CN113493299A - 浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法,提供一种改善在浴槽的上方空间设置的加热器的耐蠕变性的技术。浮法玻璃制造装置具备浴槽、流道出口唇板、上辊及碳加热器。所述浴槽收容熔融金属。所述流道出口唇板向所述熔融金属之上供给熔融玻璃。所述上辊使所述熔融玻璃在所述熔融金属之上沿规定方向流动并成形为带板状的玻璃带。所述碳加热器包括配置于所述浴槽的上方空间的碳制的发热部和支承所述发热部的电极部。所述发热部的附近的气氛的露点为‑35℃以下且该气氛的氧浓度为100体积ppm以下。
Description
技术领域
本公开涉及浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法。
背景技术
浮法玻璃制造装置向浴槽内的熔融金属之上连续地供给熔融玻璃,在熔融金属之上使熔融玻璃流动并成形为带板状的玻璃带。浴槽的上方空间由分隔壁分隔成上游侧的流道出口空间和下游侧的主空间。主空间远大于流道出口空间,为了防止熔融金属的氧化而由还原性气体充满。
在流道出口空间内,为了提高熔融玻璃的流动性而设有碳化硅(SiC)加热器(例如参照专利文献1)。而且,在主空间内,为了控制玻璃带的温度分布而设有碳化硅加热器(例如参照专利文献2)。专利文献2的碳化硅加热器从主空间的上方悬吊。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2015-134691号公报
【专利文献2】日本特开2006-219341号公报
【发明要解决的课题】
以往,在浴槽的上方空间内设有碳化硅加热器。碳化硅加热器存在有在高温下容易蠕变变形这样的问题。
发明内容
本公开的一方案提供一种改善在浴槽的上方空间设置的加热器的耐蠕变性的技术。
【用于解决课题的方案】
本公开的一方案的浮法玻璃制造装置具备浴槽、流道出口唇板、上辊、碳加热器。所述浴槽收容熔融金属。所述流道出口唇板向所述熔融金属之上供给熔融玻璃。所述上辊使所述熔融玻璃在所述熔融金属之上沿规定方向流动并成形为带板状的玻璃带。所述碳加热器包括配置于所述浴槽的上方空间的碳制的发热部和支承所述发热部的电极部。所述发热部的附近的气氛的露点为-35℃以下且该气氛的氧浓度为100体积ppm以下。
【发明效果】
根据本公开的一方案,能够改善在浴槽的上方空间设置的加热器的耐蠕变性。
附图说明
图1是表示一实施方式的浮法玻璃制造装置的剖视图。
图2是沿图1的II-II线的浮法玻璃制造装置的剖视图。
图3是表示流道出口空间内的碳加热器的配置的一例的俯视图。
图4是表示流道出口空间及主空间内的碳加热器的配置的一例的俯视图。
图5是沿图4的V-V线的浮法玻璃制造装置的剖视图。
图6是变形例的碳加热器的俯视图。
图7是变形例的碳加热器的从Y轴方向观察到的图。
图8是变形例的浮法玻璃制造装置的剖视图。
【标号说明】
10 浴槽
14 流道出口唇板
30 上辊
50 碳加热器
51 发热部
52、53 电极部
M 熔融金属
G 熔融玻璃
GR 玻璃带
具体实施方式
以下,参照附图,说明本公开的实施方式。需要说明的是,在各附图中,对于相同的或对应的结构标注同一标号,有时省略说明。在各附图中,X轴方向、Y轴方向及Z轴方向为相互垂直的方向,X轴方向及Y轴方向为水平方向,Z轴方向为铅垂方向。X轴方向是熔融玻璃G及玻璃带GR的流动方向,Y轴方向是熔融玻璃G及玻璃带GR的宽度方向。在说明书中,表示数值范围的“~”是指包含其前后记载的数值作为下限值及上限值的意思。
如图1所示,浮法玻璃制造装置1向浴槽10内的熔融金属M上连续地供给熔融玻璃G,在熔融金属M上使熔融玻璃G沿规定方向(X轴方向)流动并成形为带板状的玻璃带GR。玻璃带GR在浴槽10的下游区域从熔融金属M被拉起之后,由未图示的缓冷装置缓冷,通过未图示的加工装置切断成规定的尺寸。加工装置将玻璃带GR的Y轴方向两端部切除。利用加工装置对玻璃带GR进行加工,能得到作为产品的浮法玻璃。
作为浮法玻璃的玻璃的种类,可列举例如无碱玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸玻璃或钠钙玻璃等。无碱玻璃是指实质上不含有Na2O、K2O等碱金属氧化物的玻璃。在此,实质上不含有碱金属氧化物是指碱金属氧化物的含量的总量为0.1质量%以下。
