CN102372421B - 用于生产浮法玻璃的浮槽及该浮槽的冷却方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产浮法玻璃的浮槽包括：由多个砖块构成的砖块组件，该砖块组件储存金属液，以使得浮法玻璃能够在浮在金属液上的同时向前移动；底部外壳，用于形成所述砖块组件的外侧；以及鼓风机，其远离所述底部外壳而安装，以向所述底部外壳供应冷却空气。所述鼓风机包括多个喷嘴，所述喷嘴具有约30mm的直径，并以约250mm至约300mm的间距布置，从而将所述底部外壳冷却至预定温度。

Description

用于生产浮法玻璃的浮槽及该浮槽的冷却方法
相关申请的相互参引
本申请要求2010年8月12日在韩国提交的申请号为10-2010-0077856的韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容以援引的方式纳入本文中。
技术领域
本公开内容涉及一种用于生产浮法玻璃的浮槽及该浮槽的冷却方法。更具体地，本公开内容涉及这样一种用于生产浮法玻璃的浮槽，该浮槽具有改进的结构以冷却围绕储存金属液的砖块的底部外壳，本公开内容还涉及该浮槽的冷却方法。
背景技术
一般而言，使用浮法玻璃工艺生产浮法玻璃(也被称为“片玻璃”、“平板玻璃”或者“板玻璃”)的设备用于通过如下方式生产具有预定宽度和厚度的条状(或带状)浮法玻璃：连续地将玻璃液提供至储存在浮槽中的流动金属液上，使玻璃液浮在金属液上以形成熔融态玻璃带，并在浮槽出口附近将玻璃带朝向退火炉拉起。
此处，金属液包括，例如，锡液或锡合金液，并且具有比玻璃液更大的比重。该金属液被容纳在填充有还原性氢气(H2)和/或氮气(N2)的浮室中。浮室包括储存金属液的底部和覆盖底部的顶盖。另外，存储金属液的底部(或者浮槽)具有水平延伸的结构并且内含高热阻材料。玻璃液从浮槽的上游侧供应到金属液的表面上，在向下游侧移动的同时形成熔融态玻璃带。熔融态玻璃带在设置在浮槽的下游侧的位置(以下称为移走点(take off point))处被提起，以从金属液上移开，并被输送至下一道工序的退火炉。
另一方面，浮室内的金属液保持在高温状态(约600℃到1100℃)，并具有232℃的熔点。因此，需要将浮槽的底部部分冷却至预定温度。否则，金属液可能会与由碳钢材料制成的底面外壳发生反应，从而在底面外壳中产生洞，这可能会使得金属液泄漏出浮槽。另外，在品质方面，如果浮槽的内部温度变化(例如-5℃至+5℃)，那么金属液的流动会发生变化，从而产生气泡，这样可能会对浮法玻璃的最终产品造成表面缺陷——例如OBB(开口底部气泡(Open Bottom Bubble))或BOS(底部开口灰泡(Bottom Open Seed))。因此，从品质方面(特别是OBB)讲，用浮槽生产的浮法玻璃的最终产品应该在浮槽中保持均匀的温度分布。
但是，普通的浮槽系统通过使用鼓风机将冷却空气吹向底部外壳来使浮槽的底部冷却。利用这种鼓风机的冷却装置使用多个喷嘴。此处，各喷嘴的直径为约60mm，喷嘴之间的间距(pitch)为约500mm。此外，喷嘴末端与底部外壳之间的间隔为约300mm。当测量上述浮槽系统的底部的温度时，底部的最高温度为146.8℃，底部的最低温度为69.1℃，其平均温度为103.5℃。由于在用于冷却浮槽底部的鼓风机中使用的喷嘴直径过大、喷嘴之间的间距过大、喷嘴与底部外壳之间的间隔过大，不容易将浮槽的内部温度保持均匀。
发明内容
本发明被设计用于解决现有技术的问题，因此本发明的一个目的在于提供一种用于生产浮法玻璃的浮槽，所述浮槽具有一改良的结构，假定在用于使浮槽冷却的鼓风机的冷却空气的流率(flow rate)和入口温度一致的情况下，所述结构用于通过以下方法维持所述浮槽的底部外壳的温度均匀：设定在鼓风机中使用的喷嘴的适当直径、喷嘴之间的适当间距、以及喷嘴与底部外壳之间的适当间隔。本发明的另一个目的是提供一种浮槽的冷却方法。
