CN111065606B - 玻璃物品的制造方法及制造装置以及粉末 - Google Patents

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Abstract

玻璃物品的制造方法包括：填充工序(S1)，在该工序中，使移送容器(7、16)与耐火砖(8a、8b、17a、17b)之间夹设通过加热而扩散接合的粉末(P)；预热工序(S2)，其在填充工序(S1)后，在该工序中，对移送容器(7、16)进行加热；以及熔融玻璃供给工序(S5)，其在预热工序(S2)后，在该工序中，对移送容器(7、16)进行加热且使熔融玻璃(GM)通过移送容器(7、16)的内部。本方法在熔融玻璃供给工序(S5)中，通过使粉末(P)扩散接合而形成将移送容器(7、16)固定于耐火砖(8a、8b、17a、17b)的接合体(10、20)。

Description

玻璃物品的制造方法及制造装置以及粉末
技术领域
本发明涉及对熔融玻璃进行成形来制造玻璃物品的方法及装置以及粉末。
背景技术
众所周知，液晶显示器、有机EL显示器等平板显示器使用板状玻璃。
专利文献1公开了用于制造板状玻璃的装置。板状玻璃制造装置具备作为熔融玻璃的供给源的溶解槽、在溶解槽的下游侧设置的澄清槽、在该澄清槽的下游侧设置的搅拌槽和在搅拌槽的下游侧设置的成形装置。溶解槽、澄清槽、搅拌槽及成形装置彼此通过连通流路连接。
澄清槽、搅拌槽及使之连接的连通流路是由铂材料构成的容器。这些铂材料容器在其外表面形成有干燥被膜，通过由耐火物材料构成的保持构件覆盖。在干燥被膜与保持构件之间填充氧化铝浇注料。氧化铝浇注料添加适当量的水而成为水性浆料，并填充在干燥被膜与保持构件之间。氧化铝浇注料通过干燥而固化，从而固定铂材料容器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-228942号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，板状玻璃制造装置在操作前将溶解槽、澄清槽、搅拌槽、成形装置、连通流路各构成要素以独立分离的状态预备加热(以下记为记为“预热工序”)。在预热工序中，铂材料容器因温度上升而膨胀。在铂材料容器充分膨胀后使各构成要素连接，从而组装板状玻璃制造装置。之后，在溶解槽中生成的熔融玻璃经由澄清槽、搅拌槽、连通流路向成形装置供给，成形为板状玻璃。
在上述的预热工序中，铂材料容器膨胀，但该铂材料容器由固化了的氧化铝浇注料固定于保持构件。因此，膨胀被阻碍而容器作用很大的热应力，可能会导致破损或变形。
本发明是鉴于上述情况提出的，目的在于提供一种尽可能允许升温中的铂材料容器膨胀且能够在操作时固定以免该容器偏移的玻璃物品的制造方法及制造装置。
用于解决课题的方案
本发明用于解决上述课题，涉及通过由耐火砖覆盖的铂材料制的移送容器移送熔融玻璃，使所述熔融玻璃成形来制造玻璃物品的方法，该方法的特征在于，包括：填充工序，在该工序中，在所述移送容器与所述耐火砖之间夹设通过加热而扩散接合的粉末；预热工序，在所述填充工序后，在该工序中，对所述移送容器进行加热；以及熔融玻璃供给工序，在所述预热工序后，在该工序中，对所述移送容器进行加热，并使所述熔融玻璃通过所述移送容器的内部，在所述熔融玻璃供给工序中，通过使所述粉末扩散接合而形成将所述移送容器固定于所述耐火砖的接合体。
根据该构成，在预热工序中，在移送容器与耐火砖之间夹设能够扩散接合的粉末。在预热工序中移送容器膨胀的情况下，该粉末能够在移送容器的耐火砖之间流动，因此作为润滑材料发挥作用。因此，能够在预热工序中成为允许移送容器膨胀的状态，能够尽可能减小作用于移送容器的热应力。
另一方面，在熔融玻璃供给工序中，由于熔融玻璃的通过和移送容器的加热而粉末升温，粉末彼此的扩散接合活性化。在此，扩散接合是指使粉末彼此接触，并在粉末的融点以下的温度条件下通过在接触面间发生的原子扩散进行接合的方法。在熔融玻璃供给工序中，通过粉末扩散接合而构成接合体，从而移送容器由该接合体固定以免相对于耐火砖移动。
在所述填充工序中，优选供所述粉末填充的所述移送容器与所述耐火砖之间的间隔为7.5mm以上。根据该构成，能够进一步提高粉末的作为润滑材料的作用。因此，能够进一步减小伴随膨胀而在移送容器产生的热应力。
在所述填充工序中，优选所述粉末含有平均粒径为0.8mm以上的骨料。另外，所述粉末优选作为主成分含有氧化铝粉末，此外也可以含有二氧化硅粉末。也可以根据通过所述移送容器移送的所述熔融玻璃的温度来调整所述粉末中的所述二氧化硅粉末的含量。另外，优选所述移送容器以1300℃以上的温度通过所述接合体固定于所述耐火砖。
所述接合体可以是多孔结构体，也可以是在所述熔融玻璃供给工序中形成含有由所述粉末生成的熔融玻璃的所述接合体。由此，能够提高熔融玻璃供给工序中的接合体的阻气性，能够减少铂材料制的移送容器与氧气接触。因此能够减少由移送容器的氧化、升华引起的消耗。
所述移送容器可以在其外周面具有喷镀膜，也可以是在所述熔融玻璃供给工序中，使由所述粉末生成的所述熔融玻璃浸透于所述喷镀膜中。在该情况下，所述喷镀膜优选氧化锆喷镀膜。
通过按照上述方式在移送容器的外周面形成喷镀膜，从而能够减少铂材料制的移送容器与氧气接触。因此能够减少由铂材料制的移送容器的氧化、升华引起的消耗。通过在熔融玻璃供给工序中从在移送容器与耐火砖之间配置的粉末生成熔融玻璃，并使该熔融玻璃浸透喷镀膜，从而能够进一步提高该喷镀膜的阻气性，能够进一步减少由铂材料制的移送容器的氧化引起的消耗。