浮法玻璃的用途没有特别限定,例如为液晶显示器(LCD)或有机EL显示器等平板显示器(FPD),例如为FPD的玻璃基板。在浮法玻璃的用途为FPD的玻璃基板的情况下,浮法玻璃的玻璃的种类为无碱玻璃。
浮法玻璃优选为以氧化物基准的质量%表示含有SiO2:54%~66%、Al2O3:10%~23%、B2O3:6%~12%、MgO+CaO+SrO+BaO:8%~26%的无碱玻璃基板。
浮法玻璃为了成为高应变点而优选为以氧化物基准的质量%表示含有SiO2:54%~68%、Al2O3:10%~25%、B2O3:0.1%~5.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:8%~26%的无碱玻璃基板。
浮法玻璃的厚度根据浮法玻璃的用途来选择。在浮法玻璃的用途为FPD的玻璃基板的情况下,浮法玻璃的厚度优选为0.7mm以下,更优选为0.5mm以下,进一步优选为0.3mm以下,更进一步优选为0.2mm以下,特别优选为0.1mm以下。
在切除了玻璃带GR的Y轴方向端部之后,在玻璃带GR的Y轴方向整个区域测定浮法玻璃的厚度。
如图1所示,浮法玻璃制造装置1具备浴槽10。浴槽10收容熔融金属M。作为熔融金属M,例如可使用熔融锡。除了熔融锡之外,也可以使用熔融锡合金等,熔融金属M只要是能够使熔融玻璃G浮起的材料即可。
浴槽10具有:上方开放的箱状的底壳体11;保护底壳体11的侧壁免于遭受熔融金属M的影响的侧砖12;保护底壳体11的底壁免于遭受熔融金属M的影响的底砖13。
浮法玻璃制造装置1具备流道出口唇板14。流道出口唇板14向浴槽10内的熔融金属M上供给熔融玻璃G。如图2所示,侧壁16、17沿Y轴方向夹持流道出口唇板14,防止在流道出口唇板14上流动的熔融玻璃G向Y轴方向溢出。
如图1所示,浮法玻璃制造装置1具备闸板18。闸板18相对于流道出口唇板14而上下移动自如,调整在流道出口唇板14上流动的熔融玻璃G的流量。闸板18与流道出口唇板14的间隔越窄,则在流道出口唇板14上流动的熔融玻璃G的流量越少。
闸板18由耐火物构成。在闸板18可以形成防止闸板18与熔融玻璃G的接触的保护膜19。保护膜19例如由铂或铂合金形成。
浮法玻璃制造装置1具备砖20。砖20配置在流道出口唇板14的下方,与熔融金属M上的熔融玻璃G接触。如图3所示,砖20具有与熔融玻璃G的上游端接触的湿背砖22和从湿背砖22朝向下游延伸的限流砖24、25。限流砖24、25从湿背砖22朝向下游倾斜地延伸,朝向下游扩开。
熔融玻璃G在被供给到熔融金属M上之后,形成向X轴正方向流动的主流F1和朝向湿背砖22向X轴负方向逆流的支流F2。支流F2当到达湿背砖22时,沿湿背砖22向左右分开流动之后,沿左右的限流砖24、25流动,向主流F1的Y轴方向端部汇合。因而,由于流道出口唇板14及砖20与熔融玻璃G的接触而产生的异质成分向玻璃带GR的Y轴方向两端部聚集。玻璃带GR的Y轴方向两端部在缓冷后被切除,未成为产品的一部分,因此能得到高品质的浮法玻璃。
如图1所示,浮法玻璃制造装置1具备浴槽10的上方空间S。侧壁26(参照图5)形成浴槽10的上方空间的侧面。而且,顶棚27形成浴槽10的上方空间S的上面。此外,分隔壁28将浴槽10的上方空间S分隔成上游侧的流道出口空间S1和下游侧的主空间S2。分隔壁28也称为前过梁。
流道出口空间S1内的熔融玻璃G的温度范围是以熔融玻璃G的粘度换算计例如相当于103.8dPa·s~104.65dPa·s的范围,优选是以熔融玻璃G的粘度换算计相当于104.1dPa·s~104.3dPa·s的范围。
主空间S2远大于流道出口空间S1。主空间S2为了防止熔融金属M的氧化而由还原性气体充满。还原性气体例如是氮气与氢气的混合气体,包含85体积%~98.5体积%的氮气、1.5体积%~15体积%的氢气。还原性气体从顶棚27的砖彼此的接缝及顶棚27的孔供给。
如图4所示,浮法玻璃制造装置1具备上辊30。上辊30在熔融金属M上使熔融玻璃G沿X轴方向流动并成形为带板状的玻璃带GR。上辊30按压玻璃带GR的Y轴方向端部并旋转,沿X轴方向送出玻璃带GR。玻璃带GR沿X轴方向移动,并逐渐被冷却,变硬。
一对上辊30沿Y轴方向隔开间隔地设置,抑制玻璃带GR的Y轴方向的收缩。能够使玻璃带GR的厚度比平衡厚度薄。一对上辊30沿X轴方向隔开间隔地设置多个。由此,设置多对上辊30。
上辊30至少在成形区域A1按压玻璃带GR的Y轴方向端部。成形区域A1是玻璃带GR的粘度为104.5dPa·s~107.5dPa·s的区域。在成形区域A1中,玻璃带GR由上辊30成形为规定的厚度。需要说明的是,玻璃带GR的粘度是将在玻璃带GR的Y轴方向中心测定到的温度进行了粘度换算而得到的值。
