CN101687677B - 玻璃熔窑及玻璃制品的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玻璃熔窑，其具有从玻璃熔窑的内部的最深部的中间部分沿熔融玻璃导出方向上升、并且沿与该熔融玻璃导出方向正交的宽度方向横切的多个台阶；从台阶的最上级台阶沿所述熔融玻璃导出方向延伸、并且沿所述宽度方向横切的平台部；在平台部的台阶一侧沿所述宽度方向横切的门槛体；和在台阶的最下级的台阶上面与门槛体之间沿所述宽度方向横切的起泡器。也可以具有斜坡代替上述的全部台阶。

Description

玻璃熔窑及玻璃制品的制造方法
技术领域
本发明涉及玻璃的熔融技术，更具体地涉及玻璃熔窑的结构。
背景技术
以往，制造玻璃制品的方法主要由以下工序构成：熔融原料得到熔融玻璃的熔融工序、将熔融玻璃成形为预定的玻璃制品形状的成形工序、和除去玻璃制品的内部变形的同时缓慢冷却的冷却工序。另外，在此，从熔融玻璃中除泡和均质化包含在熔融工序中。
在建筑用玻璃板、汽车玻璃板、CRT用玻璃成形品、显示器用玻璃板等玻璃制品的制造工序中，要求更进一步的高品质化和低成本化。妨碍高品质化的原因有几个，但多数情况是由熔融玻璃产生的气泡的残留和熔融玻璃的不均质性成为问题。为了制造不混入气泡的高品质的玻璃制品，上述工序中的熔融工序是很重要的。熔融工序是将石英砂、石灰石或碱石灰等原材料按照玻璃制品的组成进行调合、混合而得到的母料投入玻璃熔窑并根据玻璃的种类加热至约1400℃以上熔融而得到熔融玻璃的工序。例如，通过从公知的玻璃熔窑的一端将母料投入玻璃熔窑内，向投入的母料喷吹燃烧重油得到的火炎，另外，通过喷吹将天然气与空气混合燃烧得到的火炎，加热至约1550℃以上将母料熔融而得到熔融玻璃。另外，根据情况可以使用公知的电熔融炉得到熔融玻璃。
作为为了高品质化而从熔融工序中的熔融玻璃中除去气泡的方法之一，有：降低单位时间的熔融量(引出量(プル))从而确保气泡从熔融玻璃中排出的时间的方法。但是，降低引出量自然成为生产率下降、成本上升的原因。为了维持某种程度的引出量并同时得到气泡的排出(澄清)和均质化的效果，进行通过玻璃熔窑的结构来改变熔融玻璃的对流特性(对流结构、对流各部分的温度、对流各部分的流速)的操作。
例如，在专利文献1中，对于设置有将从玻璃熔窑的原料投入部到熔融玻璃导出部作为长度方向、将与长度方向正交的方向作为宽度方向、沿玻璃熔窑的内部最深部的宽度方向横切从最深部在熔融玻璃内产生泡并且主要形成向上对流的起泡器和门槛体的情况下的对流进行了公开。在专利文献2中，对于从玻璃熔融内部的最深部的中间部分到熔融玻璃导出部设置有沿宽度方向横切的多个台阶和平台的情况下的对流进行了公开。在专利文献3中，对于设置有起泡器、门槛体、以及一级台阶和平台部的情况下的对流进行了公开。
专利文献1：日本实开昭53-51451号公报
专利文献2：日本特开平4-228433号公报
专利文献3：日本特开平9-124323号公报
发明内容
在此，利用图6～9对上述具有起泡器、门槛体、台阶和平台部的现有玻璃熔窑中的对流特征进行说明。图中，用箭头表示玻璃熔窑的长度方向的断面中熔融玻璃内的对流，因此，各图的左侧为原料投入侧(后部侧)、右侧为熔融玻璃导出侧(前部侧)。
图6表示仅设置有起泡器6的情况(以下称为平窑)下的对流。平窑在结构上不遮蔽对流，因此是熔融玻璃2难以停留的玻璃熔窑结构。作为后部循环流B与前部循环流A的分界线、以及作为活跃地产生澄清的区域的热泉由后部循环流B与前部循环流A的强度的平衡来确定，由此泡或波筋(リ一ム)的品质不容易随对流的变动而变化。
