CN104788010B - 浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法 - Google Patents

浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法。该浮法玻璃制造装置包括：浴槽，其用于容纳熔融金属；供给部，其设于上述浴槽的靠上游侧的端部，用于向上述浴槽内的熔融金属上供给熔融玻璃；背砖，其用于阻止自上述供给部供给上述熔融玻璃的供给位置朝向上游逆流的熔融玻璃的流动；一对侧砖，其用于扩大自上述背砖朝向下游流动的熔融玻璃的宽度；加热器，其配设于上述供给部与上述背砖之间；以及一对侧块，其在上述供给部的下游侧与上述供给部相邻地设置，且载置于上述一对侧砖上，其中，上述加热器具有发热部、和以隔着该发热部的方式设于该发热部的两侧的供电部，上述发热部配设于上述一对侧块的宽度方向内侧。

Description

浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法
技术领域
本发明涉及浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法。
背景技术
浮法玻璃制造装置具有用于容纳熔融金属的浴槽，向浴槽内的熔融金属上连续地供给熔融玻璃，使熔融玻璃在熔融金属上成形为板状的玻璃带(例如参照专利文献1)。玻璃带在熔融金属的液面上流动的同时逐渐变硬。玻璃带在浴槽的下游区域自熔融金属上被拉起，并被送往退火炉。玻璃带在两侧缘部之间具有平坦部。由于玻璃带的两侧缘部相比于玻璃带的平坦部较厚，因此，在退火后被切除。由此，能够获得板厚大致均匀的浮法玻璃。
在浴槽的靠上游侧的端部设有用于向浴槽内的熔融金属上供给熔融玻璃的供给部。由供给部供给到熔融金属上的熔融玻璃形成朝向上游逆流的回流、和朝向下游的前流。回流利用背砖及一对侧砖改变朝向，且在前流的两侧合流。
背砖用于阻止自供给部供给熔融玻璃的供给位置朝向上游逆流的熔融玻璃的流动。一对侧砖用于扩大自背砖朝向下游的熔融玻璃的宽度。在供给部与背砖之间设有加热器，加热器用于加热背砖。由此，能够改善背砖附近的熔融玻璃的流动性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－131525号公报
以往以来，在供给部的下方存在气体的淤积，从而存在因滞留的气体导致加热器持续劣化的问题。
发明内容
发明要解决的问题
本发明即是鉴于上述课题而做成的，其目的主要在于提供一种能够降低加热器的更换频率的浮法玻璃制造装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，根据本发明的一实施方式，提供一种浮法玻璃制造装置，其包括：
浴槽，其用于容纳熔融金属；
供给部，其设于上述浴槽的靠上游侧的端部，用于向上述浴槽内的熔融金属上供给熔融玻璃；
背砖，其用于阻止自上述供给部供给上述熔融玻璃的供给位置朝向上游逆流的熔融玻璃的流动；
一对侧砖，其用于扩大自上述背砖朝向下游流动的熔融玻璃的宽度；
加热器，其配设于上述供给部与上述背砖之间；以及
一对侧块，其在上述供给部的下游侧与上述供给部相邻地设置，且载置于上述一对侧砖上，其中，
上述加热器具有发热部、和以隔着该发热部的方式设于该发热部的两侧的供电部，
上述发热部配设于上述一对侧块的宽度方向内侧。
发明的效果
根据本发明的一实施方式，提供一种能够降低加热器的更换频率的浮法玻璃制造装置。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的浮法玻璃制造装置的剖视图，是沿图2的I－I线的剖视图。
图2是沿图1的II－II线的剖视图。
图3是沿图1的III－III线的剖视图。
图4是沿图1的IV－IV线的剖视图。
