CN105377777A - 浮法玻璃制造装置以及使用该装置的浮法玻璃制造方法 - Google Patents

浮法玻璃制造装置以及使用该装置的浮法玻璃制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种浮法玻璃制造装置，其具备收容熔融金属的浴槽，和沿着上述熔融金属的液面上流动的玻璃带的流动方向有间隔地设置的、对通过上述液面和上述入口壁之间的上述玻璃带的宽度方向端部进行按压的、且本身旋转的多个拉边机，和将用上述顶部、上述浴槽、上述入口壁以及上述出口壁围成的成形空间隔成上游侧的高温空间和下游侧的低温空间的间隔壁，和将上述高温空间内的气体排出到上述成形空间的外部的排气流路；上述间隔壁配置在上述入口壁的更下游侧、且在上述多个拉边机中最上游侧的拉边机的更上游。

Description

浮法玻璃制造装置以及使用该装置的浮法玻璃制造方法
技术领域
本发明涉及浮法玻璃制造装置以及使用该装置的浮法玻璃制造方法。
背景技术
浮法玻璃制造方法具备使玻璃带在浴槽内的熔融金属(例如熔融锡)的液面上流动、成形为板状的成形工序(例如，参照专利文献1)。为了抑制熔融金属的氧化，浴槽和顶部之间的成形空间充满还原性气体。成形空间含有少量从熔融金属蒸发的气体。该气体以至少为单体以及化合物的至少一种的形态来含有从熔融金属蒸发的金属元素。作为化合物，可例举金属氧化物、金属硫化物等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利特开昭50-3414号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
以往，从熔融金属蒸发的气体冷却形成液滴和粒子等异物，存在该异物落到玻璃带的上表面而产生大量缺陷的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于提供减少了缺陷数量的浮法玻璃制造装置。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明之一提供具备
收容熔融金属的浴槽，和
位于上述浴槽的上游部的上方的入口壁，和
位于上述浴槽的下游部的上方的出口壁，和
配置于上述浴槽的上方、从上述入口壁延伸至上述出口壁为止的顶部，和
沿着上述熔融金属的液面上流动的玻璃带的流动方向有间隔地设置的、对通过上述液面和上述入口壁之间的上述玻璃带的宽度方向端部进行按压的、且本身旋转的多个拉边机，和
将用上述顶部、上述浴槽、上述入口壁以及上述出口壁围成的成形空间隔成上游侧的高温空间和下游侧的低温空间的间隔壁，和
将上述高温空间内的气体排出到上述成形空间的外部的排气流路；
上述间隔壁配置在上述入口壁的更下游侧、且在上述多个拉边机中最上游侧的拉边机的更上游的浮法玻璃制造装置。
发明的效果
本发明之一提供减少了缺陷数量的浮法玻璃制造方法。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的浮法玻璃制造装置的成形装置的截面图。
图2是沿图1的II-II线的截面图。
图3是沿图1的III-III线的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在附图中，对相同或对应的构成要素标注相同或对应的符号，省略说明。本说明书中，“宽度方向”是指与成形工序中的玻璃带的流动方向垂直的方向。
图1是表示本发明一实施方式的浮法玻璃制造装置的成形装置的截面图。图2是沿图1的II-II线的截面图。图2中，为了便于理解附图，将加热器以及上部侧壁的图示省略。图3是沿图1的III-III线的截面图。
浮法玻璃制造装置具备成形装置10。成形装置10使玻璃带14在浴槽20内的熔融金属11的液面上流动，成形为板状。玻璃带14在浴槽20的下游区域内从熔融金属11中被拉起，从形成于浴槽20和出口壁28之间的出口送至退火炉中。退火炉内，通过将经退火的玻璃带14切断而得到板状的浮法玻璃。