图7表示设置有起泡器6和门槛体7的情况(以下称为堰窑(ダム窯))下的对流。该结构是与专利文献1中公开的起泡器和门槛体的配置类似的情况。通过门槛体7能够将后部循环流B与前部循环流A明确地分隔，因此在后部循环区域中多采用起泡器6，导致后部循环流B旺盛化(旺盛化)。由此，使熔融玻璃2的均质性良好。另外，通过门槛体7能够减小从后部循环区域向前部循环区域移动的熔融玻璃2的对流速度，得到良好的澄清性。另一方面，在门槛体7的附近，熔融玻璃2沉淀，有时析出泡和波筋。
图8表示设置有起泡器6、台阶9及10以及平台8的情况下的对流(以下称为台阶窑)。该结构是与专利文献2中公开的结构类似的情况。台阶窑在结构上后部循环区域的流路断面比前部循环区域宽，因此在后部的循环和均质性优良，但是，后部循环流B如果过度旺盛则一部分不均匀的熔融玻璃2滑过，另外用于澄清的时间缩短，澄清性变差。
图9是设置有起泡器6、门槛体7、台阶10(仅一级)及平台部8的与专利文献3类似的情况(以下称为堰&台阶窑)下的对流。堰&台阶窑在结构上在台阶10的后部侧的端部附近形成滞留区域E(台阶后部)，有时析出泡或波筋。
关于上述各种玻璃熔窑的对流特性，虽然可以逐个进行说明，但是，玻璃熔窑内的熔融玻璃的对流很复杂，从玻璃熔窑的入口到出口存在多种对流路径，以什么样的玻璃熔窑的结构作为基本结构进行设计好、以及前述的起泡器、门槛体、台阶及平台部等构成要素如何配置好未必明确。其原因在于：例如在线性力学问题中多种外力作用时，由各外力产生的应力分布相互重叠，由此对多种外力的应力分布能够理解，但是，在对流现象中根据熔融玻璃的各部分温度对流也发生复杂变化，不能通过各构成要素的现象(对流)相互重叠来简单地预测对流。
本发明是鉴于以上问题而进行的，其目的在于提供一种玻璃熔窑以及使用该玻璃熔窑的玻璃制品的制造方法，所述玻璃熔窑通过变化熔融玻璃的对流特性可以实现高澄清性和高均质性。
本发明人以在熔融工序中的玻璃熔窑内的熔融玻璃的后部、前部和中间部形成大的对流(循环流)并且适合各对流的循环性为目标，发现了能够同时满足以下条件的起泡器、门槛体、台阶及平台部的位置关系：可以使后部循环流中的溶解活跃并且不产生滞留区域、在前部循环流中促进澄清、在台阶的最上级中不产生滞留区域、并且不阻碍最上级处台阶区域的对流。
即，本发明为一种玻璃熔窑，其特征在于，具有：从玻璃熔窑的内部的最深部的中间部分沿熔融玻璃导出方向上升、并且沿与该熔融玻璃导出方向正交的宽度方向横切的多个台阶；从所述台阶的最上级台阶沿所述熔融玻璃导出方向延伸、并且沿所述宽度方向横切的平台部；在所述平台部的台阶一侧沿所述宽度方向横切的门槛体；和在所述台阶的最下级的台阶上面与所述门槛体之间沿所述宽度方向横切的起泡器。
根据上述本发明，除了由后部循环流可以旺盛化导致的均质性提高和门槛体前后的滞留区域的削减以外，特别通过在平台部上设置门槛体，前部循环流的后进流具有与前进流相同程度的流速，另外在平台部上具有门槛体，且门槛体的高度比堰窑低，因此容易通过门槛体上部的澄清性高的区域回溯到中间区域或后部，结果，可以实现其它玻璃熔窑中不存在的再熔融、再加热、再澄清导致的高均质化和澄清。
另外，本发明，可以是将上述发明中的全部台阶部分用斜坡代替的构成。另外，全部台阶部分也可以由实质上可视为斜坡的多个台阶构成。即，本发明为一种玻璃熔窑，其构成为具有：从玻璃熔窑的内部的最深部的中间部分沿熔融玻璃导出方向上升、并且沿与该熔融玻璃导出方向正交的宽度方向横切的斜坡；从所述斜坡的最上部沿所述熔融玻璃导出方向延伸、并且沿所述正交的宽度方向横切的平台部；在所述平台部的斜坡一侧沿所述宽度方向横切的门槛体；和在所述斜坡的上升开始位置与所述门槛体之间沿所述宽度方向横切的起泡器。