图5是沿图1的V－V线的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明用于实施本发明的实施方式。在各附图中，对相同或相对应的结构标注相同的附图标记并省略说明。在本说明书中，表示数值范围的“～”是指包含其前后的数值。另外，在本说明书中，所谓的“宽度方向”是指与熔融玻璃的流动方向垂直的方向。
图1是表示本发明的一实施方式的浮法玻璃制造装置的剖视图，是沿图2的I－I线的剖视图。图2是沿图1的II－II线的剖视图。图3是沿图1的III－III线的剖视图。图4是沿图1的IV－IV线的剖视图。图5是沿图1的V－V线的剖视图。
浮法玻璃制造装置10向浴槽11内的熔融金属M上连续地供给熔融玻璃G，使熔融玻璃G在熔融金属M上成形为板状的玻璃带。玻璃带在熔融金属M上流动的同时逐渐变硬。玻璃带在浴槽11的下游区域自熔融金属M被拉起，并被送往退火炉。玻璃带在两侧缘部之间具有平坦部。由于玻璃带的两侧缘部相比于玻璃带的平坦部较厚，因此，在退火后被切除。由此，能够获得板厚大致均匀的浮法玻璃。
浮法玻璃制造装置10包括浴槽11、顶部12、前过梁(front lintel)13、供给部14、一对绝热块19、一对支承块21、金属外壳23、背砖25、一对侧砖27、加热器29以及一对侧块31等。
如图1所示，浴槽11用于容纳熔融金属M。熔融金属M是普通的金属为佳，例如是熔融锡或熔融锡合金为佳。
顶部12配设于浴槽11的上方，覆盖浴槽11的上方空间。
前过梁13将浴槽11的上方空间分隔为上游侧的流道出口(日文：スパウト)(spout)空间和下游侧的主空间。主空间与流道出口空间相比十分大。为了防止熔融金属M氧化，在主空间内自顶部12的贯通孔供给有还原性气体。还原性气体例如能够使用氢气与氮气的混合气体。前过梁13限制还原性气体自下游侧的主空间流入上游侧的流道出口空间。在流道出口空间或比流道出口空间靠上游侧的位置存在铂制或铂合金制的构件的情况下，能够限制该构件的劣化。
供给部14设于浴槽11的上游侧的端部，向浴槽11内的熔融金属M上供给熔融玻璃G。如图1和图3所示，供给部14具有流道出口唇板(spout lip)15、配设于流道出口唇板15的两侧的一对侧壁(side jamb)16、以及插入于一对侧壁16之间的调节件(tweel)17。
如图1所示，流道出口唇板15一体地具有水平部15a、和自水平部15a的下游端向斜下方延伸的倾斜部15b。在流道出口唇板15上流动的熔融玻璃G自倾斜部15b的下游端投入到浴槽11内。
如图3所示，流道出口唇板15的下方的空间沿横向扩展到一对侧壁16的下方和一对绝热块19的下方。另一方面，流道出口唇板15的上方的空间形成于一对侧壁16之间。
如图3所示，一对侧壁16防止在流道出口唇板15上流动的熔融玻璃G溢出到宽度方向外侧。各侧壁16一体地具有宽度方向内侧部16a和宽度方向外侧部16b。各宽度方向内侧部16a的下表面沿流道出口唇板15的下表面形成，具有水平面和倾斜面。另一方面，宽度方向外侧部16b的下表面与流道出口唇板15的水平部15a的下表面齐平。
如图1所示，调节件17自顶部12向下方突出，并如图3所示，插入于一对侧壁16之间。调节件17相对于流道出口唇板15沿上下方向自由移动。使与由流道出口唇板15、一对侧壁16以及调节件17包围的开口部的大小相对应的流量的熔融玻璃G被供给到浴槽11内。调节件17的与熔融玻璃G之间的接触面可以由铂制或铂合金制的保护膜覆盖。
如图3所示，一对绝热块19隔着一对侧壁16。各绝热块19的下表面与各侧壁16的宽度方向外侧部16b的下表面齐平。
如图3所示，一对支承块21在其与一对绝热块19之间隔着金属外壳23，而自下方支承金属外壳23。
金属外壳23具有底壁部23a、和自底壁部23a的外缘向上方延伸的侧壁部23b。底壁部23a例如形成为字母U字状，如图1和图3所示，在底壁部23a上载置有流道出口唇板15的水平部15a、各侧壁16的宽度方向外侧部16b以及绝热块19等。
