Technik der Glasherstellung - kurzer Abriß


In der Technik der Glasherstellung hat sich ab dieser, in der Rubrik Geschichte der Glasherstellung beschriebenen Mechanisierung keine grundlegende änderung vollzogen. Natürlich sind neue Verfahren für einzelne Produktionsschritte entwickelt worden, oder es wurden bestehende Verfahren durch den Fortschritt der Technik weiter verbessert, der Gesamtablauf ist aber im Grunde immer noch der selbe geblieben.   Zur Steuerung der Bewegungen der IS-Maschine (Individual Section) wurde früher, wie vorher erwähnt, die verwendete Druckluft mechanisch ausgelöst, heute geschieht dies durch elektronische Steuerungen zum Beispiel von der Firma futronic.
Zusätzlich wurden natürlich auch große Fortschritte im Bereich der On-Line Qualitätskontrolle und bei den Materialien der Glasformen gemacht.
Um nun einen kleinen überblick über diesen technischen Ablauf der Glasherstellung zu gewinnen, ist der Aufbau einer Glasfabrik und Ablauf der Glasherstellung in der folgenden Abbildung schematisch dargestellt:


 
1. Rohstoffbunker
2. Wannenofen
3. Filteranlage
4. IS-(Individual Section) Maschinen
5. Einschieber
6. Kühlofen
7. Inspektionsmaschinen
8.Palletierer

Die Rohstoffe (Kalk, Sand und Soda) für die Erzeugung des Glases werden, je nach Lage und Verkehrsanbindung der Glasfabrik, per Bahn, Schiff oder LKW angeliefert.
Von den Rohstoffbunkern (1), in denen die angelieferten Rohstoffe zwischengelagert werden, gelangen diese dann in den Gemengeturm, wo das Abwiegen und Mischen vonstatten geht. Hierbei kommt es auf größtmögliche Genauigkeit an, wobei Schwankungen in der Rohstoffqualität durch veränderte Rohstoffanteile ausgeglichen werden können.