本发明还涉及熔融玻璃的制造方法，其特征在于，利用上述玻璃熔窑来熔融玻璃原料；以及玻璃制品的制造方法，其特征在于，包括利用上述玻璃熔窑来熔融玻璃原料的熔融工序。
发明效果
根据本发明，玻璃熔窑内配置的构成要素成为一体，改变熔融玻璃的对流特性，解决以往各窑的问题，从而得到高澄清性和高均质性。另外，通过包括利用本发明的玻璃熔窑的熔融工序的玻璃制品的制造方法，可以得到具有高澄清性和高均质性的玻璃制品。
附图说明
图1是表示在实施方式的玻璃熔窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流的窑断面图。
图2是表示在另一实施方式的玻璃熔窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流的窑断面图。
图3是表示在另一实施方式的玻璃熔窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流的窑断面图。
图4是表示与实施方式的形状相关的参数的窑断面图。
图5是表示以实施方式的玻璃熔窑为特征的玻璃制品的制造方法的工序的图。
图6是表示在作为背景技术的平窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流的窑断面图。
图7是表示在作为背景技术的堰窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流的窑断面图。
图8是表示在作为背景技术的台阶窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流的窑断面图。
图9是表示在作为背景技术的堰&台阶窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流的窑断面图。
符号说明
1玻璃熔窑
2熔融玻璃
3原料投入部
4熔融玻璃导出部
5最深部
6起泡器
7门槛体
8平台部
9台阶
10台阶的最上级
11斜坡
A前部循环流
A2前部回溯流
B后部循环流
C中间部循环流
D滞留区域(门槛体前部)
E滞留区域(台阶后部)
F滞留区域(门槛体后部)
L玻璃熔窑的内面全长
LS从原料投入部到第一级台阶的距离
LB从原料投入部到起泡器的距离
LD从原料投入部到门槛体的距离
L1第一级台阶的深度
L2第二级台阶的深度
L3第三级台阶的深度
L4最上级台阶的平坦部的长度
H从最深部到熔融玻璃液面的高度
HS从最深部到最上级台阶的高度
HD从最深部到门槛体上端的高度
H1从最深部到第一级台阶的高度
H2从第一级到第二级台阶的高度
H3从第二级到第三级台阶的高度
H4从第三级到最上级台阶的高度
具体实施方式
以下，根据附图(图1～5)对本发明的玻璃熔窑以其结构为中心进行说明。图1表示在实施方式的玻璃熔窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流。图2表示在另一实施方式的玻璃熔窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流。图3表示在另一实施方式的玻璃熔窑的长度方向的概略断面中熔融玻璃内的对流。图4表示与实施方式的形状相关的参数。图5表示玻璃制品的制造方法中的工序。另外，以下说明中，列举作为建筑用玻璃板或汽车玻璃板的材料的钠钙玻璃为玻璃的例子，但是，本发明中的玻璃不限于该钠钙玻璃。熔融玻璃的温度等条件可以根据玻璃种类而变化，不限于下述条件。