如图5中箭头所示，熔融玻璃G自供给部14供给熔融玻璃G的供给位置形成朝向上游逆流的回流、和朝向下游的前流。回流包含与流道出口唇板15接触的部分，包含因熔融玻璃G与流道出口唇板15反应而产生的泡。回流能够利用背砖25及一对侧砖27改变朝向，在前流的两侧合流。泡集中在玻璃带的两侧缘部，能够降低玻璃带的平坦部的缺陷。
背砖25如图1所示配设于流道出口唇板15的下方，如图5所示阻止朝向上游逆流的熔融玻璃G的流动。
如图5所示，一对侧砖27用于扩大自背砖25朝向下游流动的熔融玻璃G的宽度。一对侧砖27相对于供给至熔融金属M上的熔融玻璃G的中心线倾斜，一对侧砖27之间的间隔越朝向下游越宽。
如图1所示，加热器29配设于供给部14与背砖25之间，用于加热背砖25。能够改善背砖25附近的熔融玻璃G的流动性。
如图3和图5所示，加热器29具有发热部29a、和以隔着发热部29a的方式设于该发热部29a两侧的供电部29b。供电部29b向发热部29a供电。
加热器29例如是碳化硅加热器为佳。该情况下，供电部29b含有金属硅等金属材料，具有高于发热部29a的导电率的导电率。
加热器29是棒状为佳，可以设为与熔融玻璃G的宽度方向平行。以使熔融玻璃G容易沿背砖25向宽度方向外侧流动。
加热器29可以是圆柱状、圆筒状中的任一形状，但从原料成本的观点来看，圆筒状为佳。加热器29的外径例如为20mm～40mm。
加热器29的开孔率(日本工业标准JIS R1634：1998)例如在25％以下，优选在10％以下。若加热器29的开孔率在10％以下，则能够抑制加热器29由气体导致的劣化。另外，JISR1634：1998的内容通过参照编入到本说明书中。
如图1、图4、图5所示，一对侧块31配设于供给部14与前过梁13之间。如图2所示，一对侧块31在供给部14的下游侧与上述供给部14相邻地设置，且载置于一对侧砖27上。各侧块31由耐热砖等形成，如图4所示，隔着金属外壳23与侧壁16和绝热块19相接触。
如图1和图2所示，各侧块31具有贯通孔31a，自贯通孔31a向流道出口空间供给气体。供给至流道出口空间的气体例如可列举有氮气等非活性气体、还原性气体等。还原性气体例如使用氮气与氢气的混合气体为佳。在向流道出口空间供给还原性气体的情况下，供给至流道出口空间的还原性气体的氢气浓度(体积％)低于供给至主空间的还原性气体的氢气浓度(体积％)为佳。在流道出口空间或比流道出口空间靠上游侧存在铂制或铂合金制的构件的情况下，能够抑制该构件的劣化。
另外，在本实施方式中，供给至流道出口空间的气体为自一对侧块31供给，但也可以自顶部12或一对侧壁16供给。
流道出口空间由浴槽11、顶部12、前过梁13、调节件17、一对侧壁16以及一对侧块31等包围。在流道出口空间内，气体在一对侧块31之间通过，且在流道出口唇板15的上方与下方之间往来。
如图5所示，在流道出口唇板15的下方存在宽度大于一对侧块31之间的间隔的空间。在该空间内，在一对侧块31的宽度方向内侧形成有气流，在比一对侧块31之间的间隙靠宽度方向外侧的位置几乎未形成有气流。这是因为气体在一对侧块31之间通过，且在流道出口唇板15的上方与下方之间往来。
如图3所示，发热部29a配设于流道出口唇板15的下方的空间，因此，如图5所示，配设于一对侧块31的宽度方向内侧。在一对侧块31之间通过的气体能够扰乱发热部29a周围的气体。因而，能够限制由气体导致发热部29a持续劣化。
发热部29a的因气体导致的劣化例如可列举较低的氧分压下的活性氧化。在发热部29a含有碳化硅的情况下，当碳化硅被活性氧化时，则产生一氧化硅。由于一氧化硅具有挥发性，因此若产生一氧化硅，发热部29a则会成为多孔。
采用本实施方式，由于能够扰乱发热部29a的周围的气体，因此，能够限制由气体导致发热部29a持续劣化。另外，由于发热部29a的长度小于一对侧块31之间的间隔，且发热部29a的长度小于以往的长度，因此，能够抑制金属外壳23的热变形。
如图5所示，为了能够均匀地加热自供给部14流下的熔融玻璃G的宽度方向上的整体，发热部29a延伸至熔融玻璃G的宽度方向外侧为佳。发热部29a的长度L大于自供给部14流下的熔融玻璃G的宽度W为佳。