Dabei wird zur Produktion von Behälterglas heute ein Gemisch folgender Zusammensetzung verwendet:
71 - 74 % Sand
8 - 12 % Kalk
13 - 15 % Soda oder Natronlauge
sowie einige Zusatzstoffe zur Färbung, Entfärbung, Läuterung und Schmelzbeschleunigung.
Eigentlich nicht zu den Rohstoffen zählen die Glasscherben, jedoch spielen diese als Ausgangsmaterial eine immer stärkere Rolle.
Scherben schmelzen leichter als die Ausgangsstoffe und sparen somit Energie und Rohstoffe ein. Der Anteil der zur Schmelze verwendeten Scherben hängt von der Art der Scherben und der zu produzierenden Behälter ab. Bei grünen Behältern kann der Anteil bis zu 80% erreichen.
Die Anforderungen an die Qualität der Scherben und somit an die Sortieranlagen ist in den letzten Jahren, aufgrund des steigenden Einsatzes als Ausgangsmaterial, stetig gestiegen. Verunreinigungen wie Metallteile, Teflon und Tonscherben vermindern die Qualität des Glases und somit seine Festigkeit oder bilden Ablagerungen in der Schmelzwanne.
Weitere Informationen über den Einsatz von Glasscherben finden Sie unter der Rubrik Scherben als Rohstoff.
Interessant ist, daß Glas ein sehr harter und spröder Stoff mit sehr hoher Festigkeit im Ausgangszustand ist. Seine Festigkeit beträgt 350 - 450 KP/mm2, normaler Gebrauchsstahl hat dagegen nur eine Festigkeit von 40 - 50 KP/mm2. "Jungfräuliches" Glas hat somit eine deutlich höhere Festigkeit als Stahl!
Diese sehr hohe Festigkeit geht allerdings im Lauf des Herstellungsprozesses und während des Transports zu den Abfüllanlagen verloren, da an der Oberfläche des Glases durch Aneinanderschlagen der Glasbehälter (...) Mikrorisse entstehen und den Behälter schwächen. 		  Die Rohstoffe rieseln nun stetig in die Schmelzwanne (2), wo das Schmelzen kontinuierlich stattfindet.
Eine Schmelzwanne kann dabei in drei Bereiche untergliedert werden, wo die einzelnen Schmelzphasen ablaufen. In der ersten Zone kommt es bei zirka 1400 °C zur chemischen Reaktion der Ausgangsstoffe und somit zum eigentlichen Schmelzen.
Hierbei entsteht eine klebrige, blasenreiche Masse.
In der darauffolgenden Läuterzone, wo die Blasen zur Oberfläche steigen und entweichen, homogenisiert sich die Schmelze dann bei einer bis auf 1550 °C gesteigerten Temperatur.
Der Schmelzwanne nachgeschaltet befindet sich der aus mehreren (hier drei) Stufen bestehende Filter (3).
Am Anfang steht die Sorption für Schwefel-, Fluor- und Chlorverbindungen. Danach kommt der Filter für Staub und schließlich die Reinigung von Stickoxiden. Dem zuvor abgekühlten Abgasstrom wird im Sorptionsturm Kalkpulver zugesetzt, welches die Schwefel-, Fluor- und Chlorverbindungen bindet und dann zum Elektrofilter mitführt. Zusammen mit dem anderen Staub durch das Schmelzen schlägt sich dann das Kalkpulver an den Metallplatten des Elektrofilters nieder. Beim Anschlagen der Platten fallen sie in Auffangbehälter. 		  Als letzte Reinigungsstufe wirkt ein Katalysator aktiv gegen Stickoxide. In den Abgasstrom wird Ammoniak eingesprüht, der mit den Stickoxiden reagiert und am Katalysator Wasser und Stickstoff bildet. Der Katalysator besteht aus Waben oder Platten, die mit Titan- oder Vanadiumoxiden belegt sind.
Aus der Schmelzwanne fließt das Glas dann in die Arbeitswanne, wo es bei einer Temperatur von zirka 1250 °C lagert und zur weiteren Verarbeitung dann durch die Speiserkanäle in die Speiserköpfe der IS-Maschinen fließt.
Der Fertigungsablauf in der IS-Maschine selber ist unter der Rubrik die IS-Maschine im Detail zu finden.
Die so entstandenen Behälter werden über Transportbänder unter der Beschichtungshaube hindurch, wo eine Beschichtung durch Zinn- oder Titan- Oxide zum Schutz der Glasoberfläche erfolgt, bis hin zum Einschieber (5) transportiert.
Nun werden diese mit dem nötigen Abstand zum Nachbarbehälter, damit sie nicht zusammenkleben können, Reihe für Reihe in den Kühlofen eingeschoben (6).
  In dem ca. 40 Meter langen Kühlofen erfolgt in zirka 45 Minuten die langsame Abkühlung der Behälter bis auf 35°C. Dieses langsame Abkühlen ist zur Vermeidung von Spannungen in den Behältern außerordentlich wichtig Nach dem Verlassen des Kühlofens und nach einer erneuten Beschichtung, die die Behälter besser aneinander gleiten läßt, müssen diese die verschiedenen Inspektionsgeräte passieren.
Diese Inspektion wird von mehreren hintereinandergeschalteten Geräten ausgeführt.
Geprüft werden Kriterien wie Formhaftigkeit, Abmessungen, Wanddicke, Einschlüsse, Risse, Außen- und Innen- Druckfestigkeit unter anderem mit Prüfmaschinen von AGR.
Schadhafte Behälter werden aussortiert und sofort wieder mittels Förderbändern zurück zur Schmelzwanne transportiert und eingeschmolzen.
Diese Prüfungen erfolgen oftmals Formennummerbezogen. Jede Fertigform an der IS-Maschine hat eine Nummer. 		  Aufgrund der während der Prüfung gewonnenen Informationen lassen sich Rückschlüsse auf die Qualität der Formen ziehen.
Fehler, die immer wieder bei einer bestimmten Form auftreten erlauben dem Personal, schadhafte Formen am heißen Ende frühzeitig zu wechseln und somit den Ausschuß gering zu halten.
Als letzte Station im Fertigungsablauf erreichen die Behälter den Palletierer. Hier werden sie nun auf Paletten gestapelt und danach für den weiteren Transport bis zum Kunden zum Schutz vor Verschmutzungen und Beschädigungen durch Aneinanderschlagen in Folien eingeschweißt.