本发明的玻璃熔窑1从图左具有原料投入部3、台阶9、10、起泡器6、平台部8、门槛体7和熔融玻璃导出部4。使用本发明的玻璃熔窑1的玻璃制品的制造方法，具有：使用玻璃熔窑1将原料从原料投入部3投入并熔融而得到熔融玻璃2的熔融工序；将熔融后从熔融玻璃导出部4导出来的熔融玻璃2成形为制品形状的成形工序；和用于使成形后的玻璃制品中不残留应力的缓慢冷却工序(参照图5)。
成形工序有：作为公知技术的浮法、延伸法(ロ一ルアウト法)，可以使用任一种，或者也可以使用其它方法。以下，以浮法为例进行说明，在成形工序中，将熔融玻璃从玻璃熔窑1下游部导入熔融锡浴中，使熔融玻璃漂浮在熔融锡上行进并成形为玻璃带。在成形工序中，为了成形为比熔融玻璃的平衡厚度薄的玻璃带，将称为顶辊的旋转辊按压在与行进方向正交的宽度方向的两端部上，沿宽度方向施加张力，抑制熔融锡上的玻璃带发生宽度变小的情况，并且也沿行进方向拉伸。后续的缓慢冷却工序，是在成形后通过提起辊(リフトアウトロ一ル)将玻璃带从熔融锡中拉出后的工序。缓慢冷却通过缓慢冷却炉进行，所述缓慢冷却炉具有作为玻璃带的搬运机构的金属辊和用于将玻璃带的温度缓慢降低的机构。将温度缓慢降低的机构通过燃烧气体或电加热器将其输出受到控制的热量供给到炉内的必要位置，从而将玻璃带缓慢冷却到接近常温的温度区域。由此，可以消除玻璃带中内在的残留应力。关于熔融工序以外的工序，通过使用本发明的玻璃熔窑1，制造条件不受特别影响。
原料投入部3配置在玻璃熔窑1的后部，具有设置在熔融玻璃2的上部区域的开口，从此处将原料投入到预先熔融的熔融玻璃2的上层。熔融玻璃导出部4配置在玻璃熔窑1的前部，具有熔融玻璃2的上层部可以从玻璃熔窑导出的开口。另外，原料投入部3的位置如图1所示是熔融玻璃导出方向的相反侧的玻璃熔窑端部的内壁。关于这些结构，只要能够投入原料并且能够导出熔融玻璃2，则什么样的结构均可。
在进行熔融时，为了将原料熔融，利用设置在玻璃熔窑1的内部的原料投入部3附近的熔融玻璃2上方的空间中的未图示的燃烧器，将熔融玻璃2加热到1400℃以上。另外，为了熔融也可以在玻璃熔窑1的侧面上方配置未图示的燃烧器等进行加热。熔融玻璃2的温度在从原料投入部到熔融玻璃导出部之间从约1650℃降至约1000℃。熔融玻璃2借助于对流和循环从原料投入部3移动到熔融玻璃导出部4，并从玻璃熔窑1排出。为了减少熔融玻璃的侵蚀、延长寿命，玻璃熔窑1的最深部5、侧面的内壁通过组装耐火砖等构建而成。从不仅具有耐热性、寿命长而且减少由砖产生的气泡的观点考虑，耐火砖包括氧化铝类电熔耐火砖、氧化锆类电熔耐火砖、致密铬类砖等材料。
关于第一级台阶的位置，当设图4所示的玻璃熔窑的内壁的导出方向的全长为L、从作为原料投入部的熔融玻璃导出方向的相反侧的玻璃熔窑端部的内壁到第一级台阶的距离为LS时，主要从后部区域中的溶解性和前部区域中的澄清性的平衡的观点考虑，优选0.15≤LS/L≤0.25，更优选0.16≤LS/L≤0.23，特别优选0.17≤LS/L≤0.21。在各台阶中，台阶的高度不必相同，但是如果考虑到由砖构成，则包括除最上级的台阶10之外的各台阶9的深度在内，优选为相同长度。作为台阶的斜度，如果设定为除最下级之外的各级台阶的高度的合计(H2+H3+H4)除以各级台阶的深度(熔融玻璃导出方向的长度)的合计(除最上级之外；L1+L2+L3)而得到的值，则从减小急剧的压力损失的观点考虑，优选为0.02以上且0.07以下，更优选0.03以上且0.065以下，特别优选0.04以上且0.06以下。图1和图2的台阶有四级，从炉材的组装和台阶的斜度的观点考虑，台阶9可以为多个，更优选2～8级，特别优选3～6级。另外，全部台阶部分也可以由实质上可视为斜坡的更多个台阶构成，另外也可以将全部台阶部分由光滑的斜坡代替。
