Aktuelle ForschungEigenforschung abgeschl.Gemein.-Forschung abg.

HVG-DGG Forschung

 
Publication Nr GFOR14850
Author Bergmann, Gesine
 
Title
Untersuchung der Wechselwirkungen der bei der Glasformgebung eingesetzten Schmiermittel mit dem Formenmaterial und der Glasoberfläche sowie deren Einfluss auf den Wärmetransport - AiF-Forschungsvorhaben 14850 BG
 
Keywords
Formgebung; Schmiermittel; Pyrometer
 
Journal
Publication Year 2008
Volume
ISS
Page 84
 
Abstract
Das primäre Ziel dieses Forschungsvorhabens bestand darin, die grundlegenden Mechanismen, die beim Schmiermitteleinsatz innerhalb des Prozesses der Heißformgebung von Glasschmelzen (Behälterglasproduktion) auftreten, besser zu verstehen. Ein wesentlich neuer Aspekt ist darin zu sehen, dass die Wechselwirkungen in dem System Formenmaterial-Schmierstoff-Glasoberfläche als Komplex untersucht werden. Im Fokus der Bearbeitung standen dabei die beiden Annahmen, dass die Formenschmierung eine Schutzschicht auf der Formenoberfläche ausbildet und zur Regulierung der Temperaturverhältnisse bei der Glasformgebung notwendig ist. Die Bearbeitung des Themas erfolgte in Kombination von Arbeiten an einem Laborversuchsstand und von Temperaturmessungen der Formenoberfläche (Vorform) bei der Glasformgebung unter industriellen Bedingungen. Innerhalb der experimentellen Arbeiten an dem Versuchsstand wurde ein vorgeheizter Gusswerkstoff (Lamellengraphit) mit Schmiermittel benetzt und anschließend mit einer heißen Glasschmelze in Berührung gebracht, wobei unterschiedliche Kontaktanzahlen Form/Glas realisiert wurden. Die Analyse der Kontaktoberflächen der Materialproben ergab, dass sich an der Werkstoffoberfläche eine Korrosionsschutzschicht ausbildet, die mit zunehmender Anzahl von Glaskontakten „abgearbeitet“ wird und dementsprechend zyklisch neu aufzutragen ist. Die Temperaturmessungen (Thermokamera, Pyrometer) bei den Versuchsreihen in der Glashütte - es wurden drei unterschiedliche Schmiermittel eingesetzt - führten zu dem Resultat, dass sich die Oberflächentemperaturen der Vorformen, in Abhängigkeit vom eingesetzten Schmiermittel, im Verlauf eines Schmierzyklus um 1 bis 7 K erhöhen. Die maximale Temperaturabsenkung durch die Schmierung wurde mit 8 K ermittelt.
Die Testreihen unter den industriellen Randbedingungen ermöglichten es weiterhin, die, unter Einsatz der jeweiligen Schmiermittel, hergestellten Behälter einer Festigkeitsüberprüfung zu unterziehen. Es konnte bei der Prüfung der Glasbehälter weder eine Auswirkung der Schmiermittelvariation auf die Werte der Festigkeiten (Pendelschlag, Berstdruck) festgestellt werden noch ist eine Korrelation der Festigkeitswerte mit den gemessenen Temperaturen möglich. Die Ergebnisse machen deutlich, dass der Einsatz der Formenschmiermittel im Kontext zum eingesetzten Formenwerkstoff Guss (Eisenmatrix) zu sehen ist und dass eine Minimierung der Schmiermittelmenge aus Gründen der Auftragstechnologie und insbesondere der Gewährleistung der Prozesssicherheit als nicht realisierbar einzuschätzen ist. Der Schmierzyklus greift charakteristisch in die Formentemperaturentwicklung ein und ist demzufolge als Bestandteil des Temperaturregimes einzuordnen. Da die produzierten Glasbehälter mit einer Vergütungsschicht versehen sind, können keine Aussagen dahingehend getroffen werden, inwieweit der Einsatz von Formenschmiermitteln die Oberflächenchemie der Gläser möglicherweise umorganisiert. Für die Eigenschaften der Glasoberfläche sind insbesondere die chemischen Reaktionen, die bei der Glasformgebung an der Oberfläche stattfinden, von Relevanz. Ein wesentliches Kriterium stellt dabei die Art der Umgebungsatmosphäre (oxidierend, reduzierend) dar. Im Hinblick auf die Formenseite und die Entwicklung in Richtung höherer Produktionsgeschwindigkeiten bei der Behälterglasherstellung ist die Optimierung des Wärmetauschprozesses Glasschmelze/Formenmaterial Ziel führend, d.h. alternative Formenwerkstoffe, deren thermophysikalische Kennwerte über denen des konventionellen Grauguss liegen, müssen ausgewählt und getestet werden. Dass diese Materialien auch einen geringeren Schmiermittelbedarf (Indiz: Industrieversuche mit Aluminiumlegierungen), bei eventuell modifizierter chemischer Zusammensetzung der Schmiermittel, erfordern, ist nicht ausgeschlossen. Weitergehende Untersuchungen, die diese Thematik zum Inhalt haben, werden als sinnvoll angesehen. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde überwiegend erreicht.
Das Forschungsvorhaben (14850 BG) des Instituts für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Bergakademie Freiberg und der Hüttentechnischen Vereinigung der deutschen Glasindustrie (HVG) wurde im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsförderung“ (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) finanziert. Die genannten Forschungsinstitute danken den Unternehmen Ardagh Glass GmbH, Standort Obernkirchen, der Schaumburger Formenbau GmbH und BSN O-I, Glashütte Bernsdorf, die es ihnen ermöglichten, die Industrieversuche und Probennahme durchzuführen.

Laufzeit: 01.08.2006 – 01.07.2008
Forschungsstellen:
Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik der TU Bergakademie Freiberg
Institut der Hüttentechnischen Vereinigung der Deutschen Glasindustrie Offenbach
Veröffentlichungen:
Kurzveröff. in dgg Journal 8 (2009) Nr. 2 S. 29
 
Members 30 €
Non Members 30 €
Students 30 €
 
Downloads
 
 
Order Publication  
 
 
Back