本发明用于解决上述课题，涉及一种具备移送熔融玻璃的铂材料制的移送容器和覆盖所述移送容器的耐火砖的玻璃物品的制造装置，特征在于在所述移送容器与所述耐火砖之间具备使粉末扩散接合而成的接合体。
发明效果
根据本发明，能够尽可能允许升温中的铂材料容器膨胀，且能够在操作时固定该容器以免偏移。
附图说明
图1是示出玻璃物品的制造装置的侧视图。
图2是澄清槽的剖视图。
图3是图2的III-III线剖视图。
图4是玻璃供给通路的侧视图。
图5是玻璃供给通路的剖视图。
图6是移送容器的剖视图。
图7是图6的VII-VII线剖视图。
图8示出玻璃物品的制造方法的流程图。
图9是示出玻璃物品的制造方法的一工序的剖视图。
图10是示出玻璃物品的制造方法的一工序的剖视图。
图11是示出玻璃物品的制造方法的一工序的剖视图。
图12是示出玻璃物品的制造方法的一工序的剖视图。
图13是示出玻璃物品的制造方法的一工序的剖视图。
图14是其他实施方式的澄清槽的剖视图。
图15是将图14的区域A放大示出的剖视图。
图16是澄清槽的剖视图。
图17是将图16的区域B放大示出的剖视图。
图18是其他实施方式的澄清槽的剖视图。
图19是第一层状构件的立体图。
图20是第一层状构件的立体图。
图21是第一层状构件的立体图。
图22是其他实施方式的澄清槽的剖视图。
图23是填充工序中的澄清槽的剖视图。
图24是填充工序中的澄清槽的剖视图。
图25是澄清槽的放大剖视图。
图26是澄清槽的放大剖视图。
具体实施方式
以下参照附图说明用于实施本发明的方式。图1至图13示出本发明的玻璃物品的制造方法及制造装置的一实施方式(第一实施方式)。
如图1所示，本实施方式的玻璃物品的制造装置从上游侧依次具备溶解槽1、澄清槽2、均质化槽(搅拌槽)3、釜4、成形体5和连结以上各构成要素1～5的玻璃供给通路6a～6d。另外，制造装置具备对通过成形体5成形的板状玻璃GR(玻璃物品)进行缓冷的缓冷炉(未图示)及缓冷后将板状玻璃GR切断的切断装置(未图示)。
溶解槽1是用于执行使所投入的玻璃原料溶解以制得熔融玻璃GM的溶解工序的容器。溶解槽1通过玻璃供给通路6a与澄清槽2连接。
澄清槽2是用于执行一边移送熔融玻璃GM一边通过澄清剂等作用进行脱泡的澄清工序的容器。澄清槽2通过玻璃供给通路6b与均质化槽3连接。
澄清槽2具备将熔融玻璃GM从上游向下游移送的中空状的移送容器7、覆盖移送容器7的耐火砖8a、8b、使该耐火砖8a、8b的端部封闭的盖体9、和夹设在移送容器7与耐火砖8a、8b之间的接合体10。
移送容器7由铂材料(铂或铂合金)构成为管状，但不限于该构成，只要是在内部具有熔融玻璃GM可通过的空间的构造体即可。如图2、图3所示，移送容器7具备管状部11和在该管状部11的两端部设置的凸缘部12。需要说明的是，从0℃升温至1300℃时的铂材料的热膨胀率为例如1.3～1.5％。从0℃升温至1300℃时的热膨胀率R在将0℃的长度设为L0(mm)并将1300℃的长度设为L1(mm)的情况下，能够以R＝(L1-L0)/L0计算。
管状部11设为圆管状，但不限定于该构成。优选管状部11的内径为100mm以上且300mm以下。优选管状部11的壁厚为0.3mm以上且3mm以下。优选管状部11的长度为300mm以上且10000mm以下。这些尺寸不限定于上述范围，能够对应于熔融玻璃GM的类别、温度、制造装置的规模等适当设定。
需要说明的是，管状部11也可以根据需要具备用于排出在熔融玻璃GM中产生的气体的排气部(通气管)。另外，管状部11也可以具备用于变更熔融玻璃GM流动的方向的分隔板(阻挡板)。
凸缘部12构成为圆形，但不限定于该形状。凸缘部12例如通过拉深加工与管状部11一体地形成。凸缘部12与电源装置(未图示)连接。澄清槽2的移送容器7由经由各凸缘部12向管状部11通入电流而产生的电阻加热(焦耳热)对在该管状部11的内部流动的熔融玻璃GM进行加热。
耐火砖8a、8b由高氧化锆系耐火物、锆系耐火物或熔融二氧化硅系耐火物构成，但不限定于该材质。需要说明的是，高氧化锆系耐火物是指按质量％含有80～100％的ZrO2的物质。从0℃升温至1300℃时的高氧化锆系耐火物的热膨胀率例如是0.1～0.3％。该高氧化锆系耐火物在1100℃～1200℃下表现收缩，从0℃升温至1100℃时的热膨胀率例如是0.6～0.8％，从0℃升温至1200℃时的热膨胀率例如是0.0～0.3％。另外，从0℃升温至1300℃时的锆系耐火物的热膨胀率例如是0.5～0.7％，熔融二氧化硅系耐火物的热膨胀率例如是0.03～0.1％。
如图2及图3所示，耐火砖8a、8b由多个耐火砖构成，在图示例中由第一耐火砖8a及第二耐火砖8b构成。第一耐火砖8a从下侧支承管状部11。第二耐火砖8b覆盖管状部11的上部。需要说明的是，第一耐火砖8a及第二耐火砖8b也可以在其长度方向上进一步分割为多个耐火砖。
第一耐火砖8a及第二耐火砖8b具有用于覆盖管状部11的外周面11a的面(以下记为“覆盖面”)14a、14b和相互抵接的面(以下记为“抵接面”)15a、15b。需要说明的是，覆盖面14a、14b还具有保持管状部11的外周面11a的功能。
