JP2005206368A - Screw feeder for glass melting furnace - Google Patents

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Tatsuya Azuma
達也 東
Yoshihiko Kitamura
喜彦 北村
Hideji Hosokawa
秀司 細川
Yujiro Asahi
雄二郎 朝日
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Asahi Fiber Glass Co Ltd
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Asahi Fiber Glass Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screw feeder for supplying glass materials in which quantity of nickel mixed in the glass materials can be reduced. <P>SOLUTION: In this screw feeder, materials in a hopper 1 is supplied into the glass melting furnace 6 at high temperature from a discharge port 5 at a tip part 4 of a housing by means of a screw 3 incorporated in the housing 2 provided under that. The root part side of the screw 3 positioned at least at a lower outlet of the hopper 1 is formed of metal alloy that substantially does not include nickel. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガラス溶融炉用スクリューフィーダに関し、特に該スクリューフィーダのスクリューの材質に関する。   The present invention relates to a screw feeder for a glass melting furnace, and more particularly to a material of a screw of the screw feeder.

ガラス原料を溶融炉に供給するための装置としてスクリューフィーダが広く使用されている。このスクリューフィーダはスクリューが組み込まれたハウジングの先端部を溶融炉内に配置し、ホッパー内のガラス原料をスクリューの回転によって送り、ハウジング先端部に設けられている排出口から溶融炉に供給する。その際、ガラス原料がホッパー内においてブリッジを起こして滞留しないように、ホッパーの出口付近に設けたアジテータでガラス原料を撹拌しながら供給する。このようなスクリューフィーダは、一定量のガラス原料を溶融炉内に連続して供給できる点で優れており、ガラス繊維用溶融炉のような小型溶融炉へのガラス原料供給用として使用されている。   A screw feeder is widely used as an apparatus for supplying glass raw materials to a melting furnace. In this screw feeder, the front end portion of the housing in which the screw is incorporated is disposed in the melting furnace, the glass raw material in the hopper is fed by rotation of the screw, and is supplied to the melting furnace from the discharge port provided at the front end portion of the housing. At that time, the glass raw material is supplied while stirring with an agitator provided near the outlet of the hopper so that the glass raw material does not stay in the hopper due to a bridge. Such a screw feeder is excellent in that a certain amount of glass raw material can be continuously supplied into the melting furnace, and is used for supplying glass raw material to a small melting furnace such as a glass fiber melting furnace. .

このスクリューフィーダにおいて、前記スクリューはホッパー側の根元部側とその下流に延在する先端部側とから構成され、これらはスクリュー軸によって連続している。このうち根元部側はスクリューのスタート部分で、ホッパーの下部出口部においてホッパー内のガラス原料をスクリュー軸の外周に螺旋状に設けたブレードの間に受け入れ、スクリューの回転により先端部側に順次供給する。   In this screw feeder, the screw is composed of a root portion side on the hopper side and a tip portion side extending downstream thereof, which are continuous by a screw shaft. Of these, the root side is the start part of the screw. At the lower outlet of the hopper, the glass raw material in the hopper is received between the spirally provided blades on the outer periphery of the screw shaft, and sequentially supplied to the tip side by rotating the screw. To do.

従来、このようなスクリューフィーダのハウジングとスクリューは、先端部分が高温のガラス溶融炉に配置されるため耐熱性と耐食性を重視して、あるいは材料価格とスクリュー製作時の加工性から、一般に例えばSUS304、SUS310のようなオーステナイト系ステンレス鋼によって製作されている。そして、ホッパーとその下部出口部付近に設置されるアジテータも、これらと同じ材質が用いられている。   Conventionally, for example, SUS304 is generally used for the housing and screw of such a screw feeder because the tip portion is arranged in a high-temperature glass melting furnace, so that heat resistance and corrosion resistance are emphasized, or because of material price and workability during screw manufacturing. , Made of austenitic stainless steel such as SUS310. And the same material as these is used also for the agitator installed near a hopper and its lower exit part.

一方、ガラス繊維製造においてガラス原料にニッケルが含まれていると、その紡糸の際に糸切れを生じやすくなることが知られている。すなわち、特許文献1には、ガラス繊維屑の加熱処理において、高温に熱されたガラス繊維屑が、ステンレススチール等のニッケルを含有する金属に触れて汚染されると、この汚染ガラス繊維屑の粉末を原料として紡糸する際に、糸切れを起こしやすくなるために、加熱炉に設置するコンベアにはニッケルを含有しない金属製のワイヤメッシュベルトを用いることが記載されている。   On the other hand, it is known that when glass fiber contains nickel in the glass raw material, yarn breakage is likely to occur during spinning. That is, in Patent Document 1, in the heat treatment of glass fiber waste, when the glass fiber waste heated to high temperature is contaminated by touching a metal containing nickel such as stainless steel, the powder of the contaminated glass fiber waste It is described that a metal wire mesh belt that does not contain nickel is used for the conveyor installed in the heating furnace in order to easily cause yarn breakage when spinning as a raw material.