成形装置10例如图1～3所示，具有浴槽20、出口唇板(日文：スパウトリップ)22、堰(日文：ツイール)23、限流砖(日文：リストリクタータイル)24、25、入口壁26、出口壁28、顶部30、上部侧壁32、33、供气流路34、加热器36、拉边机40、间隔壁42、以及排气流路44等。
浴槽20如图1～3所示，收容熔融金属11。作为熔融金属11，例如能够使用熔融锡或熔融锡合金，只要可使玻璃带14浮起即可。
出口唇板22如图1所示，向熔融金属11的液面上连续供给熔融玻璃12。熔融玻璃12通过出口唇板22和堰23之间被供至熔融金属11的液面上，成为玻璃带14。
为了使熔融玻璃12的流量可变，使堰23相对于出口唇板22在上下方向上自由移动。出口唇板22和堰23的间隔越大则熔融玻璃12的流量越多。
限流砖24、25如图2所示与玻璃带14接触，限制玻璃带14的宽度。限流砖24、25向着下游扩开。因此，在限流砖24、25之间，玻璃带14一边向下游流动一边延展宽度。在限流砖24、25的更下游侧，玻璃带14以与浴槽20的侧壁隔开间隔的方式流动，可在浴槽20的侧壁彼此之间自由地改变宽度。
入口壁26如图1所示位于浴槽20上游部上方。例如，入口壁26配置于出口唇板22的更下游侧，配置于限流砖24、25上方。如图2所示，在入口壁26的更上游侧，熔融金属11的液面的全部被玻璃带14覆盖。另一方面，在入口壁26的更下游侧，熔融金属11的液面的大部分被玻璃带14覆盖，但熔融金属11的液面的一部分没有被玻璃带14覆盖。
出口壁28如图1所示位于浴槽20下游部上方。
顶部30如图1所示设于浴槽20上方，从入口壁26延伸至出口壁28为止。由于抑制了熔融金属11的液面中没有被玻璃带14覆盖的露出部分的氧化，因此用浴槽20、顶部30、入口壁26以及出口壁28围成的成形空间50可以不用还原性气体充满。为了减少外部气体的混入，成形空间50的气压可以高于大气压。
上部侧壁32、33如图3所示将浴槽20的侧壁和顶部30之间的间隙堵塞，抑制外部气体的混入。上部侧壁32、33从入口壁26延伸至出口壁28为止。上部侧壁32、33中形成有穿过拉边机40的旋转轴的贯通孔、以及排气流路44的端部等。
加热器36如图1所示穿过顶部30的供气流路34，加热器36的发热部配置于成形空间50中。加热器36从上方对熔融金属11以及玻璃带14进行加热。加热器36在玻璃带14的流动方向(X方向)以及宽度方向(Y方向)上有间隔地设置多个。以越是下游侧则玻璃带14的温度变得越低的方式来控制加热器36的输出。
拉边机40如图2所示成对使用，按压玻璃带14的宽度方向端部，对玻璃带14在宽度方向上施加张力。多对拉边机40沿着玻璃带14的流动方向有间隔地配置。
拉边机40在前端部具有与玻璃带14接触的旋转构件。在旋转构件进行旋转、多对拉边机40对玻璃带14施加张力的期间，玻璃带14一边向下游方向流动，一边缓慢冷却变硬。
为了抑制热量而导致的劣化，拉边机40可在内部具有制冷剂流路。流经制冷剂流路的水等制冷剂通过吸收拉边机40的热量并运至外部来冷却拉边机40。
间隔壁42如图1所示将成形空间50分隔为上游侧的高温空间51和下游侧的低温空间52，限制从高温空间51向低温空间52的气体流出。间隔壁42如图3所示可从一方上部侧壁32延伸至另一方上部侧壁33，可横穿成形空间50。
由于高温空间51是高于低温空间52的高温，因此大量含有从浴槽20内的熔融金属11蒸发的气体。该气体以至少为单体以及化合物的至少一种的形态来含有从熔融金属11蒸发的金属元素。作为化合物，可例举金属氧化物、金属硫化物等。以下，将该气体称为含金属气体。
间隔壁42限制从高温空间51到低温空间52的含金属气体的流出。低温空间52中，通过含金属气体的冷却，可减少所能够形成的液滴或粒子等异物的数量。其结果是，可减少由于异物落到玻璃带14的表面而产生的缺陷的数量。