如图3所示，覆盖面14a、14b由用于覆盖管状部11的外周面11a的剖切观察时呈圆弧状的曲面构成。覆盖面14a、14b的曲率半径设定得大于该外周面11a的半径，以在与管状部11的外周面11a之间形成间隙(接合体10的收容空间)。覆盖面14a、14b与管状部11的外周面11a的间隔(外周面11a的半径与覆盖面14a、14b的曲率半径的差)优选3mm以上，更加优选设定为7.5mm以上。从防止管状部11的蠕变变形的观点，优选该间隔设定为50mm以下，更加优选设定为20mm以下。
在使第一耐火砖8a的抵接面15a与第二耐火砖8b的抵接面15b接触的状态下，由各耐火砖8a、8b的覆盖面14a、14b构成覆盖管状部11的圆筒面(参照图3)。
盖体9与耐火砖8a、8b同样地由例如高氧化锆系耐火物、锆系耐火物或熔融二氧化硅系耐火物构成，但不限定于该材质。盖体9通过分割为多个并将各分割体组合而构成为圆板状(圆环状)。盖体9通过使厚度方向上的一个面与耐火砖8a、8b的长度方向端部抵接而使该端部封闭。
接合体10在将作为原料的粉末P(参照后述的图9等)填充在移送容器7的管状部11与耐火砖8a、8b之间后，通过加热使之扩散接合而构成。扩散接合是指使粉末彼此接触并利用在接触面间发生的原子扩散进行接合的方法。
作为粉末P，例如能够使用将氧化铝粉末与二氧化硅粉末混合而成的物质。在该情况下，优选以融点高的氧化铝粉末为主成分。不限于上述构成，可以由氧化铝粉末、二氧化硅粉末等、氧化锆粉末、氧化钇粉末等各种材料粉末的单体构成，或通过混合多种粉末而构成。
粉末P的平均粒径例如能够设为0.01～5mm。从提高预热工序中的粉末P的润滑作用的观点，粉末P优选含有平均粒径为0.8mm以上的骨料。骨料的平均粒径例如能够设为5mm以下。在粉末P包含骨料的情况下，骨料相对于粉末P的含量例如可以设为25质量％～75质量％，粉末P的除了骨料以外的平均粒径例如可以设为0.01～0.6mm。例如，在粉末P由氧化铝粉末和二氧化硅粉末构成的情况下，将氧化铝粉末的一部分设为骨料即可。
在本发明中，“平均粒径”是指使用激光衍射法测量的值，在通过激光衍射法测量时的体积基准的累积粒度分布曲线中，其累计量表示从较小粒子开始累积为50％的粒径。
粉末P按照在1300℃以上通过接合体10的形成而将澄清槽2的移送容器7固定于耐火砖8a、8b的方式调合，换言之以在1300℃以上使粉末P彼此的扩散接合活性化的方式调合。例如在粉末P为氧化铝粉末与二氧化硅粉末的混合粉末的情况下，该粉末P的扩散接合活性化的温度能够通过调整其混合比而适当设定。氧化铝粉末与二氧化硅粉末的混合比为，例如氧化铝粉末为90wt％，二氧化硅粉末为10wt％，但不限定于此。
均质化槽3是用于对澄清了的熔融玻璃GM进行搅拌并使之均匀化的工序(均质化工序)铂材料制的移送容器。均质化槽3的移送容器是有底管状容器，其外周面由耐火砖(未图示)覆盖。均质化槽3具备具有搅拌叶片的搅拌器3a。均质化槽3通过玻璃供给通路6c而与釜4连接。
釜4是用于执行状态调整工序的容器，其中，在该状态调整工序中，将熔融玻璃GM调整为适合于成形的状态。釜4例示作为熔融玻璃GM的粘度调整及流量调整用的容积部。釜4通过玻璃供给通路6d与成形体5连接。
成形体5是用于将熔融玻璃GM成形为所期望的形状的容器。在本实施方式中，成形体5通过溢流下拉法将熔融玻璃GM成形为板状。详细来说，成形体5使截面形状(与图1的纸面正交的截面形状)成为大致楔形状，在该成形体5的上部形成溢流槽(未图示)。
成形体5使熔融玻璃GM从溢流槽溢出，并沿着成形体5两侧的侧壁面(位于纸面的表背面侧的侧面)流下。成形体5使流下的熔融玻璃GM在侧壁面的下顶部融合。由此成形带状的板状玻璃GR。带状的板状玻璃GR被向后述的缓冷工序S7及切断工序S8供给，制成希望尺寸的板状玻璃。
按照这种方式制得的板状玻璃例如厚度为0.01～10mm，且被用于液晶显示器或有机EL显示器等平板显示器、有机EL照明、太阳电池等基板或保护罩。成形体5也可以执行流孔下拉法等其他下拉法。本发明的玻璃物品不限定于板状玻璃GR，包含玻璃管等具有各种形状的构造。例如，在形成玻璃管的情况下，取代成形体5配备使用丹纳法的成形装置。
作为板状玻璃的组成，使用硅酸盐玻璃、二氧化硅玻璃，优选硼硅酸玻璃、碱石灰玻璃、铝硅酸盐玻璃、化学强化玻璃，最优选使用无碱玻璃。在此，所谓无碱玻璃是指实质上不含碱成分(碱金属氧化物)的玻璃，具体来说是碱成分的重量比为3000ppm以下的玻璃。在本发明中的碱成分的重量比优选1000ppm以下，更加优选500ppm以下，最优选300ppm以下。
各玻璃供给通路6a～6d将溶解槽1、澄清槽2、均质化槽(搅拌槽)3、釜4及成形体5依次连结。如图4、图5所示，各玻璃供给通路6a～6d具备多个移送容器16、覆盖各移送容器16的耐火砖17a、17b、和使耐火砖17a、17b的端部封闭的盖体18。在耐火砖17a、17b与移送容器16之间，夹设用于将移送容器16固定于耐火砖17a、17b的接合体20。需要说明的是，也可以将绝缘层夹设在移送容器16彼此之间。
移送容器16由铂材料(铂或铂合金)构成为管状，但不限于该构成，是在内部具有供熔融玻璃GM通过的空间的构造体即可。如图5、图6所示，各移送容器16具备管状部21和在该管状部21的两端部设置的凸缘部22。管状部21为圆管状，但不限定于该构成。优选管状部21的内径为100mm以上且300mm以下。优选管状部21的壁厚为0.3mm以上且3mm以下。以上尺寸不限定于上述范围，而是根据熔融玻璃GM的类别、温度、制造装置的规模等适当设定。