また、特許文献2には、上記した特許文献1において、ニッケルを含有しない金属製のワイヤメッシュベルトを用いる理由は、ニッケルを含有するステンレス鋼からなるメッシュベルトを用いると、ニッケルによってガラス繊維屑が汚染され、このガラス繊維屑をガラス原料に配合して溶融しガラス繊維を紡糸すると、ガラスファイバーにニッケルが混入して糸切れを起こしやすくなることが記載されている。   Also, in Patent Document 2, the reason for using a metal wire mesh belt that does not contain nickel in Patent Document 1 described above is that when a mesh belt made of stainless steel containing nickel is used, glass fiber scraps are caused by nickel. It is described that when glass fiber scraps are contaminated and melted by mixing the glass fiber scraps with glass raw material, the glass fibers are spun and nickel is mixed into the glass fibers and breakage is likely to occur.

さらに、特許文献3には、ニッケルおよび硫黄分が混入するガラス原料においては硫化ニッケルが生成し、この硫化ニッケルがガラスウールの紡糸において糸切れを起こすことが記載されている。   Furthermore, Patent Document 3 describes that nickel sulfide is generated in a glass raw material in which nickel and sulfur are mixed, and this nickel sulfide causes yarn breakage during spinning of glass wool.

特開平6−285385号公報(2頁段落番号3および4参照)JP-A-6-285385 (see paragraph numbers 3 and 4 on page 2) 特開平11−221544号公報(2頁段落番号7参照)Japanese Patent Laid-Open No. 11-221544 (see paragraph number 7 on page 2) 特開平13−293456号公報(3頁段落番号10参照)Japanese Patent Laid-Open No. 13-293456 (see paragraph number 10 on page 3)

スクリューフィーダの主要部であるスクリューが、前記のSUS304やSUS310のようなオーステナイト系ステンレス鋼で製作された従来のスクリューフィーダを用いて、ガラス原料をガラス繊維用溶融炉に供給しガラス繊維を製造した場合、特許文献1に開示されているようなニッケルに汚染されたガラス繊維屑をガラス原料中に入れないのにも拘わらず、その紡糸の際に糸切れがしばしば発生するという問題があり、その原因探求と対策が強く求められていた。   The screw, which is the main part of the screw feeder, was manufactured by supplying glass raw material to a glass fiber melting furnace using a conventional screw feeder made of austenitic stainless steel such as SUS304 or SUS310. In such a case, there is a problem that yarn breakage often occurs during spinning, although glass fiber waste contaminated with nickel as disclosed in Patent Document 1 is not included in the glass raw material. The cause search and countermeasures were strongly demanded.

本発明が解決しようとする課題は、かかるガラス繊維製造の紡糸工程における糸切れの原因を究明して糸切れを防止することであり、本発明は糸切れを未然に防止できるスクリューフィーダを提供することを目的とする。   The problem to be solved by the present invention is to investigate the cause of yarn breakage in the spinning process of glass fiber production and prevent yarn breakage, and the present invention provides a screw feeder that can prevent yarn breakage in advance. For the purpose.

本発明は、前記課題を解決するためにガラス繊維製造の紡糸工程における糸切れについて種々検討した結果、糸切れの大きな原因がガラス原料中に含まれているニッケル成分であることを究明し、その混入経路について鋭意検討した結果、スクリューフィーダの材質中に含まれているニッケルがスクリューフィーダの磨耗によって混入することを見出し、この知見に基づいて得られたものである。   The present invention, as a result of various studies on yarn breakage in the spinning process of glass fiber production in order to solve the above problems, has determined that the major cause of yarn breakage is the nickel component contained in the glass raw material, As a result of intensive studies on the mixing route, it has been found that nickel contained in the material of the screw feeder is mixed due to wear of the screw feeder, and obtained based on this finding.

すなわち、本発明者は、スクリューフィーダの材質として使用されている前記SUS304やSUS310のようなオーステナイト系ステンレス鋼には、かなりの量のニッケルが含有されており、例えば、SUS304は約8〜11質量%のニッケルを含有し、SUS310は更に多い約19〜22質量%のニッケルを含有しているため、ガラス原料との接触により特に磨耗しやすいスクリューがこのようなステンレス鋼で製作されているスクリューフィーダで、ガラス原料をガラス繊維用溶融炉に供給した場合、スクリュー中のニッケルがガラス原料による磨耗によりガラス原料中に混入し、このニッケルがガラス繊維製造の紡糸工程において糸切れの発生原因の一つとなること、スクリューの磨耗はホッパー内のガラス原料をスクリューブレード間に受け入れる根元部側の方が、耐熱性が強く要求される先端部側より大きいため、この根元部側のスクリューからのニッケル混入を防止することが糸切れを防ぐのに極めて重要であること、さらにスクリューフィーダから混入するニッケルは、スクリューほど多くないが、スクリュー以外のハウジング、ホッパーおよび該ホッパー内に設置されたアジテータなどからも同様に混入することを見出し、本発明を完成したものである。   That is, the present inventor has found that the austenitic stainless steel such as SUS304 or SUS310 used as the material of the screw feeder contains a considerable amount of nickel. For example, SUS304 has about 8 to 11 mass. A screw feeder in which a screw that is particularly easily worn by contact with a glass raw material is made of such stainless steel because SUS310 contains about 19 to 22% by mass of nickel. When the glass raw material is supplied to the glass fiber melting furnace, nickel in the screw is mixed into the glass raw material due to abrasion by the glass raw material, and this nickel is one of the causes of yarn breakage in the spinning process of glass fiber production. Become a screw wear, screw the glass raw material in the hopper Since the root side that is received between the rades is larger than the tip side where heat resistance is strongly required, preventing nickel contamination from the screw on the root side is extremely important to prevent yarn breakage. In addition, the amount of nickel mixed in from the screw feeder is not as much as that of the screw, but it was found that the nickel mixed in from the housing other than the screw, the hopper, and the agitator installed in the hopper, and the present invention was completed. is there.