另外，发热部29a的长度L还可以小于自供给部14流下的熔融玻璃G的宽度W。发热部29a的长度L例如在上述宽度W的1/3以上，优选在上述宽度W的2/3以上。若发热部29a的长度L在上述宽度W的2/3以上，则能够充分地加热背砖25，且使发热部29a的表面温度十分低。活性氧化容易在较高的温度下发生。
接着，再参照图1说明使用了上述结构的浮法玻璃制造装置10的浮法玻璃制造方法。
浮法玻璃制造方法具有向浴槽11内的熔融金属M上连续地供给熔融玻璃G、并使熔融玻璃G在熔融金属M上成形为板状的玻璃带的成形工序。玻璃带在熔融金属M的液面上流动的同时逐渐变硬。玻璃带在浴槽11的下游区域自熔融金属M被拉起，并被朝向退火炉输送。由于玻璃带的两侧缘部厚于其内侧的平坦部，因此在退火后被切除。由此，能够获得板厚大致均匀的浮法玻璃。
采用本实施方式，加热器29的发热部29a配设于一对侧块31的宽度方向内侧之间。在一对侧块31之间通过的气体能够扰乱发热部29a周围的气体。因而，不会由气体导致发热部29a持续劣化。因此，能够降低加热器29的更换频率。
所制造的浮法玻璃的板厚例如在1.0mm以下，优选在0.7mm以下。也就是说，玻璃带的平坦部的厚度例如在1.0mm以下，优选在0.7mm以下。
所制造的浮法玻璃例如能够应用为显示器用玻璃基板、显示器用玻璃盖片以及窗玻璃。
所制造的浮法玻璃在应用为显示器用玻璃基板的情况下是无碱玻璃为佳。无碱玻璃为实质上不含Na2O、K2O、Li2O等碱金属氧化物的玻璃。无碱玻璃的碱金属氧化物的含量的总量在0.1质量％以下为佳。
无碱玻璃例如以氧化物标准的质量％表示含有：SiO2：50％～73％、Al2O3：10.5％～24％、B2O3：0％～12％、MgO：0％～10％、CaO：0％～14.5％、SrO：0％～24％、BaO：0％～13.5％、MgO+CaO+SrO+BaO：8％～29.5％、ZrO2：0％～5％。
在兼顾较高的应变点和较高的溶解性的情况下，优选的是，无碱玻璃以氧化物标准的质量％表示含有：SiO2：58％～66％、Al2O3：15％～22％、B2O3：5％～12％、MgO：0％～8％、CaO：0％～9％、SrO：3％～12.5％、BaO：0％～2％、MgO+CaO+SrO+BaO：9％～18％
在欲获得特别高的应变点的情况下，优选的是，无碱玻璃以氧化物标准的质量％表示含有：SiO2：54％～73％、Al2O3：10.5％～22.5％、B2O3：0％～5.5％、MgO：0％～10％、CaO：0％～9％、SrO：0％～16％、BaO：0％～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO：8％～26％。
所制造的浮法玻璃在应用为显示器用玻璃盖片的情况下是化学强化用玻璃为佳。对化学强化用玻璃进行化学强化处理而成的玻璃被用作玻璃盖片。化学强化处理通过将玻璃表面所包含的碱离子之中的离子半径较小的离子(例如Li离子、Na离子)替换为离子半径较大的离子(例如K离子)而自玻璃表面形成预定的深度的压缩应力层。
化学强化用玻璃例如以氧化物标准的摩尔％表示含有：SiO2：62％～68％、Al2O3：6％～12％、MgO：7％～13％、Na2O：9％～17％、K2O：0％～7％，从Na2O和K2O的合计含量中减去Al2O3的含量后的差小于10％，在含有ZrO2的情况下，ZrO2的含量为0.8％以下。
其他的化学强化用玻璃以氧化物标准的摩尔％表示含有：SiO2：65％～85％、Al2O3：3％～15％、Na2O：5％～15％、K2O：0％～不足2％、MgO：0％～15％、ZrO2：0％～1％，SiO2和Al2O3的合计含量SiO2+Al2O3为88％以下
所制造的浮法玻璃被用作窗玻璃的情况时是钠钙玻璃为佳。钠钙玻璃例如以氧化物标准的质量％表示含有：SiO2：65％～75％、Al2O3：0％～3％、CaO：5％～15％、MgO：0％～15％、Na2O：10％～20％、K2O：0％～3％、Li2O：0％～5％、Fe2O3：0％～3％、TiO2：0％～5％、CeO2：0％～3％、BaO：0％～5％、SrO：0％～5％、B2O3：0％～5％、ZnO：0％～5％、ZrO2：0％～5％、SnO2：0％～3％、SO3：0％～0.5％。