凸缘部22构成为圆形，但不限定于该形状。凸缘部22通过例如拉深加工与管状部21一体构成。凸缘部22与电源装置(未图示)连接。在各玻璃供给通路6a～6d中，通过与澄清槽2同样地经由凸缘部22使电流流入管状部21所产生的电阻加热(焦耳热)，而对在该移送容器16的内部流动的熔融玻璃GM进行加热。
耐火砖17a、17b由高氧化锆系耐火物、锆系耐火物或熔融二氧化硅系耐火物构成，但不限定于该材质。耐火砖17a、17b的热膨胀率与澄清槽2的耐火砖8a、8b的热膨胀率相同。如图6及图7所示，耐火砖17a、17b由多个耐火砖构成，在图示例中由第一耐火砖17a及第二耐火砖17b构成。第一耐火砖17a从下侧支承。第二耐火砖17b覆盖管状部21的上部。需要说明的是，第一耐火砖17a及第二耐火砖17b也可以在其长度方向上进一步分割为多个耐火砖。
第一耐火砖17a及第二耐火砖17b具有用于覆盖管状部21的外周面21a的面(以下记为“覆盖面”)23a、23b相互抵接的面(以下记为“抵接面”)24a、24b。需要说明的是，覆盖面23a、23b还具有保持管状部21的外周面21a的功能。
如图7所示，覆盖面23a、23b为了覆盖管状部21的外周面21a而由剖切观察时呈圆弧状的曲面构成。覆盖面23a、23b的曲率半径以在管状部21的外周面21a之间形成间隙(接合体20的收容空间)的方式，设定为比该外周面21a的半径大。覆盖面23a、23b与管状部21的外周面21a的间隔(外周面21a的半径与覆盖面23a、23b的曲率半径的差)优选设定为7.5mm以上。从防止管状部21的蠕变变形的观点，优选该间隔设定为50mm以下，更加优选设定为20mm以下。
在使第一耐火砖17a的抵接面15a与第二耐火砖17b的抵接面15b接触的状态下，由各耐火砖17a、17b的覆盖面23a、23b构成覆盖管状部21的圆筒面(参照图7)。
盖体18具有与澄清槽2使用的盖体9相同的构成。盖体18通过使厚度方向上的一个面与耐火砖17a、17b的长度方向端部抵接来封闭该端部。
接合体20的构成具有与澄清槽2的接合体10相同的构成。作为接合体20的原料的粉末P也与接合体10使用的物质相同。
以下说明通过上述构成的制造装置制造玻璃物品(板状玻璃GR)的方法。如图8所示，本方法包括填充工序S1、预热工序S2、组装工序S3、溶解工序S4、熔融玻璃供给工序S5、成形工序S6、缓冷工序S7及切断工序S8。
在填充工序S1中，向澄清槽2中填充粉末P。例如，如图9所示，在使覆盖澄清槽2的移送容器7的第一耐火砖8a与第二耐火砖8b上下分离的状态下，向第一耐火砖8a的覆盖面14a与移送容器7的管状部11的外周面11a之间填充粉末P。之后如图10所示，使第二耐火砖8b的抵接面15b与第一耐火砖8a的抵接面15a抵接。并且，在外周面11a的上侧的部分与第二耐火砖8b的覆盖面14b之间的空间填充粉末P。之后通过盖体9封闭耐火砖8a、8b的端部。
另外，在填充工序S1中，以使各玻璃供给通路6a～6d中的移送容器16分别分离的状态将粉末P填充于各移送容器16。例如，如图11所示，以使第一耐火砖17a与第二耐火砖17b上下分离的状态，向第一耐火砖17a的覆盖面23a与移送容器16中的管状部21的外周面21a之间填充粉末P。之后如图12所示，使第二耐火砖17b的抵接面24a与第一耐火砖17a的抵接面24b抵接。并且，向在外周面21a的上侧的部分与第二耐火砖17b的覆盖面23b之间形成的空间填充粉末P。之后通过盖体18封闭耐火砖17a、17b的端部。通过以上处理，填充工序S1结束。
在预热工序S2中，在使制造装置的构成要素1～5、6a～6d分别分离的状态下使之升温。以下说明使澄清槽2升温的情况及将构成玻璃供给通路6a～6d的多个移送容器16在分离的状态下进行升温的情况。
在预热工序S2中，为了使澄清槽2的移送容器7升温，经由凸缘部12向管状部11通入电流。同样地，为了使玻璃供给通路6a～6d的移送容器16升温，经由凸缘部22向管状部21通入电流。由此，各移送容器7、16被加热，各管状部11、21沿其轴心方向(长度方向)及半径方向膨胀。此时，在各耐火砖8a、8b、17a、17b与管状部11、21之间填充的粉末P能够维持粉末状态，并在管状部11、21与耐火砖8a、8b、17a、17b之间的空间流动(移动)。这样的粉末P作为润滑材料发挥作用，从而各管状部11、21能够膨胀而不产生热应力。
若管状部11、21达到规定的温度(例如1200℃以上且低于粉末P的扩散接合活性化的温度)，则预热工序S2结束，执行组装工序S3。在组装工序S3中，使多个移送容器16连结，以组装各玻璃供给通路6a～6d。具体来说，使一个移送容器16的凸缘部22与另一移送容器16的凸缘部22对接。由此多个移送容器16相互连结固定(参照图4、图5)。
之后，通过使溶解槽1、澄清槽2、均质化槽3、釜4、成形体5及玻璃供给通路6a～6d连接来组装制造装置。通过以上处理，组装工序S3结束。
在溶解工序S4中，向溶解槽1内供给的玻璃原料被加热，生成熔融玻璃GM。需要说明的是，为了缩短启动期间，也可以在组装工序S3之前预先在溶解槽1内生成熔融玻璃GM。
在熔融玻璃供给工序S5中，将溶解槽1的熔融玻璃GM经由各玻璃供给通路6a～6d依次向澄清槽2、均质化槽3、釜4及成形体5移送。
在紧接组装工序S3后的熔融玻璃供给工序S5(制造装置的启动时)，澄清槽2(移送容器7)及各玻璃供给通路6a～6d(各移送容器16)通过向管状部11、21的通电而持续升温。此外，作为澄清槽2及玻璃供给通路6a～6d，也可以使高温的熔融玻璃GM通过澄清槽2的管状部11及各玻璃供给通路6a～6d的管状部21而进行升温。伴随该升温，填充在澄清槽2及玻璃供给通路6a～6d中的粉末P也升温。