一方面，提供了一种用于生产浮法玻璃的浮槽，其包括：由多个砖块构成的砖块组件，所述砖块组件储存金属液，以使得浮法玻璃能够在浮在所述金属液上的同时向前移动；底部外壳，用于形成所述砖块组件的外侧；以及鼓风机，其远离所述底部外壳而安装，以向所述底部外壳供应冷却空气，其中所述鼓风机包括多个喷嘴，所述喷嘴具有约30mm的直径，并以从约250mm至约300mm的间距布置，从而将所述底部外壳冷却至预定温度。
优选地，所述喷嘴与所述底部外壳间隔开约100mm至200mm的距离。
另一方面，提供了一种对用于生产浮法玻璃的浮槽进行冷却的方法，其中围绕砖块组件的底部外壳被从安装在底部外壳下方的多个喷嘴所供应的空气所冷却，所述砖块组件能够储存金属液，以使得浮法玻璃在浮在金属液上的同时向前移动，在上述冷却工序中，通过如下步骤中的至少一个来维持冷却均匀性：(a)控制所述喷嘴之间的预定间距；(b)控制各喷嘴的直径；以及(c)控制所述喷嘴与所述底部外壳之间的间隔。
优选地，在(a)步骤中，所述间距维持在从约250mm至约300mm的范围内。
优选地，在(b)步骤中，各喷嘴的直径维持到约30mm。
优选地，在(c)步骤中，所述喷嘴与所述底部外壳之间的间隔维持在从约100mm至约200mm的范围内。
用于生产浮法玻璃的浮槽及其冷却方法可以在给定的冷却空气流率以及给定的入口温度的条件下通过以下措施而产生优化的冷却效果：减小鼓风机的喷嘴的直径；减小喷嘴之间的间距；和/或使得喷嘴与底部外壳保持更近。因此，浮槽的底部外壳可以具有均匀的温度，该温度保持在有效范围内；因此能够进一步提高最终的浮法玻璃产品的品质，并保证稳定的工艺。
附图说明
从以下参照附图对实施方案进行的描述可知本发明的其他目的和发明点，在附图中。
图1是示意性地示出本发明的一个优选实施方案的用于生产浮法玻璃的浮槽的主视图。
图2是示出图1的浮槽的侧视图。
图3是示出本发明的优选实施方案的用于生产浮法玻璃的浮槽的底部外壳的温度分布与现有实施例相比较的图片。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选实施方案。在进行描述之前，应理解，本说明书和所附权利要求书中所使用的术语不应被解读为受限于常规含义和词典含义，而应在允许发明人对术语进行适当定义以供最佳解释的原则基础上，基于与本发明的技术方案相应的含义和概念进行诠释。因此，在此处进行的描述仅仅是出于阐释目的的优选实施方案，而不意在限制本发明的范围。因此，应理解，在不偏离本发明的主旨和范围的前提下，其他等效物和变型可用于本发明。
以下参照附图对本发明的优选实施方案的用于生产浮法玻璃的浮槽及该浮槽的冷却方法进行详细说明。
图1是示意性地示出本发明的一个优选实施方案的用于生产浮法玻璃的浮槽的主视图，图2是示出图1的浮槽的侧视图。
参照图1和图2，根据该实施方案的用于生产浮法玻璃的浮槽100包括：砖块组件110，其中多个砖块B相互连接，以使得金属液M容纳在该砖块组件中；钢质的底部外壳120，被安装成包围砖块组件110的外侧；以及鼓风机130，其能够朝向底部外壳120喷射冷却空气，以冷却底部外壳120。
本实施方案的浮槽100用于使用所谓的浮法来生产浮法玻璃，并且具有浮室118，该浮室118包括：底部112以及顶盖116，该顶盖覆盖底部112的上部部分并安装有电阻加热元件114。浮室118具有带有入口111和出口113的密封结构。
底部112储存金属液M，诸如锡液、或锡合金液。从熔窑14通过入口111供应的玻璃液G通过门槛(threshold)117和水平控制闸门119计重，并引入浮室118。在玻璃液G从浮室118的上游侧(附图的左部)移动至下游侧(附图的右部)的同时，金属液M随着玻璃液G流动。另外，金属液M由于浮室118中的温度梯度的作用而从保持较高温度的浮室118的上游侧流至下游侧，并且沿长度方向从浮室118的中心流至浮室118的两侧。玻璃液G在从上游侧向下游侧移动的同时形成具有期望厚度和宽度的玻璃带G，且被安装在浮室118的出口113处的提升辊115牵拉，从而在移走点处离开金属液M的表面。玻璃带G经过提升辊115并且被输送至下一个工序的退火炉(未图示)。