ガラス繊維製造においてニッケルが紡糸の際の糸切れの要因となることは、前記特許文献1乃至3から認められる。しかしながら、特許文献1及び2はガラス繊維屑の加熱処理おけるニッケル汚染防止を目的にしており、また特許文献3はニッケルと硫黄が存在すると硫化ニッケルが生成し、この硫化ニッケルがガラスウールの紡糸における糸切れの要因となることを示しているだけであり、何れにもガラス原料供給用のスクリューフィーダの特にスクリューがニッケル混入の要因であること、および該スクリューの磨耗は先端部側より根元部側の方が大きく、この部分からのニッケル混入が多いことは示されていない。   It is recognized from Patent Documents 1 to 3 that nickel becomes a factor of yarn breakage during spinning in glass fiber production. However, Patent Documents 1 and 2 aim at preventing nickel contamination in the heat treatment of glass fiber scraps, and Patent Document 3 generates nickel sulfide in the presence of nickel and sulfur, and this nickel sulfide is used for spinning glass wool. It only shows that it is a factor of thread breakage. In any case, the screw feeder for supplying glass raw material, in particular, the screw is a factor of nickel contamination, and the wear of the screw is at the root side from the tip side. It is not shown that there is much nickel contamination from this part.

本発明は、ガラス繊維製造においてスクリューフィーダからガラスに混入するニッケルと紡糸工程における糸切れとの関係を初めて明らかにし、糸切れ問題の解決を図ったもので、次のガラス溶融炉用スクリューフィーダを提供する。
(1)ホッパー内の原料を、ホッパーの下部に設けたハウジング内に組み込まれているスクリューによって、ハウジング先端部の排出口から高温のガラス溶融炉内に供給するためのスクリューフィーダであって、前記スクリューはホッパーの下部出口に位置する根元部側とその下流の先端部側とからなり、該スクリューの少なくとも該根元部側が実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成されていることを特徴とするガラス溶融炉用スクリューフィーダ。
(2)ホッパー内の原料を、ホッパーの下部に設けたハウジング内に組み込まれているスクリューによって、ハウジング先端部の排出口から高温のガラス溶融炉内に供給するためのスクリューフィーダであって、前記ハウジングはスクリューの根元部側を受け入れる部分と先端部側を受け入れる部分とから形成されており、ハウジングのスクリューの根元部側を受け入れる部分、ホッパーおよび該ホッパー内に設置したアジテータの少なくとも一つが、スクリューの少なくとも根元部側を実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成するのと併用してまたは併用しないで、実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成されていることを特徴とするガラス溶融炉用スクリューフィーダ。
(3)前記金属合金が実質的にニッケルを含まないステンレス鋼である上記(1)または(2)のガラス溶融炉用スクリューフィーダ。
(4)前記ステンレス鋼がSUS430またはSUS403である上記(3)のガラス溶融炉用スクリューフィーダ。
(5)前記スクリューの先端部側が耐熱性と耐食性の優れた金属合金によって形成されている上記(1)〜(4)のいずれかのガラス溶融炉用スクリューフィーダ。
(6)前記金属合金が少なくともニッケル、クロム、鉄を含む合金である上記(5)のガラス溶融炉用スクリューフィーダ。
(7)前記金属合金がSUS310またはINCOLOY800Hである上記(6)に記載のガラス溶融炉用スクリューフィーダ。
The present invention clarifies for the first time the relationship between nickel mixed into glass from screw feeders in glass fiber production and yarn breakage in the spinning process, and aims to solve the yarn breakage problem. provide.
(1) A screw feeder for supplying a raw material in a hopper into a high-temperature glass melting furnace from a discharge port at a front end of the housing by a screw incorporated in a housing provided at a lower portion of the hopper, The screw has a root portion side located at the lower outlet of the hopper and a tip portion side downstream thereof, and at least the root portion side of the screw is formed of a metal alloy substantially not containing nickel. Screw feeder for glass melting furnace.
(2) A screw feeder for supplying a raw material in a hopper into a high-temperature glass melting furnace from a discharge port at the front end of the housing by a screw incorporated in a housing provided at a lower portion of the hopper, The housing is formed of a portion for receiving the root portion side of the screw and a portion for receiving the tip portion side, and at least one of the portion for receiving the screw root portion of the housing, the hopper and the agitator installed in the hopper is a screw. A glass melting furnace characterized in that it is formed of a metal alloy that does not substantially contain nickel, with or without being used together with a metal alloy that does not substantially contain nickel, at least at the base side of Screw feeder.
(3) The screw feeder for a glass melting furnace according to (1) or (2), wherein the metal alloy is stainless steel substantially not containing nickel.
(4) The screw feeder for a glass melting furnace according to (3), wherein the stainless steel is SUS430 or SUS403.
(5) The screw feeder for a glass melting furnace according to any one of (1) to (4), wherein the tip end side of the screw is formed of a metal alloy having excellent heat resistance and corrosion resistance.
(6) The screw feeder for a glass melting furnace according to (5), wherein the metal alloy is an alloy containing at least nickel, chromium, and iron.
(7) The screw feeder for a glass melting furnace according to the above (6), wherein the metal alloy is SUS310 or INCOLOY800H.