若粉末P的温度达到粉末P的扩散接合活性化的温度，则扩散结合活性化。粉末P的加热温度只要为粉末P的扩散接合活性化的温度以上即可，优选1400℃以上。另外优选1700℃以下，更加优选1650℃以下。
在本实施方式中，在粉末P中的氧化铝粉末彼此及氧化铝粉末与二氧化硅粉末之间发生扩散接合。另外由氧化铝粉末和二氧化硅粉末产生莫来石。莫来石使氧化铝粉末彼此牢固接合。扩散接合随着时间经过而发展，粉末P最终成为一个或多个接合体10、20。接合体10、20与管状部11、21及耐火砖8a、8b、17a、17b紧贴，因此阻碍状部11、21相对于耐火砖8a、8b、17a、17b的移动。因此，管状部11、21固定于耐火砖8a、8b、17a、17b。接合体10、20在直到板状玻璃GR的制造结束的期间，与耐火砖8a、8b、17a、17b一起持续支承管状部11、21。需要说明的是，粉末P全部变为接合体10、20所需的时间优选为二十四小时以内，但不限定于该范围。
而且，在熔融玻璃供给工序S5中，在熔融玻璃GM在澄清槽2的移送容器7内流通时，由于在玻璃原料中配合有澄清剂，因此在该澄清剂的作用下，气体(泡)被从熔融玻璃GM去除。另外，在均质化槽3中，熔融玻璃GM被搅拌而均质化。熔融玻璃GM在釜4、玻璃供给通路6d中通过时，其状态(例如粘度或流量)被调整。
在成形工序S6中，熔融玻璃GM经由熔融玻璃供给工序S5被向成形体5供给。成形体5使熔融玻璃GM从溢流槽中溢出，并使之沿该溢流槽的侧壁面流下。成形体5通过使流下的熔融玻璃GM在下顶部融合，从而成形板状玻璃GR。
之后，板状玻璃GR经由缓冷炉的缓冷工序S7、切断装置的切断工序S8而形成为规定尺寸。或者，也可以在切断工序S8中将板状玻璃GR的宽度方向的两端去除后，将带状的板状玻璃GR卷取为卷状(卷取工序)。通过以上处理制成玻璃物品(板状玻璃GR)。
根据以上说明的本实施方式的玻璃物品的制造方法，在预热工序S2中，澄清槽2的移送容器7及玻璃供给通路6a～6d的移送容器16由填充在耐火砖8a、8b、17a、17b之间且能够扩散接合的粉末P支承。在澄清槽2及玻璃供给通路6a～6d的管状部11、21膨胀的情况下，该粉末P能够以不阻碍各管状部11、21膨胀的方式在各管状部11、21与耐火砖8a、8b、17a、17b之间移动(流动)。
由此，能够在预热工序S2中尽可能减小作用于各管状部11、21的热应力。另外，在熔融玻璃供给工序S5中，粉末P通过扩散接合而构成为接合体10、20，从而能够通过该接合体10、20和耐火砖8a、8b、17a、17b，可靠地固定各管状部11、21以避免其移动。
图14至图17示出本发明的玻璃物品的制造方法及制造装置的其他实施方式(第二实施方式)。图14及图15是填充工序结束时(预热工序前)的澄清槽的剖视图，图16及图17是熔融玻璃供给工序中的澄清槽的剖视图。
如图14及图15所示，在本实施方式中，澄清槽2的移送容器7具有覆盖管状部11的外周面11a的喷镀膜25。喷镀膜25是陶瓷喷镀膜，优选氧化铝喷镀膜、氧化锆喷镀膜。特别是，氧化锆喷镀膜的阻气性高于氧化铝喷镀膜，因此最适合于喷镀膜25。喷镀膜25的厚度优选为100～500μm。如图15所示，喷镀膜25由于是吹送喷镀材料而形成，因此是多孔结构体，在内部具有大量微小的气孔25a。喷镀膜25的气孔率是10～35％。喷镀膜25在管状部11的外周面11a的全周范围内形成。通过形成喷镀膜25，从而能够减少由铂材料构成的管状部11的外周面11a与氧气的接触。因此，能够减少由移送容器7(管状部11的外周面11a)的氧化、升华引起的消耗。
在本实施方式中，向移送容器7与耐火砖8a、8b之间填充的粉末P在填充工序S1前的调合工序中调整二氧化硅粉末的添加量(含量)，以在熔融玻璃供给工序S5中生成熔融玻璃GMa。
在熔融玻璃供给工序S5中，优选在设置于对较高温的熔融玻璃GM进行移送的移送容器(例如玻璃供给通路6a的移送容器16、澄清槽2的移送容器7)的粉末P中减少二氧化硅粉末的含量。在该情况下，优选粉末P中的二氧化硅粉末的含量按质量％为5～30％。在所移送的熔融玻璃GM为高温的情况下，由于由粉末P生成的熔融玻璃GMa由于粘性降低而流动性提高，因此为了确保基于接合体10的移送容器7的稳定支承而减少二氧化硅粉末的含量。
另一方面，优选在设置于对较低温的熔融玻璃GM进行移送的移送容器(例如玻璃供给通路6b～6d的移送容器16)的粉末P中增加二氧化硅粉末的含量。在该情况下，优选粉末P中的二氧化硅粉末的含量按质量％为40～70％。在所移送的熔融玻璃GM的温度为低温的情况下，由二氧化硅粉末生成的熔融玻璃GMa的粘性高，在将该熔融玻璃GMa内包于接合体10的状态下，能够通过该接合体10稳定地支承移送容器16。因此，优选通过移送容器7、16移送的熔融玻璃GM的温度越低则二氧化硅粉末的含量越多。