平台部8从在最深部5沿玻璃熔窑1的宽度方向横切的最上级台阶10延伸配置。关于平台部8(台阶的最上级)的高度，当设图4所示的从玻璃熔窑的最深部到熔融玻璃的液面的深度为H、从玻璃熔窑的最深部到台阶的最上级的高度即平台部8的高度为HS时，从确保前部循环流A处的对流速度的同时防止引出量降低的观点考虑，优选0.10≤HS/H≤0.50、更优选0.20≤HS/H≤0.40、特别优选0.25≤HS/H≤0.35。另外，H优选在0.5m～2m的范围内。关于平台部8，优选到玻璃熔窑1的熔融玻璃导出端为相同高度且不设置扰乱对流的突起物等。平台部8通过组装与玻璃熔窑1的内表面的其它部分相同的耐火砖构建而成。耐火砖的材料也可以与其它部分相同。
门槛体7为了将前部和后部的循环流分开而沿玻璃熔窑1的宽度方向横切，配置在平台部8的台阶的最上级10一侧。但是，门槛体7在台阶一侧比起泡器6更前部一侧。关于门槛体的位置，当设图4所示的从原料投入部到门槛体7的距离为LD时，从确保前部循环区域的观点考虑，优选0.30≤LD/L≤0.50，更优选0.33≤LD/L≤0.45，特别优选0.36≤LD/L≤0.40。另外，关于门槛体7的高度，当设图4所示的从窑的最深部到门槛体7的上端部的高度为HD时，从将后部循环流B与前部循环流A分开的观点考虑，优选0.60≤HD/H≤0.75，更优选0.60≤HD/H≤0.70，特别优选0.60≤HD/H≤0.65。另外，H优选为0.5m至2m的范围。另外，从形成前部回溯流A2的观点考虑，优选0.35≤(HD-HS)/(H-HS)≤0.65，更优选0.36≤(HD-HS)/(H-HS)≤0.55，特别优选0.37≤(HD-HS)/(H-HS)≤0.50。门槛体7可以通过组装与其它部分相同的耐火砖构建而成。门槛体7的材料可以与其它部分相同。关于门槛体的深度(窑的长度方向的长度)，由于只要能够将循环流分开即可，因此将该深度对长度方向的长度L的比优选设定为0.015～0.033，更优选设定为0.016～0.025，特别优选设定为0.017～0.023。
起泡器6以沿玻璃熔窑1的宽度方向横切的方式设置在台阶的级上，从窑的底面产生气泡，且在熔融玻璃2中主要产生向上的对流。设置起泡器6的台阶级可以是多个台阶9中的任一个。另外，起泡器6也可以位于台阶的最上级10上门槛体7的后部侧。起泡器6如果在该范围，则如后所述效果没有显著差别。关于起泡器的位置，当设图4所示的从原料投入部到起泡器的距离为LB时，从形成后部循环流B与前部循环流A之间的中间部循环流C的观点考虑，优选0.20≤LB/L≤0.40，更优选0.22≤LB/L≤0.38，特别优选0.24≤LB/L≤0.36。泡的排出量因窑的结构而异。
以下，利用图1对本发明的玻璃熔窑内的熔融玻璃的对流特性及其效果进行说明。如图1所示，本发明的玻璃熔窑1的结构中，设置有：位于从玻璃熔窑的内部最深部5的中间部沿宽度方向横切的多个台阶9的中段的起泡器6、和在多个台阶的最上级的台阶10一侧的门槛体7，因此，可以实现前述的图7的堰窑的特征即后部循环流B由于起泡器6的大量使用而产生的循环旺盛化和后部温度水平的高温保持，改善熔融玻璃2的均质性。起泡器6如果象图2所示位于台阶最上级10上门槛体7的后部侧，则对流结构与图1情况下没有显著差别，具有同样的效果。在图2的起泡器位置的情况下，可以相对地加大后部循环流B。但是，后部循环流的大小是由各玻璃熔窑确定的事项。
