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"Verfahren und Anlage zur Herstellung von Flachglas" Die Erfindung
bezieht sich auf das Handhaben, Schützen und Behandeln vonFlachmaterial und betrifft
insbesondere das Stützen und Konditionieren eines sich stetig vorbewegenden, frisch
gebildeten Glas bandes während seines Übergangs aus einer Umgebung in eine andere.
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Gemäß einer Durchführungsform der Erfindung wird ein frisch gebildetes
Glas band von einer Auflage in seiner Herstellungszone abgehoben und ohne körperliche
Berührung oder Beschädigung seiner weichen Unterseite auf einem Gaskissen aus ihr
stetig abtransportiert.
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Die Erfindung ist in dieser Form in Vebindung mit dem in der US-Patentschrift
3 083 551 beschriebenen sogenannten Netallbadverfahren zur Herstellung van Flachglas
besonders wertvoll, Bei diesem Metallbadyerfahren wird Glas bei
gesteuerter
Zuführgeschwindigkeit auf ein Bag aus schmelzflüssigem Metall aufgegeben und entlang
der Oberfläche des Bandes unter Wärme- und mechanischen Bedingungen vorbewegt, die
gewährleisten, daß: 1. auf dem Metallbad eine seitlich frei ausfließende Schicht
aus schmelzflüssigem Glas entsteht, 2, sich an der Oberfläche des Metallbades aus
dieser schmelzflüssigen Schicht ein schwimmfähiger Körper aus schmelzflüssigem Glas
von stabiler Dicke entwickelt.
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Dieser Körper von stabiler Dicke wird bei seinem Entstehen in Bandform
entlang des Bades stetig vorbewegt und dabei ausreic½end abgekühlt, um sein Abnehmen
von dem Bad zu ermöglichen.
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Bei einer praktiseden Anwendung wird die Erfindung verwendet, um das
auf dem Bad treibende Glas band von der Oberfläche des Bades aus schmelzflüssigem
Metall abzunehmen und es einem üblichen Kühlofen zuzuleiten.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgab~ besteht demzufolge in der
Schaffung eines verbesserten Verfahrens
sowie einer Vorrichtung
zum Abnehmen eines Bandes aus Glas von einem schmelzflüssigen Bad durch Anheben
des Glasbandes bei seinem Herausziehen aus der Bad und zum Hineinleiten in eine
durch einen Kühlofen führende Bewegungsbahn ohne Zeckratzen oder Beschädigen seinerweichen
Unterse te.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Stüzen und Fördern eines frisch
gebildeten Glasbander auf einen Gaskissen während einer Zeitspanne, die ausreicht,
um seine welche Unterseite in eine Zustand zu bringen, der ihre Berührung mit üblichen
mechanischen Fördermitte@ zuläßt.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer gesteuerten
Atmosphäre, durch die aas frisch gebildete Glasband während seines übergangs aus
seiner Herstellungsin,seine Kühlzone hindurchläuft und die zum Schützen und zur
zweekaienlichen Behandlung des weichen Glasbanes geeignet ist.
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Die Erfindung ist im Nachstehenden anhand der beigefügten Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Längsteilschnitt
durch das Austragende der Herstellungszone und das Eingangsende der Kühlzone einer
Ausführungsform einer kontinuierlich arbeitenden Anlage zur Herstellung von Flachglas
nach dem Metallbadverfahren mit einer zwischen der Herstellungs- und der Kühlzone
angeordneten bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, Fig.
2 eine Aufsicht auf einen Teil des Aufbaues nach Fig. 1 nach der Linie 2-2 in Pfeilrichtung
gesehen, Fig. 3 einen senkrechten Teilschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1 in Pfeilrichtung
gesehen.
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Erfinaungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von Flachgals ir.
