Glasschmelzöfen

Die technische Entwicklung und wissenschaftliche Durchdringung hat sich auf fast allen Gebieten der Technik in den vergangenen Jahren sehr beschleunigt. Dies hat dazu gefUhrt, daB sich in der Literatur der Schwerpunkt von der zusam menfassenden Darstellung in Buchform auf die Wiedergabe von Detailproble men verlagert hat. Fur den Studenten, aber auch den Praktiker wird es damit im mer schwerer, den Oberblick zu behalten. 1m Bereich der Glastechnologie ist diese Entwicklung besonders ausgepragt, da auf diesem Gebiet viele verschiede ne Bereiche hineinspielen. Der Glasschmelzofen als Kernstiick der Glastechno logie wird in der vorhandenen Buchliteratur nur sehr pauschal behandelt. Das vorliegende Buch stellt sich die Aufgabe, den Glasschmelzofen nicht nur in seinem Grundaufbau und seiner Betriebsweise zu behandeln, sondern den einschlagigen verfahrenstechnischen Wissensstand mit in die Behandlung einzu beziehen. Das Buch baut auf dem bekannten, aber seit langem vergriffenen Buch "GlasschmelzOfen" von R. Gunther auf, hebt sich in der Behandlung des Stoffes durch die Betonung der verfahrenstechnischen Oberlegungen aber deut lich davon abo Die starke Zunahme des Stoffes spiegelt auBerdem die erhebliche Erweiterung des Wissensstandes auf diesem Gebiet wieder. Das wiedergegebene Material stammt zum groBen Teil aus der Arbeit der Fachausschusse der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, Veroffentlichungen in den Glastechnischen Berichten und internem Material der Huttentechnischen Vereinigung der Glasindustrie. Daruber hinaus wurde die internationale Fachli teratur mit ausgewertet.

Inhalt
1 Glasschmelzöfen, Übersicht.- 2 Technische Merkmale, Bezeichnungen, Bauarten.- 2.1 Technische Merkmale.- 2.2 Kenndaten.- 2.3 Benennung der Bauteile.- 2.4 Bauarten.- 2.4.1 Behälterglaswannen.- 2.4.2 Flachglaswannen.- 2.4.3 Spezialglaswannen.- 3 Bauelemente, Dimensionierung.- 3.1 Wannenbecken.- 3.1.1 Geometrische Daten.- 3.1.1.1 Grundfläche.- 3.1.1.2 Längen-/Breiten-Verhältnis.- 3.1.1.3 Badtiefe.- 3.1.2 Konstruktion.- 3.1.2.1 Wannenseitenwand.- 3.1.2.2 Wannenboden.- 3.1.2.3 Durchlaß.- 3.1.2.4 Einlegevorbau.- 3.2 Wannenoberbau.- 3.2.1 Verbrennungsraum.- 3.2.2 Seitenwände.- 3.2.3 Gewölbe.- 3.2.3.1 Kräfte im Gewölbe.- 3.2.3.2 Stützlinien.- 3.2.3.3 Einfluß durch Wärmedehnung.- 3.2.3.4 Gewölbeaufbau und Betriebsverhalten.- 3.2.4 Stirn- oder Giebelwände und Einlegevorbau.- 3.2.5 Abgrenzungen zwischen Schmelz- und Arbeitswannen bzw. Abstehwannen.- 3.2.6 Brenner.- 3.3 Wärmeregeneratoren.- 3.3.1 Anordnung.- 3.3.2 Dimensionierung.- 3.3.3 Durchströmung.- 3.3.3.1 Glattschachtpackungen.- 3.3.3.2 Rostgitterpackungen.- 3.3.3.3 Vergleich der verschiedenen Packungsarten.