另外，在门槛体7的后部侧流路断面缓慢变窄，因此流路断面没有急剧缩小，在堰窑及图9的堰&台阶窑中所担心的门槛体7的后部附近侧的熔融玻璃2的滞留区(门槛体后部)F不存在。另外，在起泡器6与门槛体7之间，与原料投入部3的区域和起泡器6后部相比，流路断面变窄，由此形成上下两个中间部循环流C，该区域内的循环受到抑制，向前部流动的熔融玻璃2的前部循环流A的速度变小。结果，与图6的平窑不同，在门槛体7的前部区域即台阶的上部区域的高温下的滞留时间变长并且堰窑中所担心的滞留区域(门槛体前部)D不存在，澄清性提高。特别是门槛体7前部附近的熔融玻璃2的上层区域，是对澄清很重要的部分，通过将此处的熔融玻璃2的温度保持在高温，可以得到高脱泡(澄清)效果。
另外，在台阶的最上级10及平台部8的前部循环区域中变浅并且存在门槛体7，因此从熔融玻璃上方的燃烧空间或熔融玻璃上层透过红外线导致平台部底面升温，另外门槛体7附近的熔融玻璃导出部4一侧的停滞部变小，因此可以减少再沸腾、波筋的产生。另外，由于门槛体7前部循环流A的后进流与前进流具有相同程度的流速，并且在平台部8上具有门槛体7且门槛体7的高度比堰窑低，因此容易通过上述门槛体7上部的澄清性高的区域回溯到中间区域或后部，各部的滞留也消失，其结果，可以实现在其它玻璃熔窑中没有观察到的再熔融、再加热、再澄清导致的高均质化和澄清。
以上的台阶、起泡器、门槛体及平台部的构成要素成为一体而表现显著效果，解决现有窑的各问题，不引起引出量下降，可以得到高澄清性和均质性。
另外，说明是针对包含多个台阶的情况进行的，但是，作为图3所示的另一实施方式，存在图1的全部台阶部分由斜坡11代替的情况。另外，也可以由更多台阶构成图1的4级台阶，成为基本上与斜坡同样的结构。这些情况下也可以得到与台阶状的情况同样的效果。斜坡11部分也可以通过组装与台阶部分相同的耐火砖而形成。但是，在形成斜坡部时，作业时间比台阶的情况长。将图2的台阶部分代替为斜坡时，也具有与图3同样的效果。
实施例
为了确认本发明的玻璃熔窑的断面结构中对澄清性和均质性的有效性，对本发明的玻璃熔窑及其它窑的对流进行数值分析。对流的分析利用基于差分法的程序，将熔融玻璃作为非压缩流体来考虑温度与粘性的关系，以玻璃熔窑操作条件、玻璃熔窑形状、炉材构成作为输入条件进行。本程序进行熔融玻璃的上部燃烧空间的传热分析和熔融玻璃的热对流分析。在上部燃烧空间的传热分析中，计算确定辐射量的传热比率的角关系(形态系数)、上部辐射、对流传热，计算给予熔融玻璃表面的传热量。在热对流分析中，解开与速度和温度相关的相关方程式，计算速度和温度。
分析由本公司开发的程序进行，但是，利用可以进行熔融玻璃的对流数值分析的软件、例如商标名GFM(开发销售：グラスサ一ビス公司、チエコ)或商标名GTM-X(开发销售：TNO、オランダ)等，根据反映各窑结构的玻璃物性，也可以进行同样的计算，得到定性上同样的结果。
实施例1为本申请发明的玻璃熔窑(图1)、比较例1为平窑(图6)、比较例2为堰窑(图7)、比较例3为台阶窑(图8)。另外，堰&台阶窑(图9)对澄清性和均质性的效果与堰窑相比没有显著差别。
表1和表2列出对各窑的主要分析条件。另外，分析以钠钙玻璃为对象，全部玻璃熔窑中的引出量相同(500吨/天)，如一般的玻璃熔窑一样在长度方向的长度比宽度方向的长度充分长，长度方向的对流与宽度方向的对流相比占优势地位的条件下进行。另外，玻璃熔窑的长度方向的长度L相对于熔融玻璃的最深部的深度H的比为30，门槛体的深度相对于长度方向的长度L的比为0.02，H为1.5m。H如果在0.5m至2m的范围内，则可以得到基本同样的效果。另外，通过实施例和比较例为了明确效果的不同，对给予各玻璃熔窑的热量和起泡器流量进行设定，使得全部玻璃熔窑中作为对澄清性很重要的参数的门槛体前部上层的熔融玻璃的温度为1500℃、导出口的熔融玻璃的温度为1100℃。由起泡器产生的泡单位时间的排出量在实施例1的情况下设定为1.0，在比较例1、比较例2和比较例3中分别设定为0.1、1.0和0.3。由此，可以在各玻璃熔窑得到比较高效果的条件下进行比较。