Vorschlag gebracht, bei welchem sich eine auf einem Bad aus schmelzflüssigem Metall
seitlich frei ausfließende Schicht aus schmelzflüssigem Glas zu einem schwimmfähigen
Körper aus schmelzflüssigem Glas von stabilder Dicke entwickelt und auf den Körper
eine Zugkraft ausgeübt wrä, um irn als Glasband entlang einer ersten Bewegungsbahn
über das Metallbad und anschließend entlang einer in und durch eine Kühlzone führenden
zweiten
Bewegungsbahn zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß das
Glasbad, während es auf einem Gaskissen ruht, aus der ersten Bewegungsbahn abgelenkt
wird, um es von dem Metallbad abzuheben und in die zweite Bewegungsbahn hineinzuleiten.
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Erfindungsgemäß wird außerdem eine Anlage zur Herstellung von Flachglas
in Vorschlag gebracht mit einer Wanne für ein Bad aus schmelzflüssigem Metall, auf
welchem eine Schicht aus schmelzflüssigem Glas seitlich frei ausflieen und sich
zu einem schwimmfähigen Körper aus schmelzflüssigem Glas vjn stabiler Dicke entwickeln
kann, mit einem sich hinter der Wanne befindenuen Kühlofen und auf das Glas band
eine Zugkraft ausübenden und es dabei über das Bad aus schmelzflüssigem Metall und
anschließend durch den Kühlofen bewegenden Vorrichtungen, gekennzeichnet durch eine
zwischen der Wanne und dem K;ihlofen angebrachte und zu einer Bewegungsbahn für
das Glas band zwischen dem Metallbad und dem Kühlofen im wesentlichen praller angeordnete
durchlässige Platte und durch Mittel, die durch die Platte druckbeaufschldgtes Gas
hindurchpressen, um zwischen der Platte und dem sich über sie hinwegbewegenden Glas
band ein Gaskissen zu bilden.
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In der Zeichnung sind das Austragende und die ihm zugeordneten Teile
einer in der US-Patentschrift 3 083 551
beschriebenen Anlage zur
Herstellung von Flachglas nach dem Metallbadverfahren veranschaulicht, bei welcher
Glas mit Hilfe nicht dargestellter üblichen Vorrichtungen bei gesteuerter Zuführgeschwindigkeit
auf ein Bad aus schmelzflüssigem Metall aufgegeben wird.
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Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Bad 8 aus schmelzflüssigem Metall in
einer Wanne 9 enthalten, die aus einem Boden 10, Seitenwänden 11 sowie Stirnwänden
12 besteht und einen aus einer Decke 13, senkrecht einstellbaren Stirnwänden 14
ur?. Seitenwänden 15 bestehenden Aufbau trägt, der über dem Bad 8 aus schmelzflüssigem
Metall einen Tunnel bildet und einen Freiraum 16 begrenzt.
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Die Temperatur des schmelzflüssigen Metallbades in der Wanne wird
durch m- 17 bezeichnete, in das schmelzflüssige Metall eingetauchte Wärmeregler
vom Einlaßende zum Austragende hin reguliert. Der Freiraum 16 über dem Bad wird
vorzugsweise mit Hilfe von aus in der Decke angebrachten Heizvorrichtungen 18 nach
unten gerichteter Strahlungswärme beheizt.
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Beim Betrieb unterhalten die Wärmeregler 17 und 18 am Eingangsende
der Anlage eine temperatur von etwa 1000b C
oder mehr, so daß auf
das schmelzflüssige Metallbad aufgebrachtes Glas in eine schwimmfähige Schicht aus
schmelzflüssigem Glas umgewandelt wird, aus der sich ein schwimmfähiger Körper 20
aus ßchmelzflüssigem Glas von stabiler Dicke entwickelt.
