Floatglas und Walzglas
Floatglas
Das Floatverfahren, das 1952 von Sir Alastair Pilkington erfunden wurde, dient der Herstellung von Flachglas. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von klarem, getöntem und beschichtetem Glas für Gebäude sowie von klarem und getöntem Glas für Fahrzeuge.
Weltweit gibt es rund 260 Floatanlagen mit einer Gesamtproduktion von etwa 800.000 Tonnen Glas pro Woche. Eine Floatanlage, die 11 bis 15 Jahre ununterbrochen in Betrieb ist, produziert jährlich rund 6.000 Kilometer Glas in Dicken von 0,4 bis 25 mm und Breiten von bis zu 3 Metern.
Eine Floatlinie kann fast einen halben Kilometer lang sein. An einem Ende werden die Rohstoffe zugeführt, am anderen Ende kommen präzise nach Spezifikation zugeschnittene Glasplatten heraus – mit einer Leistung von bis zu 6.000 Tonnen pro Woche. Dazwischen liegen sechs hochintegrierte Produktionsstufen.
Schmelzen und Raffinieren
Feinkörnige Zutaten, deren Qualität streng kontrolliert wird, werden zu einer Charge vermischt, die in den auf 1500 °C erhitzten Ofen fließt.
Floatglas erzeugt heute Glas von nahezu optischer Qualität. In den 2.000 Tonnen geschmolzenem Glas im Ofen laufen mehrere Prozesse – Schmelzen, Läutern und Homogenisieren – gleichzeitig ab. Wie das Diagramm zeigt, finden sie in getrennten Zonen eines komplexen, von hohen Temperaturen angetriebenen Glasflusses statt. Insgesamt ergibt sich ein kontinuierlicher Schmelzprozess, der bis zu 50 Stunden dauert und 1.100 °C heißes Glas, frei von Einschlüssen und Blasen, gleichmäßig und kontinuierlich in das Floatbad liefert. Der Schmelzprozess ist entscheidend für die Glasqualität; die Zusammensetzung kann verändert werden, um die Eigenschaften des Endprodukts zu verändern.
Floatbad
Glas aus dem Schmelzofen fließt sanft über einen feuerfesten Ausguss auf die spiegelglatte Oberfläche des geschmolzenen Zinns, beginnend bei 1.100 °C und verlässt das Floatbad als festes Band bei 600 °C.
Das Prinzip von Floatglas ist seit den 1950er Jahren unverändert, doch das Produkt hat sich dramatisch verändert: von einer einheitlichen Gleichgewichtsdicke von 6,8 mm zu einem Bereich von unter einem Millimeter bis 25 mm; von einem häufig durch Einschlüsse, Blasen und Streifen beeinträchtigten Band zu nahezu optischer Perfektion. Floatglas erzeugt den sogenannten Feuerglanz, den Glanz von neuem Porzellan.
Glühen & Prüfen & Zuschneiden auf Bestellung
● Glühen
Trotz der ruhigen Formgebung von Floatglas entstehen beim Abkühlen erhebliche Spannungen im Band. Zu hohe Spannungen führen zum Bruch des Glases unter dem Schneidewerkzeug. Das Bild zeigt die Spannungen im Band, sichtbar durch polarisiertes Licht. Um diese Spannungen abzubauen, wird das Band in einem langen Kühlofen, einem sogenannten Kühlofen, einer Wärmebehandlung unterzogen. Die Temperaturen werden sowohl entlang als auch quer zum Band genau kontrolliert.
●Inspektion
Das Floatverfahren ist bekannt für die Herstellung von perfekt flachem, fehlerfreiem Glas. Um höchste Qualität zu gewährleisten, wird jedoch in jeder Phase geprüft. Gelegentlich bleibt eine Blase beim Raffinieren hängen, ein Sandkorn will nicht schmelzen, oder ein Zittern in der Dose verursacht Wellen im Glasband. Die automatisierte Online-Prüfung erfüllt zwei Aufgaben: Sie deckt Prozessfehler im Vorfeld auf, die korrigiert werden können, und ermöglicht es Computern im Nachfeld, die Schneidemaschinen um Fehler herum zu steuern. Die Prüftechnologie ermöglicht heute über 100 Millionen Messungen pro Sekunde am gesamten Band und lokalisiert Fehler, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen wären.
Die Daten steuern „intelligente“ Schneidemaschinen und verbessern so die Produktqualität für den Kunden weiter.
●Zuschnitt auf Bestellung
Diamantscheiben entfernen die Webkante – die beanspruchten Kanten – und schneiden das Band auf die vom Computer vorgegebene Größe zu. Floatglas wird pro Quadratmeter verkauft. Computer übersetzen die Kundenwünsche in Schnittmuster, um den Verschnitt zu minimieren.
Gerolltes Glas
Das Walzverfahren wird zur Herstellung von Solarpanelglas, gemustertem Flachglas und Drahtglas verwendet. Dabei wird ein kontinuierlicher Strom geschmolzenen Glases zwischen wassergekühlte Walzen gegossen.
Walzglas wird aufgrund seiner höheren Lichtdurchlässigkeit zunehmend in Photovoltaikmodulen und Wärmekollektoren eingesetzt. Die Kostenunterschiede zwischen Walz- und Floatglas sind gering.
Walzglas ist aufgrund seiner makroskopischen Struktur besonders. Je höher die Lichtdurchlässigkeit, desto besser. Hochleistungs-Walzglas mit niedrigem Eisengehalt erreicht heutzutage typischerweise eine Lichtdurchlässigkeit von 91 %.
Es besteht auch die Möglichkeit, eine Oberflächenstruktur auf der Glasoberfläche einzubringen. Je nach Anwendungszweck werden unterschiedliche Oberflächenstrukturen gewählt.
Eine geriffelte Oberflächenstruktur wird häufig verwendet, um die Haftfestigkeit zwischen EVA und Glas in Photovoltaikanwendungen zu verbessern. Strukturiertes Glas wird sowohl in Photovoltaik- als auch in Thermosolaranwendungen eingesetzt.
Ornamentglas wird in einem Ein-Durchlauf-Verfahren hergestellt, bei dem das Glas mit einer Temperatur von etwa 1050 °C zu den Walzen fließt. Die untere Walze aus Gusseisen oder Edelstahl trägt das Negativ des Musters; die obere Walze ist glatt. Die Dicke wird durch die Einstellung des Walzenabstands gesteuert. Das Band verlässt die Walzen mit etwa 850 °C und wird über eine Reihe wassergekühlter Stahlwalzen zum Kühlofen geführt. Nach dem Glühen wird das Glas zugeschnitten.
Drahtglas wird im Doppeldurchlaufverfahren hergestellt. Dabei kommen zwei unabhängig voneinander angetriebene Paare wassergekühlter Formwalzen zum Einsatz, die jeweils mit einem separaten Strom geschmolzenen Glases aus einem gemeinsamen Schmelzofen versorgt werden. Das erste Walzenpaar erzeugt ein durchgehendes Glasband mit der halben Dicke des Endprodukts. Dieses wird mit einem Drahtgeflecht überzogen. Anschließend wird eine zweite Glaszufuhr hinzugefügt, um ein Band mit der gleichen Dicke wie das erste zu erhalten. Mit dem Drahtgeflecht dazwischen durchläuft das Band das zweite Walzenpaar, das das endgültige Drahtglasband formt. Nach dem Glühen wird das Band mit speziellen Schneide- und Brechvorrichtungen geschnitten.