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Dokumentenidentifikation DE102004053286B4 20.09.2007
Titel Verfahren zur Herstellung von Flachglas nach dem Floatverfahren
Anmelder SCHOTT AG, 55122 Mainz, DE
Erfinder Löffelbein, Bernd, 55291 Saulheim, DE;
Langsdorf, Andreas, Dr., 55218 Ingelheim, DE;
Kunert, Christian, 55122 Mainz, DE;
Lentes, Frank-Thomas, Dr., 55411 Bingen, DE;
Lange, Ulrich, Dr., 55122 Mainz, DE
Vertreter Fuchs Patentanwälte, 65201 Wiesbaden
DE-Anmeldedatum 04.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004053286
Offenlegungstag 11.05.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.09.2007
IPC-Hauptklasse C03B 18/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Flachglas nach dem Floatverfahren.

Bei den üblichen Verfahren zur Herstellung von Flachglas nach dem Floatverfahren lässt man eine Glasschmelze über einen lippenförmigen Ausguß (die sogenannte Spout Lip) in der Floatkammer auf ein Bad aus geschmolzenem Metall, in der Regel Zinn oder eine Zinnlegierung, fließen, wobei sich ein Glasband bildet. Dieser Ausguß kann unterschiedliche Breiten bis hin zur Glasbandbreite aufweisen. Dieses Glasband wird, sofern es dünner als die sich einstellende Gleichgewichtsdicke von etwa 6 bis 7 mm sein soll, auf dem Floatbad mittels Seitenrollern und einer geeigneten Abzugsgeschwindigkeit gestreckt, über die Länge des Floatbades abgekühlt und das gestreckte Glasband wird schließlich auf der dem Ausguß gegenüberliegenden Seite von dem Floatbad abgehoben und aus der Floatkammer entfernt.

Um das Glasband aus der Floatkammer zu entfernen, muss es über den Rand des Floatbades angehoben werden. Das geschieht im allgemeinen mittels außerhalb der Floatkammer angeordneter Austragswalzen, wie z.B. in DE 15 96 542 dargestellt. Bei dem Abheben des Glases wird dieses gebogen, was zu einer unerwünschten mechanischen Beanspruchung des Glasbandes führen kann und kommt mit seiner unmittelbar nach Verlassen des Bades noch verhältnismäßig empfindlichen Unterseite mit der Oberfläche der Walzen in Berührung, was zur Verminderung der Oberflächenqualität des Glases führen kann. Es ist daher vorgeschlagen worden, das Glasband außerhalb der Floatkammer zunächst über einen Gastisch aus porösem Material zu leiten, auf dem das Glasband auf einem Gaspolster gleitet, sich dort weiter abkühlt und es erst hinter diesem Gastisch mit den Abzugswalzen in Kontakt zu bringen (US-PS 3,506,422). Gastische benötigen allerdings kontinuierlich große Mengen an Gas, das zudem unter größerem Druck stehen muss um die Poren passieren zu können, ferner muss das Gas im allgemeinen vorgeheizt werden, damit das Glas nicht in unerwünschter Weise abgeschreckt wird. Ein Schleifen des Glasbandes am Beckenrand des Floatbades ist nicht immer auszuschließen.

Es ist auch bekannt (US-3,323,890 A), innerhalb einer Floatkammer eine längere, temperaturgeregelte Gleitstrecke aus poliertem Metall für das Glasband anzuordnen, auf dem das Glasband temperaturgeregelt abkühlen kann. Damit keine Verklebung des Metalls mit der Gleitstrecke erfolgen kann, wird die Gleitstrecke mit einer Salzschmelze, Graphit-Schmierfett oder Schmierpulvern geschmiert.

US 3,555,295 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein besonders flaches Floatbad zur Anwendung kommt. Hierbei wird Glas auf einen Gleittisch gegeben, auf dessen Oberfläche sich eine Schicht aus flüssigem Metall befindet, deren Breite allerdings geringer als die Breite der Glastafel ist. Die Metallschicht ist nur ca. 4 mm stark, so dass aufgrund der geringen Metallmenge auch Edelmetalle Verwendung finden können. Weiterhin wird in dieser Schrift angegeben, dass auf eine inertisierte Floatkammer verzichtet werden kann, da es ausreicht, ein inertes oder reduzierendes Gas in den Randbereich zwischen Glastafel und der Unterlage für das geschmolzene Metall einzubringen.