高温空间51以及低温空间52中，介由形成于各自顶部的供气流路34，从成形装置10的外部供给气体。该气体为了限制熔融金属11的液面的露出部分的氧化，可以是还原性气体。还原性气体例如含有1～15体积％的氢气和85～99体积％的氮气。还原性气体可在由顶盖外壳(日文：ルーフケーシング)31以及顶部30围成的预热空间53中被预热后，介由供气流路34供至高温空间51以及低温空间52。另外，预热空间53内的气体不仅介由供气流路34，还介由形成顶部30的砖的接缝等流入成形空间50内。
另外，本实施方式的高温空间51以及低温空间52中，介由形成于各自的顶部的供气流路34供给相同种类的气体，但也可以供给不同种类的气体。
高温空间51中，在形成于该顶部的供气流路34之外，介由形成于堰23和入口壁26之间的出口空间27从成形装置10的外部供给气体。
出口空间27中，可从上方以及侧方的至少一方供给气体。该气体可以是惰性气体、还原性气体的任一种。出口空间27中不连接排气流路，供至出口空间27的气体的大部分通过入口壁26的下方供至高温空间51。
高温空间51的侧壁(即上部侧壁32、33)中形成有排气流路44。排气流路44将高温空间51的气体排出至成形装置10的外部。以下将成形装置10的外部替换为成形空间50的外部。排气流路44可利用高温空间51和成形装置10的外部的气压差来排出气体，也可利用泵等的吸引力来排出气体。另外，排气流路44不仅形成于高温空间51的侧壁，还可形成于低温空间52的侧壁。
接着，再次参照图1～3，对使用上述构成的浮法玻璃装置的浮法玻璃制造方法进行说明。
浮法玻璃制造方法具有使玻璃带14在浴槽20内的熔融金属11的液面上流动、成形为板状的成形工序。成形工序中，通过拉边机40对通过熔融金属11的液面和入口壁26之间的玻璃带14的宽度方向端部进行按压，该拉边机40进行旋转，使玻璃带14向下游方向流动。
另外，如图2所示，在入口壁26的更上游侧，熔融金属11的液面的全部被玻璃带14覆盖，因此含金属气体的量少。另一方面，在入口壁26更下游侧，熔融金属11的液面的一部分未被玻璃带14覆盖，因此含金属气体的量多。于是，间隔壁42配置在入口壁26的更下游侧。间隔壁42的更上游侧的高温空间51可捕获大量的含金属气体。
此外，在拉边机40附近，气流容易变得不稳定。作为气流变得不稳定的原因，可例举例如来自上部侧壁32中的拉边机40的旋转轴所穿过的贯通孔的外部冷气体的混入、以及通过制冷剂而冷却的拉边机40与其周边的温度差等。于是，间隔壁42配置于在玻璃带14的流动方向上有间隔地并列的多个拉边机40中的设于最上游侧的拉边机40(以下称为“最上游的拉边机40”)的更上游侧。可将间隔壁42附近的气流稳定化，抑制在高温空间51中捕获的含金属气体向低温空间52的流出。
这样，间隔壁42配置于入口壁26的更下游侧，且配置于最上游的拉边机40的更上游侧。藉此，间隔壁42的更上游侧的高温空间51可大量捕获含金属气体，且可抑制高温空间51中捕获的含金属气体向低温空间52的流出。
此外，间隔壁42如图2所示，可配置在玻璃带14的流动方向中玻璃带14的粘度为104.9～105.6dPa·s的范围Z内。如果将间隔壁42配置在上述范围Z内，则间隔壁42被配置在从最上游的拉边机40开始计算、距离上游侧足够远的位置，间隔壁42附近的气流容易稳定化。尤其在浮法玻璃的板厚为2mm以下、优选1mm以下、进一步优选0.7mm以下的情况下，从可使气流稳定化的方面考虑，是有效的。浮法玻璃的板厚越薄，则玻璃带14应该延展得越薄，所使用的拉边机40的数量越多。在这样的情况下，如果将间隔壁42配置在上述范围Z内，则间隔壁42被配置在从最上游的拉边机40开始算、距离上游侧足够远的位置，间隔壁42附近的气流容易稳定化。此外，如果将间隔壁42配置在上述范围Z内，则间隔壁42被配置在从入口壁2开始算、距离下游侧足够远的位置，上游侧的高温空间51可大量捕获含金属气体。间隔壁42优选配置在玻璃带14的流动方向中玻璃带14的粘度为104.9～105.5dPa·s的范围内，更优选配置在玻璃带14的粘度为105.0～105.4dPa·s的范围内。
