 300095 and its additives, that optical glass in relatively small vessels while approximately maintaining the most expedient appearing laboratory conditions, applies in full also for existing proceedings.

Zur Flerstellung von Glas im allgemeinen ist bereits der Vorschlag gemacht worden, Glas in einer Bessemerbirne durch hindurchzuleitende brennbare oder heiße Gase zu schmelzen und zu mischen.For the production of glass in general, the suggestion has already been made that Glass in a Bessemer bulb through flammable or hot gases to be passed through melt and mix.

Claims

Patent Claims: _6ρ

ι. Process for the production of optical glass that is as free of streaks as possible in accordance with Patent 300095, characterized in that the cooling of the glass melt at im Relation to the mass of the large surface and the mixing up to as much as possible complete elimination of the streaks enabling degrees of liquid after as complete a mixing as possible and de-streaking, but without the disappearance of the gas bubbles from the part of the which is to be cooled immediately Wait for the melt to begin.

2. Process for the production of optical glass that is as free from streaks as possible in accordance with Patent 300095, characterized in that the glass melt in which the mixing up to the most complete possible elimination of the streaks enabling degrees of fluidity generated therein and rising gas bubble streams are stirred until the final de-streaking then cooled so quickly and to such a degree of toughness with a large surface that segregation is prevented as much as possible.

3. Embodiment of the method according to claim 1 or 2, in which according to claim 3 of the main patent, the stirring of the melt is continued while the rapid cooling is in progress is, characterized in that here the melt with gas bubble flows generated therein is stirred.

4 .. Process for the production of optical glass that is as free of streaks as possible in accordance with Claim 1, 2 or 3, characterized in that the mixing of the glass melt until the streaks are eliminated as completely as possible 'by currents generated in the melt of bubbles of preheated or burning gases.

1 sheet of drawings.