CN105621864A - 浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法。本发明提供具有能够抑制加热器的劣化的结构的浮法玻璃制造装置。本发明的浮法玻璃制造装置的一个方式是,具备具有贮存熔融金属的底部和覆盖该底部的顶部的浮抛窑,该浮抛窑具有:将浮抛窑的内部空间分成下方空间和上方空间两部分的顶部砖层、和沿上下方向延伸且贯通顶部砖层而设置的多个加热器,多个加热器包含第一加热器和第二加热器,第一加热器和第二加热器分别具有至少一部分位于上方空间的非发热部和至少一部分位于下方空间的发热部,第一加热器中的发热部的外径与第一加热器中的非发热部的外径相同,第二加热器中的发热部的外径大于第二加热器中的非发热部的外径。
Description
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
例如,在专利文献1中记载有向熔融金属的浴面连续地供给熔融玻璃而形成玻璃带的浮法玻璃制造装置。在这样的浮法玻璃制造装置中,通过从熔融金属的浴槽的顶棚悬吊的多个加热器来控制玻璃带的温度分布。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-225386号公报
发明内容
发明所要解决的问题
近年来,对玻璃的薄板化及提高玻璃的板厚精度的要求升高。另外,使用了高粘性玻璃材料的低热收缩性玻璃的需求升高。伴随这些要求,浮法玻璃制造装置中的加热器的输出功率趋于增加。
但是,加热器的输出功率越增加,加热器的温度越高。由此,存在加热器劣化的问题。
本发明的一个方式是鉴于上述问题而完成的,其目的之一在于提供一种具有能够抑制加热器的劣化的结构的浮法玻璃制造装置及能够抑制加热器的劣化的浮法玻璃制造方法。
用于解决问题的手段
本发明的浮法玻璃制造装置的一个方式是形成粘度为104dPa·s时的温度为1100℃以上的玻璃的浮法玻璃制造装置,其特征在于,其具备具有贮存熔融金属的底部和覆盖该底部的顶部的浮抛窑,上述浮抛窑具有:将上述浮抛窑的内部空间分成下方空间和上方空间两部分的顶部砖层、和沿上下方向延伸且贯通上述顶部砖层而设置的多个加热器,上述多个加热器包含第一加热器和第二加热器,上述第一加热器和上述第二加热器分别具有至少一部分位于上述上方空间的非发热部和至少一部分位于上述下方空间的发热部,上述第一加热器中的上述发热部的外径与上述第一加热器中的上述非发热部的外径相同,上述第二加热器中的上述发热部的外径大于上述第二加热器中的上述非发热部的外径。
可以构成为:上述第二加热器中的上述发热部的上下方向的尺寸大于上述第一加热器中的上述发热部的上下方向的尺寸。
可以构成为:从上方观察上述浮抛窑时,配置有上述多个加热器的区域具有沿着在上述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向、和与上述运送方向正交的宽度方向划分的多个分区,上述第二加热器的至少一个在上述多个分区之中设置于上述分区中的上述加热器的输出功率为30kW/m2以上的分区中。
可以构成为:从上方观察上述浮抛窑时,配置有上述多个加热器的区域具有沿着在上述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向、和与上述运送方向正交的宽度方向划分的多个分区,上述多个分区沿着上述玻璃带的预定的流线而规定,上述第二加热器的至少一个在从上方观察时设置于与上述流线重叠的分区中的至少一个分区中。
可以构成为:上述顶部砖层中的设置有上述第二加热器的部分的上下方向的尺寸大于上述顶部砖层中的设置有上述第一加热器的部分的上下方向的尺寸。
可以构成为:上述第二加热器具有将上述发热部和上述非发热部接合的接合部,上述接合部的至少一部分的外径为上述发热部的外径以下且大于上述非发热部的外径。
可以构成为:上述接合部的上端位于比上述顶部砖层的下端更靠下侧。
可以构成为:上述接合部的上端位于比上述顶部砖层的下端更靠上侧。
可以构成为:上述接合部的外径随着从上述非发热部向上述发热部而增大。
可以构成为:上述浮抛窑具有将上述上方空间沿着与在上述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向正交的宽度方向分割的分隔构件,上述分隔构件沿着上述玻璃带的外缘部的至少一部分而设置,上述第二加热器的至少一部分在利用上述分隔构件沿上述宽度方向分割的上述上方空间之中设置于位于上述宽度方向的两端的两端空间中。
本发明的浮法玻璃制造方法的一个方式是使用具有贮存熔融金属的底部和覆盖该底部的顶部的浮抛窑,形成粘度为104dPa·s时的温度为1100℃以上的玻璃的浮法玻璃制造方法,其特征在于,上述浮抛窑的内部空间被顶部砖层分成上方空间和下方空间两部分,所述浮法玻璃制造方法包括利用沿上下方向延伸且贯通上述顶部砖层而设置的多个加热器对在上述熔融金属上形成的玻璃带进行加热,上述多个加热器包含第一加热器和第二加热器,上述第一加热器和上述第二加热器分别具有至少一部分位于上述上方空间的非发热部、和在上述非发热部的下侧设置且至少一部分位于上述下方空间的发热部,上述第一加热器中的上述发热部的外径与上述第一加热器中的上述非发热部的外径相同,上述第二加热器中的上述发热部的外径大于上述第二加热器中的上述非发热部的外径。
可以为如下制造方法:从上方观察所述浮抛窑时,配置有所述多个加热器的区域具有沿着在所述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向、和与所述运送方向正交的宽度方向划分的多个分区,
所述第二加热器的至少一个在从上方观察所述浮抛窑时在位于所述玻璃带的粘度为103.8dPa·s以上且107.5dPa·s以下的区域中的所述分区之中设置于位于所述宽度方向的两端的第一分区、和与所述第一分区在所述宽度方向上相邻的第二分区的至少一个分区中。
可以为如下制造方法:从上方观察所述浮抛窑时,配置有所述多个加热器的区域具有沿着在所述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向、和与所述运送方向正交的宽度方向划分的多个分区,
所述第二加热器的至少一个在从上方观察所述浮抛窑时在位于所述玻璃带的粘度为103.8dPa·s以上且107.5dPa·s以下的区域中的所述分区之中设置于位于所述宽度方向的中央的第三分区、和与所述第三分区在所述宽度方向上相邻的第四分区的至少一个分区中。
可以为如下制造方法:利用沿着上述玻璃带的外缘部的至少一部分而设置的分隔构件,上述上方空间沿着与上述玻璃带的运送方向正交的宽度方向被分割成至少3个以上的空间,上述对玻璃带进行加热包括利用在上述分割的上方空间之中设置于位于上述宽度方向的两端的两端空间中的上述第二加热器对上述玻璃带进行加热。
可以为如下制造方法:包括向上述上方空间导入还原性气体,上述还原性气体以位于比上述两端空间更靠内侧的内侧空间中的上述还原性气体的浓度低于上述两端空间中的上述还原性气体的浓度的方式导入。
可以为如下制造方法:包括:向上述两端空间导入还原性气体;和向位于比上述两端空间更靠内侧的内侧空间导入惰性气体。
可以为如下制造方法:所制造的浮法玻璃为无碱玻璃。