本発明は、ホッパー内のガラス原料をガラス溶融炉に供給するスクリューフィーダのスクリューの少なくとも磨耗の大きい根元部側を実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成しているので、スクリューの磨耗によりガラス原料中に混入するニッケルを減少できる。これにより、ガラス中のニッケルが原因となって発生する、ガラス繊維製造の紡糸工程における糸切れを防止又は減少できるので、作業性が改善されかつ生産歩留が向上するとともにガラス繊維の品質を向上できる。   In the present invention, at least the root portion side of the screw of the screw feeder that supplies the glass raw material in the hopper to the glass melting furnace is formed of a metal alloy that does not substantially contain nickel. Nickel mixed in the raw material can be reduced. As a result, yarn breakage in the spinning process of glass fiber production caused by nickel in the glass can be prevented or reduced, improving workability and improving production yield and improving glass fiber quality. it can.

また、本発明はスクリューの少なくとも根元部側を実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成するのと併用して、または併用しないでハウジングの根元部側のスクリューが組み込まれている部分、ホッパーおよび該ホッパー内に設置するアジテータの少なくとも一つを同様に実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成するので、これらの磨耗によりガラス中に混入するニッケル量を同様に防止でき、特に併用したときにはニッケル量を一層減少させることが可能となり、その効果は大である。   The present invention also relates to a portion in which the screw on the base portion side of the housing is incorporated in combination with or without using at least the base portion side of the screw made of a metal alloy containing substantially no nickel, a hopper, and Since at least one of the agitators installed in the hopper is formed of a metal alloy that does not substantially contain nickel, the amount of nickel mixed in the glass can be prevented in the same manner due to the wear. The amount can be further reduced, and the effect is great.

さらに、本発明の他の好ましい実施形態では、スクリューの先端部側を耐熱鋼で形成しているので、従来のスクリューと同様に高温のガラス溶融炉内に先端部をハウジングに組み込まれた状態で配置して、ホッパー内のガラス原料をガラス溶融炉に供給できる。   Further, in another preferred embodiment of the present invention, the tip end side of the screw is formed of heat-resistant steel, so that the tip is incorporated in the housing in a high-temperature glass melting furnace as in the conventional screw. The glass raw material in the hopper can be arranged and supplied to the glass melting furnace.

本発明のスクリューフィーダは、ガラス溶融炉(以下、溶融炉ということもある)にガラス原料を供給するフィーダで、種々のガラス原料を溶融炉に供給できる。したがって、スクリューフィーダを設置する溶融炉の種類は限定されないで、ガラス中へのニッケルの混入を回避したい溶融炉に応用できる。しかし、ニッケルのガラス原料への混入がガラス繊維製造の紡糸工程における糸切の要因となることから、ガラス繊維用溶融炉に一定量のガラス原料を連続して供給するスクリューフィーダとして好ましく使用できる。   The screw feeder of the present invention is a feeder that supplies a glass raw material to a glass melting furnace (hereinafter sometimes referred to as a melting furnace), and can supply various glass raw materials to the melting furnace. Therefore, the type of the melting furnace in which the screw feeder is installed is not limited, and the present invention can be applied to a melting furnace where it is desired to avoid mixing nickel into the glass. However, since the mixing of nickel into the glass raw material becomes a factor of yarn cutting in the spinning process of glass fiber production, it can be preferably used as a screw feeder that continuously supplies a certain amount of glass raw material to the glass fiber melting furnace.