- 3.3.3.4 Einfluß der Temperaturverteilung.- 3.3.4 Betriebsdaten von Regenerativkammern.- 3.3.4.1 Gittersetzarten.- 3.3.4.1.1 Glattschachtgitterung.- 3.3.4.1.2 Rostgitterung.- 3.3.4.1.3 Korbgeflechtgitterung.- 3.3.4.1.4 Steinformate.- 3.3.4.2 Kenngrößen für Gitterwerke.- 3.3.5 Kammergewölbe und Kammerwände.- 3.3.6 Schlitzbögen und Rostauflagesteine.- 3.4 Rekuperatoren.- 3.4.1 Keramische Rekuperatoren.- 3.4.2 Metallrekuperatoren.- 3.5 Kanäle.- 3.6 Wechselorgane.- 3.7 Schornsteine.- 3.7.1 Schornsteindimensionierung.- 3.7.2 Schornsteinbauteile.- 3.7.3 Schornsteinausrüstung.- 3.8 Verankerungen.- 3.8.1 Verankerung des Wannengewölbes.- 3.8.1.1 Pendelstützen mit Ankereisen.- 3.8.1.2 Starre Gewölbeverankerung.- 3.8.2 Verankerung der Seitenwände.- 3.8.2.1 Oberbauseitenwand.- 3.8.2.2 Wannenbecken.- 3.8.2.3 Verankerung der Stirn- und Giebelwand.- 3.8.2.4 Verankerung des Einlegevorbaus.- 3.8.3 Verankerung der Brenner.- 3.8.4 Verankerung der Regenerativkammern.- 3.8.5 Berechnung.- 4 Auswahl und Einsatz feuerfester (ff-) Baustoffe für Glasschmelzwannen.- 4.1 Auswahlkriterien.- 4.2 Zusammensetzung und Eigenschaften der wichtigsten feuerfesten Steine.- 4.2.1 Schamottesteine.- 4.2.2 Sillimanit- und Mullitsteine.- 4.2.3 Zirkonsilicatsteine.- 4.2.4 Schmelzflüssig gegossene Steine.- 4.2.4.1 Stampfmassen in Verbindung mit schmelzgegossenen Steinen.- 4.2.5 Silikasteine.- 4.2.6 Basische Steine.- 4.3 Auswahl und Einsatz im Einzelfall.- 4.3.1 Schmelzwannengewölbe.- 4.3.2 Gewölbe von Arbeits- und Abstehwannen.- 4.3.3 Seitenwände von Schmelzwannen.- 4.3.4 Seitenwände von Arbeits- und Abstehwannen.- 4.3.5 Schmelzwanne.- 4.3.6 Arbeitswanne und Abstehwanne.- 4.3.7 Brennerhälse.- 4.3.8 Regenerativkammern.- 4.3.9 Kanäle.- 5 Betrieb von Glasschmelzwannen.- 5.1 Wärmetechnik.- 5.1.1 Temperaturverteilung.- 5.1.2 Wärmestromdichte und Brennstoffverteilung.- 5.1.3 Wirkungsgrade.- 5.1.3.1 Wirkungsgrade der Feuerung.- 5.1.3.2 Theoretischer Wärmebedarf der Schmelze.- 5.1.4 Energieverbrauch.- 5.1.4.1 Einfluß des Ofenalters und der Umgebungstemperatur auf den Energieverbrauch.- 5.1.4.2 Einfluß des Luftfaktors und der Falschluft auf den Energieverbrauch.- 5.1.5 Energiebilanzen.- 5.1.5.1 Bilanzkreise.- 5.1.5.2 Bilanzposten.- 5.1.5.3 Bezugsgrößen.- 5.1.5.3.1 Zugeführte Wärmemenge in Prozent.- 5.1.5.3.2 Nutzwärme im Glas in Prozent.- 5.1.5.3.3 Gewichtseinheit des erschmolzenen Glases.- 5.1.5.3.4 Zeiteinheit.- 5.1.5.3.5 Beispiele.- 5.1.5.4 Mehrkreisige Bilanzen.- 5.1.5.5 Exergiebilanzen.- 5.1.6 Wärmeisolierung und Kühlung.- 5.1.6.1 Wärmeisolierung.- 5.1.6.1.1 Berechnung von Wärmeisolierungen.- 5.1.6.1.2 Ausführung von Wärmeisolierungen.- 5.1.6.1.2.1 Wannenbecken.