表3中列出表示各玻璃熔窑中澄清性和均质性的程度的品质预测指标。指标a与台阶的最上级(前部)的熔融玻璃从下层部的卷起有关，因此由下层部的对流(后进流中)中的上升矢量来定义。该上升矢量小的情况下，下层部的温度历史不同的基材不卷起，由此产生的泡缺陷少，澄清性好。
指标b与均质性有关，因此由后部循环流的剪切力来定义。该剪切力大的情况下，熔融玻璃被均匀搅拌，均质性好。
指标c与澄清性有关，因此由门槛体前部附近的熔融玻璃在上层高温区(1450℃以上)的滞留时间来定义。在该高温区的滞留时间越长，则澄清越好。另外，指标c作为表示澄清性的指标，其相对重要度比指标a高。另外，各指标表示比较例1设为1.0时的比。
如表3所示，关于指标a，实施例1显示最高的澄清性。另外，关于指标b，实施例1的指标值比比较例2小，但是与比较例1和比较例3相比更大，显示良好的均质性。关于指标c，实施例1显示最高的澄清性。在实施例1中，前部后进流也在该高温区汇合，因此显示更高的澄清性。在实施例1中，除了指标a，指标c的指标值最高，这表示本发明的玻璃熔窑的结构产生的澄清性与其它玻璃熔窑相比显著更高。从这些结果可以看出，实施例1作为同时实现澄清性和均质性的结构是有效的。
另外，作为本发明的玻璃熔窑，制作与实施例1基本相同条件的玻璃熔窑，并对该玻璃熔窑制作的玻璃制品的澄清性和均质性进行评价，结果正如所预料的一样，得到比现有窑更高的品质。
由以上可以看出，包含以本发明的玻璃熔窑的断面结构为特征的熔融工序的玻璃制品的制造方法，在澄清性和均质性方面有效。得到的高澄清性和均质性，也可以使该程度下引出量增加，也可以提高生产率。
表1
  与深度方向有关的条件   实施例1   比较例1   比较例2   比较例3
  从最深部到熔融玻璃液面的高度H/H   1.00   1.00   1.00   1.00
  从最深部到门槛体上端的高度HD/H   0.60   -   -   0.60
  从最深部到第一级台阶的高度H1/H   0.08   -   -   0.08
  从第一级到第二级台阶的高度H2/H   0.08   -   -   0.08
  从第二级到第三级台阶的高度H3/H   0.08   -   -   0.08
  从第三级到最上级台阶的高度H4/H   0.08   -   -   0.08
  从最深部到最上级台阶的高度HS/H   0.32   -   -   0.32
表2
  与长度方向有关的条件   实施例1   比较例1   比较例2   比较例3
  玻璃熔窑内壁的全长L/L   1.00   1.00   1.00   1.00
  从原料投入部到门槛体的距离LD/L   0.38   -   0.38   -
  从原料投入部到起泡器的距离LB/L   0.26   0.26   0.26   0.26
  从原料投入部到第一级台阶的距离LS/L   0.19   -   -   0.19
  第一级台阶的深度L1/L   0.06   -   -   0.06
  第二级台阶的深度L2/L   0.06   -   -   0.06
  第三级台阶的深度L3/L   0.06   -   -   0.06
  最上级台阶的平坦部的长度L4/L   0.63   -   -   0.63
表3
  品质预测指标   实施例1   比较例1   比较例2   比较例3
  指标a   0.41   1.0   0.46   0.48
  指标b   1.68   1.0   1.91   1.30