次に、本発明の好ましい実施形態を、ガラス繊維用溶融炉にガラス原料を供給するスクリューフィーダの場合について図面に従って説明する。しかし、本発明はかかる実施形態および図面に限定されない。図1は、本例のスクリューフィーダの全体を概略的に示す正面図である。図1に示す如くスクリューフィーダの本体部は、ガラス原料を投入するためのホッパー1と、該ホッパー1の下部に設けられるハウジング2と、該ハウジング2内に組み込まれるスクリュー3とで構成されており、基台8上に設置されている。本例においてハウジング2は、ホッパー側の部分と高温のガラス溶融炉に配置するハウジング先端部4とをそれぞれ別個に形成して、両者を連結部9で結合している。ハウジング先端部4をこのように分けて成形することにより、ハウジング2の製造加工が容易になるとともに、ハウジング先端部4をハウジング2と異なる耐熱性および耐食性の大きい材質と変えて、この部分の耐熱性および耐食性を高めることができる。この材質としては、耐熱性および耐食性に優れたステンレス鋼やニッケル−クロム−鉄を主成分とする耐熱ニッケル合金等の金属合金が好ましく用いられ、例えばSUS310などのステンレス鋼やINCONEL(登録商標)601およびINCOLOY(登録商標)800H(いずれも、大同特殊鋼製)などの耐熱ニッケル合金を挙げることができる。しかし、ハウジング2はハウジング先端部4と同一材料により一体に形成してもよい。   Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings for a screw feeder that supplies a glass raw material to a glass fiber melting furnace. However, the present invention is not limited to such embodiments and drawings. FIG. 1 is a front view schematically showing the entire screw feeder of this example. As shown in FIG. 1, the main body of the screw feeder is composed of a hopper 1 for charging glass raw material, a housing 2 provided at the lower part of the hopper 1, and a screw 3 incorporated in the housing 2. It is installed on the base 8. In this example, the housing 2 is formed by separately forming a hopper side portion and a housing front end portion 4 disposed in a high-temperature glass melting furnace, and connecting them by a connecting portion 9. By forming the housing front end portion 4 in this way, the housing 2 can be easily manufactured and processed, and the housing front end portion 4 is changed from a material having a high heat resistance and corrosion resistance different from that of the housing 2, and the heat resistance of this portion is changed. And corrosion resistance can be increased. As this material, a metal alloy such as stainless steel excellent in heat resistance and corrosion resistance and a heat-resistant nickel alloy mainly composed of nickel-chromium-iron is preferably used. And heat-resistant nickel alloys such as INCOLOY (registered trademark) 800H (both made by Daido Steel). However, the housing 2 may be integrally formed of the same material as the housing front end portion 4.

前記スクリュー3には回転軸11が設けられており、該回転軸11は図示しない駆動装置により回転させることにより、ハウジング2およびハウジング先端部4に組み込まれているスクリュー3を回転駆動できる。そして、ハウジング先端部4を溶融炉6の内部に配置した状態で、このスクリュー3を回転させると、スクリュー3はホッパー1内のガラス原料をハウジング2内において一定量づつ連続的にスクリュー内に受け入れてハウジング先端部4に向かって送給し、該ハウジング先端部4の先部に設けた排出口5から炉内に供給する。この場合、前記基台8の底部に輪車13を設けておくことにより、スクリューフィーダを溶融炉6に対し容易に遠近移動させて排出口5の位置を調整できる。   The screw 3 is provided with a rotating shaft 11, and the rotating shaft 11 can be rotated by a driving device (not shown), so that the screw 3 incorporated in the housing 2 and the housing front end portion 4 can be rotationally driven. Then, when the screw 3 is rotated in a state where the housing tip 4 is disposed inside the melting furnace 6, the screw 3 continuously receives the glass raw material in the hopper 1 in the housing 2 by a certain amount in the housing 2. Then, the toner is fed toward the front end portion 4 of the housing and supplied into the furnace through the discharge port 5 provided at the front end of the front end portion 4 of the housing. In this case, by providing the wheel 13 at the bottom of the base 8, the position of the discharge port 5 can be adjusted by easily moving the screw feeder to the melting furnace 6.

また、本例のホッパー1の出口部にはアジテータ12が設けられている。該アジテータ12は軸と羽根とからなり、図示しない駆動源でこのアジテータ12の軸を回転させることにより、ホッパー1の出口部のガラス原料を前記羽根で攪拌することができる。この撹拌によりホッパー1内においてガラス原料がブリッジを発生し滞留するのが防止されるため、ガラス原料をスクリュー3に一定量づつ円滑かつ確実に供給できる。   Further, an agitator 12 is provided at the outlet of the hopper 1 of this example. The agitator 12 includes a shaft and blades, and the glass material at the outlet of the hopper 1 can be stirred with the blades by rotating the shaft of the agitator 12 with a driving source (not shown). This agitation prevents the glass material from bridging and staying in the hopper 1, so that the glass material can be smoothly and reliably supplied to the screw 3 in a fixed amount.