间隔壁42和入口壁26之间，熔融金属11的液面中的没有被玻璃带14覆盖的露出部分的比例可为10～40％。如果露出部分的比例在10％以上，则形成于间隔壁42和入口壁26之间的高温空间51可充分捕获含金属气体。此外，如果露出部分的比例在40％以下，则可抑制含金属气体所导致的加热器36的劣化。间隔壁42和入口壁26之间，占据熔融金属11的液面的露出部分的比例优选10～35％，更优选10～20％。
此外，间隔壁42如图1所示可配置在入口壁26上游端和间隔壁42上游端之间的水平方向距离(X方向距离)L1为入口壁26上游端和出口壁28上游端之间的X方向距离L2的5～20％的位置。如果距离L1为距离L2的5％以上，则形成于间隔壁42和入口壁26之间的高温空间51可充分捕获含金属气体。此外，如果距离L1在距离L2的20％以下，则间隔壁42可配置在从最上游的拉边机40开始算、距离上游侧足够远的位置。距离L1优选为距离L2的5～15％，更优选为距离L2的5～10％。
间隔壁42从顶部30向下方突出。以熔融金属11的液面的露出部分为基准，间隔壁42的下端的高度H1(图3参照)例如为顶部30的下表面的高度H2(图1参照)的10～40％。如果间隔壁42的下端的高度H1为顶部30的下表面的高度H2的10％以上，则能够从成形空间50的最上游监视间隔壁42的更下游的玻璃带。此外，如果间隔壁42的下端的高度H1为顶部30的下表面的高度H2的40％以下，则可在高温空间51内滞留含金属气体，可减少从高温空间51向低温空间52的含金属气体的流出。间隔壁42的下端的高度H1优选为顶部30的下表面的高度H2的10～35％，更优选为顶部30的下表面的高度H2的10～20％。
为了使高度H1可变，间隔壁42能够相对于顶部30在上下方向上移动。例如，如图1以及图3所示，间隔壁42上连接有连接杆46，顶盖外壳31上螺母47以旋转自在的方式保持。如果使螺母47旋转，则与螺母47螺合的连接杆46在上下方向上移动，其结果是，间隔壁42在上下方向上移动。
高温空间51中，向成形装置10的外部的气体的排出量Qout优选为从成形装置10的外部的气体的供给量Qin的100％以上，更优选为供给量Qin的170％以上，进一步优选为供给量的230％以上。
此处，Qin指从上方、侧方以及上游的至少任一方(本实施方式中是从上方以及上游)向高温空间51供给的气体的标准流量(Nm3/小时)。从下游的气体的供给量不包括在Qin中。从上游(即出口空间27)的气体的供给量包括在Qin中是由于从成形装置10的外部供至出口空间27的气体的大部分直接供至了高温空间51。另外，从侧方对高温空间51供给气体的情况下，供气流路可设在上部侧壁32、33。
另一方面，Qout指从高温空间51向上方、侧方的至少任一方(本实施方式中是从侧方)排出的气体的标准流量(Nm3/小时)。向下游以及上游的气体的排出量不包括在Qout中。另外，向上游(即出口空间27)的气体的排出量为微量。这是由于出口空间27不连接排气流路的缘故。另外，从高温空间51向上方排出气体的情况下，排气流路可设在顶部30。
如果排出量和供给量相同，则几乎没有高温空间51和低温空间52之间的气体进出，几乎没有从高温空间51向低温空间52的含金属气体的流出。
此外，如果排出量比供给量多，则气体从低温空间52供至高温空间51。因此，形成从低温空间52向高温空间51的气流，该气流可抑制从高温空间51向低温空间52的含金属气体的流出。
所制造的浮法玻璃例如可以是无碱玻璃。无碱玻璃是实质上不含有碱金属氧化物(Na2O、K2O、Li2O等)的玻璃。在无碱玻璃中，碱金属氧化物的含量的合计量可在0.1质量％以下。