上辊30也可以在成形区域A1和低温区域A2这两方按压玻璃带GR的Y轴方向端部。低温区域A2是比成形区域A1低温的区域,是玻璃带GR的粘度为超过107.5dPa·s~107.65dPa·s的区域。在低温区域A2也能够抑制玻璃带GR的Y轴方向的收缩。
上辊30还可以在缓冷区域A3按压玻璃带GR的Y轴方向端部。缓冷区域A3是玻璃带GR的粘度为超过107.65dPa·s的区域。在该情况下,玻璃带GR的Y轴方向端部由后述的碳加热器50局部性地加热。因而,在缓冷区域A3,上辊30能够抓握玻璃带GR。
上辊30具有旋转构件31和旋转轴32。旋转构件31例如为圆盘状,由其外周按压玻璃带GR的Y轴方向端部,沿玻璃带GR的X轴方向送出玻璃带GR。旋转轴32由未图示的驱动装置驱动而旋转,使旋转构件31旋转。旋转轴32由金属形成,金属的耐热性低,因此在旋转轴32的内部形成制冷剂流路。
如图3所示,浮法玻璃制造装置1具备碳加热器50。碳加热器50包括在浴槽10的上方空间S配置的碳制的发热部51和支承发热部51的电极部52、53。在本实施方式中,电极部52、53的材质为碳。电极部52、53的截面积比发热部51的截面积大,因此电极部52、53的电阻比发热部51的电阻低。因此,电极部52、53几乎不发热。在此,截面积是与电流的流动正交的截面的面积。
需要说明的是,电极部52、53的材质也可以是耐蠕变性优异的钼或钨。而且,在本实施方式中,电极部52、53为一对,但也可以为多对。
浴槽10的上方空间S如上所述为了防止熔融金属M的氧化而由还原性气体充满。但是,大气从堵塞侧砖12与侧壁26的空间的密封部侵入到浴槽10的上方空间S。因而,浴槽10的上方空间S包含氧气。如果氧气与氢气发生反应,则生成水蒸气。氧气及水蒸气使碳氧化。当碳被氧化时,生成二氧化碳气体,碳的重量减少。因而,以往,未考虑在浴槽10的上方空间S使用碳加热器50的情况。
本发明者研讨碳加热器50的能够使用的条件,着眼于碳加热器50的发热部51的附近的气氛。发热部51的附近是指距发热部51的距离为10cm以下的区域。本发明者通过后述的实验等而发现了下述的条件。发现的发热部51的附近的气氛的露点为-35℃以下且氧浓度为100体积ppm以下。露点成为掌握气氛的水蒸气浓度上的指标。露点越低,则水蒸气浓度越低。
如果露点为-35℃以下且氧浓度为100体积ppm以下,则水蒸气浓度及氧浓度低,因此发热部51的重量减少较小,发热部51的更换频度只要为通常的维修的频度的程度,例如三个月一次的程度即可。因此,碳加热器50可以使用。
从发热部51的耐久性的观点出发,发热部51的附近的气氛的露点优选为-45℃以下,更优选为-50℃以下。而且,从露点的控制性的观点出发,发热部51的附近的气氛的露点优选为-100℃以上。
另外,从发热部51的耐久性的观点出发,发热部51的附近的气氛的氧浓度优选为60体积ppm以下,更优选为50体积ppm以下。而且,从氧浓度的控制性的观点出发,发热部51的附近的气氛的氧浓度优选为5体积ppm以上。
碳加热器50与以往的SiC加热器相比,相对刚性(刚性/密度)高,因此重力引起的蠕变变形小。因而,能够改善耐蠕变性。而且,碳加热器50与以往的SiC加热器相比,最高使用温度高,例如能够实现1300℃以上的使用。
发热部51例如优选包含相互平行地并列的多个直线部51a和将相邻的直线部51a连接的U字状的折返部51b。直线部51a及折返部51b水平地配置。通过折返部51b,在俯视图中能够增大每单位面积的发热面积。而且,通过折返部51b,能够延长电流路径的全长,能够增大电阻。
发热部51的材质优选为CIP材料或C/C复合材料。CIP材料通过CIP(ColdIsostatic Pressing:冷等静压成型)法得到。在CIP法中,向橡胶模具放入碳原料,对橡胶模具整体施加压力而成形。CIP材料与C/C复合材料相比,导电率高。
另一方面,C/C复合材料是碳纤维与碳或石墨的复合材料,通过浸渍法或CVD法得到。在浸渍法中,以碳纤维为基材浸渍树脂或沥青,烧结而进行碳化或石墨化。在CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)法中,使将烃进行热分解而得到的碳沉着于碳纤维基材。C/C复合材料与CIP材料相比,电阻率高,强度高。
在本实施方式中,发热部51的材质是电阻率高的C/C复合材料。