Aus der DE 26 54 242 B2 oder US-PS 5,090,987 ist es auch bekannt, den Flüssigkeitsspiegel des Floatbads mittels Induktoren im Abzugbereich über dem Wannenrand zu halten und so eine horizontale Führung des Glasbandes im Abzugbereich zu ermöglichen. Die Verwendung von Induktoren hat jedoch den Nachteil, dass es bei einem Ausfall der Induktoren (z.B. Stromausfall) zum Austritt der Flüssigkeit (Metallschmelze) aus dem Floatbad kommt.

Aus US 3,721,543 ist ein Verfahren zur Herstellung von Drahtglas bekannt, bei dem das Drahtnetz in der Floatkammer in das noch weiche Glasband eingearbeitet wird. Zu diesem Zweck wird das Glasband mittels einer Gleitfläche, auf deren Oberfläche ein Film aus flüssigem Zinn erzeugt wird, temporär angehoben, so dass die Einbringung des Drahtnetzes horizontal unter die Oberfläche des Glasbandes erfolgen kann.

Auf der Eingangsseite des Floatbades wird das flüssige Glas durch einen Spalt oder Schlitz auf das Floatbad gegossen. Dieser Spalt wird aus einer Lippe gebildet, oberhalb derer eine Klappe oder Drossel angeordnet ist, mit der sich die Dicke des über die Lippe strömenden flüssigen Glasstromes einstellen lässt. Die Lippe und die Drossel werden im Laufe der Zeit angegriffen, so dass eine genaue und gleichmäßige Spaltbreite nicht eingehalten werden kann. Der Lippenverschleiß hat außerdem zur Folge, dass Verschleißpartikel als Verunreinigungen in den Nutzbereich des Glasbandes gelangen. Während die Drossel noch verhältnismäßig leicht ausgewechselt werden kann, ist dies bei der Lippe deutlich schwieriger.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Herstellung von Flachglas nach dem Floatverfahren zu finden, bei dem das Abheben des Glasbandes von dem Floatbad deutlich verbessert ist und mit dem auch der Verschleiß der Lippe vermindert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Das Prinzip der Erfindung besteht somit darin, dass das Glasband auch an Stellen, an denen es nicht durch den horizontalen Badspiegel getragen werden kann also im Abhebebereich und/oder an der Oberseite des lippenförmigen Ausgusses, über dem das flüssige Glas auf das Floatbad gelangt (Spout-Lip), über eine Gleitfläche geleitet wird, auf der sich ein Flüssigkeitsfilm befindet.

Die Flüssigkeit für den Film besitzt die gleiche Zusammensetzung wie die Badflüssigkeit, insbesondere ist sie die Badflüssigkeit selbst. Auf diese Weise braucht man keine gesonderten Vorräte der Flüssigkeit anzulegen und aufrecht zu erhalten.

Da in der Floatkammer eine reduzierende Atmosphäre herrscht, wird die Gleitfläche bevorzugt innerhalb der Floatkammer angeordnet, da dann auf gesonderte Einrichtungen zum Schutz der Flüssigkeit vor Oxidation verzichtet werden kann. Es ist aber natürlich auch möglich, die Gleitfläche bei entsprechendem Schutz der Flüssigkeit außerhalb der eigentlichen Floatkammer anzuordnen.

Der Flüssigkeitsfilm zwischen Glas und der Gleitfläche bzw. dem lippenförmigen Ausguß lässt sich am günstigsten erzeugen, wenn man für diese Körper ein offenporiges Material benutzt oder zumindest an deren dem Glas zugewandten Oberfläche eine Schicht aus einem solchen Material vorsieht, durch deren Poren die Flüssigkeit bzw. das flüssige Metall zur Erzeugung des Flüssigkeitsfilms zugeführt wird. Wie bei der Gaslevitation für das Gas üblich, erfolgt auch hier die Zufuhr der Flüssigkeit im allgemeinen von der Rückseite her.

Da die Flüssigkeit, wenn sie, was bevorzugt ist, aus dem Metall des Floatbades besteht, ein hohes spezifisches Gewicht und auch eine höhere Viskosität als Gas besitzt, ist die Porosität und die Porengröße nicht so kritisch, wie bei der Gasfilmlevitation.

Bevorzugt verwendet man ein offenporiges Material mit einer Porosität von 30 bis 70 Prozent und einer Porengröße von 0,02 bis 1,0 mm. Es ist natürlich auch möglich, statt eines porösen Materials ein Material zu verwenden, das mit einer Vielzahl von Bohrungen oder Schlitzen versehen ist, durch die der Oberfläche die filmbildende Flüssigkeit bzw. das flüssige Metall zugeführt werden kann.