浮室118的内部填充有氮气和氢气的混合气体。该混合气体保持在比大气压稍高的压力下。金属液M和带状的玻璃液G通过电阻加热元件114保持在约800至1300℃。玻璃液G为非碱性玻璃或钠钙玻璃等。金属液M在浮室118中形成流动的原理和结构，以及玻璃液G的投入、带状化、移动和排出的工艺在本领域中已公称为“浮法”，因而，在此不对它们进行详细描述。
砖块组件110例如通过联接多个砖块B(诸如耐火砖块)而形成。砖块组件110可被分成底部衬砌砖块和底部绝缘砖块，该底部衬砌砖块直接储存金属液M，该底部绝缘砖块被布置为接触底部外壳120的内表面以围绕所述底部衬砌砖块。在这种情形中，在底部衬砌砖块和底部绝缘砖块之间可填充无机粘合剂。在砖块组件110的砖块B之间设有预定间隙，并且优选地，这些间隙是考虑由加热所引起的砖块伸长而适当地确定的。另外，各个砖块M应具有针对金属液M的耐蚀性，针对玻璃G中所含的K2O或Na2O的耐碱性，适应于玻璃产品的温度变化的抗散裂性等。另外，砖块组件110包括形成浮室118的底部112的底部砖块B，和形成浮室118的侧面的侧面砖块B。
底部外壳120被分成底面外壳122和侧面外壳124，该底面外壳被安装为围绕底部砖块B的外周面，该侧面外壳被安装为与底面外壳122连接以围绕侧面砖块B。优选地，底部外壳120由刚度和厚度足以支撑砖块组件110的普通金属制成。
鼓风机130包括喷嘴132，所述喷嘴在位于支撑浮槽100的支撑框架(未示出)和浮槽100的底部112(即，底部外壳120的下表面)之间的空间中以预定形式布置。鼓风机130利用从喷嘴132喷出的冷却空气来冷却底部外壳120。鼓风机130由例如风扇那样的驱动源驱动。也就是说，被浮室118中的高温加热的砖块组件110和底部外壳120由鼓风机130冷却。
在玻璃带G的品质方面(BOS)，为了维持浮槽100的均匀的温度分布，优选地，鼓风机130的喷嘴132以预定形式设计。在本发明的优选实施方案中，各喷嘴132的直径D为约30mm，该直径约是现有技术的喷嘴直径的一半。
在优选实施方案中，喷嘴132之间的间距P优选地保持在约250mm至约300mm的范围内。如果喷嘴132之间的间距P小于250mm，则喷嘴132的数目增加而效率不好。如果间距P大于300mm，则难于获得均匀的冷却效果。
在优选实施方案中，鼓风机130被安装为使得喷嘴132与底部外壳120的下表面之间的间隔H保持在约100mm至约200mm的范围内。如果鼓风机130被定位为使得喷嘴132与底部外壳120之间的间隔H小于100mm，则从喷嘴132喷出的冷却空气未均匀地分散于底部外壳120的下表面而是集中在与喷嘴132的孔中心对应的底部外壳120的下表面，从而效率不好。如果喷嘴132与底部外壳120之间的间隔H大于200mm，则这引起冷却空气的太多损失并且从而无法得到均匀的冷却效果。
在上述的实施方案中，应理解，喷嘴132的直径D、喷嘴132之间的间距P、以及喷嘴132与底部外壳120之间的间隔H是基于以下假设进行描述的：通过鼓风机130喷出的冷却空气的流率一致，以及冷却空气的入口温度一致。
表1示出了与现有技术的比较例进行比较的本发明的优选实施方案的实验例的详细参数，诸如喷嘴尺寸、喷嘴与底部外壳之间的间隔等。
表1
 详细参数   实验例   比较例
 底部外壳的目标温度(℃)   105   105
 喷嘴之间的间距(P)(mm)   280   500
 喷嘴的直径(D)(mm)   30   60
 空气的入口温度(℃)   40   40
 喷嘴与底部外壳之间的间隔(H)(mm)   100   300
图3是示出本发明的优选实施方案的用于生产浮法玻璃的浮槽的底部外壳的温度分布与现有实施例相比较的图片。