如图16所示，在熔融玻璃供给工序S5中通过粉末P的扩散接合形成接合体10。接合体10如图17所示为具有大量气孔10a的多孔结构体。在熔融玻璃供给工序S5中，通过对粉末P的二氧化硅粉末的含量进行调整而生成由粉末P(主要是二氧化硅粉末)形成的熔融玻璃GMa，该熔融玻璃GMa保持在接合体10的气孔10a中。若像这样接合体10含有熔融玻璃GMa，则能够提高接合体10的阻气性，减少铂材料制的移送容器7(管状部11的外周面11a)与氧气接触。因此能够减少由移送容器7的氧化、升华引起的消耗。需要说明的是，在玻璃供给通路6a～6d中的移送容器16与耐火砖17a、17b之间形成的接合体20也具有与上述接合体10相同的构造。另外，熔融玻璃GMa由于高温且长时间保持由粉末P形成的接合体10，从而能够推断其由接合体10所包含的二氧化硅成分等玻璃化而生成。
如图17所示，在熔融玻璃供给工序S5中，由粉末P(主要是二氧化硅粉末)生成的熔融玻璃GMa的一部分含浸在喷镀膜25的气孔25a中。由此，喷镀膜25的阻气性提高。因此，喷镀膜25能够更有效减少移送容器7(管状部11的外周面11a)的消耗。
需要说明的是，本实施方式的喷镀膜25也可以形成为玻璃供给通路6a～6d的移送容器16的管状部21。
图18至图21示出本发明的玻璃物品的制造方法及制造装置的其他实施方式(第三实施方式)。图18示出熔融玻璃供给工序中的澄清槽。
澄清槽2除了夹设在移送容器7与耐火砖8a、8b之间的接合体10以外，还具有夹设在该移送容器7与第一耐火砖8a之间的层状构件26。层状构件26可以设置在移送容器7与第二耐火砖8b之间，也可以设置在玻璃供给通路6a～6d的移送容器16与耐火砖17a、17b之间。
层状构件26由例如高氧化铝系耐火物构成为长条板状，但不限定于该材质及形状。需要说明的是，高氧化铝系耐火物是指按质量％含有90～100％的Al2O 3的物质。层状构件26的热膨胀率大于耐火砖8a、8b的热膨胀率，例如能够设为0.8～1.2％。优选层状构件26的热膨胀率A(％)接近铂材料的热膨胀率B(％)，具体来说优选A/B为0.6～1.0。需要说明的是，在本阶段中，热膨胀率均为升温至0℃到1300℃时的热膨胀率。层状构件26的厚度优选为3～17mm。
如图19所示，层状构件26以与移送容器7的管状部11及第一耐火砖8a、8b的覆盖面14a、14b的形状对应的方式具有圆弧状的弯曲形状。层状构件26以与第一耐火砖8a的覆盖面14a接触的方式配置。即，层状构件26配置在移送容器7的下方位置。
以下说明本实施方式的玻璃物品的制造方法。在本实施方式中，在填充工序S1中，在使覆盖澄清槽2的移送容器7的第一耐火砖8a与第二耐火砖8b上下分离的状态下，以与第一耐火砖8a的覆盖面14a接触的方式配置(载置)层状构件26(配置工序)。接下来，向第一耐火砖8a的覆盖面14a与移送容器7的管状部11的外周面11a之间填充粉末P。对于填充工序S1中的其他工序，与图1至图9的实施方式相同。
粉末P能够流动并作为润滑材料发挥作用，因此管状部11能够沿其长度方向相对于耐火砖8a、8b相对移动。换言之，管状部11未固定于耐火砖8a、8b，处于允许管状部11的长度方向膨胀的状态。
在预热工序S2中，一边使在澄清槽2的管状部11与耐火砖8a、8b之间配置的粉末P流动，一边使各管状部11沿长度方向膨胀。另外，使热膨胀率大于耐火砖8a、8b的层状构件26沿管状部11的长度方向膨胀。由此，粉末P以促进管状部11膨胀的方式流动，以辅助管状部11的膨胀。
图20所示的层状构件26通过将长度相等的多个构成构件26a沿管状部11的周向排列设置而构成。通过使各构成构件26a的长边彼此接触，构成具有与第一实施方式相同弯曲形状的层状构件26。通过像这样将多个构成构件26a组合构成层状构件26，从而层状构件26向第一耐火砖8a的设置作业变得容易。另外，本实施方式的层状构件26由于分割为多个构成构件26a并轻量化，因此与制造图19所示的一片层状构件26的情况对比，能够容易地进行设置作业，能够尽可能减少其制造成本。
图21所示的层状构件26通过将长度不同的第一构成构件26a及第二构成构件26b沿管状部11的周向及长度方向排列设置而构成。具体来说，使多个第一构成构件26a的端部彼此接触而构成为长条状，并使多个第二构成构件26b的端部彼此接触而构成为长条状。此外，通过使第一构成构件26a的长边与第二构成构件26b的长边接触而构成具有与图19的例子相同的弯曲形状的层状构件26。
图22至图26示出本发明的玻璃物品的制造方法及制造装置的其他实施方式(第四实施方式)。图22示出熔融玻璃供给工序中的澄清槽。图23及图24示出填充工序中的澄清槽。图25及图26示出预热工序中的澄清槽。
澄清槽2在移送容器7与耐火砖8a、8b之间具有接合体10及吸收构件27a、27b。该吸收构件27a、27b配置用于吸收移送容器7(管状部11)的半径方向的膨胀。
吸收构件27a、27b构成为具有可挠性的薄片状或层状，且构成为能够沿其厚度方向压缩变形。吸收构件27a、27b由例如陶瓷纸构成。陶瓷纸例如是陶瓷纤维的织布或无纺布，适合使用氧化锆纸或氧化铝纸。吸收构件27a、27b的压缩变形前的厚度Tb(mm)优选相对于常温下的覆盖面14a、14b的管状部11的外周面11a的间隔D(mm)的比(Tb/D)为0.1～0.5。此外，预热工序S2中的吸收构件27a、27b压缩变形后的厚度Ta(mm)优选设定相对于吸收构件27a、27b的压缩变形前的厚度Tb(mm)的比(Ta/Tb)为0.5～0.9。由于构成上述厚度的吸收构件27a、27b，因此也可以将薄的陶瓷纸等多片层叠使用。吸收构件27a、27b的气孔率优选为70～99％。吸收构件27a、27b的密度例如能够设为0.1～1.0g/cm3。