电极部52、53对发热部51的两端部施加电压,使电流向发热部51流动。电极部52、53例如为棒状,水平地配置。电极部52、53的材质与发热部51的材质同样,优选为CIP材料或C/C复合材料。电极部52、53为发热部51的悬臂梁,因此在本实施方式中,电极部52、53的材质是高强度的C/C复合材料。
如图3所示,发热部51在俯视图中配置于一对限流砖24、25之间,与熔融玻璃G重叠地配置。一对限流砖24、25之间的温度区域是会产生熔融玻璃G的失透的温度区域。失透是结晶析出而透明度下降的现象。如果通过发热部51对熔融玻璃G进行局部性的加热,则能够抑制结晶的析出,能够抑制失透。
熔融玻璃G的失透在熔融玻璃G的流动的停滞部位容易产生,在限流砖24、25的下游端的附近容易产生。限流砖24、25的下游端附近是指距该下游端的距离为10cm以内的区域。
因此,发热部51优选在俯视图中配置于一对限流砖24、25的下游端附近,并与熔融玻璃G重叠地配置。由此,能够进一步抑制熔融玻璃G的失透。
另外,如图4所示,发热部51优选在俯视图中与玻璃带GR的Y轴方向端部重叠地配置。该配置至少在成形区域A1被采用,也可以在低温区域A2或缓冷区域A3被采用。
通过该配置,玻璃带GR的Y轴方向端部由发热部51局部性地加热,变得柔软。因而,能够提高上辊30对于玻璃带GR的抓握性。其结果是,能够提高玻璃带GR的成形性,并能够提高浮法玻璃的平坦性。
另外,如果在缓冷区域A3中采用上述配置,则玻璃带GR的Y轴方向端部的加热不足被消除,因此能够防止在浮法玻璃制造装置1的出口(浴槽10的上方空间S的出口)发生玻璃带GR破裂的故障。需要说明的是,发热部51也可以在俯视图中,重叠地配置在玻璃带GR的Y轴方向端部的内侧。
发热部51优选在俯视图中配置于沿X轴方向相邻的上辊30之间。在利用上辊30即将按压玻璃带GR的Y轴方向端部之前能够加热,能够进一步提高上辊30对于玻璃带GR的抓握性。
碳加热器50优选具有将一对电极部52、53与发热部51连结的一对连结部54、55。一个连结部54将一个电极部52与发热部51连结,另一个连结部55将另一个电极部53与发热部51连结。由此,能够分别制造一对电极部52、53和发热部51,能够降低它们的制造成本。
如图5所示,连结部54例如形成为L字状,包括将电极部52的一端连结的铅垂部54a和将发热部51的一端连结的水平部54b。另一个连结部55也同样地形成为L字状。连结部54、55的材质是CIP材料或C/C复合材料。在本实施方式中,连结部54、55的材质是高导电率的CIP材料。
碳加热器50还包括将电极部52与连结部54连结的第一螺栓56。第一螺栓56优选穿过连结部54的铅垂部54a的贯通孔并向电极部52的螺纹孔拧入。如果松缓第一螺栓56,则能够进行连结部54甚至发热部51的更换。发热部51的更换在发热部51的消耗时进行。在发热部51的更换后,再次拧紧第一螺栓56。需要说明的是,碳加热器50还包括将电极部53与连结部55连结的未图示的第一螺栓。
碳加热器50还包括将发热部51与连结部54连结的第二螺栓58。第二螺栓58优选穿过连结部54的水平部54b的贯通孔并向发热部51的螺纹孔拧入。如果松缓第二螺栓58,则发热部51能够更换。发热部51的更换在发热部51的消耗时进行。在发热部51的更换后,再次拧紧第二螺栓58。需要说明的是,碳加热器50还包括将发热部51与连结部55连结的未图示的第二螺栓。
如图5所示,碳加热器50的电极部52、53优选配置在侧壁26的开口部26a。由此,作业者能够站立在侧壁26的外侧,实施碳加热器50的安装及拆卸。因此,碳加热器50的追加设置、位置变更及更换等容易。
浮法玻璃制造装置1优选具备金属壳体60、第一密封构件70及第二密封构件71。金属壳体60包括:在侧壁26的开口部26a配置的筒部61;在侧壁26的外侧将筒部61的开口部闭塞的盖部62;供盖部62的电极部52插通的贯通孔63。供一个电极部52插通的贯通孔63与供另一个电极部53插通的未图示的贯通孔分别设置于盖部62。金属壳体60与碳加热器50的电极部52、53被绝缘。
第一密封构件70将金属壳体60的筒部61与侧壁26之间的间隙密封。作为第一密封构件70,例如可使用砂浆。
第二密封构件71将金属壳体60的盖部62与电极部52之间密封。作为第二密封构件71,例如可使用O形圈。分别准备将一个电极部52包围的O形圈和将另一个电极部53包围的O形圈。从耐热性的观点出发,O形圈材质优选使用例如氟橡胶。第二密封构件71具有绝缘性。