Der Druck, unter welchem die Flüssigkeit zugeführt werden kann, ist erstaunlich niedrig und liegt, natürlich in Abhängigkeit von der Porengröße und der Dicke bzw. dem Druckabfall innerhalb des zu durchströmenden Materials bei 0,05 bis 1,0 bar.

Als poröses Material kann jedes Material benutzt werden, das gegenüber der Flüssigkeit, der umgebenden Atmosphäre und gegenüber der herrschenden Temperatur inert ist. Geeignet sind poröse Keramiken, z.B. Al2O3, ZrO2, Alumosilikate, poröse Metalle, z.B. Sintermetall aus Wolfram, poröser Graphit und ähnliche Materialien.

Infolge der hohen thermischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit, insbesondere auch im Gegensatz zu Gas, kann die Flüssigkeit auch besonders gut zur Beeinflussung der Temperatur des auf ihr gleitenden Glasbandes Verwendung finden, wobei je nach Dicke und Temperatur des Glasbandes nach Wunsch geheizt oder gekühlt werden kann.

Bevorzugt lässt man den abfließenden Flüssigkeitsfilm in das Floatbad zurückfließen und entnimmt auch die zur Erzeugung des Flüssigkeitsfilms benötigte Flüssigkeit dem Floatbad. Zweckmäßigerweise wird eine Filterung der Flüssigkeit vorgenommen, um feste Partikel zu entfernen. Die Zirkulation der Badflüssigkeit von dem Bad durch die Reinigungseinrichtung zu dem porösen Material kann mit üblichen Pumpen vorgenommen werden, z.B. elektromagnetischen Flüssigmetall-Pumpen, wie sie auch bei der Zirkulation des Floatbad-Metalls Verwendung finden.

Am Ende des Floatbades, in Laufrichtung des Glasbandes gesehen, wird die Gleitfläche vorteilhaft als schräge Ebene oder gekrümmte Fläche ausgebildet, um ein sanftes Abheben des Glases von dem Floatbad zu bewirken. Die schräge Ebene, mit der das Glasband von dem Floatbad abgehoben wird, berührt vorzugsweise mit ihrem vorderen Ende die Flüssigkeit des Floatbades oder taucht sogar in sie ein. Dadurch kann man einen sanften Übergang aus dem Floatbad auf die schräge Ebene erzielen. Es ist auch von Vorteil, wenn man die schräge Ebene an ihrem hinteren Ende (in Bandlaufrichtung gesehen) in eine horizontale Ebene übergehen lässt, wodurch sich das Glasband horizontal aus der Floatkammer entfernen lässt. Da das Glasband im Gegensatz zu anderen bekannten Verfahren während des ganzen Weges in der Floatkammer unterstützt ist und durch eine Temperatursteuerung des Flüssigkeitsfilms die Viskosität sehr genau eingestellt werden kann, ist die Gefahr der Oberflächenschädigung der Unterseite des Glasbandes durch die außerhalb der Floatkammer angeordneten Abzugswalzen praktisch nicht vorhanden.

Sorgt man dafür, dass auch zwischen der Oberfläche des lippenförmigen Ausgusses und dem flüssigen Glas beim Aufgießen des Glases auf das Floatbad ein Flüssigkeitsfilm erzeugt wird, so erfolgt praktisch kein Verschleiß des Lippenmaterials und die Gefahr der Verunreinigung des Glasbandes durch Partikel aus dem Lippenmaterial besteht nicht.

Die Erfindung wird anhand der Abbildung weiter erläutert. Es zeigen beispielhaft

1 eine Schemazeichnung einer Floatglasanlage mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einlauf- und Abhebeteils

2 eine andere Ausführung des Abhebeteils

3 ein Abhebeteil mit einer Rinne, die überschüssige Flüssigkeit daran hindert, über die Wannenumrandung zu treten.