无碱玻璃例如以氧化物基准的质量％表示，含有SiO2：50～73％、Al2O3：10.5～24％、B2O3：0～12％、MgO：0～8％、CaO：0～14.5％、SrO：0～24％、BaO：0～13.5％、ZrO2：0～5％、MgO+CaO+SrO+BaO：8～29.5％。
无碱玻璃在同时实现高形变点和高溶解性的情况下，优选以氧化物基准的质量％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％。
无碱玻璃在特别希望获得高形变点的情况下，优选以氧化物基准的质量％表示，含有SiO2：54～73％、Al2O3：10.5～22.5％、B2O3：0～5.5％、MgO：0～8％、CaO：0～9％、SrO：0～16％、BaO：0～2.5％、MgO+CaO+SrO+BaO：8～26％。
这些无碱玻璃的成形温度比通常的钠钙玻璃的成形温度高100℃以上。因此，从熔融金属11蒸发的含金属气体的量多，间隔壁42对抑制从高温空间51向低温空间52的含金属气体的流出而言意义重大。
以上，对浮法玻璃制造方法以及浮法玻璃制造装置的实施方式等进行了说明，但本发明不限于上述实施方式等，能够在权利要求书所记载的本发明的技术思想的范围内进行各种变形、改良。
本申请要求2013年8月2日向日本专利局提出申请的日本专利特愿2013-171982号的优先权，并将日本专利特愿2013-171982号的全部内容纳入本申请。
符号说明
10成形装置
11熔融金属
12熔融玻璃
14玻璃带
20浴槽
22出口唇板
26入口壁
30顶部
40拉边机
42间隔壁
50成形空间
51高温空间
52低温空间

Claims (9)

1.一种浮法玻璃制造装置，其特征在于，具备：
收容熔融金属的浴槽，和
位于所述浴槽的上游部的上方的入口壁，和
位于所述浴槽的下游部的上方的出口壁，和
配置于所述浴槽的上方、从所述入口壁延伸至所述出口壁为止的顶部，和
沿着所述熔融金属的液面上流动的玻璃带的流动方向有间隔地设置的、对通过所述液面和所述入口壁之间的所述玻璃带的宽度方向端部进行按压的、且本身旋转的多个拉边机，和
将用所述顶部、所述浴槽、所述入口壁以及所述出口壁围成的成形空间隔成上游侧的高温空间和下游侧的低温空间的间隔壁，和
将所述高温空间内的气体排出到所述成形空间的外部的排气流路；
所述间隔壁配置在所述入口壁的更下游侧、且配置在所述多个拉边机中最上游侧的拉边机的更上游。
2.如权利要求1所述的浮法玻璃制造装置，其特征在于，所述间隔壁配置在所述玻璃带的流动方向中所述玻璃带的粘度为104.9～105.6dPa·s的范围内。
3.如权利要求1或2所述的浮法玻璃制造装置，其特征在于，在所述间隔壁和所述入口壁之间，所述熔融金属的液面中的没有被所述玻璃带覆盖的露出部分的比例为10～40％。
4.如权利要求1～3中任一项所述的浮法玻璃制造装置，其特征在于，
所述间隔壁从所述顶部向下方突出，
以所述熔融金属的液面的露出部分为基准，所述间隔壁的下端的高度为所述顶部的下表面的高度的10～40％。
5.如权利要求1～4中任一项所述的浮法玻璃制造装置，其特征在于，所制造的浮法玻璃为无碱玻璃。
6.一种浮法玻璃制造方法，其特征在于，
使用权利要求1～5中任一项所述的浮法玻璃制造装置，
将所述高温空间内的气体介由所述排气流路排出到所述成形空间的外部。
7.一种浮法玻璃制造方法，其特征在于，
使用权利要求1所述的浮法玻璃制造装置，
将所述间隔壁配置在所述玻璃带的流动方向中所述玻璃带的粘度为104.9～105.6dPa·s的范围内。
8.一种浮法玻璃制造方法，其特征在于，
使用权利要求1所述的浮法玻璃制造装置，
所述熔融金属的液面中的没有被所述玻璃带覆盖的露出部分的比例在所述间隔壁和所述入口壁之间为10～40％。
9.一种浮法玻璃制造方法，其特征在于，
使用权利要求1所述的浮法玻璃制造装置，
所制造的浮法玻璃为无碱玻璃。
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