金属壳体60、第一密封构件70、第二密封构件71抑制大气的从侧壁26的开口部26a向浴槽10的上方空间S(在图5中为主空间S2)的侵入,抑制碳加热器50的发热部51的氧化消耗。
金属壳体60优选在盖部62具有向金属壳体60的内部空间IS导入不活泼气体的导入口64。不活泼气体例如是氮气或氩气等。向金属壳体60的内部空间IS填充不活泼气体,因此能够保护电极部52、53免于遭受浴槽10的上方空间S的氧气及水蒸气的影响。
金属壳体60具有朝向浴槽10的上方空间S的开口部。在金属壳体60的内部空间IS设有绝热构件80,该绝热构件80划分金属壳体60的内部空间IS与浴槽10的上方空间S。绝热构件80优选具有绝缘性。优选在绝热构件80的贯通孔插通碳加热器50的电极部52、53。在绝热构件80形成有供一个电极部52插通的贯通孔81和供另一个电极部53插通的未图示的贯通孔。从耐热性的观点出发,绝热构件80可使用砖、陶瓷板、石英玻璃块等。由此,能够遮挡来自发热部51的辐射热,能够抑制金属壳体60的加热。砖可使用例如氧化铝系耐火物。
绝热构件80的贯通孔81将由导入口64导入到金属壳体60的内部空间IS的不活泼气体向浴槽10的上方空间S供给。其结果是,能够向碳加热器50的发热部51的附近供给不活泼气体,能够进一步抑制发热部51的氧化消耗。
浮法玻璃制造方法包括如下步骤:向浴槽10内的熔融金属M上连续地供给熔融玻璃G;在熔融金属M上使熔融玻璃G沿X轴方向流动并成形为带板状的玻璃带GR;利用碳加热器50对熔融玻璃G或玻璃带GR进行加热。
如果利用碳加热器50对熔融玻璃G进行加热,则能够抑制熔融玻璃G的失透。而且,如果利用碳加热器50对玻璃带GR进行加热,则能够提高上辊30对于玻璃带GR的抓握性。其结果是,能够提高玻璃带GR的成形性,并能够提高浮法玻璃的平坦性。
接下来,参照图6及图7,说明变形例的碳加热器50。碳加热器50包括发热部51。发热部51包括:相互平行地并列的三根以上(在图6中为四根)的直线部51a;将相邻的直线部51a连接的U字状的折返部51b。直线部51a及折返部51b水平地配置。直线部51a的个数没有特别限定,例如为3~20。折返部51b的个数比直线部51a的个数少1个。
发热部51从上方对玻璃带GR或熔融玻璃G进行加热。当对玻璃带GR或熔融玻璃G进行加热时,其上方的气氛也被加热。其结果是,如图7所示,在发热部51的下方产生上升气流。相邻的直线部51a彼此的间隙窄,上升气流难以穿过该间隙。因此,上升气流避开发热部51地流动。因此,在发热部51的外缘,上升气流的流速容易升高,氧化消耗容易进展。发热部51的外缘例如包括两端的直线部51a、折返部51b。
如图6所示,从上方观察时,两端的直线部51a的宽度W1也可以比中央的直线部51a的宽度W2大。宽度W1、宽度W2是与电流的路径正交的方向的尺寸。在宽度W1比宽度W2大的情况下,能够抑制两端的直线部51a处的氧化消耗引起的断线,能够延长发热部51的耐用寿命。宽度W1优选为宽度W2的1.1倍以上,更优选为宽度W2的2倍以上,进一步优选为宽度W2的3倍以上。需要说明的是,宽度W1也可以为宽度W2的10倍以下。
另外,如果两端的直线部51a的宽度W1比中央的直线部51a的宽度W2大,则两端的直线部51a的电阻比中央的直线部51a的电阻低。其结果是,能够将两端的直线部51a的发热温度T1比中央的直线部51a的发热温度T2降低30℃以上。由此,能够抑制两端的直线部51a处的氧化消耗引起的断线。发热温度T1与发热温度T2的温度差优选为100℃以上,更优选为200℃以上。需要说明的是,发热温度T1与发热温度T2的温度差也可以为400℃以下。
如图6所示,从上方观察时,折返部51b的宽度W3也可以比中央的直线部51a的宽度W2大。宽度W3是与电流的路径正交的方向的尺寸。在宽度W3比宽度W2大的情况下,能够抑制折返部51b处的氧化消耗引起的断线,能够延长发热部51的耐用寿命。宽度W3优选为宽度W2的1.1倍以上,更优选为宽度W2的1.4倍以上,进一步优选为宽度W2的2倍以上。需要说明的是,宽度W3也可以为宽度W2的5倍以下。
在从上方观察时,相邻的直线部51a的间隔G1例如为5mm以下。如果间隔G1为5mm以下,则相邻的直线部51a的间隙窄,上升气流难以穿过该间隙,因此能够抑制直线部51a的氧化消耗。间隔G1优选为4mm以下,更优选为3mm以下。而且,间隔G1也可以为0.5mm以上。