- 5.1.6.1.2.2 Gewölbe und Seitenwände.- 5.1.6.2 Kühlung des Wannenbeckens.- 5.1.6.2.1 Wirkung der Ktihlung.- 5.1.6.2.2 Dimensionierung der Kühlung.- 5.2 Meß- und Regelungstechnik.- 5.2.1 Temperatur.- 5.2.2 Herdraumdruck.- 5.2.3 Volumen und Brennstoff/Luft-Gemisch.- 5.2.4 Glasstand.- 5.2.5 Abgaszusammensetzung.- 5.2.6 Regelanlagen.- 5.3 Umsteuern.- 5.3.1 Zeitlicher Ablauf des Umsteuervorgangs.- 5.3.2 Steuerung des Umsteuervorgangs.- 5.4 An- und Abtempern von Glasschmelzöfen.- 5.4.1 Ausdehnungsverhalten der Steine.- 5.4.2 Temperaturgradient und Wärmespannungen im feuerfesten Stein.- 5.4.3 Temperkurve.- 5.4.4 Antempern.- 5.4.4.1 Anordnung der Temperbrenner.- 5.4.4.2 Temperbrenner.- 5.4.4.3 Temperverlauf.- 5.4.4.4 Beherrschung der Wärmedehnung des feuerfesten Materials.- 5.4.4.5 Einlegen bei angetemperter Wanne.- 5.4.4.6 Meßtechnische Überwachung.- 5.4.5 Abtempern von Glasschmelzöfen.- 5.4.6 Ablassen von Schmelzwannen.- 5.5 Heißreparaturen.- 5.5.1 Verstärkung der Kühlung.- 5.5.2 Heißreparatursteine.- 5.5.3 Heißreparaturmassen.- 5.5.4 Spritztechnik.- 5.5.5 Heißreparaturen mit schmelzgegossenen Steinen.- 5.5.6 Heißreparatur von Regenerativkammern.- 6 Wannenofen, Betriebsverhalten.- 6.1 Gasströmungen im Oberofen.- 6.1.1 Querbrennerwannen.- 6.1.2 U-Flammenwannen.- 6.2 Flammenausbildung im Oberofen.- 6.2.1 Art und Anordnung der Flammen.- 6.2.2 Turbulente Diffusionsflammen.- 6.2.2.1 Freistrahl.- 6.2.2.2 Diffusionsflamme.- 6.2.2.2.1 Freistrahldiffusionsflamme.- 6.2.2.2.2 Diffusionsflammen in begrenzten Räumen.- 6.3 Wärmeabgabe im Oberofen.- 6.3.1 Ausbrandverlauf von Strahlflammen.- 6.3.2 Wärmeabgabe und Flammenlänge.- 6.3.3 Wärmeabgabe der Flamme durch Strahlung.- 6.3.3.1 Gasstrahlung.- 6.3.3.2 Strahlung leuchtender Flammen.- 6.3.3.3 Wechselwirkung zwischen Flamme und Ofenraum.- 6.3.4 Konvektiver Wärmeübergang zwischen Flamme und Glasbad.- 6.4 Einlegen und Abschmelzen des Gemenges.- 6.4.1 Abschmelzvorgang.- 6.4.2 Verstaubung und Verdampfung.- 6.4.3 Einlegetechniken.- 6.4.3.1 Querbrennerwannen.- 6.4.3.2 U-Flammenwannen.- 6.4.3.3 Schmale, direkt befeuerte Wannen.- 6.4.3.4 Elektrisch beheizte Wannen.- 6.5 Glasströmungen.- 6.5.1 Entstehung der Glasströmungen.- 6.5.2 Berechnung der Glasströmungen.- 6.5.3 Beeinflussung der Glasströmungen.- 6.5.3.1 Abgrenzung des Schmelzbereichs vom Läuterbereich.- 6.5.3.1.1 Steigerung der Durchsatzströmung.- 6.5.3.1.2 Elektrozusatzheizung im Läuterbereich.- 6.5.3.1.3 Elektrozusatzheizung im Einschmelzbereich.- 6.5.3.1.4 Einblasen von Gasen.- 6.5.3.1.5 Einbau von Wällen.- 6.5.3.1.6 Einbau von Drainagen im Wannenboden.- 6.5.3.1.7 Badtiefe, Glasfarbe und Isolierung des …

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