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- ItemPhysico-chemical investigation of the behavior of sodium in the float glass process Part 1. Distribution of sodium and tin between the glass melt and the bath of molten tin(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1989) Müller, Franz; Lim, Sung-Ki; Gebhardt, Franz; Küstner, DieterThe chemical equilibrium between a soda-lime-silica melt typifying float glass melts and molten tin is considered for the conditions prevailing in the float glass process. A consideration of the thermodynamic stability of the relevant oxides of the glass melt reveals that CaO, MgO, AI2O3, and SiO2 are not involved in the heterogeneous reactions occurring in the molten glass/liquid tin system, whereas sodium may be transferred from the glass melt to the metal phase, and tin may be oxidized and dissolved as SnO and SnO2 in the glass melt. Thermochemical information pertaining to the reaction of sodium and tin in the molten glass/liquid tin system has been compiled from the literature. From this data basis, the equilibrium distribution of sodium and tin between the glass melt and the liquid tin is calculated. The results are presented in the form of equilibrium diagrams. Additionally, it is shown that the exchange reactions Na2O(glass melt) + Sn(metal bath) = SnO(glass melt) + 2 Na(metal bath) and 2 Na2O(glass melt) + Sn(metal bath) = SnO2(glass melt) + 4 Na(metal bath) may be considered as electrochemical processes occurring simultaneously and statistically disordered with respect to time and reaction site at the molten glass/liquid tin interface. Certain indications suggest that the rate of these reactions is controlled essentially by the transport of the reaction partners.
- ItemEinsatz von Forsteritsteinen in den mittleren Lagen von Regenerativkammern(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1980) Gebhardt, Franz; Arnolds, JakobDie auf der Basis fayalitischer Forsterit (MgO · FeO · SiO₂) und Magnesiumspinell (MgO · AI₂O₃) hergestellten Kammergittersteine waren im mittleren Teil einer Regenerativkammer einer Flachglaswanne eingebaut. Nach 20 Monaten Standzeit brachen Steinstücke aus diesen Steinen aus. Die Ursachen dieser Steinzerstörungen lagen in einer Verminderung der Temperaturwechselbeständigkeit der Steine durch Tränkung derselben mit Na₂SO₄; in der kristallografischen Veränderung der Steine durch Bildung von Magnesioferrit (MgO · Fe₂O₃) und Magnetit (Fe₃O₄) sowie in einer Veränderung der Steintextur durch Kristallwachstum und Sammelkristallisation von Spinellen. Use of forsterite bricks in the middle layers of regenerator chambers Regenerator bricks based on fayalitic forsterite (MgO · FeO · SiO₂) and magnesium spinel (MgO · AI₂O₃) were used in the middle region of the regenerators on a flat glass tank. After 20 months service fragments of these bricks spalled off. The origin of this defect lays in a decrease in thermal shock resistance resulting from their saturation with Na₂SO₄, in crystaUographic changes involving formation of magnesioferrite (MgO · Fe₂O₃) and magnetite (Fe₃O₄) and in a change in texture of the bricks due to crystal growth and the crystallization of spinels. Introduction de blocs de forstérite dans la partie moyenne des empilages de régénérateurs Les blocs d'empilage des régénérateurs fabriqués à partir de forstérite fayalitique (MgO · FeO · SiO₂) et de spinelle de magnésium (MgO · AI₂O₃) ont été installés dans la partie moyenne d'un régénérateur de four à bassin de verre plat. Au bout de 20 mois de service, des morceaux de réfractaires se sont détachés. Cette détérioration est due à la diminution de la résistance au choc thermique par pénétration des blocs par Na₂SO₄, aux modifications cristallographiques des blocs par formation de magnésioferrite (MgO · Fe₂O₃) et de magnétite (Fe₃O₄) ainsi que par modification de la texture des blocs par croissance des cristaux et accrétion de spinelles.
- ItemBeitrag zur Überwachung der Rohstoffe und Fertigprodukte in der Glasindustrie mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzspektroskopie(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1967) Gebhardt, Franz; Kimmel, SiegfriedDie vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einsatz eines Mehrkanal-Röntgenspektrometers zur schnellen Durchführung von Rohstoff- und Glasanalysen. Es wird die Herstellung der Eichsubstanzen, die Probenpräparation, die Analyse und der optimale Einsatz eines solchen Gerätes besprochen.