Gemäß 1 fließt flüssiges Glas 1' aus einem Vorherd 2 der Schmelzwanne über den lippenförmigen Ausguß 3 auf das Metallbad 5. Der Mengenfluß an flüssigem Glas, der auf das Metallbad 5 gegossen wird, wird mittels des verschiebbaren Wehrs 4 eingestellt. Auf dem Metallbad 5 breitet sich das flüssige Glas aus und bildet ein Glasband 1, das mittels nicht dargestellter Top-Roller und durch mindestens eine Abzugwalze 7 außerhalb der Floatkammer ausgezogen und über das Floatbad 5 transportiert wird. Am ausgangsseitigen Ende der Floatkammer 6 wird das Glasband 1 von dem Metallbad 5 abgehoben und aus der Floatkammer abgezogen, worauf sich dann noch die weiteren üblichen Verfahrensschritte wie spannungsfreies Kühlen, Zuschneiden usw. anschließen. Das Abheben erfolgt über eine schräge Ebene 8, durch die das Glas sanft angehoben und über den Rand des Floatbeckens gehoben wird. Der Ausguß 3 und die schräge Ebene 8 bestehen aus porösem Material. Unterhalb von Ausguß 3 und schräger Ebene 8 befinden sich Kammern 9' und 10', in die flüssiges Metall des Metallbades 5 unter Druck gepumpt wird. Das flüssige Metall dringt durch das poröse Material und baut zwischen der Oberseite des porösen Materials und der Unterseite des Glasbandes 1 einen Flüssigkeitsfilm auf, auf dem das Glasband 1 ohne Kontakt zu dem porösen Material gleitet.

2 zeigt eine andere Ausgestaltung des Endteils einer Floatglaswanne. Das flüssige Metall 5 des Floatbades wird mittels der Pumpe 10 durch die Rohrleitung 9 angesaugt und gelangt nach Durchtritt durch ein nicht gezeigtes Filter in die Kammer 11, von wo es durch das porose Material 12 nach außen gedrückt wird und einen Film bildet, auf dem das Glasband 1, das mittels der Abzugwalze 7 aus dem Bad gezogen wird, gleiten kann. Das poröse Material 12 ist derart angeordnet, dass seine Oberfläche ein Gefälle in Richtung auf das flüssige Metall 5 des Floatbades besitzt. Dadurch wird vermieden, dass flüssiges Material über den Rand 13 der Floatwanne treten kann. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 2. Hier ist jedoch zur Sicherheit das poröse Material 12 mit einer Rinne 14 versehen worden, die flüssiges Metall, das nicht über das Gefälle in das Floatbad zurückfließt, aufnehmen kann und seitlich in das Floatbad zurückleitet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen vor allem darin, dass infolge der hohen Wärmekapazität der Flüssigkeit, die den Gleitfilm bildet, sowohl das auf das Floatbad fließende Glas als auch das abgehobene Glasband über die Temperatur der Flüssigkeit gezielt thermisch beeinflusst werden können, dass aufgrund der hohen Dichte der Flüssigkeit im Gegensatz zu Gastischen, auf denen das Glas auf einem Gaspolster schwebt, nur geringe Mengenströme an Flüssigkeit und damit eine geringe Pumpleistung erforderlich ist und dass mittels einer gereinigten Flüssigkeit etwaige an der Unterseite des Glasbandes befindliche Verunreinigungen am Austragsende von dem Glasband durch den Flüssigkeitsfilm mitgespült und damit entfernt werden.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung von Flachglas nach dem Floatverfahren, bei dem man eine Glasschmelze über einen lippenförmigen Ausguß in einer Kammer (Floatkammer) auf ein Bad aus geschmolzenem Metall (Floatbad) fließen lässt, wobei sich ein Glasband bildet, das Glasband auf dem Bad streckt und das gestreckte Glasband auf der dem Ausguß gegenüberliegenden Seite von dem Bad abhebt und aus der Kammer abzieht, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas bzw. Glasband innerhalb der Floatkammer durch wenigstens eine Gleitfläche getragen wird, die in Laufrichtung des Glasbandes gesehen am Ende des Floatbades im Abhebebereich und/oder an der Oberseite des lippenförmigen Ausgusses angeordnet ist und dass zwischen der Oberfläche der Gleitfläche und der Unterseite des Glases bzw. Glasbandes ein Flüssigkeitsfilm erzeugt wird, der die gleiche Zusammensetzung wie das Metall der Badflüssigkeit besitzt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Gleitfläche oder einen lippenförmigen Ausguß aus einem offenporigen Material verwendet, durch deren Öffnungen die Flüssigkeit zur Erzeugung des Flüssigkeitsfilms zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine offenporige Oberfläche mit einer Porosität von 30 bis 70 Prozent und einer Porengröße von 0,02 bis 1,0 mm verwendet. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit für den Flüssigkeitsfilm der Badflüssigkeit entnommen wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit vor ihrer Verwendung gereinigt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abfließende Flüssigkeitsfilm der Badflüssigkeit zugeführt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man das Abheben innerhalb der Floatkammer vornimmt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Gleitfläche in Form einer schrägen Ebene benutzt. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man eine schräge Ebene benutzt, die in Laufrichtung des Glasbandes gesehen in eine horizontale Ebene übergeht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Gleitfläche mit der Badflüssigkeit in Kontakt steht.






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