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Dementsprechend ist die Breite des schmelzflüssigen Metallbades 8
(Fig. 2) derart, daß die Seitenwände 11 der Wanne 9 sieh an allen Stellen in einem
Abstand von dem auf dem Bad treibenden Glas befinden, so daß die Oberfläche des
schmelzflüssigen Metalls beiderseits der schwimmfähigen Schicht aus schmelzflüssigem
Glas 19 sowie des aus der Schicht 19 entwickelten Körpers 20 von stabiler Dicke
freiliegt. Infolgedessen kann das schwimmfähige schmelzflüssige Glas in der Schicht
19 über das Bal seitlich allmählich frei ausfließen, so daß der Körper 20 von stabiler
Dicke entsteht, der sich vollständig entwickelt hat, sobald zwischen den Kräften
der Oberflächenspannung des schmelzflüssigen Glases und des schmelzflüssigen Metalls
sowie den Kräften der Schwere das Gleichgewicht rgestellt ist. enr. auf das schmelzflüssige
Bad @ Gleis bei eier Zuführges.hwindigkeit auf das Bad aufgegeben wird, die gleich
seiner Abführgeschwindigkeit aus dem Bal ist, läßt sic der schwimmfähige Körper
20 aus schmelzflüssigem Glas von stabiler Dicke ständig aufrechterhalten.
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Hinter der Stelle, an welcher das Kräftegleichgewicht hergestellt
ist, werden die Wärmeregler an der Decke und in der Wanne so gesteuert, daß der
Körper aus schmelzflüssigem Glas von stabiler Dicke in Form eines Bandes 21 von
dieser Stelle aus bis zum Austragende fortschreitend abgekühlt wird. Beispielsweise
wird ein geeignetes Temperaturgefälle aus sinkenden Werten erzielt, wenn die Temperatur
des Bades im vorderen Abschnitt der Wanne 9 etwa 10000 C beträgt una hinter der
Stelle, an welcher sich der Körper von stabiler Dicke entwickelt, zunächst auf 8250
C und dann weiter bis auf eine Temperatur absinkt, bei welcher sjch das Glasband
21 ausreichend verfestigt hat, um seine Abnahme aus dem schmelzflüssigen Metallbad
zu ermöglichen, d.h. bis auf eine Temperatur (etwa 6500 C), bei welcher die Viskosität
des Glases etwa 107 POise beträgt.
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Die Zugkraft zum Bewegen des Bandes 21 über das Bad 8 zu seiner Abnahme
aus dem Baj unW zu seiner Förderung durch einen Kühlofen 22 wird durch übliche mechanische
Fördermittel erzeugt, die im dargestellten AusführungsbeispieL aus Stützrolle 23
bis 25 und einer darüber angeordneten Rolle 26 bestehen, die am Eingang des Kühlofens
angebracht sind. Die Rolle 23 kann als die erste Streckrolle angesehen werden, wobei
eine dieser Rollen oder sämtliche Rollen angetrieben sein und miteinander und/oder
mit nachfolgenden Kühlofenrollen zusammenwirken können, um auf das Glasband die
erforderliche Zugkraft auszuüben.
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Diese bekannten mechanischen Stütz-, Streck-, Förder- und Zugorgane
schaffen, wenn sie außerdem zum Abheben is Glas bandes von dem schmelzflüssigen
Metallbad verwendet werden, schwierige Probleme.
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Dies beruht darauf, daß nach dem Metallbadverfahren hergestelltes
Flachglas von im wesentlichen gleichmäßiger Dicke und im wesentlichen frei von Oberflächenwellungen
ist, obwohl es weder geschliffen noch poliert worden ist.
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Zusätlich dazu weist es eine natürliche Politur auf, die der als Peuerpolitur
bekannten Politur entspricht. Darüber hinaus hat das nach dem Metailbadverfahren
hergestellte Flachglas seine höchste Qualität, wenn ecw zum Verlassen des schmelzflüssigen
Netallbades bereit ist, weist zu diesem Zeitpunkt aber eine Temperatur über 5400
C auf. Infolgedessen sin seine Oberflächen und insbesondere seine Unterseite verhältnismäßig
weich und deshalb für eine Beschädigung der Oberflächen besonders anfällig.
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Aus diesem Grunde ist es wichtig, daß die Mittel zum Abheben des Glas
bandes 29 von dem schmelzflüssigen Bad und zu seiner Abnahme aus dem Bad derart
sind, daß seine Oberfläche in keiner Weise beschädigt wird. Gleichzeitig ist es
in gleichem Maße wichtig, daß das Glasband stoßfrei und stetig aus dem schmelzflüssigen
Metallbad herausgenommen und dem Kühlofen in geeigneter Weise zugeführt wird.