可以为如下制造方法:上述无碱玻璃以基于氧化物的质量%表示,含有SiO2:50%以上且73%以下,Al2O3:10.5%以上且24%以下,B2O3:0%以上且12%以下,MgO:0%以上且10%以下,CaO:0%以上且14.5%以下,SrO:0%以上且24%以下,BaO:0%以上且13.5%以下,MgO+CaO+SrO+BaO:8%以上且29.5%以下,ZrO2:0%以上且5%以下。
可以为如下制造方法:上述无碱玻璃的玻璃化转变温度为730℃以上且850℃以下,上述无碱玻璃的粘度为104dPa·s时的温度为1220℃以上且1350℃以下,上述无碱玻璃以基于氧化物的质量%表示,含有SiO2:57%以上且65%以下,Al2O3:14%以上且23%以下,B2O3:0%以上且5.5%以下,MgO:1%以上且8.5%以下,CaO:3%以上且12%以下,SrO:0%以上且10%以下,BaO:0%以上且5%以下,MgO+CaO+SrO+BaO:12%以上且23%以下,ZrO2:0%以上且5%以下。
发明效果
根据本发明的一个方式,提供具有能够抑制加热器的劣化的结构的浮法玻璃制造装置及能够抑制加热器的劣化的浮法玻璃制造方法。
附图说明
图1是示出本实施方式的浮法玻璃制造装置的一部分的剖面图。
图2是示出本实施方式的浮抛窑的俯视图。
图3是示出本实施方式的浮抛窑的俯视图。
图4是示出本实施方式的浮抛窑的图,是示出图1中的IV-IV剖面的一部分的图。
图5是示出本实施方式的第二加热器的部分放大剖面图。
图6是示出本实施方式的第二加热器的另外一例的部分放大剖面图。
附图标记
1…浮法玻璃制造装置;10…浮抛窑;11a…底部;11b…顶部;16、116…顶部砖层;30…加热器;33…同径加热器(第一加热器);33a、34a…非发热部;33b、34b…发热部;34、134…异径加热器(第二加热器);34c、134c…接合部;50…分隔构件;AR…内部空间;AR1…下方空间;AR2…上方空间;AR21…两端空间;AR22…内侧空间;B1、B7、C1、C7、D1、D7、E1、E7、F1、F7、G1、G7…第一分区;B2、B6、C2、C6、D2、D6、E2、E6、F2、F6、G2、G6…第二分区;B3、B5、C3、C5、D3、D5、E3、E5、F3、F5、G3、G5…第四分区;B4、C4、D4、E4、F4、G4…第三分区;M…熔融金属;GR…玻璃带;FL1、FL2…流线
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式涉及的浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法进行说明。
需要说明的是,本发明的范围并不限定于以下实施方式,在本发明的技术思想的范围内可以任意变更。另外,在以下的附图中,为了使各结构容易理解,有时使实际的结构与各结构中的比例尺、数目等不同。
需要说明的是,各附图的基准的方向对应于符号、数字的方向,在附图中,适当地示出XYZ坐标系作为三维正交坐标系,使Z轴方向为图1、4中的上下方向、使X轴方向为图2中所示的浮抛窑10的长度方向、使Y轴方向为浮抛窑10的宽度方向。浮抛窑10的长度方向为图2中的左右方向,在本说明书中,为玻璃带GR的运送方向。另外,浮抛窑10的宽度方向为图2中的上下方向,为与玻璃带GR的运送方向正交的宽度方向。
需要说明的是,在本说明书中,玻璃带GR的运送方向是指俯视下运送玻璃带GR的方向。
另外,在本说明书中,上游侧及下游侧是相对于浮法玻璃制造装置1内的玻璃带GR的运送方向(X轴方向)而言。即,在本说明书中,+X侧为下游侧,-X侧为上游侧。
另外,在本说明书中,宽度方向(Y轴方向)的内侧是指在宽度方向上浮抛窑10的宽度方向的中心所位于的侧。在本说明书中,宽度方向的外侧是指在宽度方向上与浮抛窑10的宽度方向的中心所位于的侧相反的侧。
需要说明的是,在以下的说明中,只要没有特别说明,宽度方向是指浮抛窑10的宽度方向及玻璃带GR的宽度方向,运送方向是指玻璃带GR的运送方向。
图1是示出本实施方式的浮法玻璃制造装置1的部分的剖面图(ZX剖面图)。从图2到图4是示出浮抛窑10的图。图2及图3是俯视图。图4是示出图1中的IV-IV剖面(YZ剖面)的部分的图。图5是示出异径加热器34的部分放大剖面图。在图2及图3中,省略了顶部11b的图示。另外,在图3中,省略了上辊20~29的图示。
本实施方式的浮法玻璃制造装置1是形成粘度为104dPa·s时的温度为1100℃以上的玻璃的装置。如图1所示,浮法玻璃制造装置1具备具有内部空间AR的浮抛窑10。另外,浮法玻璃制造装置1具备未图示的玻璃熔炉和未图示的退火炉。
浮抛窑10是在内部空间AR内成形出玻璃带GR的装置。在浮抛窑10的上游侧(-X侧)连接有未图示的玻璃熔炉。玻璃熔炉经由唇部19从上游侧向贮存于浮抛窑10的熔融金属M的表面Ma上供给熔融玻璃Gm。熔融玻璃Gm通过闸板18控制流量,同时连续地供给于熔融金属M的表面Ma上。
在浮抛窑10的下游侧(+X侧)连接有未图示的退火炉。退火炉对在浮抛窑10中成形后的玻璃带GR进行缓冷。
浮抛窑10具有底部11a、顶部11b、多个加热器30和多个控制装置40。另外,如图2所示,浮抛窑10具有多个上辊20~29。另外,如图4所示,浮抛窑10具有侧密封件17和分隔构件50。多个加热器30包含同径加热器33和异径加热器34。
需要说明的是,同径加热器33相当于第一加热器。异径加热器34相当于第二加热器。
如图1所示,在底部11a贮存熔融金属M。顶部11b覆盖底部11a的上侧(+Z侧)。多个加热器30设置于顶部11b。多个加热器30通过控制装置40进行控制,能够对在熔融金属M上形成的玻璃带GR进行加热。如图4所示,侧密封件17设置于底部11a与顶部11b之间。分隔构件50将浮抛窑10的上方空间AR2分隔开。
以下,对浮抛窑10的各部详细地进行说明。
(底部)
如图1所示,底部11a具有底部主体12和底部壳体13。
在底部主体12的上侧(+Z侧)的面上形成有向下侧(-Z侧)凹陷的贮存槽12a。在贮存槽12a的内部贮存有熔融金属M。熔融金属M例如为熔融锡、熔融锡合金等。底部主体12的材质例如为粘土质砖等。
底部壳体13包覆底部主体12的外侧面。底部壳体13例如为钢制。
(顶部)
顶部11b配置于底部11a的上侧(+Z侧)。顶部11b具有顶部壳体15、侧壁14和顶部砖层16。即,浮抛窑10具有顶部砖层16。
对于顶部壳体15而言,例如从设置浮抛窑10的建筑物的梁等未图示的上部结构将其悬吊。顶部壳体15为向下侧(-Z侧)开口的箱型。如图4所示,在顶部壳体15的上表面设置有气体导入口15a、15b。在上方空间AR2中与后述的两端空间AR21连通来设置气体导入口15a。在上方空间AR2中与后述的内侧空间AR22连通来设置气体导入口15b。顶部壳体15例如为钢制。
侧壁14固定于顶部壳体15中的下侧(-Z侧)的部分的内侧。侧壁14的材质例如为保温砖、硅线石等。
顶部砖层16设置于侧壁14的内侧。顶部砖层16是在未图示的组装成格子状的骨架上载放被称为PBA的近似长方体形的砖块而构成。对于组装成格子状的骨架而言,例如从顶部壳体15的内侧的顶面将其悬吊。由此,将顶部砖层16配置在期望的高度。
顶部砖层16将浮抛窑10的内部空间AR分成下方空间AR1和上方空间AR2两部分。
下方空间AR1是浮抛窑10的内部空间AR之中位于底部主体12与顶部砖层16之间的空间。下方空间AR1与熔融金属M及在熔融金属M的表面Ma上形成的玻璃带GR相接。