如图23及图24所示，吸收构件27a、27b以与耐火砖8a、8b的覆盖面14a、14b接触的方式配置。吸收构件27a、27b包含与第一耐火砖8a的覆盖面14a接触的第一吸收构件27a和与第二耐火砖8b的覆盖面14b接触的第二吸收构件27b。吸收构件27a、27b能够通过其可挠性而以从平板状的状态沿着覆盖面14a、14b的弯曲面的形状的方式以弯曲状变形。在本实施方式中，各吸收构件27a、27b的面积与各覆盖面14a、14b的面积相等，但不限定于该构成。例如也可以将面积比覆盖面14a、14b的面积小的多个吸收构件27a、27b相对于覆盖面14a、14b排列设置。
在本实施方式中，第一吸收构件27a的厚度与第二吸收构件27b的厚度相等，但不限于此，也可以使各吸收构件27a、27b的厚度不同。在该情况下，例如能够使位于移送容器7下方的第一吸收构件27a比第二吸收构件27b厚。
以下说明本实施方式的玻璃物品的制造方法。在本实施方式中，在填充工序S1中向澄清槽2填充粉末P。例如，如图23所示，在使覆盖澄清槽2的移送容器7的第一耐火砖8a与第二耐火砖8b上下分离的状态下，以与第一耐火砖8a的覆盖面14a接触的方式配置第一吸收构件27a。另外，以与第二耐火砖8b的覆盖面14b接触的方式配置第二吸收构件27b(配置工序)。
接下来，向第一耐火砖8a的覆盖面14a(第一吸收构件27a)与移送容器7的管状部11的外周面11a之间填充粉末P。之后，如图24所示，使第二耐火砖8b的抵接面15b与第一耐火砖8a的抵接面15a抵接。此时，第一吸收构件27a及第二吸收构件27b以覆盖管状部11的全周的方式成为圆筒状。并且，向外周面11a的上侧的部分与第二耐火砖8b的覆盖面14b(第二吸收构件27b)之间的空间填充粉末P。之后通过盖体9封闭耐火砖8a、8b的端部。
如图25所示，在预热工序S2中，管状部11如双点划线及箭头所示欲向半径方向外方膨胀。在该情况下，作用于粉末P及第一吸收构件27a的压力增加。
如图26所示，第一吸收构件27a由在管状部11的膨胀向粉末P按压，从而以其厚度减小的方式压缩变形(收缩)(以双点划线、箭头及实线示出收缩方式)。虽省略图示，但第二吸收构件27b也与第一吸收构件27a同样地以其厚度减小的方式压缩变形(收缩)。按照这种方式，通过吸收构件27a、27b收缩，从而管状部11能够不使作用于粉末P的压力增加而膨胀。由此，粉末P能够恰当地流动。另外，在管状部11沿长度方向膨胀时，与粉末P间的摩擦力增加被抑制。因此，管状部11能够沿半径方向膨胀并适当地同时沿长度方向膨胀。
根据情况，第一吸收构件27a在压缩变形后被粉碎，体积进一步减少。在该情况下，由于与粉末P的摩擦力增加被抑制，因此管状部11能够沿半径方向膨胀并同时在长度方向上适当膨胀。
需要说明的是，本发明不限定于上述实施方式的构成，也不限定于上述作用效果。本发明能够在不脱离本发明要旨的范围内实施多种变更。
在上述实施方式中，示出在组装工序S3后扩散接合的例子，但本发明不限定于该方式。在预热工序S2中，只要允许移送容器膨胀，也可以使粉末P的一部分在预热工序S2中扩散接合。同样地，也可以在预热工序S2中从粉末P的一部分生成熔融玻璃GMa。
在上述实施方式中，未将澄清槽2的移送容器7沿长度方向分割，而是由一个移送容器7构成，但如图4所示的玻璃供给通路6a～6d所示，也可以将澄清槽2的移送容器7沿长度方向分割而由多个移送容器7(移送容器)构成。另外，在上述实施方式中，由多个移送容器16构成玻璃供给通路6a～6d，但如图2所示的澄清槽2所示，也可以由一个移送容器16构成，而不沿长度方向分割。
在上述实施方式中，由分体的盖体9封闭耐火砖8a、8b的长度方向端部，但也可以以由无机纤维构成的橡皮布封闭耐火砖8a、8b的长度方向端部。或者也可以将盖体9与耐火砖8a、8b一体构成。另外，在粉末P的填充中，也可以在耐火砖8a、8b设置粉末填充用的贯通孔，并经由贯通孔填充粉末P。在该情况下，在填充后以不定形耐火物封闭贯通孔即可。
在上述实施方式中，在澄清槽2的管状部11与耐火砖8a、8b之间及玻璃供给通路6a～6d的管状部21与耐火砖17a、17b之间形成有接合体10、20，但可以在构成均质化槽3的铂材料制的移送容器与耐火砖之间也形成接合体或夹设层状构件26或吸收构件27a、27b。在内部流通的熔融玻璃GM的温度越高，由移送容器产生的热应力导致的破损或变形越显著。也就是说，若将本发明应用于在内部流通的熔融玻璃GM的温度为高温的移送容器，则防止移送容器的破损或变形的效果更加显著。因此，优选将本发明应用于连接溶解槽1与澄清槽2的玻璃供给通路6a、澄清槽2、连接澄清槽2与均质化槽3的玻璃供给通路6b、均质化槽3及连接均质化槽3与釜4的玻璃供给通路6c，更加优选应用于玻璃供给通路6a及澄清槽2。
实施例
以下示出本发明的实施例，但本发明不限定于该实施例。
本发明的发明人进行了用于确认本发明的效果，具体来说确认预热工序中的粉末的润滑作用的试验。在该试验中，利用耐火砖覆盖具有由圆形截面构成的管状部的铂材料制的移送容器，制作实施例1～6的试验体。移送容器中的管状部的外周面与耐火砖的覆盖面之间形成间隙，在该间隙中填充各种粉末。在试验中，对管状部移动所需的力(电阻值)进行测量。
以下说明各实施例1～6使用的粉末的详细构成。
在实施例1～5中，将填充粉末设为纯度99.7wt％的氧化铝粉末。该氧化铝粉末的平均粒径是0.11mm。在实施例6中，使用纯度99.7wt％、平均粒径0.11mm的氧化铝粉末与平均粒径1mm的氧化铝球(骨料)以1∶1的比例(重量比)混合而成的粉末。
