JP2006077318A - Method for modifying surface of apparatus for producing glass - Google Patents

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Toru Shoji
亨 庄司
Mitsuo Kato
光夫 加藤
Mikio Hiyama
幹雄 桧山
Tatsuya Takatani
辰弥 高谷
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/43Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a treatment method for inhibiting platinum from causing an change like volatilization loss, which can occur on the outer surface of an apparatus for producing glass while being operated. <P>SOLUTION: The treatment method for modifying the outer surface of the apparatus for producing glass, which is made from a platinum material containing platinum or a platinum alloy comprises: forming a coating layer containing a refractory material on the outer surface of the apparatus for producing glass; and drying and baking the coating layer. Here, the coating layer is preferably formed with the method of applying a sol containing the refractory material to the outer surface of the apparatus, or the method of sticking a kneaded substance (green sheet) containing the refractory material to the outer surface of the apparatus. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガラス製造装置を構成する材料の外表面を改質するための施工方法に関し、特に装置外表面にコーティング層を形成し、装置構成材料と外気との接触を遮断するための施工法に関するものである。   The present invention relates to a construction method for modifying the outer surface of a material constituting a glass manufacturing apparatus, and in particular, a construction method for forming a coating layer on the outer surface of the apparatus and blocking contact between the equipment constituent material and the outside air. It is about.

ガラス製造装置は、構成材料として白金又は白金合金が多く使用されている。白金は融点が高く、大気中で酸化物層を形成しないため劣化せず、装置稼動時に変形、損傷するおそれが低いことに加え、化学的安定性にも優れ、溶融状態のガラスを汚染するおそれが低いことによる。そして、この白金材料としては、白金の他、白金−ロジウム合金等の白金合金が広く使用されている(ガラス工業に適用可能な白金材料としては、特許文献1の従来の技術の欄に詳細が記載されている。)。
特開平10−280070号公報
Glass manufacturing apparatuses often use platinum or a platinum alloy as a constituent material. Platinum has a high melting point and does not deteriorate because it does not form an oxide layer in the atmosphere. In addition to its low risk of deformation and damage during operation, it has excellent chemical stability and may contaminate molten glass. Is due to low. And as this platinum material, platinum alloys, such as platinum-rhodium alloy other than platinum, are widely used (as for the platinum material applicable to the glass industry, details are given in the column of conventional technology in Patent Document 1). Are listed.).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-280070

ガラス製造工程における装置温度は、最も低い攪拌槽出口付近で1200〜1300℃であり、最も温度が高い清澄槽で1600℃となっている。このように、各装置の使用温度は、その処理内容により異なるが、いずれも1000℃以上の高温環境にある。そして、白金材料は、上記特性からこのような高温環境下でも装置内部の溶融ガラスを汚染することなく、長期間十分な耐久性を維持することができる。   The apparatus temperature in a glass manufacturing process is 1200-1300 degreeC near the lowest stirring tank exit, and is 1600 degreeC in the clarification tank with the highest temperature. Thus, although the operating temperature of each apparatus changes with the processing contents, all are in the high temperature environment of 1000 degreeC or more. The platinum material can maintain sufficient durability for a long period of time without contaminating the molten glass inside the apparatus even in such a high temperature environment due to the above characteristics.

ところで、かかる白金材料からなるガラス製造装置においては、外気と接触している外表面側で、気体酸化物である白金酸化物(PtO)が生成されることによる白金の揮発損失が生じる。この白金揮発による揮発量は、通常使用において白金装置重量の数%に及び、局部的に揮発量の多い部位では、白金材料の強度、安定性を直接害するもとなる。また、揮発した白金は、ガラス製造装置周囲に設置された耐火材、断熱材に付着することから、白金回収精製の対象となる部材が多大となる。加えて、高価な白金材料が回収困難な空間に揮散することによる損失も大きなものである。 Incidentally, in the glass manufacturing apparatus comprising such platinum material, an outer surface in contact with the outside air, the platinum oxide is gaseous oxide (PtO 2) platinum volatile loss due to is generated occurs. The amount of volatilization due to the volatilization of platinum reaches several percent of the weight of the platinum device in normal use, and directly injures the strength and stability of the platinum material at a site where the amount of volatilization is locally large. Moreover, since the volatilized platinum adheres to a refractory material and a heat insulating material installed around the glass manufacturing apparatus, a large number of members become targets for platinum recovery and purification. In addition, the loss due to volatilization of expensive platinum materials in difficult to recover spaces is also significant.

そこで本発明は、白金の揮発損失等、ガラス製造装置の外表面で生じ得る変化を抑制できる改質処理するための施工方法を提示することを目的とする。   Then, an object of this invention is to show the construction method for the modification | reformation process which can suppress the change which can arise on the outer surface of a glass manufacturing apparatus, such as volatilization loss of platinum.