上方空间AR2是浮抛窑10的内部空间AR之中位于顶部11b的内部的空间。上方空间AR2位于顶部砖层16和侧壁14的上侧(+Z侧)。上方空间AR2经由设置于后述的顶部砖层16的贯通孔16c与下方空间AR1连通。如图4所示,上方空间AR2通过分隔构件50被分隔成两端空间AR21和内侧空间AR22。对于详细内容,后面进行描述。
顶部砖层16在设置同径加热器33的部分和设置异径加热器34的部分处上下方向(Z轴方向)的尺寸不同。顶部砖层16中的设置异径加热器34的部分的上下方向的尺寸T2大于顶部砖层16中的设置同径加热器33的部分的上下方向的尺寸T1。
顶部砖层16中的设置异径加热器34的部分的尺寸T2例如为顶部砖层16中的设置同径加热器33的部分的尺寸T1的1.1倍以上且1.3倍以下。通过使尺寸T2在这样的范围内,能够适当地降低从下方空间AR1向上方空间AR2的热输入,同时能够抑制对加热器30难以进行布线作业的情况。
顶部砖层16的上表面16a之中设置同径加热器33的部分例如以与侧壁14的上表面大致相同高度的方式配置。顶部砖层16的上表面16a中设置异径加热器34的部分例如以位于比侧壁14的上表面更靠上侧(+Z侧)的方式配置。
顶部砖层16的下表面16b的高度无论在设置同径加热器33的部分还是在设置异径加热器34的部分处均相同。即,在本实施方式中,顶部砖层16的下表面16b为无阶差的连续的平坦面。
如图5所示,在顶部砖层16中设置有在上下方向(Z轴方向)贯通顶部砖层16的贯通孔16c。贯通孔16c设置多个。
(侧密封件)
如图4所示,侧密封件17设置于底部主体12的上表面。侧密封件17对底部11a与顶部11b的上下方向的空间进行堵塞。由此,形成由底部11a和顶部11b以及侧密封件17围成的大致密闭的内部空间AR。侧密封件17例如为钢制箱状。
(加热器)
在浮抛窑10中设置有多个加热器30,例如约几百~约几千个。如图1所示,多个加热器30沿上下方向(Z轴方向)延伸。多个加热器30通过贯通顶部砖层16而设置。在本实施方式中,多个加热器30例如为实心的圆柱形状。多个加热器30的材质例如为碳化硅(SiC)。在本实施方式中,如图4所示,多个加热器30包含多个同径加热器33和多个异径加热器34。
在本实施方式中,例如,3个同径加热器33的下端通过连结构件35连结,由此构成同径加热器单元31。在本实施方式中,例如,3个异径加热器34的下端通过连结构件35连结,由此构成异径加热器单元32。
如图5所示,异径加热器34插入设置于顶部砖层16的贯通孔16c中。异径加热器34具有非发热部34a、发热部34b和接合部34c。
非发热部34a是向发热部34b供电的部分。非发热部34a的电阻比较小。在本实施方式中,异径加热器34的非发热部34a的下端位于比顶部砖层16的下表面16b稍微更靠下侧(-Z侧)。非发热部34a具有位于下方空间AR1的部分、位于贯通孔16c的内部的部分和位于上方空间AR2的部分。即,非发热部34a至少一部分位于上方空间AR2。
非发热部34a的外周面与贯通孔16c的内周面的距离L3的圆周方向平均值例如为10mm以下。通过使距离L3在这样的范围内,能够适当地抑制从下方空间AR1向上方空间AR2的热输入。
非发热部34a的位于上方空间AR2的部分通过贯通销38而设置。销38例如与顶部砖层16的上表面16a直接接触。异径加热器34通过销38在上下方向(Z轴方向)上被支撑。
需要说明的是,销38例如可以经由未图示的垫片与顶部砖层16的上表面16a接触。这种情况下,例如,垫片为金属制。
在非发热部34a的上端连接有条带(ストラップ)36。条带36例如为铝制。如图4所示,条带36经由电线37与控制装置40连接。由此,控制装置40与异径加热器34电连接。需要说明的是,例如也可以采用如下构成:电线37与未图示的母线连接,母线与控制装置40连接。
在本实施方式中,异径加热器34的发热部34b的上端位于比顶部砖层16的下表面16b更靠下侧(-Z侧)。即,发热部34b的整体位于下方空间AR1。
发热部34b为放出用于对在熔融金属M的表面Ma上形成的玻璃带GR进行加热的热的部分。经由电线37、条带36及非发热部34a向发热部34b供给电流。发热部34b的电阻比较大。因此,发热部34b通过供给电流而发热。
需要说明的是,在本说明书中,非发热部并非只包含加热器中的完全不产生发热的部分,还包含与加热器中的发热部相比发热量小的部分。实际上,由于经由非发热部向发热部供给电流,因此非发热部尽管发热少但也发热。
异径加热器34中的发热部34b的外径D22大于异径加热器34中的非发热部34a的外径D21。发热部34b的外径D22例如为非发热部34a的外径D21的1.1倍以上且1.5倍以下。通过使发热部34b的外径D22为这样的范围,能够适当地抑制异径加热器34的劣化。
需要说明的是,在本说明书中,发热部的外径包含发热部整体的外径的平均值。另外,在本说明书中,非发热部的外径包含非发热部整体的外径的平均值。
异径加热器34中的非发热部34a的外径D21例如与后述的同径加热器33的非发热部33a的外径D11相同。
异径加热器34中的发热部34b的上下方向(Z轴方向)的尺寸L2大于同径加热器33中的后述的发热部33b的上下方向的尺寸L1。异径加热器34的发热部34b的尺寸L2例如为同径加热器33的发热部33b的尺寸L1的1.1倍以上且1.5倍以下。通过使尺寸L2为这样的范围,能够适当地抑制异径加热器34的劣化。
异径加热器34中的发热部34b的下端位于比后述的同径加热器33中的发热部33b的下端更靠下侧(-Z侧)。即,与同径加热器33中的发热部33b相比,异径加热器34中的发热部34b配置于更靠近贮存于底部主体12中的熔融金属M及在熔融金属M的表面Ma上形成的玻璃带GR的位置。
接合部34c接合非发热部34a和发热部34b。接合部34c与非发热部34a的下端和发热部34b的上端连接。在本实施方式中,非发热部34a的下端位于比顶部砖层16的下表面16b更靠下侧(-Z侧),因此接合部34c的上端位于比顶部砖层16的下表面16b、即顶部砖层16的下端更靠下侧。在本实施方式中,接合部34c例如为锥形形状。接合部34c的外径随着从非发热部34a向发热部34b而增大。接合部34c的上端的外径与非发热部34a的外径D21相同。接合部34c的下端的外径与发热部34b的外径D22相同。即,接合部34c的至少一部分的外径为发热部34b的外径D22以下且大于非发热部34a的外径D21。
接合部34c的电阻例如可以小于发热部34b的电阻且为非发热部34a的电阻以上。
可以通过例如使构成各部的材质的致密度不同,由此使非发热部34a的电阻和发热部34b的电阻以及接合部34c的电阻不同。
同径加热器33具有非发热部33a和发热部33b。
同径加热器33中的发热部33b的外径D12与同径加热器33中的非发热部33a的外径D11相同。在图4的例子中,非发热部33a与发热部33b例如在与顶部砖层16的下表面16b相同高度处无阶差地接合。即,在图4的例子中,同径加热器33中的接合部例如为位于与顶部砖层16的下表面16b相同高度处的、非发热部33a与发热部33b的接合面。
在本实施方式中,非发热部33a例如包含位于顶部砖层16的贯通孔16c的内部的部分和位于上方空间AR2的部分。