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Dies alles wird mit Hilfe der Erfindung ermöglicht, indem zwischen
dem schmelzflüssigen Metallbad 8 und dem Kühlofen 22 einer üblichen Anlage zur Herstellung
von Flachglas nach dem Metallbadverfahren eine Übergangszone 27 vorgesehen ist,
die eine Vorrichtung enthält zum AbGeben des Glas bandes von der Oberfläche des
schmelzflüssigen Metalls, die das Glasband, während sie es auf einem Luftkissen
oder einem Kissen aus einem sonstigen gasförmigen Medium stützt oder trägt, vorbewegt
und in den Kühiofen hine-inleitet.
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Als Beispiel besteht eine Ausführungsform der in der Zeichnung mit
2c bezeichneter. Abhebevorrichtung nach der Erfindung aus einem im wesentlichen
rechteckigen, kastenähnlichen Bauteil 29 mit einer gekrümmten durchlässigen oberen
Wand oder Deckel 30. Der Ken 29 ist sc angebracht, daß seine Oberseite im wesentlichen
mit den Oberseiten der Rollen 23 bis 25 fluchtet und die Krümmung seiner Oberseite
im wesentlichen mit der gekrümmten Bewegungsbahn übereinstimmt, in welcher das von
der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls 8 abgehobene Glasband 21 liegen und
in Richtung auf den Kühlofen vorgetragen werden soll.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ragen die Stirnseiten des Luftblaskastens
29 über die Seitenkanten des Glasbandes 21 hinzus, jedoch sind die oeffnungen in
der Oberseite des tens,
die Perforierungen von beliebiger gewünschter
Größe oder durch poröses Material gebildet sein können nicht unbedingt auf den Querbereich
des Glasbandes begrenzt. Der Kasten 29 ist an einem oder an seinen beiden Enden
mit einem Strömungsmitteleinlaß 91 versehen, der dazu dient, mit Hilfe von Ventilen
32 und Speiseleitungen 33 ein aus Luft oder einem sonstigen Gas bestehendes gasförmiges
Medium bei vorbestimmten Temperaturen und unter gesteuertem Druck in das Innere
des Kastens einzubringen. Dieses Gas bildet bei seines Austritt aus den Öffnungen
in der oberen Wand 30 ein Kissen, auf welchem ein über die obere Wand hinwegbewegendes
Glasband ohne jegliche körperliche Berührung mit dem Kasten schwebend ruft. Inden:
das aus der durchlässigen oberen Wand des Kastens austretende Gas auf einem gleichmäßigen
und genau gesteuerten Druck gehalten wird, wird zwischen dem Glas band und dem Kasten
stänaig eine dünne Gasschutzschicht unterhalten, so daß kein Schwanken oder Flattern
des Bandes bei seinem Weg über den Kasten auftritt.
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Die Temperatur des dem Kasten zugeführten Gases kann sc reguliert
werden, daß eine allmänliche, jedoch seine plötzliche Abkühlung des Glas bandes
erfolgt. Andererseits kann Ccrt, wo es erwüns-ht ist, das Gas mit einer Temperatur
verwendet werden, die die Oberfläche einer erhitzten
Scheibe bis
zu einem zum Härten bzw. Vorspannen der Scheibe ausreichenden Punkt plötzlich abkühlt.
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In jedem Falle ist es, da im allgemeinen in der den Kasten 29 umgebenden
Übergangszone eine spezifisch andere Atmosphäre erforderlich ist als in dem Freiraum
16 über dem schmelzflüssigen Metallbad oder in dem Kühlofen 22, erwünscht, die Atmosphäre
in der Übergangszone 27 gegen die Atmosphäre in dem Herstellungsabschnitt und in
dem Kühlabschnitt der Anlage zur Herstellung von Flachglas zu isolieren. Dies läßt
sich erreichen mit Hilfe üblicher verstellbarer Stirn- ofer Vorhangwände 14 und
34, die durch biegsame Abdichtungsstreifen 35 ergänzt sind. Als zusätzlinke Vorkehrung
können in der Zeichnung mit 36 und 37 bezeichnete Absaugrohre vorgesehen sein, um
sämtliche aus der Herstellungszone der Anlage insbesondere entlang der Unterseite
des sich bewegenden Glas bandes in die Übergangszone einsickernden Gase abzuleiten.