以上，说明了浮法玻璃制造方法及浮法玻璃制造装置的实施方式等，但本发明并不限定于上述实施方式等，在本发明的主旨的范围内能够进行各种变形、改进。
本申请基于2014年1月16日申请的日本特许申请2014－005703，其内容通过参照编入到本说明书中。
附图标记说明
10、浮法玻璃制造装置；11、浴槽；12、顶部；13、前过梁；14、供给部；15、流道出口唇板；16、侧壁；17、调节件；19、绝热块；21、支承块；23、金属外壳；25、背砖；27、侧砖；29、加热器；31、侧块；G、熔融玻璃；M、熔融金属。

Claims (11)

1.一种浮法玻璃制造装置，其包括：
浴槽，其用于容纳熔融金属；
供给部，其设于上述浴槽的靠上游侧的端部，用于向上述浴槽内的熔融金属上供给熔融玻璃；
背砖，其用于阻止自上述供给部供给上述熔融玻璃的供给位置朝向上游逆流的熔融玻璃的流动；
一对侧砖，其用于扩大自上述背砖朝向下游流动的熔融玻璃的宽度；
加热器，其配设于上述供给部与上述背砖之间；以及
一对侧块，其在上述供给部的下游侧与上述供给部相邻地设置，且载置于上述一对侧砖上，其中，
上述加热器具有发热部、和以隔着该发热部的方式设于该发热部的两侧的供电部，
上述发热部配设于上述一对侧块的宽度方向内侧。
2.根据权利要求1所述的浮法玻璃制造装置，其中，
上述加热器为碳化硅加热器。
3.根据权利要求1或2所述的浮法玻璃制造装置，其中，
上述加热器为棒状且设为与上述熔融玻璃的宽度方向平行。
4.一种浮法玻璃制造方法，其中，
该浮法玻璃制造方法使用权利要求1～3中任一项所述的浮法玻璃制造装置。
5.根据权利要求4所述的浮法玻璃制造方法，其中，
所制造的浮法玻璃为无碱玻璃。
6.根据权利要求5所述的浮法玻璃制造方法，其中，
上述无碱玻璃以氧化物标准的质量％表示含有：SiO2：50％～73％、Al2O3：10.5％～24％、B2O3：0％～12％、MgO：0％～10％、CaO：0％～14.5％、SrO：0％～24％、BaO：0％～13.5％、MgO+CaO+SrO+BaO：8％～29.5％、ZrO2：0％～5％。
7.根据权利要求4所述的浮法玻璃制造方法，其中，
所制造的浮法玻璃为化学强化用玻璃。
8.根据权利要求7所述的浮法玻璃制造方法，其中，
上述化学强化用玻璃以氧化物标准的摩尔％表示含有：SiO2：62％～68％、Al2O3：6％～12％、MgO：7％～13％、Na2O：9％～17％、K2O：0％～7％，从Na2O和K2O的合计含量中减去Al2O3的含量而得到的差小于10％，ZrO2：0％～0.8％。
9.根据权利要求7所述的浮法玻璃制造方法，其中，
上述化学强化用玻璃以氧化物标准的摩尔％表示含有：SiO2：65％～85％、Al2O3：3％～15％、Na2O：5％～15％、K2O：0％～不足2％、MgO：0％～15％、ZrO2：0％～1％，SiO2和Al2O3的合计含量SiO2+Al2O3为88％以下。
10.根据权利要求4所述的浮法玻璃制造方法，其中，
所制造的浮法玻璃为钠钙玻璃。
11.根据权利要求10所述的浮法玻璃制造方法，其中，
上述钠钙玻璃以氧化物标准的质量％表示含有：SiO2：65％～75％、Al2O3：0％～3％、CaO：5％～15％、MgO：0％～15％、Na2O：10％～20％、K2O：0％～3％、Li2O：0％～5％、Fe2O3：0％～3％、TiO2：0％～5％、CeO2：0％～3％、BaO：0％～5％、SrO：0％～5％、B2O3：0％～5％、ZnO：0％～5％、ZrO2：0％～5％、SnO2：0％～3％、SO3：0％～0.5％。
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