在本实施方式中,发热部33b例如包含位于下方空间AR1的部分。如上所述,发热部33b的尺寸L1小于异径加热器34的发热部34b的尺寸L2。
同径加热器33的其他构成与异径加热器34的构成相同。
需要说明的是,非发热部33a与发热部33b的接合面也可以为顶部砖层16的下表面16b的下侧(-Z侧)、还可以为在其上侧(+Z侧)。
如图3所示,从上方观察浮抛窑10时,配置有多个加热器30的加热器区域ARH具有沿着在熔融金属M的表面Ma上形成的玻璃带GR的运送方向(X轴方向)、和与运送方向正交的宽度方向(Y轴方向)划分的多个分区。在各分区中分别设置有多个加热器30。设置于一个分区的多个加热器30连接于同一控制装置40。即,设置于一个分区的多个加热器30通过一个控制装置40统一控制。分区内的多个加热器30例如以从多个加热器30向玻璃带GR放射的热量在一个分区内大致均匀的方式设置。
需要说明的是,在本实施方式中,加热器区域ARH是从上方观察时位于贮存槽12a的内侧的区域。
以下,对分区的划分方式进行说明。
如图2所示,加热器区域ARH沿玻璃带GR的运送方向(X轴方向)被分割成多个列A~列H。该列的数目可根据玻璃的种类、贮存槽12a的尺寸等成形条件适当设定。该列的数目优选例如约为4个以上且约为15个以下。该列的数目过少时,难以充分控制玻璃带GR的运送方向的温度分布。另一方面,该列的数目过多时,所需的控制装置40的数目增多,浮法玻璃制造装置1变得大型化,并且浮法玻璃制造装置1的管理变得复杂。
列B~列G例如如图3式所示沿玻璃带GR的宽度方向(Y轴方向)被划分成多个分区。多个分区优选相对于玻璃带GR的宽度方向中心线对称配置。列B~列G例如从上方观察浮抛窑10时位于玻璃带GR的粘度为103.8dPa·s以上且107.5dPa·s以下的区域。
各列中的分区的数目可根据玻璃的种类、贮存槽12a的尺寸等成形条件适当设定。每列的分区的数目优选为4以上且30以下,更优选为4以上且20以下,进一步优选为4以上且15以下。该分区的数目过少时,难以充分控制玻璃带GR的运送方向的温度分布。另一方面,该列的数目过多时,所需的控制装置40的数目增多,浮法玻璃制造装置1变得大型化,并且浮法玻璃制造装置1的管理变得复杂。在本实施方式中,各列例如被分割成7个分区。
在此,在运送方向(X轴方向)上相邻的两列被分割线PL1分割。分割线PL1位于在运送方向上相邻的加热器30彼此间的大致中央处。另一方面,在宽度方向(Y轴方向)上相邻的两个分区被划分线PL2划分开。划分线PL2位于在玻璃带GR的宽度方向上相邻的加热器30彼此间的大致中央处。分割线PL1和划分线PL2例如为直线。
在本实施方式中,列B~列G沿着玻璃带GR的预定的流线FL1、FL2在宽度方向(Y轴方向)上划分开。即,在本实施方式中,沿着玻璃带GR的预定的流线FL1、FL2而规定多个分区。
在此,玻璃带GR的流线是指玻璃带GR的宽度方向(Y轴方向)的规定部位固定通过的流路。玻璃带GR的流线包含从上方观察时的玻璃带GR的外形线。玻璃带GR的预定的流线FL1、FL2例如为与玻璃带GR的板厚距平均值偏离较大的部位相对应的流路。在本实施方式中,分区B2、C2、D2、E2、F2、G2与流线FL1重叠。在本实施方式中,分区B6、C6、D6、E6、F6、G6与流线FL2重叠。
在本实施方式中,异径加热器单元32、即异径加热器34在多个分区之中设置在分区中加热器30的输出功率为30kW/m2以上的分区中。在本实施方式中,加热器30的输出功率为30kW/m2以上的分区例如为分区B1、B2、B6、B7;分区C1、C2、C6、C7;分区D1、D2、D6、D7;分区E1、E2、E6、E7;分区F1、F2、F6、F7及分区G1、G2、G6、G7。
即,在本实施方式中,异径加热器34在从上方观察浮抛窑10时在位于玻璃带GR的粘度为103.8dPa·s以上且107.5dPa·s以下的区域的列B~列G的分区之中设置在位于宽度方向(Y轴方向)的两端的第一分区B1、B7、C1、C7…F1、F7、G1、G7、及与位于宽度方向的两端的第一分区在宽度方向(Y轴方向)上相邻的第二分区B2、B6、C2、C6…F2、F6、G2、G6中。
在本实施方式中,第一分区和第二分区例如位于从贮存槽12a中的与宽度方向(Y轴方向)正交的内壁到比玻璃带GR的外缘部更靠宽度方向内侧250mm以上且850mm以下的位置的区域中。第一分区和第二分区优选位于从贮存槽12a中的与宽度方向正交的内壁到比玻璃带GR的外缘部更靠宽度方向内侧350mm以上且800mm以下的位置的区域中。通过将第一分区和第二分区设置于这样的位置、即通过将异径加热器34设置于这样的位置,由此能够适当地加热玻璃带GR,同时能够抑制加热器30的劣化。
另外,如上所述,第二分区B2、C2…F2、G2是从上方观察时与流线FL1重叠的分区。第二分区B6、C6…F6、G6是从上方观察时与流线FL2重叠的分区。即,在本实施方式中,异径加热器34在从上方观察时设置于与流线FL1重叠的分区B2、C2…F2、G2及与流线FL2重叠的分区B6、C6…F6、G6中。
在本实施方式中,在除第一分区和第二分区以外的其他分区中设置有同径加热器33。
(控制装置)
控制装置40对加热器30进行控制。控制装置40设置于上述的加热器区域ARH所具有的每个分区中。控制装置40对设置于相对应的分区的多个加热器30进行统一控制。对于控制装置40的构成而言,在能够对一个分区内的多个加热器30的输出功率进行统一调节的范围内没有特别限定。
(上辊)
如图2所示,多个上辊20~29相向配置于玻璃带GR的宽度方向(Y轴方向)的两侧。上辊20~29防止玻璃带GR的宽度因表面张力而变窄。上辊的设置数目根据玻璃的种类、目标厚度等成形条件而适当设定。上辊的设置数目例如为4对以上且30对以下,优选为10对以上且30对以下。在图2所示的例子中,上辊设置有上辊20、25;上辊21、26;上辊22、27;上辊23、28及上辊24、29合计5对。所制造的浮法玻璃的板厚越小,上辊的设置数目越倾向于增加。
这些上辊20~29、更准确而言是后述的上辊主体被设置于玻璃带GR的成形区域。玻璃带GR的成形区域为玻璃带GR的粘度为103.8dPa·s以上且107.5dPa·s以下的区域。在本实施方式中,相当于加热器区域ARH中设置列B~列G的区域。
设置于最下游侧(+X侧)的上辊24由支撑玻璃带GR的宽度方向(Y轴方向)的端部的上辊主体24A、和连结于上辊主体24A的转轴24B构成。转轴24B通过电动马达等驱动装置而被旋转驱动时,上辊主体24A旋转,同时将玻璃带GR的宽度方向的端部向下游侧送出。
上辊主体24A为圆板状。上辊主体24A的外周面从上侧(+Z侧)与玻璃带GR的宽度方向(Y轴方向)的端部接触。为了防滑,在上辊主体24A的外周面沿圆周方向设置有多个突起。
上辊主体24A例如为金属制。为了抑制上辊主体24A与玻璃带GR发生胶粘,上辊主体24A的内部例如进行水冷。
上辊20~23、25~29的构成除了设置的位置以外与上辊24的构成相同。
在熔融金属M的表面Ma上形成的玻璃带GR通过上辊20~29维持向宽度方向(Y轴方向)扩张的状态。即,玻璃带GR的形状、即玻璃带GR的流线通过上辊20~29的配置而规定。
(分隔构件)
如图4所示,分隔构件50设置于上方空间AR2中。分隔构件50与顶部壳体15的内侧的顶面和顶部砖层16的上表面16a连接。分隔构件50将上方空间AR2分割为多个空间。