参照图3，图3的左部示出本发明的优选实施方案的底部外壳的温度分布，图3的右部示出现有技术的比较例的底部外壳的温度分布。观察图3的左部所示的底部外壳的温度分布，与示出比较例的右部相比，用蓝色B表示的低温区域分布得更密且不存在红色R表示的高温区域。因此，可以理解，通过减小喷嘴直径一半，减小喷嘴之间的间距大约一半，并且减小喷嘴与底部外壳之间的间隔大约三分之一，与现有技术相比，可以得到更均匀的温度分布。
表2示出了根据所述表1测定的浮槽的底部外壳的温度改善效果。
表2
  项目   实验例   比较例
  底部的平均温度(℃)   91.7   103.5
  底部的最高温度(℃)   113.2   146.8
  底部的最低温度(℃)   72.0   69.1
如表2所示，可知本发明的优选实施方案的浮槽的底部外壳的温度(平均、最高、最低温度)降得足够低。另外，可知底部外壳的最高温度和最低温度之差与比较例相比也大大减小。因此，根据本发明的实验例的底部外壳的温度比现有技术的比较例更均匀。
接下来将描述本发明的优选实施方案的浮槽的冷却方法，该浮槽用于生产浮法玻璃。在对用于生产浮法玻璃的浮槽进行冷却的方法中，底部外壳120被从安装在底部外壳120下方的多个喷嘴132供应的空气冷却，所述底部外壳120围绕砖块组件110，所述砖块组件能够储存金属液M，以使得浮法玻璃在浮在金属液M上的同时向前移动，其中，在上述冷却方法中，利用如下步骤中的至少一个来维持冷却均匀性：(a)控制喷嘴132之间的预定间距P；(b)控制各喷嘴132的直径D；以及(c)控制喷嘴132与底部外壳120之间的间隔。换句话说，在本实施方案的方法中，冷却均匀性是通过简单地减小喷嘴132的直径D、减小喷嘴132之间的间距P、或者减小喷嘴132与底部外壳120之间的间隔H来维持的。
此处，在所述(a)步骤中，间距P维持在从约250mm至约300mm的范围内。另外，在所述(b)步骤中，喷嘴132的直径D维持在约30mm。另外，在所述(c)步骤中，喷嘴132与底部外壳120之间的间隔H维持在从约100mm至约200mm的范围内。
通过使用上述条件，投入浮室118中的玻璃液G可以形成品质更好的浮法玻璃G，这是因为在形成玻璃带G的过程中可能产生的BOS的程度可以因浮槽100的底部外壳120的均匀温度分布而降低。
已详细描述了本发明。然而，应理解，详细描述和具体实施例表示本发明的优选实施方案，并且仅以举例的方式给出，这是因为阅读该详细描述后，在本发明的主旨和范围内的各种改变和变型对本领域技术人员来说是显而易见的。
附图标记

Claims (4)

1.一种用于生产浮法玻璃的浮槽，其特征在于，该浮槽包括：
由多个砖块构成的砖块组件，该砖块组件储存金属液，以使得浮法玻璃能够在浮在所述金属液上的同时向前移动；
底部外壳，用于形成所述砖块组件的外侧；以及
鼓风机，其远离所述底部外壳而安装，以向所述底部外壳供应冷却空气，
其中所述鼓风机包括多个喷嘴，所述喷嘴以250mm至300mm的间距布置在所述底部外壳的表面下方，并且所述喷嘴与所述底部外壳间隔开100mm至200mm的距离，以维持所述浮槽的均匀温度分布。
2.根据权利要求1所述的用于生产浮法玻璃的浮槽，其特征在于，所述喷嘴具有30mm的直径。
3.一种对用于生产浮法玻璃的浮槽进行冷却的方法，其特征在于，围绕砖块组件的底部外壳被从安装在所述底部外壳的表面下方的多个喷嘴所供应的空气所冷却，所述砖块组件能够储存金属液，以使得浮法玻璃在浮在所述金属液上的同时向前移动，所述方法包括以下步骤：
(a)控制所述喷嘴之间的间距在250mm至300mm的范围内；
(b)控制所述喷嘴与所述底部外壳之间的间隔在100mm至200mm的范围内；以及
(c)通过使用喷嘴将空气喷射向所述底部外壳的表面来冷却所述底部外壳，以维持所述浮槽的均匀温度分布。
4.根据权利要求3所述的对浮槽进行冷却的方法，其特征在于，在(b)步骤中，各喷嘴的直径被调整到30mm。
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