碳加热器50也可以包括一对防风部41、42,该一对防风部41、42如图6所示从上方观察时夹持发热部51且如图7所示将在发热部51的下方产生的上升气流向发热部51之外转移。一对防风部41、42与发热部51隔开间隔地配置,例如与发热部51的直线部51a平行地配置。
如图6所示,一对防风部41、42连结于例如一对连结部54、55。防风部41连结于连结部54的铅垂部54a,防风部42连结于连结部55的铅垂部55a。从上方观察时,在一对连结部54、55之间以遮挡上升气流的方式配置发热部51的折返部51b。
一对防风部41、42与发热部51同样也可以为碳制。防风部41、42的材质优选为CIP材料或C/C复合材料,更优选为CIP材料。防风部41、42的电阻比发热部51的电阻低,防风部41、42几乎不发热。
防风部41、42通过将上升气流向发热部51之外转移来抑制发热部51的氧化消耗。而且,防风部41、42与发热部51不同几乎不发热,因此温度比发热部51低。因此,也能够抑制防风部41、42的氧化消耗。
在从上方观察时,防风部41、42与发热部51之间的间隔G2例如为5mm以下。如果间隔G2为5mm以下,则防风部41、42与发热部51之间的间隙窄,上升气流难以穿过该间隙,因此能够抑制发热部51的氧化消耗。间隔G2优选为4mm以下,更优选为3mm以下。而且,间隔G2也可以为0.5mm以上。
在从上方观察时,防风部41、42的宽度W4优选为中央的直线部51a的宽度W2的1.0倍以上,更优选为宽度W2的3倍以上。需要说明的是,宽度W4也可以为宽度W2的10倍以下。
接下来,参照图8,说明变形例的浮法玻璃制造装置1。浮法玻璃制造装置1优选具备金属壳体60、第一密封构件70及第二密封构件71。金属壳体60、第一密封构件70及第二密封构件71抑制大气的从侧壁26的开口部26a向浴槽10的上方空间S(在图8中为主空间S2)的侵入,抑制碳加热器50的发热部51的氧化消耗。
浮法玻璃制造装置1优选具备碳箱90,该碳箱90从金属壳体60的内部空间IS向浴槽10的上方空间S(在图8中为主空间S2)突出并收容碳加热器50的一部分。碳箱90抑制氧气及水蒸气从外部向内部的侵入,抑制碳加热器50的氧化消耗。碳箱90优选为CIP材料或C/C复合材料。
金属壳体60优选具有向碳箱90的内部空间导入不活泼气体的导入口64。不活泼气体例如为氮气或氩气等。由于向碳箱90的内部空间填充不活泼气体,因此能够保护发热部51及电极部52、53免于遭受浴槽10的上方空间S的氧气及水蒸气的影响。
在碳箱90的下壁形成有开口部91。在从下方观察时,开口部91的大小大于碳加热器50的发热部51的大小。在开口部91的开口缘也可以设置向下方突出的未图示的碳喷嘴。碳喷嘴为筒状,将发热部51包围。需要说明的是,在碳喷嘴包围发热部51的情况下,不需要防风部41、42。
向碳箱90的内部空间供给的不活泼气体穿过碳箱90的开口部91,向碳加热器50的发热部51的下方喷出。因此,能够抑制在发热部51的下方产生上升气流的情况。为了将不活泼气体向发热部51的下方均等地喷出,开口部91的开口缘与发热部51之间的间隔G3优选为发热部51的直线部51a彼此的间隔G1的90%~110%。间隔G3例如为5mm以下。如果间隔G3为5mm以下,则能够抑制气体的从碳箱90的外部向内部的逆流。间隔G3优选为4mm以下,更优选为3mm以下。而且,间隔G3也可以为0.5mm以上。
碳加热器50的发热部51与玻璃带GR(或熔融玻璃G)之间的间隔G4例如为50mm以下。如果间隔G4为50mm以下,则能够抑制气体的从碳箱90的外部向内部的逆流,并能够有效地对玻璃带GR(或熔融玻璃G)进行加热。间隔G4优选为30mm以下,更优选为10mm以下。而且,间隔G4也可以为0.5mm以上。
【实施例】
在下述的实验中,研究了碳试验片的氧化消耗速度与其周边气氛的关系。作为碳试验片,使用了C/C复合材料。碳试验片的尺寸为50mm×50mm×厚度10mm。碳试验片的氧化消耗速度通过将试验前的碳试验片的质量设为100%时的试验前后的碳试验片的质量的减少量(单位:%)而求出。
在试验中,首先,在容器的内部设置了碳试验片。并且,使氧浓度为3体积ppm以下且露点为-75℃以下的氮气向容器的内部流动,并且使电流向设置在容器的内部的碳试验片流动,将容器的内部以300℃/h的升温速度加热至1400℃。在此,氧浓度计使用了株式会社TEKHNE(テクネ)计测的微量氧计测单元TKZ005AU。而且,露点计使用了株式会社TEKHNE计测的TK-100露点传输器。