分隔构件50沿着玻璃带GR的外缘部的至少一部分设置。在本实施方式中,在沿着玻璃带GR的流线FL1、FL2设置的多个分区的划分线PL2之中,沿着最接近玻璃带GR的外缘部的划分线PL2设置分隔构件50。
具体而言,如图3和图4所示,分隔构件50例如沿着将第一分区C1和第二分区C2划分开的划分线PL2设置。图示虽然省略,但可沿着将分区C6和分区C7划分开的划分线PL2、及将列B、D~G中的宽度方向两端的第一分区和与第一分区在宽度方向(Y轴方向)上相邻的第二分区划分开的划分线PL2设置分隔构件50。
在本实施方式中,上方空间AR2通过分隔构件50在宽度方向(Y轴方向)上被分割成3份。即,上方空间AR2被分割成位于宽度方向的两端的两个两端空间AR21、和位于宽度方向的中央的内侧空间AR22。需要说明的是,在图4中,位于-Y侧的端部的两端空间AR21省略图示。
需要说明的是,两个两端空间AR21具有相同的构成,因此在以下的说明中,有时仅以位于+Y侧的端部的两端空间AR21作为代表进行说明。
两端空间AR21是位于处于宽度方向(Y轴方向)的端部的第一分区B1、C1…F1、G1的上方的空间。即,两端空间AR21位于玻璃带GR的宽度方向(Y轴方向)的端部、即位于外缘部和未设置玻璃带GR的熔融金属M的上方。
内侧空间AR22是位于分区B2~B6、C2~C6…F2~F6、G2~G6的上方的空间。即,内侧空间AR22位于玻璃带GR的上方。
如上所述,在本实施方式中,异径加热器34设置于位于宽度方向(Y轴方向)的两端的第一分区中。因此,如图4所示,在通过分隔构件50在宽度方向上被分割的上方空间AR2之中,异径加热器34设置于位于宽度方向的两端的两端空间AR21中。
另外,在本实施方式中,异径加热器34设置于与第一分区在宽度方向(Y轴方向)上相邻的第二分区中。因此,在本实施方式中,异径加热器34也设置于内侧空间AR22中。另外,在内侧空间AR22中也设置有同径加热器33。
接着,对使用了浮法玻璃制造装置1的浮法玻璃制造方法的步骤进行说明。
首先,如图1所示,使熔融玻璃Gm从未图示的玻璃熔炉流入浮抛窑10中。流入浮抛窑10中的熔融玻璃Gm在熔融金属M的表面Ma上形成带板状的玻璃带GR,并从上游侧(-X侧)向下游侧(+X侧)移动。
然后,通过多个加热器30对玻璃带GR进行加热,同时通过多个上辊20~29支撑玻璃带GR的外缘部而向下游侧(+X侧)送出。此时,如图4所示,从气体导入口15a、15b向上方空间AR2导入还原性气体。更详细而言,经由气体导入口15a向上方空间AR2之中的两端空间AR21导入还原性气体。经由气体导入口15b向上方空间AR2之中的内侧空间AR22导入还原性气体。
导入的还原性气体例如为氢气(H2)。在本实施方式中,向上方空间AR2导入在作为还原性气体的氢气中混合了惰性气体的混合气体。作为惰性气体,例如为氮气(N2)。
在此,使经由气体导入口15a向两端空间AR21导入的混合气体中的还原性气体(H2)的比例、与经由气体导入口15b向内侧空间AR22导入的混合气体中的还原性气体(H2)的比例不同。具体而言,例如,使向内侧空间AR22导入的混合气体中的还原性气体(H2)的比例少于向两端空间AR21导入的混合气体中的还原性气体(H2)的比例。在本实施方式中,还原性气体(H2)以位于比两端空间AR21更靠内侧的内侧空间AR22中的还原性气体(H2)的浓度低于两端空间AR21中的还原性气体(H2)的浓度的方式导入。
向上方空间AR2导入的混合气体、即还原性气体(H2)和惰性气体(N2)经由顶部砖层16的贯通孔16c流入至下方空间AR1。由此,能够抑制贮存在底部11a的贮存槽12a中的熔融金属M发生氧化。
如图1所示,在熔融金属M的表面Ma上形成的玻璃带GR经由在浮抛窑10的下游侧(+X侧)的端部设置的开口部10a向与浮抛窑10的下游侧连接的未图示的退火炉运送。在退火炉中,玻璃带GR被缓冷。在退火炉中缓冷后的玻璃带GR通过切割装置被切割成规定的尺寸,从而得到目标尺寸的玻璃板。
按如上所述制造出浮法玻璃。
在本实施方式中制造的浮法玻璃例如为无碱玻璃。
所制造的无碱玻璃例如以基于氧化物的质量%表示,含有SiO2:50%以上且73%以下,Al2O3:10.5%以上且24%以下,B2O3:0%以上且12%以下,MgO:0%以上且10%以下,CaO:0%以上且14.5%以下,SrO:0%以上且24%以下,BaO:0%以上且13.5%以下,MgO+CaO+SrO+BaO:8%以上且29.5%以下,ZrO2:0%以上且5%以下。
更优选所制造的无碱玻璃例如以基于氧化物的质量%计含有SiO2:57%以上且65%以下,Al2O3:14%以上且23%以下,B2O3:0%以上且5.5%以下,MgO:1%以上且8.5%以下,CaO:3%以上且12%以下,SrO:0%以上且10%以下,BaO:0%以上且5%以下,MgO+CaO+SrO+BaO:12%以上且23%以下,ZrO2:0%以上且5%以下。此时,无碱玻璃的玻璃化转变温度为730℃以上且850℃以下。另外,无碱玻璃的粘度为104dPa·s时的温度为1220℃以上且1350℃以下。
上述组成的浮法玻璃的热收缩性低、不易变形。上述组成的浮法玻璃使用高粘性玻璃材料制造而成,因此需要进一步增加加热器30的输出功率。因此,在制造上述组成的浮法玻璃的情况下,能够得到特别大的抑制本实施方式中的加热器30劣化的效果。
另外,在本实施方式中制造的浮法玻璃的板厚例如为1.0mm以下。在制造这样薄的浮法玻璃的情况下,需要进一步增加加热器30的输出功率,因此能够得到特别大的抑制本实施方式中的加热器30劣化的效果。
根据本实施方式,对玻璃带GR进行加热的多个加热器30包含同径加热器33和异径加热器34。异径加热器34的发热部34b的外径D22大于异径加热器34的非发热部34a的外径D21。因此,可以使异径加热器34中的发热部34b的表面积大于同径加热器33的发热部33b的表面积。由此,对于同径加热器33和异径加热器34而言在加热器输出功率相同的情况下,可以使异径加热器34的发热部34b的温度低于同径加热器33的发热部33b的温度。即,与同径加热器33相比,异径加热器34不易劣化。因此,根据本实施方式,加热器区域ARH中在需要大加热器输出功率的部位配置异径加热器34,由此能够抑制加热器30劣化。
另外,根据本实施方式,异径加热器34的非发热部34a的外径D21小于异径加热器34的发热部34b的外径D22,例如与同径加热器33的非发热部33a的外径D11相同。因此,能够抑制从非发热部34a放出的辐射热增大。由此,能够抑制上方空间AR2的温度升高。因此,能够抑制在位于上方空间AR2的加热器30上安装的条带36因高温而损伤。其结果是根据本实施方式能够抑制对加热器30无法充分进行供电的情况。
另外,根据本实施方式,通过将所设置的多个加热器30(同径加热器33)适当地更换成异径加热器34,由此能够抑制加热器30的劣化。因此,不用大幅地改变浮法玻璃制造装置1的构成,很简便。
另外,例如,作为抑制加热器30的劣化的手段,在使用通过增加加热器30的个数由此降低每一个加热器30的输出功率的手段的情况下,由于要改变加热器30的配置及配置密度,因此会大幅地改变玻璃带GR的成形条件。因此,需要大幅地改变利用控制装置40进行的加热器30的控制等。
与此相对,根据本实施方式,不用改变加热器30的配置及配置密度就能够抑制加热器30的劣化,因此简便。