図2は、上記スクリュー3の正面図である。スクリュー3は、スクリュー軸7と該スクリュー軸7の周囲に螺旋状に設けたスクリューブレード10とにより形成される。図2において左側がスクリュー3の上流、右側が下流で、ガラス原料は矢印の方向に送給される。ここで、スクリュー3は図2に示すようにホッパーの下部出口側に位置する根元部側(ホッパー側)3aとその下流の先端部側(炉挿入側)3bとに区分することができる。この根元部側3aと先端部側3bの区分は、主にスクリュー3の耐熱特性と耐磨耗特性により区分される。すなわち、高温の溶融炉6(図1参照)に挿入される、スクリュー3の先端部分は耐熱性を重視し、先端部側3bはこの先端部分を少なくとも包含する範囲として定めることができる。一方、根元部側3aはスクリュー3の前記先端部側3bより上流側の部分である。したがって、この部分はホッパー内のガラス原料をスクリューブレード間に受け入れる箇所を主要部としており、先端部側3bより耐磨耗性が重視される。本発明においてこの根元部側3aと先端部側3bの区分はそれほど厳格さを要さず、便宜的には前記したハウジング先端部に組み込まれる部分を先端部側3bとして選定できる。   FIG. 2 is a front view of the screw 3. The screw 3 is formed by a screw shaft 7 and a screw blade 10 spirally provided around the screw shaft 7. In FIG. 2, the left side is upstream of the screw 3 and the right side is downstream, and the glass raw material is fed in the direction of the arrow. Here, as shown in FIG. 2, the screw 3 can be divided into a root side (hopper side) 3a located on the lower outlet side of the hopper and a tip side (furnace insertion side) 3b downstream thereof. The division of the root portion side 3a and the tip portion side 3b is mainly classified by the heat resistance characteristics and wear resistance characteristics of the screw 3. That is, the tip portion of the screw 3 inserted into the high-temperature melting furnace 6 (see FIG. 1) places importance on heat resistance, and the tip portion side 3b can be determined as a range including at least the tip portion. On the other hand, the root portion side 3 a is a portion upstream of the tip portion side 3 b of the screw 3. Therefore, this part has a main part that receives the glass raw material in the hopper between the screw blades, and wear resistance is more important than the tip side 3b. In the present invention, the division between the root portion side 3a and the tip portion side 3b is not so strict, and for convenience, the portion incorporated in the housing tip portion can be selected as the tip portion side 3b.

本例のスクリュー3は、図2に示すようにスクリューブレード10の径(スクリュー径)は一定で、スクリューブレード10の間隔(ピッチ)はスクリュー3の上流側から下流方向に向かって漸増になっている。このようにピッチを漸増にすることにより、スクリュー3の相隣るスクリューブレード間の容積(以下、ブレード容積とする)がスクリュー3の送給方向(矢印方向)に漸増する。その結果、ホッパー下部のガラス原料の飲み込み部分において、ブレード容積が漸増しているため、ホッパー内のガラス原料をホッパーのスクリュー軸方向における出口幅全体で一様に受け入れることができる。これに対し、ピッチが一定のときはスクリュー3の上流端でブレード容積がガラス原料で満されてしまうため、それ以降の領域においてはガラス原料を飲み込むことができなくなり、ホッパー内のガラス原料が出口の上流側と下流側とでスクリュー3に偏って供給される。さらに、ホッパーの出口を過ぎたスクリュー3の下流側においても、ブレード容積が同様に漸増しているため、スクリューブレード間に装填されたガラス原料に余裕ができるので、スクリュー3とガラス原料との接触抵抗が小さくなる。その結果、スクリュー3の先端部側3bもしくは下流側の磨耗を根元部側3aより小さくできる。   In the screw 3 of this example, as shown in FIG. 2, the diameter of the screw blade 10 (screw diameter) is constant, and the interval (pitch) of the screw blade 10 gradually increases from the upstream side of the screw 3 toward the downstream direction. Yes. By gradually increasing the pitch in this way, the volume between adjacent screw blades of the screw 3 (hereinafter referred to as blade volume) gradually increases in the feed direction (arrow direction) of the screw 3. As a result, since the blade volume gradually increases in the glass material swallowing portion below the hopper, the glass material in the hopper can be uniformly received over the entire outlet width in the screw axis direction of the hopper. On the other hand, when the pitch is constant, the blade volume is filled with the glass raw material at the upstream end of the screw 3, so that the glass raw material cannot be swallowed in the subsequent region, and the glass raw material in the hopper is discharged from the outlet. Are supplied biased to the screw 3 on the upstream side and the downstream side. Furthermore, since the blade volume gradually increases in the downstream side of the screw 3 past the outlet of the hopper, the glass material loaded between the screw blades can be afforded, so that the contact between the screw 3 and the glass material is possible. Resistance becomes smaller. As a result, the wear on the distal end side 3b or the downstream side of the screw 3 can be made smaller than the root side 3a.

