Benutzer:VMH/Glasschmelzwanne

Eine Glasschmelzwanne oder auch Glasschmelzofen ist ein Aggregat der thermischen Verfahrenstechnik zum kontinuierlichen Erschmelzen von Glas. Wannenöfen haben die früher verwendeten Hafenöfen nahezu vollständig verdrängt und sind Stand der Technik in der Glasindustrie. In den Glasschmelzwannen findet die Urformgebung von Glas statt. Die Glasrohstoffe werden erschmolzen, thermisch und chemisch homogenisiert und von Gasen soweit wie möglich befreit um anschließend auf die benötigte Temperatur der nachgeschaltenen Formgebung abgekühlt zu werden.

Aufbau

Arbeitswanne und Speiser

Feeder (Glas)

Beheizung

Fossile Beheizung

Generatorgas - Vorwärmung, Zungenbrenner - Geschichte

Erd- / Flüssiggas

Schweröl - Vorwärmung, Zerstäubung

Petrolkoks, Steinkohlenteer

Brennstoff-Sauerstoff - geringeres Abgasvolumen, NOx, keine Kammer / Energieaufwand VSA, Abgastemperatur

Wärmerückgewinnung

Regenerativ - Wechsel

Rekuperativ (Spalt/Rohrkorb)

Scherben- / Gutvorwärmung

Heizung / KWK für Strom, Druckluft

Elektrische Beheizung

Joulsche Wärme

Heizkreis - Energieversorgung

Elektrodenmaterial

• Mo --> geeignete Glassorten, Vor- und Nachteile
• SnO2 --> geeignete Glassorten, Vor- und Nachteile
• Graphit --> geeignete Glassorten, Vor- und Nachteile
• Pt bzw. PtRh --> geeignete Glassorten, Vor- und Nachteile

Elektrodeneinbau / -halter

Sicherheit

Induktives Schmelzen

Fossil beheizte Wannenöfen

Dimensionierung und Modellierung

Längen- / Breitenverhältnis

Badtiefe

Verweilzeit, Schmelzleistung Fläche / Volumen

Physikalische / mathematische Modellierung

Einbauten

Wall

Bubbling

EZH

Sonderformen

Tageswanne, Flexmelter / Mixed Melter

Vollelektrische Glasschmelzöfen

(Unterschied Cold-Top und Semi-Cold-Top relevant?)

Vorteile:

• Cold-Top --> Kondensation flücht. Bestandteile --> geringere Emissionen
• Cold-Top --> allg. geringere "Gewölbetemperaturen",
• elektr. Beheizung --> kein Carry-Over
• direkter Wärmeeintrag
• i.d.R. geringere Investitionskosten (keine Regeneratoren)

Nachteile:

• Energiekosten für Strom i.d.R. höher
• geringere Lebensdauer
• kaum Tonnageschwankungen möglich
• therm. Instabilität der Gläser
• Elektrodenkorrosion
• geringere Tonnagen (max. ca. 250-300 t/d)

Aufbau

Vertikales Schmelzen

Geschlossene Gemengedecke (wenn kein Semi-Cold-Top)

Verweilzeit, Schmelzleistung pro Fläche, pro Volumen

Einlagetechniken

X-Y, Dreharm, Drehdecke

Die Wannenreise

Inbetriebnahme

Tempern, Vollschmelzen

Verschleiß

3-Phasen-Grenzen:

• Spiegellinie
• Blasenbohren
• Metalltropfenbohren

Glasaustritt - Auffangwanne

Reparatur

Heiß: Inspektion, Plattieren, keramisches Schweißen

Kalt: (Teil-) Abbruch

Betriebsverhalten

Mess- und Regelungstechnik

Temperatur - Messung: Thermoelemente, Pyrometer / Regelung: Gewölbetemperatur, AW/Feeder

Brennstoff - Mengenstrom, Verhältnis

Glasstand - Messtechnik mechanisch, radioaktiv, optisch / Regelung auf Einleger

Herdraumdruck - Messung / Regelung auf Klappe, Schleuse bzw. Saugzug, Ziel p=0 am Doghouse

Gemengebedeckung

Abgasmessung - Sauerstoff, Staub, Schwefel, NOx

Emissionen und Energieverbrauch

CO2

Staub

SOx, NOx / REA, DeNOx primär-sekundär

Kennzahlen zum Vergleich (spez. Schmelzleistung)

Beispiele

Behälterglaswanne

Die meisten Behälterglaswannen sind aufgrund ihrer geringeren Größe als U-Flammenwannen (end port fired) ausgeführt. Das das bedeutet die Regeneratoren befinden sich an der vorderen Stirnseite der Wanne. Die Befeuerung ist so gestalltet, dass die Flamme von den Regeneratoren aus in Glasflussrichtung die Schmelzoberfläche überstreicht. Die Flamme reicht bis zur gegenüberliegenden Stirnwand (shadow wall) wo sie umgelenkt wird und in entgegengesetzter Richtung die Schmelze erneut überstreicht. Die Vebrennungsprodukte verlassen über die zweite Kammer der Regeneratoren die Wanne und heizen dabei den Regenerator für den nächsten Zyklus auf.

Floatglaswanne

Floatglaswannen sind die größten Glasschmelzaggregate überhaupt, sowahl was ihre Abmessungen als auch täglichen Schmelzleistungen angeht. Floatglaswannen können über 70 Meter lang sein und 500 bis 1200 Tonnen Glas pro Tag erschmelzen. Aufgrund ihrer Dimension können sie nicht als U-Flammenwanne ausgeführt werden. Die Regeneratoren befinden sich beidseitig der Wanne welche quer zur Glasflussrichtung befeuert wird.

Geschichte

Siemens

Geschichte EZH

Ausblick

Steigende Energiepreise, schärfere Emissionsgrenzwerte und Emissionshandel

Steigende Qualitätsanforderungen

mehr EZH / vollelektrische Schmelze

Links

HVG

Wannenbauer Horn, Sorg, Jodeit / Teco

Literatur

• Trier, Wolfgang: Glasschmelzöfen, Konstruktion und Betriebsverhalten 1. Auflage. Springer, Berlin 1984, ISBN 987-3-642-82068-7.
• Günther, Rudolf: Glasschmelzwannenöfen Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, Frankfurt a.M. 1954
• Pincus, Alexis G.: Combustion Melting in the Glass Industry Magazines for Industry Inc., 1980
• Kitaigorodski, I.I.: Technologie des Glases 2. verb. und erw. Auflage. VEB Verlag Technik, Berlin 1957