接下来,将以使氧浓度和露点成为表1所示的值的方式进行了控制的氮气、氧气、水蒸气的混合气体向容器的内部供给,并使电流向设置在容器的内部的碳试验片流动,将容器的内部以1400℃加热了24小时。
最后,使氧浓度为3体积ppm以下且露点为-75℃以下的氮气向容器的内部流动,并将容器的内部冷却至室温,从容器的内部取出了碳试验片。
表1示出试验的结果。
【表1】
碳试验片的氧化消耗速度(质量%/h)
从表1可知,如果露点为-35℃以下且氧浓度为100体积ppm以下,则碳试验片的氧化消耗速度为0.3质量%/h以下。如果氧化消耗速度为0.3质量%/h以下,则能够以三个月一次的程度的更换频度使用碳加热器。
以上,说明了本公开的浮法玻璃制造装置及浮法玻璃制造方法,但是本公开没有限定为上述实施方式等。在权利要求书记载的范畴内,能够进行各种变更、修正、置换、附加、删除及组合。关于它们当然也属于本公开的技术范围。
Claims (26)
1.一种浮法玻璃制造装置,具备:
浴槽,收容熔融金属;
流道出口唇板,向所述熔融金属之上供给熔融玻璃;
上辊,使所述熔融玻璃在所述熔融金属之上沿规定方向流动并成形为带板状的玻璃带;及
碳加热器,包括配置于所述浴槽的上方空间的碳制的发热部和支承所述发热部的电极部,
所述发热部的附近的气氛的露点为-35℃以下且该气氛的氧浓度为100体积ppm以下。
2.根据权利要求1所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述浮法玻璃制造装置具备形成所述浴槽的上方空间的侧面的侧壁,
所述碳加热器的所述电极部配置于所述侧壁的开口部。
3.根据权利要求2所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述浮法玻璃制造装置具备:
金属壳体,包括配置于所述侧壁的开口部的筒部、在所述侧壁的外侧将所述筒部的开口部闭塞的盖部、及所述盖部的供所述电极部插通的贯通孔;
第一密封构件,将所述金属壳体的所述筒部与所述侧壁之间的间隙密封;及
第二密封构件,将所述金属壳体的所述盖部与所述电极部之间的间隙密封。
4.根据权利要求3所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述金属壳体在所述盖部具有导入口,该导入口向所述金属壳体的内部空间导入不活泼气体。
5.根据权利要求3或4所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述金属壳体具有朝向所述浴槽的所述上方空间的开口部,
所述浮法玻璃制造装置具备绝热构件,该绝热构件配置于所述金属壳体的内部空间,并划分所述金属壳体的内部空间与所述浴槽的所述上方空间,
所述碳加热器的所述电极部插通所述绝热构件的贯通孔。
6.根据权利要求3或4所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述浮法玻璃制造装置具备碳箱,该碳箱从所述金属壳体的内部空间向所述浴槽的所述上方空间突出并收容所述碳加热器的一部分。
7.根据权利要求6所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器的所述发热部以与处于所述熔融金属之上的所述熔融玻璃或所述玻璃带之间的间隔成为50mm以下的方式配置。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述浮法玻璃制造装置在所述流道出口唇板的下方具备与所述熔融金属之上的所述熔融玻璃接触的砖,
所述砖具有与所述熔融玻璃的上游端接触的湿背砖和从所述湿背砖朝向下游延伸的一对限流砖,
所述碳加热器的所述发热部在俯视图中配置于一对所述限流砖之间并与所述熔融玻璃重叠地配置。
9.根据权利要求8所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器的所述发热部在俯视图中配置于所述限流砖的下游端附近并与所述熔融玻璃重叠地配置。
10.根据权利要求1~4中任一项所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器的所述发热部在俯视图中与所述玻璃带的宽度方向端部重叠地配置。
11.根据权利要求10所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述上辊按压所述玻璃带的宽度方向端部并旋转,并且沿所述规定方向送出所述玻璃带,