本発明において、磨耗度が先端部側3bより大きいスクリュー3の根元部側3aは、磨耗によるガラス原料へのニッケルの混入を防止するために、実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成される。ここで、実質的にニッケルを含有しない金属合金とは、ニッケルを含有しないか、含有しても不純物程度の例えば0.60質量%以下程度の少量しか含有していない金属合金を意味する。この金属合金としては、実質的にニッケルを含まないステンレス鋼、炭素鋼、超耐熱合金などを挙げることができる。これらの中でステンレス鋼が耐食性、耐熱性、硬さなどの点で総合的に優れている。具体的には耐食性と耐熱性などがよい例えばSUS405、SUS410L、SUS429、SUS430などのフェライト系ステンレス鋼、または耐食性と耐磨耗性が優れている例えばSUS403、SUS410などのマルテンサイト系ステンレス鋼が好ましく使用できる。前記ステンレス鋼の中で、特に根元部側3aの材質としてはSUS430がクロム含有量が最も高く、オーステナイト系ステンレス鋼には及ばないものの良好な耐熱性を有し、耐磨耗性とのバランスが優れているなどの理由で好ましい。先端部側3bは、所望の耐熱特性が得られるように耐熱鋼によって形成するのが好ましい。この耐熱鋼としては、少なくともニッケル、クロム、鉄を含む汎用の耐熱合金を用いることができる。しかし、ハウジング先端部4の冷却構造によりスクリュー3の先端部側3bの耐熱性が強く要求されないときには、該先端部側3bも実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成してもよい。   In the present invention, the root portion side 3a of the screw 3 having a higher degree of wear than the tip end side 3b is formed of a metal alloy that does not substantially contain nickel in order to prevent nickel from being mixed into the glass raw material due to wear. . Here, the metal alloy which does not contain nickel substantially means a metal alloy which does not contain nickel or contains only a small amount of about 0.60% by mass or less of impurities even if it contains nickel. Examples of the metal alloy include stainless steel, carbon steel, super heat resistant alloy and the like that substantially do not contain nickel. Among these, stainless steel is generally excellent in terms of corrosion resistance, heat resistance, hardness, and the like. Specifically, ferritic stainless steels such as SUS405, SUS410L, SUS429, and SUS430, which have good corrosion resistance and heat resistance, or martensitic stainless steels such as SUS403 and SUS410, which have excellent corrosion resistance and wear resistance, are preferable. Can be used. Among the stainless steels, SUS430 has the highest chromium content as the material of the root portion side 3a in particular, and has good heat resistance although not as good as austenitic stainless steel, and has a balance with wear resistance. It is preferable for reasons such as superiority. The tip end side 3b is preferably formed of heat resistant steel so as to obtain desired heat resistance characteristics. As this heat resistant steel, a general heat resistant alloy containing at least nickel, chromium and iron can be used. However, when the heat resistance of the distal end side 3b of the screw 3 is not strongly required due to the cooling structure of the housing distal end portion 4, the distal end side 3b may also be formed of a metal alloy that does not substantially contain nickel.

さらに、本発明はかかるスクリュー3の根元部側3aと併用してまたは併用しないで、図1に示すスクリュー3の根元部側3aが組み込まれるハウジング部分、すなわちハウジング2のハウジング先端部4以外の部分、ホッパー1および該ホッパー1の内部に設置されるアジテータ12(以下、スクリュー以外の部分とする)を同様に実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成する。このスクリュー以外の部分は何れもガラス原料と接触し磨耗しやすく、しかも耐熱性が要求されない部分で、ニッケルの混入をできるだけ少なくするには、スクリュー以外の部分のすべてをスクリュー3の根元部側3aと併用して実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成するのが最も好ましい。しかし、スクリュー3の根元部側3aと併用しないで、スクリュー以外の部分の全部または一部だけを実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成してもよい。その材質としては、ハウジングおよびホッパーは例えばSUS430、また硬度と強靭性が要求されるアジテータ12はSUS403が特に好ましい。   Further, in the present invention, the housing part in which the root part side 3a of the screw 3 shown in FIG. The hopper 1 and the agitator 12 installed in the hopper 1 (hereinafter referred to as a portion other than the screw) are similarly formed of a metal alloy that does not substantially contain nickel. All the parts other than the screw are in contact with the glass raw material and are easily worn, and heat resistance is not required. In order to minimize the mixing of nickel, all the parts other than the screw are made to be the root side 3a of the screw 3. Most preferably, it is formed of a metal alloy containing substantially no nickel. However, without using together with the root portion side 3a of the screw 3, all or only a part other than the screw may be formed of a metal alloy that does not substantially contain nickel. As the material, for example, SUS430 is preferable for the housing and hopper, and SUS403 is particularly preferable for the agitator 12 that requires hardness and toughness.

本発明においてスクリュー3の製作方法としては、スクリュー軸7とスクリューブレード10とを別個に形成したものを溶接して製作する。スクリュー3の根元部側3aと先端部側3bとを異なる材質で形成するときも同様に、それぞれを別個に形成したものを溶接して製作する。例えば、根元部側3aをSUS430で、先端部側3bをSUS310でそれぞれ製作したものを、これらのスクリューブレードが螺旋状に連続するように溶接することにより得ることができる。   In the present invention, the screw 3 is manufactured by welding a screw shaft 7 and a screw blade 10 separately formed. Similarly, when the root portion side 3a and the tip portion side 3b of the screw 3 are formed of different materials, they are manufactured by welding separately formed portions. For example, it is possible to obtain a base part 3a made of SUS430 and a tip part 3b made of SUS310 by welding such that these screw blades are spirally continuous.