将试验结果示出在表1中。表1中的“粉末”表示该粉末所包含的主成分。表1中的“间隙”是将第一耐火砖的覆盖面与第二耐火砖的覆盖面合并构成为圆形的情况下的直径(覆盖面内径)与移送容器中的管状部外径的差除以2得到的值。
电阻值按照以下方式测量。即，借助测力传感器沿长度方向对管状部施加载荷，以测力传感器测量管状部开始移动时的载荷(kgf)。通过将所测量的载荷(kgf)除以管状部的长度(m)而计算出电阻值(kgf/m)。
[表1]
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
粉末(主要成分) 氧化铝 氧化铝 氧化铝 氧化铝 氧化铝 氧化铝
骨料的添加 无 无 无 无 无 有
管状部外形(mm) 252 252 252 252 252 252
覆盖面内径(mm) 258 264 270 280 300 270
间隙(mm) 3 6 9 14 24 9
管状部长度(mm) 275 180 345 480 470 345
载荷(kgf) 40 25 29 41 35 26
电阻值(kgf/m) 145 139 84 85 74 75
在实施例1～5中，使用相同的粉末使管状部与耐火砖的间隙变化。实施例1及2使管状部与耐火砖的间隙低于7.5mm，确认到管状部移动。实施例3～5将管状部与耐火砖的间隙设为7.5mm以上，电阻值减小且变为100kgf/m以下。因此确认到，若管状部与耐火砖的间隙为7.5mm以上，则粉末的润滑作用进一步提高。
在实施例6中，将间隙设定为与上述的实施例3相同，并添加平均粒径为0.8mm以上的骨料。其结果，在实施例6中，与实施例3相比电阻值减小。由此，确认到通过该使粉末含有骨料而粉末的润滑作用进一步提高。
附图标记说明：
2 澄清槽
7 移送容器
8a 第一耐火砖
8b 第二耐火砖
10 接合体
16 移送容器
17a 第一耐火砖
17b 第二耐火砖
20 接合体
25 喷镀膜
GM 熔融玻璃
GMa 熔融玻璃
GR 玻璃物品(板状玻璃)
P 粉末
S1 填充工序
S2 预热工序
S5 熔融玻璃供给工序。

Claims (15)

1.一种玻璃物品的制造方法，其利用由耐火砖覆盖的铂材料制的移送容器移送熔融玻璃，并使所述熔融玻璃成形来制造玻璃物品，
所述玻璃物品的制造方法的特征在于，包括：
填充工序，在该填充工序中，在所述移送容器与所述耐火砖之间夹设通过加热而扩散接合的粉末；
预热工序，在所述填充工序后，在该预热工序中，对所述移送容器进行加热；以及
熔融玻璃供给工序，在所述预热工序后，在该熔融玻璃供给工序中，对所述移送容器进行加热，并使所述熔融玻璃通过所述移送容器的内部，
在所述预热工序中，随着所述移送容器的膨胀而使维持粉末状态的所述粉末移动，
在所述熔融玻璃供给工序中，通过使所述粉末扩散接合而形成将所述移送容器固定于所述耐火砖的接合体。
2.根据权利要求1所述的玻璃物品的制造方法，其中，
在所述填充工序中，供所述粉末填充的、所述移送容器与所述耐火砖之间的间隔为7.5mm以上。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃物品的制造方法，其中，
在所述填充工序中，所述粉末含有平均粒径为0.8mm以上的骨料。
4.根据权利要求1或2所述的玻璃物品的制造方法，其中，
所述移送容器在1300℃以上的温度下通过所述接合体固定于所述耐火砖。
5.根据权利要求1或2所述的玻璃物品的制造方法，其中，
所述接合体是多孔结构体，
在所述熔融玻璃供给工序中，形成包含由所述粉末生成的熔融玻璃的所述接合体。
6.根据权利要求5所述的玻璃物品的制造方法，其中，
所述移送容器在其外周面具有喷镀膜，
在所述熔融玻璃供给工序中，使由所述粉末生成的所述熔融玻璃含浸于所述喷镀膜中。
7.根据权利要求6所述的玻璃物品的制造方法，其中，
所述喷镀膜是氧化锆喷镀膜。
8.根据权利要求1或2所述的玻璃物品的制造方法，其中，
在所述填充工序中，所述粉末作为主成分含有氧化铝粉末。
9.根据权利要求8所述的玻璃物品的制造方法，其中，
在所述填充工序中，所述粉末还含有二氧化硅粉末。
10.根据权利要求9所述的玻璃物品的制造方法，其中，
根据通过所述移送容器移送的所述熔融玻璃的温度来调整所述粉末中的所述二氧化硅粉末的含量。
11.一种玻璃物品的制造装置，其具备移送熔融玻璃的铂材料制的移送容器和覆盖所述移送容器的耐火砖，
所述玻璃物品的制造装置的特征在于，
在所述移送容器与所述耐火砖之间具备使能够随着所述移送容器的膨胀而移动的粉末扩散接合而成的接合体。
12.一种粉末，其为了将铂材料制的移送容器固定于耐火砖而配置在所述移送容器与所述耐火砖之间，
所述粉末的特征在于，
所述粉末将氧化铝粉末作为主成分，所述粉末能够随着所述移送容器的膨胀而移动并且通过加热使所述粉末扩散接合而能够形成接合体。
13.根据权利要求12所述的粉末，其特征在于，
所述粉末还包含二氧化硅粉末、氧化锆粉末及氧化钇粉末中的任一种以上。
14.根据权利要求12或13所述的粉末，其特征在于，
所述粉末的平均粒径为0.01～5mm。
15.根据权利要求12或13所述的粉末，其特征在于，
所述粉末包含25质量％～75质量％的平均粒径为0.8mm以上的骨料，剩余部分的平均粒径为0.01～0.6mm。
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