  指标c   1.28   1.0   1.16   0.85
产业实用性
本发明适于具有各种组成的玻璃的熔融及由包含该玻璃的玻璃制品的制造方法。

Claims (16)

1.一种玻璃熔窑，其特征在于，具有：
从玻璃熔窑的内部的最深部的中间部分沿熔融玻璃导出方向上升、并且沿与该熔融玻璃导出方向正交的宽度方向横切的多个台阶；
从所述台阶的最上级台阶沿所述熔融玻璃导出方向延伸、并且沿所述宽度方向横切的平台部；
在所述平台部的台阶一侧沿所述宽度方向横切的门槛体；和
在所述台阶的最下级的台阶上面与所述门槛体之间沿所述宽度方向横切的起泡器。
2.如权利要求1所述的玻璃熔窑，其中，当设所述玻璃熔窑的内壁的所述熔融玻璃导出方向的全长为L、从该熔融玻璃导出方向的相反侧的玻璃熔窑端部的内壁到所述台阶的第一级台阶的距离为LS时，所述台阶的位置满足0.15≤LS/L≤0.25。
3.如权利要求1或2所述的玻璃熔窑，其中，所述台阶的除最下级以外的各级台阶的高度之和除以所述台阶的除最上级以外的各级台阶的所述熔融玻璃导出方向的长度之和而得到的值为0.02～0.07。
4.如权利要求1所述的玻璃熔窑，其中，当设从所述玻璃熔窑的最深部到熔融玻璃的液面的深度为H、从该玻璃熔窑的最深部到所述台阶的最上级台阶的高度为HS时，所述台阶的高度满足0.5m≤H≤2.0m且0.10≤HS/H≤0.50。
5.如权利要求1所述的玻璃熔窑，其中，所述台阶的级数为3～6。
6.如权利要求1所述的玻璃熔窑，其中，当设所述玻璃熔窑的内壁的所述熔融玻璃导出方向的全长为L、从该熔融玻璃导出方向的相反侧的玻璃熔窑端部的内壁到该门槛体的距离为LD时，所述门槛体的位置满足0.30≤LD/L≤0.50。
7.如权利要求1所述的玻璃熔窑，其中，当设从所述玻璃熔窑的最深部到熔融玻璃的液面的深度为H、从该玻璃熔窑的最深部到该门槛体的上端部的高度为HD时，所述门槛体的高度满足0.5m≤H≤2.0m且0.60≤HD/H≤0.75。
8.如权利要求7所述的玻璃熔窑，其中，当设从玻璃熔窑最深部到所述台阶的最上级台阶的高度为HS时，所述门槛体的高度还满足0.35≤(HD-HS)/(H-HS)≤0.65。
9.如权利要求1所述的玻璃熔窑，其中，所述门槛体的所述熔融玻璃导出方向的长度相对于所述玻璃熔窑的内壁的该导出方向的全长L为0.015L～0.033L。
10.如权利要求1所述的玻璃熔窑，其中，当设所述玻璃熔窑的内壁的所述导出方向的全长为L、从该熔融玻璃导出方向的相反侧的玻璃熔窑端部的内壁到该起泡器的距离为LB时，所述起泡器的位置满足0.20≤LB/L≤0.40。
11.如权利要求1所述的玻璃熔窑，其中，所述起泡器与所述门槛体位于所述平台部。
12.如权利要求1所述的玻璃熔窑，其中，所述起泡器位于所述台阶的除最上级台阶以外的台阶上。
13.一种玻璃熔窑，其特征在于，具有：
从玻璃熔窑的内部的最深部的中间部分沿熔融玻璃导出方向上升、并且沿与该熔融玻璃导出方向正交的宽度方向横切的斜坡；
从所述斜坡的最上部沿所述熔融玻璃导出方向延伸、并且沿所述宽度方向横切的平台部；
在所述平台部的斜坡一侧沿所述宽度方向横切的门槛体；和
在所述斜坡的上升开始位置与所述门槛体之间沿所述宽度方向横切的起泡器。
14.如权利要求13所述的玻璃熔窑，其中，所述起泡器位于所述斜坡上。
15.一种熔融玻璃的制造方法，其特征在于，利用权利要求1至14中任一项所述的玻璃熔窑来熔融玻璃原料。
16.一种玻璃制品的制造方法，其特征在于，包括以下熔融工序：利用权利要求1至14中任一项所述的玻璃熔窑来熔融玻璃原料。
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