本発明は特に磨耗しやすい少なくともスクリューの根元部側を実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成しているので、ガラス原料の供給時にスクリューが磨耗しても、ガラス原料中にニッケルが混入するのを防止または減少することができ、これによりガラス繊維製造の紡糸工程における糸切れを防止できるので、特にガラス繊維用溶融炉にガラス原料を供給するためのスクリューフィーダとして好適する。さらに、ガラス繊維用以外のガラス溶融炉に用いるスクリューフィーダに対しても、ガラス原料中へのニッケルの混入を回避したいとき同様に適用できる。   In the present invention, at least the root portion of the screw that is easily worn is formed of a metal alloy that does not substantially contain nickel, so even if the screw is worn when the glass material is supplied, nickel is mixed in the glass material. This can be prevented or reduced, thereby preventing yarn breakage in the spinning process of glass fiber production, and is particularly suitable as a screw feeder for supplying glass raw materials to a glass fiber melting furnace. Furthermore, the present invention can be similarly applied to screw feeders used in glass melting furnaces other than those for glass fibers when it is desired to avoid mixing nickel into the glass raw material.

本発明の一実施形態に係わるスクリューフィーダの全体を概略的に示す正面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The front view which shows schematically the whole screw feeder concerning one Embodiment of this invention. 図1のスクリューフィーダにおけるスクリューの正面図。The front view of the screw in the screw feeder of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:ホッパー、2:ハウジング、3:スクリュー、4:ハウジング先端部、
5:排出口、6:ガラス溶融炉、7:スクリュー軸、8:基台、
9:連結部、10:スクリューブレード、11:回転軸、12:アジテータ、
13:輪車
1: hopper, 2: housing, 3: screw, 4: tip of housing,
5: discharge port, 6: glass melting furnace, 7: screw shaft, 8: base,
9: connecting part, 10: screw blade, 11: rotating shaft, 12: agitator,
13: Wheelwheel

Claims (7)

ホッパー内の原料を、ホッパーの下部に設けたハウジング内に組み込まれているスクリューによって、ハウジング先端部の排出口から高温のガラス溶融炉内に供給するためのスクリューフィーダであって、前記スクリューはホッパーの下部出口に位置する根元部側とその下流の先端部側とからなり、該スクリューの少なくとも該根元部側が実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成されていることを特徴とするガラス溶融炉用スクリューフィーダ。   A screw feeder for supplying raw material in a hopper into a high-temperature glass melting furnace from a discharge port at a front end of the housing by a screw incorporated in a housing provided at a lower portion of the hopper, the screw being a hopper A glass melting furnace comprising a base portion side located at a lower outlet of the steel plate and a tip portion side downstream thereof, wherein at least the base portion side of the screw is formed of a metal alloy substantially not containing nickel. Screw feeder. ホッパー内の原料を、ホッパーの下部に設けたハウジング内に組み込まれているスクリューによって、ハウジング先端部の排出口から高温のガラス溶融炉内に供給するためのスクリューフィーダであって、前記ハウジングはスクリューの根元部側を受け入れる部分と先端部側を受け入れる部分とから形成されており、ハウジングのスクリューの根元部側を受け入れる部分、ホッパーおよび該ホッパー内に設置したアジテータの少なくとも一つが、スクリューの少なくとも根元部側を実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成するのと併用してまたは併用しないで、実質的にニッケルを含有しない金属合金で形成されていることを特徴とするガラス溶融炉用スクリューフィーダ。   A screw feeder for supplying raw material in a hopper into a high-temperature glass melting furnace from a discharge port at a front end of the housing by a screw incorporated in a housing provided at a lower portion of the hopper, the housing being a screw At least one of a portion for receiving the screw root portion of the housing, a hopper and an agitator installed in the hopper, at least at the root of the screw. A screw feeder for a glass melting furnace, characterized in that the part side is formed of a metal alloy that does not substantially contain nickel, with or without being used together with a metal alloy that does not substantially contain nickel. . 前記金属合金がニッケルを含まないステンレス鋼である請求項1または2に記載のガラス溶融炉用スクリューフィーダ。   The screw feeder for a glass melting furnace according to claim 1 or 2, wherein the metal alloy is stainless steel not containing nickel. 前記ステンレス鋼がSUS430またはSUS403である請求項3に記載のガラス溶融炉用スクリューフィーダ。   The screw feeder for a glass melting furnace according to claim 3, wherein the stainless steel is SUS430 or SUS403. 前記スクリューの先端部側が耐熱性と耐食性の優れた金属合金によって形成されている請求項1〜4のいずれかに記載のガラス溶融炉用スクリューフィーダ。   The screw feeder for glass melting furnaces in any one of Claims 1-4 in which the front-end | tip part side of the said screw is formed with the metal alloy excellent in heat resistance and corrosion resistance. 前記金属合金が少なくともニッケル、クロム、鉄を含む合金である請求項5に記載のガラス溶融炉用スクリューフィーダ。   The screw feeder for a glass melting furnace according to claim 5, wherein the metal alloy is an alloy containing at least nickel, chromium, and iron. 前記金属合金がSUS310またはINCOLOY800Hである請求項6に記載のガラス溶融炉用スクリューフィーダ。   The screw feeder for a glass melting furnace according to claim 6, wherein the metal alloy is SUS310 or INCOLOY800H.
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