所述碳加热器的所述发热部在俯视图中配置于在所述规定方向上相邻的所述上辊之间。
12.根据权利要求1~4中任一项所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器的所述发热部的材质为CIP材料或C/C复合材料。
13.根据权利要求1~4中任一项所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器的所述电极部的材质是CIP材料或C/C复合材料。
14.根据权利要求1~4中任一项所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器的所述发热部包括相互平行地并列的多个直线部及将相邻的所述直线部连接的U字状的折返部。
15.根据权利要求14所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器的所述发热部包括相互平行地并列的三个以上的所述直线部,
在从上方观察时,两端的所述直线部的宽度比中央的所述直线部的宽度大。
16.根据权利要求14或15所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器的所述发热部包括相互平行地并列的三个以上的所述直线部,
在从上方观察时,所述折返部的宽度比中央的所述直线部的宽度大。
17.根据权利要求1~4中任一项所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器具有将一对所述电极部与所述发热部连结的一对连结部。
18.根据权利要求17所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器还包括将所述电极部与所述连结部连结的第一螺栓,
所述第一螺栓穿过所述连结部的贯通孔而向所述电极部的螺纹孔拧入。
19.根据权利要求17所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器还包括将所述发热部与所述连结部连结的第二螺栓,
所述第二螺栓穿过所述连结部的贯通孔而向所述发热部的螺纹孔拧入。
20.根据权利要求1~4中任一项所述的浮法玻璃制造装置,其中,
所述碳加热器包括一对防风部,所述一对防风部在从上方观察时夹着所述发热部,并且所述一对防风部使在所述发热部的下方产生的上升气流向所述发热部的外侧转移。
21.一种浮法玻璃制造方法,使用权利要求1~20中任一项所述的浮法玻璃制造装置,所述浮法玻璃制造方法包括如下步骤:
将在所述流道出口唇板之上流动的所述熔融玻璃连续地向所述浴槽内的所述熔融金属之上供给;
在所述熔融金属之上使所述熔融玻璃沿所述规定方向流动并成形为带板状的所述玻璃带;及
利用所述碳加热器的所述发热部对所述熔融玻璃或所述玻璃带进行加热。
22.一种浮法玻璃制造方法,使用权利要求14~16中任一项所述的浮法玻璃制造装置,所述浮法玻璃制造方法包括如下步骤:
将在所述流道出口唇板之上流动的所述熔融玻璃连续地向所述浴槽内的所述熔融金属之上供给;
在所述熔融金属之上使所述熔融玻璃沿所述规定方向流动并成形为带板状的所述玻璃带;及
利用所述碳加热器的所述发热部对所述熔融玻璃或所述玻璃带进行加热,
两端的所述直线部的发热温度比中央的所述直线部的发热温度低30℃以上。
23.根据权利要求21或22所述的浮法玻璃制造方法,其中,
所述发热部的附近的气氛的露点为-45℃以下。
24.根据权利要求21或22所述的浮法玻璃制造方法,其中,
所述发热部的附近的气氛的氧浓度为60体积ppm以下。
25.根据权利要求21或22所述的浮法玻璃制造方法,其中,
浮法玻璃是以氧化物基准的质量%表示而含有SiO2:54%~66%、Al2O3:10%~23%、B2O3:6%~12%、MgO+CaO+SrO+BaO:8%~26%的无碱玻璃基板。
26.根据权利要求21或22所述的浮法玻璃制造方法,其中,
浮法玻璃是以氧化物基准的质量%表示而含有SiO2:54%~68%、Al2O3:10%~25%、B2O3:0.1%~5.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:8%~26%的无碱玻璃基板。
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