另外,例如,在异径加热器34中,发热部34b的外径D22相对于非发热部34a的外径D21过大时,有时在异径加热器单元32中相邻的异径加热器34彼此的距离变得过小。这种情况下,相邻的异径加热器34彼此相互加热,由此异径加热器34的温度升高,异径加热器34可能发生劣化。另外,例如,在使异径加热器34为中空的情况下,有时不易连接非发热部34a和发热部34b。
另一方面,发热部34b的外径D22相对于非发热部34a的外径D21并没有一定程度那么大时,可能难以充分得到异径加热器34的劣化抑制效果。
与此相对,通过使发热部34b的外径D22例如为非发热部34a的外径D21的1.1倍以上且1.5倍以下,能够适当地抑制异径加热器34的劣化。另外,即使在异径加热器34为中空的情况下,也容易连接非发热部34a和发热部34b。
另外,根据本实施方式,异径加热器34的发热部34b的上下方向的尺寸大于同径加热器33的发热部33b的上下方向的尺寸。因此,可以使异径加热器34的发热部34b的表面积更大。由此,能够进一步抑制异径加热器34发生劣化。另外,可以使异径加热器34更靠近熔融金属M即玻璃带GR配置,因此容易对玻璃带GR进行加热。
另外,发热部的外径越大,则发热部的电阻越小,发热部的上下方向的尺寸越大,则发热部的电阻越大。因此,通过使外形比同径加热器33的发热部33b大的异径加热器34的发热部34b的尺寸L2大于同径加热器33的发热部33b的尺寸L1,由此容易使发热部33b的电阻与发热部34b的电阻相同。由此,对于与加热器30连接的电线37等,在同径加热器33和异径加热器34处可实现标准化。
另外,例如,异径加热器34过度靠近玻璃带GR时,有时异径加热器34因玻璃带GR的热而被加热,异径加热器34的温度升高。因此,使异径加热器34过度靠近玻璃带GR配置时,异径加热器34可能发生劣化。
与此相对,例如,使异径加热器34的发热部34b的尺寸L2为同径加热器33的发热部33b的尺寸L1的1.1倍以上且1.5倍以下。由此,能够抑制异径加热器34过度靠近玻璃带GR,并且能够适当地抑制异径加热器34的劣化。
另外,根据本实施方式,异径加热器34在加热器区域ARH中的多个分区之中配置在加热器输出功率为30kW/m2以上的分区中。加热器输出功率为30kW/m2以上的情况下,加热器30特别容易劣化。即,在本实施方式中,异径加热器34配置在加热器输出功率大、加热器30容易劣化的部位。因此,根据本实施方式,能够进一步抑制加热器30的劣化。
另外,多个分区之中,在位于宽度方向的两端的第一分区及与第一分区在宽度方向上相邻的第二分区中,特别容易需要增大加热器输出功率。这基于下述原因。
在玻璃带GR的宽度方向的端部与上辊20~29接触。上辊20~29如上所述例如为金属制,并且内部进行水冷。因此,在上辊20~29所接触的部分,玻璃带GR的温度容易降低。由此,需要增大加热器30的输出功率对玻璃带GR进一步加热。
特别是,所制造的浮法玻璃的板厚越薄,则上辊的配置数越多,玻璃带GR更容易被冷却。因此,在使所制造的浮法玻璃的板厚变薄的情况下,需要进一步增大配置在第一分区和第二分区中的加热器30的输出功率。例如,在所制造的浮法玻璃的板厚为1.0mm以下的情况下,需要进一步增大加热器30的输出功率。
与此相对,根据本实施方式,在与玻璃带GR的宽度方向的端部重叠的第一分区及与第一分区相邻的第二分区中设置有异径加热器34。因此,即使在第一分区和第二分区中使加热器输出功率增加的情况下,也能够抑制加热器30、即异径加热器34的劣化。
另外,在浮抛窑10中,底部11a与顶部11b之间通过侧密封件17密封。但是,例如由于侧密封件17经年劣化等原因,有时基于侧密封件17的密封性降低。这种情况下,有时经由侧密封件17与底部11a及顶部11b之间的间隙,外部气体流入浮抛窑10的内部空间AR中。外部气体流入内部空间AR时,例如在加热器30的材质为碳化硅(SiC)等的情况下,加热器30可能发生氧化而劣化。另外,碳化硅(SiC)在低氧状态下被氧化,由此变为一氧化硅(SiO)而容易气化。位于宽度方向的两端的第一分区的加热器30容易与外部气体接触。
与此相对,根据本实施方式,在宽度方向的两端的第一分区中设置有异径加热器34。由于发热部34b的表面积大,因此异径加热器34的发热部34b的温度低于同径加热器33的发热部33b。因此,即使在外部气体流入内部空间AR的情况下,外部气体中所含的氧气(O2)也难以与发热部34b发生氧化反应。由此,根据本实施方式,能够进一步抑制异径加热器34的劣化。
另外,为了提高玻璃带GR的板厚精度,需要对每个分区分别调节由多个加热器30带来的热量。这种情况下,在板厚距平均值偏差较大的部位,需要增大加热器30的热量,因此加热器30的输出功率容易增加。
与此相对,根据本实施方式,沿着作为与玻璃带GR的板厚距平均值偏差较大的部位相对应的流路的流线FL1、FL2设置有多个分区。异径加热器34设置于在从上下方向观察时与流线FL1、FL2重叠的分区中。因此,即使在为了提高板厚精度而增大加热器30的输出功率的情况下,也能够抑制加热器30的劣化。
另外,顶部砖层16的上下方向的尺寸越大,则下方空间AR1的热越难向上方空间AR2移动。因此,能够抑制上方空间AR2的温度升高,并且下方空间AR1的热难以逃散,因此能够提高加热器30的热效率。
根据本实施方式,顶部砖层16中的设置异径加热器34的部分的上下方向的尺寸T2大于顶部砖层16中的设置同径加热器33的部分的上下方向的尺寸T1。即,在设置有于加热器输出功率大的部位设置的异径加热器34的部位中,顶部砖层16的上下方向的尺寸设定得较大。因此,能够提高异径加热器34的热效率。
另外,使顶部砖层16的上下方向的尺寸过大时,上方空间AR2的上下方向的尺寸容易变小,难以进行对加热器30连接电线37等布线作业。
与此相对,例如,使顶部砖层16中的设置有异径加热器34的部分的尺寸T2为顶部砖层16中的设置有同径加热器33的部分的尺寸T1的1.1倍以上且1.3倍以下。由此,能够抑制上方空间AR2变窄,同时能够提高异径加热器34的热效率。
另外,含有还原性气体(H2)的混合气体(N2+H2)从上方空间AR2向下方空间AR1流入时,向玻璃带GR喷吹混合气体(N2+H2),由此玻璃带GR的温度容易降低。因此,有时必须要增加加热器30的输出功率。
与此相对,根据本实施方式,异径加热器34的接合部34c的至少一部分的外径为发热部34b的外径D22以下且大于非发热部34a的外径D21。因此,如图5所示,从上方空间AR2向下方空间AR1流入的混合气体(N2+H2)与接合部34c接触。由此,向下方空间AR1流入的混合气体(N2+H2)的流速降低,并且混合气体(N2+H2)的温度升高,能够抑制因流入至下方空间AR1的混合气体(N2+H2)导致的玻璃带GR的温度的降低。作为其结果,能够抑制加热器30的输出功率的增加。
在此基础上,通过混合气体(N2+H2)与异径加热器34接触,异径加热器34的温度降低,因此能够进一步抑制异径加热器34的劣化。
另外,根据本实施方式,通过接合部34c能够抑制下方空间AR1内的气氛向上方空间AR2逆流。因此,能够抑制上方空间AR2的温度升高,并且能够提高加热器30的热效率。