- ItemQuantitative emissionsspektroskopische Bestimmung der Nebenbestandteile in Kalkstein und Dolomit mit einem Hochfrequenz-Plasmabrenner(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1967) Kessler, Walther; Gebhardt, FranzAusgehend von der klassischen naßchemischen Analyse werden die Schwierigkeiten aufgezeigt, die sich bei der Analyse von Kalkstein und Dolomit mit den einzelnen Analysenverfahren ergeben. Bei der Emissionsspektralanalyse könnte der Hochfrequenz-Plasmabrenner als Lichtquelle eine wesentliche Verbesserung bringen. Zunächst wird der Brenner in seinem Aufbau und seiner Arbeitsweise beschrieben. Dann werden grundsätzliche Untersuchungen bezüglich der Analyse von Kalkstein und Dolomit mitgeteilt. Die Resultate sind in einer Tabelle mit den optimalen Betriebsbedingungen zusammengefaßt. Die Leistungsfähigkeit der Methode wird mit der Analyse von unbekannten Kalkstein- und Dolomitproben demonstriert. Dazu müssen mit Hilfe von Eichproben Eichkurven für die zu bestimmenden Elemente aufgestellt werden. Ein Vergleich der mit dem Plasmabrenner erhaltenen Ergebnisse mit den spektralfotometrisch bzw. flammenfotometrisch ermittelten Werten für dieselben Proben gibt eine sehr gute Übereinstimmung.
- ItemBeitrag zur Bestimmung von Natriumoxid in Natron-Kalk-Silicatgläsern mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzspektroskopie(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1970) Gebhardt, Franz; Kimmel, SiegfriedDurch die Entwicklung von Hochleistungs-Röntgenröhren, Analysatorkristallen mit entsprechenden Gitterabständen und geringer Eigenabsorption sowie sehr dünnen Zählrohrfenstern wurde es möglich, Natrium routinemäßig zu bestimmen. Da die emittierte Strahlung sehr langwellig und damit energiearm ist, wird deren Fluoreszenzintensität stark von der Differenz der Massenschwächungskoeffizienten zwischen der zu analysierenden Probe und dem Eichstandard sowie von der Oberflächengüte der Probe abhängig. Die vorliegende Arbeit behandelt die Erstellung der Eichproben, den Einfluß der Oberflächenrauhigkeit sowie des Abnahmewinkels der Fluoreszensstrahlung auf das Analysenergebnis. Durch die Möglichkeit, Natrium bei der Routinekontrolle von Gläsern mitzubestimmen, kann eine Glasvollanalyse von Natron-Kalk-Kieselgläsern mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzspektroskopie durchgeführt werden. Da der Röntgenmeßfehler kleiner ist als die Fehler der naßchemischen Standardverfahren, sollten Anstrengungen unternommen werden, diese zu verbessern oder durch genauere Verfahren zu ersetzen, um die Präzision der Röntgenfluoreszenzanalyse voll auszunutzen.
- ItemBeiträge zur Kieselsäurebestimmung in Gläsern Vergleich verschiedener Methoden bei flour- und/oder borhaltigen Gläsern(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1963) Gebhardt, Franz; Kimmel, SiegfriedEs ist bekannt, dass eine genaue und schnelle quantitative Kieselsäurebestimmung in Gläsern schwierig ist, da in der Regel zu geringe Werte gefunden werden. Das kann auf die Art der Dehydratisierung der Kieselsäure sowie auf das Auswaschen der Fällung zurückzuführen sein. In der vorliegenden Arbeit werden mehrere gravimetrische Methoden einander gegenübergestellt. Außerdem wird beschrieben, wie die nach den verschiedenen Fällungsverfahren noch im Filtrat bedindliche Restkieselsäure spektrophotometrisch mit Hilfe der Silicomolybdänblaureaktion bestimmt wird.
- ItemAnwendung der Plasmafackel zur Analyse von Gläsern und Glasrohstoffen(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1971) Gebhardt, Franz; Horn, HeinzDie Hochfrequenzplasmafackel hat im Vergleich zu anderen Anregungsquellen für die Emissionsanalyse entscheidende Vorteile, die durch ihre hohe Temperatur, die günstige Kontaktverweilzeit des Probengutes, ihre Konstanz und nicht zuletzt durch ihre einfache Handhabung bedingt sind. Dadurch wird es möglich, mit Hilfe der Emission Neben- und Hauptbestandteile bis zu mittleren Gehalten ohne vorherige Abtrennung mit guten Ergebnissen aus ein und derselben wäßrigen Aufschlußlösung zu analysieren. Die erhaltenen Analysenwerte sind denen aus anderen für die Glas- und Rohstoffanalyse eingesetzten Verfahren gleichwertig oder sogar überlegen.
- ItemZur Frage der Zusammensetzung des Abgases von Floatglaswannen(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1986) Blank, Kurt; Gebhardt, FranzDie Zusammensetzung des Abgases von Floatglaswannen ist von Bedeutung für die Belange des Umweltschutzes und für die Reaktionen zwischen dem Abgas und dem Feuerfestmaterial der Regenerativkammern. Es wird über Messungen der Abgaszusammensetzung im Schornstein von drei Wannen mit unterschiedlichen Energieträgern berichtet; aus diesen Messungen wird die Zusammensetzung des Abgases als Funktion der Temperatur und besonders der Kondensationstemperatur von Na2SO4 berechnet. Ein vierter hypothetischer Fall wird in die Berechnungen einbezogen mit dem Ziel, ein derzeit technisch erreichbares Optimum aufzuzeigen. Die ermittelten Na2O-Verdampfungsraten aus der Glasschmelze befinden sich in befriedigender Übereinstimmung mit den in der Literatur beschriebenen Modellversuchen. Es werden geeignete Maßnahmen vorgeschlagen, um die Chlorid- und Staubemission zu verringern.