Schließlich können in den Absaugleitungen 39 aus der Übergangszone 27 Ventile 38
(Fig. 3) vorgesehen werden, um den Druck der Atmosphäre in itr und somit aie Bewegung
von Luft und Gasen in diese Zone hinein und a>s ihr heraus zu steuern.
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Gas dem Kasten 29 zugeführte Gas ist normalerweise ein nicht oxyaierendes
oder ein desoxydierendes Gas, wie beispielswese Wasserstoff, Stickstoff, Argon,
Kohlenmonoxid oder
Helium und kann außerdem ein Gas sein oder ein
Gas enthalten, welches mit jeglichem als Film an der Unterseite des Glases verbleibenden
Metallrückstand aus dem schmelzflüssigen Metall in dem Bad 8 eine chemische Reaktion
eingeht, um diesen Rückstand zu behandein oder zu beseitigen, bevor das Glas band
mit den mechanischen Förder-und Stützmitteln hinter der Übergangszone in Berührung
kommt.
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So kann bei üblichen Vorgänl des Metallbadverfahrens, bei aem das
Metall in dem Baa schmelzflüssiges Zinn ist; an der Oberfläche ein Zinnoxidrückstand
zurückbleiben ununter bestimlllt-en Betriebsbedingungen sogar etwas in das Glas
hineinwandern. Man hat festgestellt, daß die Oberfläche behandelt werden kann, um
diesen Rückstand zu beseitigen oder zu neutralisieren, so daß er beim späteren Wiedererwärmen
des Glases zu Fabrikationszwecken das Glas nicht nachteilig beeinflußt. Es hat sich
herausgestellt, daß eine Berührung des Glases bei erhöhten Temperaturen mit Chlorgas
oder einer Ohlorverbindung iriDampfform, wie beispielsweise Chlorwasserstoff oder
Zinkchlorid, zu einer solchen Behandlung führt. Es hat sich in entsprechender Weise
herausgestellt, daß ein Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch in einer Zusammensetzung
von etwa 5 ffi Wasserstoff
und 95 f Stickstoff die Oberfläche in
zweckdienlicher Weise behandelt. Schwefeltrioxidgas (SO) ist für diese Behandlung
besonders geeignet und kann beim Bilden des gasförmigen Kissens gesondert oder in
Verbindung mit einem inerten Gas oder mit gewöhnlicher Luft verwendet werden.
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Wie bereits erörtert,wirkt die Rolle 23 sowohl als Streckwie auch
als Stützrolle, was auch bei der Rolle 24 der Fall sein kann, wobei der Zeit- und
Temperaturzyklus in de: bbergangszone 27 so reguliert werden kanr, daß zu dem Zeitpunkt,
da das Glasband diese Rollen erreicht und mit ihnen in körperliche Berührung kommt,
seine Unterseite in einen solchen Zustand gebracht worden ist, daß diese Berührung
die Oberflächenpolitur oder -beschaffenheit nicht mehr beeinträchtigt.
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Jedoch kann es in einigen Fällen erwünscht sein, das Gewicht des Glasbandes
bei seiner Berührung mit der ersten der Streck- und/oder Kühlofenrollen auf ein
Mindestmaß herabzusetzen, und zu diesem Zweck kann zwischen diesen Rollen eine zusätzliche
Luftblasvorrichtung 40 angeordnet sein. Die Luftblasvorrichtung 40 kann, wie die
Abhebevorrichtung 28, die Form eines im wesentlichen rechteckigen Kastens mit einer
durchlsssigen oberen Wand oder einem
solchen Deckel haben, der
so angeordnet ist, daß er unter dem darüber hinweglaufenden Glas band ein gasförmiges
Kissen bildet, das auf die Unterseite des Glasbandes eine abhebende Wirkung ausübt.