另外,根据本实施方式,接合部34c的上端位于比顶部砖层16的下端、即下表面16b更靠下侧。因此,如图5所示,与接合部34c接触的混合气体(N2+H2)在下方空间AR1内容易扩散。由此,难以从上方空间AR2向下方空间AR1内的玻璃带GR直接喷吹混合气体(N2+H2),从而能够进一步抑制玻璃带GR的温度降低。
另外,根据本实施方式,接合部34c的外径为随着从非发热部34a向发热部34b而增大的锥形形状。因此,能够使混合气体(N2+H2)从上方空间AR2顺利地向下方空间AR1流入,并且能够使混合气体(N2+H2)在下方空间AR1内扩散。
另外,作为熔融金属M,例如使用锡(Sn)的情况下,熔融锡的一部分以与从浮抛窑10的外部侵入的氧气(O2)等反应而生成的氧化物等化合物的状态蒸发,在下方空间AR1内以气体的方式存在。还原性气体(H2)与该锡化合物的气体接触时,锡化合物被还原向下方落下。此时,锡化合物的还原在玻璃带GR的上方发生时,还原后的锡化合物落在玻璃带GR上。因此,所制造的浮法玻璃的成品率有可能降低。
与此相对,根据本实施方式,通过沿着玻璃带GR的外缘部的至少一部分设置的分隔构件50使上方空间AR2被分割成两端空间AR21和内侧空间AR22。还原性气体(H2)以位于比两端空间AR21更靠内侧的内侧空间AR22中的还原性气体(H2)的浓度低于两端空间AR21中的还原性气体(H2)的浓度的方式导入。并且,内侧空间AR22是位于玻璃带GR的上方的部分。因此,下方空间AR1之中在上方处内侧空间AR22所在的部分的还原性气体(H2)的浓度低于下方空间AR1之中在上方处两端空间AR21所在的部分的还原性气体(H2)的浓度。由此,在下方空间AR1内的玻璃带GR的上方,抑制了锡化合物因还原性气体(H2)而被还原。因此,根据本实施方式,能够抑制浮法玻璃的成品率降低。
并且另一方面,由于能够提高下方空间AR1之中在上方处两端空间AR21所在的部分的还原性气体(H2)的浓度,因此能够进一步抑制因外部气体的流入导致的熔融金属M的氧化及异径加热器34的氧化。
需要说明的是,在本实施方式中,可以采用下述构成及方法。
在本实施方式中,可以在从上方观察浮抛窑10时位于玻璃带GR的粘度为103.8dPa·s以上且107.5dPa·s以下的区域的列B~列G的分区之中,将异径加热器34设置在位于宽度方向(Y轴方向)的中央的第三分区B4、C4…F4、G4及与位于宽度方向的中央的分区在宽度方向上相邻的第四分区B3、B5、C3、C5…F3、F5、G3、G5中。
利用上述构成,即使在使配置在中央附近的加热器30的输出功率增加的情况下,也能够抑制加热器30、即异径加热器34的劣化。
例如,在使制造的浮法玻璃的板厚更薄的情况下及使用高粘性玻璃材料的情况下等,需要对玻璃带GR的中央附近进一步加热,因此这种情况下可得到特别大的由上述构成带来的效果。另外,在使浮法玻璃的板厚精度提高的情况下,中央附近的输出功率倾向于增加,因此可得到特别大的由上述构成带来的效果。
另外,在本实施方式中,异径加热器34的配置并不限定于上述构成,没有特别限定。异径加热器34例如可以仅设置在第一分区之中的一个分区中,也可以设置在所有分区中。另外,也可以仅设置在加热器区域ARH所具有的多个分区之中的一个分区中,还可以设置在全部分区中。
另外,在本实施方式中,设置在一个分区中的多个加热器30可以全部是异径加热器34,也可以仅一部分是异径加热器34。
另外,在本实施方式中,在加热器区域ARH中,多个加热器30可以以格子状对齐排列配置,也可以以多个加热器30的配置密度因位置而不同的方式配置。
另外,在本实施方式中,多个加热器30只要包含至少一个以上的同径加热器33和至少一个以上的异径加热器34,则同径加热器33的数目和异径加热器34的数目没有特别限定。
另外,在上述说明中,同径加热器33及异径加热器34为以下的构成:各自以每3个连结而成的同径加热器单元31及异径加热器单元32的方式而设置,但并不限定于此。在本实施方式中,也可以非单元化地设置同径加热器33及异径加热器34。
另外,在本实施方式中,同径加热器单元31可以由2个或4个以上同径加热器33构成。
另外,在本实施方式中,异径加热器单元32可以由2个或4个以上异径加热器34构成。
另外,在本实施方式中,加热器30的形状并不限定于圆柱形状,可以为四棱柱形状,也可以为多棱柱形状。需要说明的是,在这种情况下的加热器30的发热部和非发热部的外径是指剖面中的四边形、多边形的外接圆的直径。
另外,在上述说明中,多个加热器30构成为包含同径加热器33和异径加热器34两种加热器,但并不限定于此。在本实施方式中,多个加热器30可以构成为包含含有与同径加热器33和异径加热器34不同的加热器的三种以上的加热器。
另外,在本实施方式中,顶部砖层16的上下方向的尺寸可以是均一的。
另外,在本实施方式中,加热器30可以是中空的。
另外,在本实施方式中,异径加热器34的接合部34c例如可以为如图6所示的构成。
图6是示出作为本实施方式的另外一例的异径加热器134的部分放大剖面图。
需要说明的是,对于与上述说明相同的构成,有时通过适当赋以同一符号等而省略说明。
如图6所示,异径加热器134具有非发热部34a、发热部34b和接合部134c。
接合部134c为圆柱形状。接合部134c的外径D23与发热部34b的外径D22相同。即,接合部134c的外径D23大于非发热部34a的外径D21。
接合部134c的上端位于顶部砖层116的贯通孔116c的内侧。即,接合部134c的上端位于比顶部砖层116的下端更靠上侧。接合部134c之中位于贯通孔116c的内侧的部分的外周面与贯通孔116c的内周面之间的距离L4的周方向平均值例如为10mm以下。
利用上述构成,在非发热部34a与接合部134c的阶差部混合气体(N2+H2)与接合部134c接触,混合气体(N2+H2)的流速降低。由此,能够抑制因混合气体(N2+H2)流入下方空间AR1导致的玻璃带GR的温度降低。需要说明的是,在图6中,非发热部34a与接合部134c的阶差部为1个,但也可以有2个以上阶差部。
另外,在本实施方式中,在异径加热器34中,非发热部34a与发热部34b可以直接接合。这种情况下,非发热部34a与发热部34b的接合面相当于接合部。
另外,在本实施方式中,发热部33b、34b的上端可以位于顶部砖层16的贯通孔16c的内侧。
另外,在本实施方式中,上方空间AR2可以通过分隔构件50被分割成2个或4个以上的空间。
另外,在本实施方式中,分隔构件50也可以不设置。
另外,在本实施方式中,可以经由气体导入口15b向内侧空间AR22中仅导入惰性气体(N2)。
另外,在本实施方式中制造的浮法玻璃并不限定于无碱玻璃,本实施方式的浮法玻璃制造装置1及浮法玻璃制造方法可以应用于各种玻璃的制造。
需要说明的是,上述说明的各构成在相互不矛盾的范围内可以适当组合。
本申请基于2014年11月25日申请的日本专利申请2014-238198,将其内容作为参考并入此处。
Claims (19)
1.一种浮法玻璃制造装置,其形成粘度为104dPa·s时的温度为1100℃以上的玻璃,其特征在于,
具备具有贮存熔融金属的底部和覆盖该底部的顶部的浮抛窑,
所述浮抛窑具有:
将所述浮抛窑的内部空间分成下方空间和上方空间两部分的顶部砖层、和
沿上下方向延伸且贯通所述顶部砖层而设置的多个加热器,
所述多个加热器包含第一加热器和第二加热器,
所述第一加热器和所述第二加热器分别具有至少一部分位于所述上方空间的非发热部和至少一部分位于所述下方空间的发热部,