- ItemVerwendung von kompaktiertem Gemenge und kompaktiertem Filterstaub in der Glasindustrie(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1977) Sattler, Ferdinand; Gebhardt, FranzDurch Kompaktieren des bisher üblichen lockeren Schüttgemenges können die Staubentwicklung und die Entmischung des Gemenges verhindert und durch besseren Wärmeübergang Energiekosten eingespart werden. Es werden Rohdichten von bis zu 90 % der spezifischen Gewichte der Gemengekomponenten erreicht, wobei ein Zusammenhalt allein durch die Van-der-Waals-Kräfte erzielt wird. Die Vorteile dieses Verfahrens bestehen darin, daß die Herstellungskosten geringer sind, Bindemittel und eine Trocknung sich erübrigen und eine Feinkörnigkeit der Rohstoffe sogar erwünscht ist. Hier können also billigere feinkörnige Rohstoffe, die z. T. der Glasindustrie verlorengehen, sowie Filterstäube als vollwertige Rohstoffe in das Gemenge mit eingebracht werden. Eine Verringerung der Einschmelzzeit um 15 %, bedingt durch besseren Wärmeübergang und Festkörperreaktion, sowie eine bessere Glashomogenität sind erreichbar. Use of compacted batch and compacted filter dust in the glass industry Compaction of normal low density batch can retard batch segregation and dusting as well as save energy costs by better heat transfer. A bulk density up to 90 % of that of the batch components themselves can be attained and the compact held together by van der Waals forces alone. The advantages of this process are that preparation costs are lower binders and drying unnecessary and a fine grain size of the raw material desirable. Fine particle sizes not normally used in the glass industry at present, such as filter dust, can thus become valuable batch materials. A decrease in melting time, as much as 15 %, better heat transfer and solid state reaction as well as more homogeneous glass can be achieved. Utilisation de mélange et de poussière de filtration sous forme compactée dans l'industrie du verre Le compactage du mélange en vrac, généralement peu compact en lui-même, peut empêcher le dégagement de poussières et la ségrégation. Améliorer la transmission de chaleur permet par ailleurs de réduire les coûts énergétiques. Il est possible d'obtenir des poids apparents pouvant atteindre 90 % du poids spécifique réel du mélange, la cohésion étant assurée par les seules forces de van der Waals. Le procédé présente les avantages suivants : les coûts de fabrication sont réduits, liant et séchage deviennent superflus et une granulométrie fine des matières premières est même souhaitable. Ceci permet donc d'introduire dans le mélange des matières de granulométrie fine et de bas prix qui jusqu'ici ne pouvaient être utilisées en verrerie, telles que les poussières de filtration. Une amélioration de la transmission de chaleur et des réactions à l'état solide permet de réduire de 15 % le temps de fusion et d'obtenir une meilleure homogénéité du verre.
- ItemEmissionen von Glasschmelzwannen und deren Minderung durch schmelztechnische Maßnahmen(Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1986) Gebhardt, FranzWährend der Schmelze von Gläsern entstehen gas- und staubförmige Emissionen. Letztere bestehen zu einem überwiegenden Teil aus den Kondensationsprodukten der im Dampfraum vorliegenden Verbindungen und nur zu einem geringen Teil aus verstaubtem Gemenge. Die physikalisch-chemischen Reaktionen zur Bildung der emittierten Stoffe werden aufgezeigt. Dabei muß den natürlichen und synthetischen Rohstoffen eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, denn auf Grund der Genese enthalten sie Schwermetalle und/oder Halogenide und Sulfate, die aus der Glasschmelze verdampfen. Die verdampften Stoffe reagieren im Oberofen mit den Verbrennungsprodukten der Energieträger. So sind beispielsweise die Emissionen von Schwefeldioxid, Stäuben und Salzsäure bei der Herstellung von Kalk-Natronsilicatglas linear abhängig vom Natriumsulfatgehalt des Gemenges und dem Natriumchloridgehalt der Soda. Die Verbrennungsbedingungen mit oxidierender oder reduzierender Flamme sind verantwortlich für den Gehalt an Stickoxiden und Schwermetallverbindungen in den Abgasen. Die Emissionen können durch Primär- und/oder Sekundärmaßnahmen vermindert werden. Dabei kommt den Primärmaßnahmen eine bedeutende Rolle zu, da sie sich sowohl kostengünstig auf die Investitionen für die Sekundärmaßnahmen als auch auf deren Unterhaltung auswirken.