所述第一加热器中的所述发热部的外径与所述第一加热器中的所述非发热部的外径相同,
所述第二加热器中的所述发热部的外径大于所述第二加热器中的所述非发热部的外径。
2.如权利要求1所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述第二加热器中的所述发热部的上下方向的尺寸大于所述第一加热器中的所述发热部的上下方向的尺寸。
3.如权利要求1或2所述的浮法玻璃制造装置,其中,
从上方观察所述浮抛窑时,配置有所述多个加热器的区域具有沿着在所述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向、和与所述运送方向正交的宽度方向划分的多个分区,
所述第二加热器的至少一个在所述多个分区之中设置于所述分区中的所述加热器的输出功率为30kW/m2以上的分区中。
4.如权利要求1或2所述的浮法玻璃制造装置,其中,
从上方观察所述浮抛窑时,配置有所述多个加热器的区域具有沿着在所述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向、和与所述运送方向正交的宽度方向划分的多个分区,
所述多个分区沿着所述玻璃带的预定的流线而规定,
所述第二加热器的至少一个在从上方观察时设置于与所述流线重叠的分区中的至少一个分区中。
5.如权利要求1或2所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述顶部砖层中的设置有所述第二加热器的部分的上下方向的尺寸大于所述顶部砖层中的设置有所述第一加热器的部分的上下方向的尺寸。
6.如权利要求1或2所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述第二加热器具有将所述发热部和所述非发热部接合的接合部,
所述接合部的至少一部分的外径为所述发热部的外径以下且大于所述非发热部的外径。
7.如权利要求6所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述接合部的上端位于比所述顶部砖层的下端更靠下侧。
8.如权利要求6所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述接合部的上端位于比所述顶部砖层的下端更靠上侧。
9.如权利要求6所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述接合部的外径随着从所述非发热部向所述发热部而增大。
10.如权利要求1或2所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述浮抛窑具有将所述上方空间沿着与在所述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向正交的宽度方向进行分割的分隔构件,
所述分隔构件沿着所述玻璃带的外缘部的至少一部分而设置,
所述第二加热器的至少一部分在利用所述分隔构件沿所述宽度方向分割的所述上方空间之中设置于位于所述宽度方向的两端的两端空间中。
11.一种浮法玻璃制造方法,其使用具有贮存熔融金属的底部和覆盖该底部的顶部的浮抛窑,形成粘度为104dPa·s时的温度为1100℃以上的玻璃,其特征在于,
所述浮抛窑的内部空间被顶部砖层分成上方空间和下方空间两部分,
所述浮法玻璃制造方法包括利用沿上下方向延伸且贯通所述顶部砖层而设置的多个加热器对在所述熔融金属上形成的玻璃带进行加热,
所述多个加热器包含第一加热器和第二加热器,
所述第一加热器和所述第二加热器分别具有至少一部分位于所述上方空间的非发热部、和在所述非发热部的下侧设置且至少一部分位于所述下方空间的发热部,
所述第一加热器中的所述发热部的外径与所述第一加热器中的所述非发热部的外径相同,
所述第二加热器中的所述发热部的外径大于所述第二加热器中的所述非发热部的外径。
12.如权利要求11所述的浮法玻璃制造方法,其中,
从上方观察所述浮抛窑时,配置有所述多个加热器的区域具有沿着在所述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向、和与所述运送方向正交的宽度方向划分的多个分区,
所述第二加热器的至少一个在从上方观察所述浮抛窑时在位于所述玻璃带的粘度为103.8dPa·s以上且107.5dPa·s以下的区域中的所述分区之中设置于位于所述宽度方向的两端的第一分区、和与所述第一分区在所述宽度方向上相邻的第二分区的至少一个分区中。
13.如权利要求11或12所述的浮法玻璃制造方法,其中,
从上方观察所述浮抛窑时,配置有所述多个加热器的区域具有沿着在所述熔融金属上形成的玻璃带的运送方向、和与所述运送方向正交的宽度方向划分的多个分区,
所述第二加热器的至少一个在从上方观察所述浮抛窑时在位于所述玻璃带的粘度为103.8dPa·s以上且107.5dPa·s以下的区域中的所述分区之中设置于位于所述宽度方向的中央的第三分区、和与所述第三分区在所述宽度方向上相邻的第四分区的至少一个分区中。
14.如权利要求11或12所述的浮法玻璃制造方法,其中,
利用沿着所述玻璃带的外缘部的至少一部分而设置的分隔构件,所述上方空间沿着与所述玻璃带的运送方向正交的宽度方向被分割成至少3个以上的空间,
所述对玻璃带进行加热包括利用在所述分割的上方空间之中设置于位于所述宽度方向的两端的两端空间中的所述第二加热器对所述玻璃带进行加热。
15.如权利要求14所述的浮法玻璃制造方法,其中,
包括向所述上方空间导入还原性气体,
所述还原性气体以位于比所述两端空间更靠内侧的内侧空间中的所述还原性气体的浓度低于所述两端空间中的所述还原性气体的浓度的方式导入。
16.如权利要求14所述的浮法玻璃制造方法,其中,
包括:
向所述两端空间导入还原性气体;和
向位于比所述两端空间更靠内侧的内侧空间导入惰性气体。
17.如权利要求11或12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。
18.如权利要求17所述的浮法玻璃制造方法,其中,
所述无碱玻璃以基于氧化物的质量%表示,含有
SiO2:50%以上且73%以下,
Al2O3:10.5%以上且24%以下,
B2O3:0%以上且12%以下,
MgO:0%以上且10%以下,
CaO:0%以上且14.5%以下,
SrO:0%以上且24%以下,
BaO:0%以上且13.5%以下,
MgO+CaO+SrO+BaO:8%以上且29.5%以下,
ZrO2:0%以上且5%以下。
19.如权利要求17所述的浮法玻璃制造方法,其中,
所述无碱玻璃的玻璃化转变温度为730℃以上且850℃以下,
所述无碱玻璃的粘度为104dPa·s时的温度为1220℃以上且1350℃以下,
所述无碱玻璃以基于氧化物的质量%表示,含有
SiO2:57%以上且65%以下,
Al2O3:14%以上且23%以下,
B2O3:0%以上且5.5%以下,
MgO:1%以上且8.5%以下,
CaO:3%以上且12%以下,
SrO:0%以上且10%以下,
BaO:0%以上且5%以下,
MgO+CaO+SrO+BaO:12%以上且23%以下,
ZrO2:0%以上且5%以下。
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