白金材料の表面変化を抑制するための手段としては、材料自体の成分を調整して改質することも考えられるが、この手段では高温強度等の他の特性を損なう可能性がある上に、改質後の材料特性を調査・検討するのに時間と手間を要する。そこで、本発明者は、白金材料本来の特性を損なうことなく、表面変化の問題を解決する方策として、白金材料表面を適当なコーティング層で被覆する方法が有効であると考えた。   As a means for suppressing the surface change of the platinum material, it is conceivable to modify the material itself by adjusting the components, but this means may impair other properties such as high-temperature strength. It takes time and effort to investigate and study the material properties after modification. Therefore, the present inventor considered that a method of coating the surface of the platinum material with an appropriate coating layer is effective as a measure for solving the problem of surface change without impairing the original characteristics of the platinum material.

本発明は、白金又は白金合金からなる白金材料からなるガラス製造装置の外表面を改質処理する施工方法であって、前記ガラス製造装置の外表面に耐火材料を含んでなるコーティング層を形成し、該コーティング層を乾燥及び焼成するガラス製造装置の表面改質施工方法である。   The present invention is a construction method for modifying an outer surface of a glass manufacturing apparatus made of platinum or a platinum material made of a platinum alloy, wherein a coating layer containing a refractory material is formed on the outer surface of the glass manufacturing apparatus. The surface modification construction method for a glass manufacturing apparatus for drying and firing the coating layer.

ここで、耐火材料とは、1000℃以上の高温下でも燃焼、揮発、溶融することなく固体状態を維持することのできる高融点材料を示すものであり、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、ムライト等の金属酸化物が挙げられる。このような耐火材料を含むコーティング層を形成することで、高温環境下でも装置外表面と外気とを遮断し、白金揮発を抑制することができる。   Here, the refractory material refers to a high melting point material that can maintain a solid state without being burnt, volatilized, or melted even at a high temperature of 1000 ° C. or higher. For example, alumina, silica, zirconia, mullite, etc. These metal oxides can be mentioned. By forming such a coating layer containing a refractory material, it is possible to block the outer surface of the apparatus and the outside air even under a high temperature environment and suppress the volatilization of platinum.

このコーティング層としては、耐火材料のみからなるものでも良く、また、バインダーや添加剤等の副成分を含んでいても良い。そして、コーティング層の好ましい構成としては、耐火材料粉末とガラス成分とを混合したものである。このコーティング層では、耐火材料粉末の間隙をガラスが充填し、ガラス成分中に耐火物粒子が分散した状態にある。そして、母相のガラス成分の柔軟性によりガラス製造装置の寸法変化に追従することができるので、ガラス製造装置の運転、停止時にも破断することなく装置外表面を被覆することができる。   This coating layer may be made of only a refractory material, and may contain subcomponents such as a binder and additives. And as a preferable structure of a coating layer, a refractory material powder and a glass component are mixed. In this coating layer, the gap between the refractory material powders is filled with glass, and the refractory particles are dispersed in the glass component. And since the dimensional change of a glass manufacturing apparatus can be tracked by the softness | flexibility of the glass component of a parent phase, the apparatus outer surface can be coat | covered without fracture | rupture also at the time of a driving | operation of a glass manufacturing apparatus, and a stop.

そして、コーティング層の形成方法としては、その成分をゾル化(懸濁液化)し、これを装置外表面に塗布する方法がまず挙げられる。そして、装置外表面と外気との遮断を完全なものとするためには、緻密なコーティング層を形成することが必要であることから、ゾルの塗布方法としてはスプレーによる塗布を繰り返し行うことが好ましい。   And as a formation method of a coating layer, the method of making the component sol (suspension) and apply | coating this to the apparatus outer surface is mentioned first. In order to completely block the outer surface of the apparatus from the outside air, it is necessary to form a dense coating layer. Therefore, it is preferable to repeatedly apply spraying as a sol coating method. .

塗布するゾルは、コーティング層を構成する耐火材料の粉末を、水や有機溶媒に適宜に分散させることで製造可能である。コーティング層の構成成分としてガラス成分を含む場合には、耐火材料粉末と共に溶媒に分散させると良い。尚、耐火物粉末については、コーティング層の膜質を緻密にするために予め粉砕しても良い。   The applied sol can be manufactured by appropriately dispersing the powder of the refractory material constituting the coating layer in water or an organic solvent. When a glass component is included as a constituent component of the coating layer, it may be dispersed in a solvent together with the refractory material powder. The refractory powder may be pulverized in advance in order to make the coating layer dense.

ゾルの塗布は、上記のようにスプレーによることが好ましく、エアーアシスト形式のスプレー塗布が好ましい。また、このスプレーの際には、製造したゾルをポンプ等を介してノズルに送液してスプレーすることとなるがこの際ゾルを攪拌しながら均一にしつつ送液することが好ましい。   The sol is preferably applied by spraying as described above, and air-assisted spray application is preferred. In this spraying, the produced sol is sent to a nozzle via a pump or the like and sprayed. However, it is preferable to feed the sol while stirring it uniformly.

ところで、コーティング層の形成法としてゾルをスプレー塗布する方法は、対象となるガラス製造装置の形状によることなく均一なコーティング層を形成するのに有用ではあるが、形成されるコーティング層の膜厚には限界があり、繰り返し塗布を行ってもmmオーダーの厚膜を形成するのには手間がかかる。また、上記した耐火物として好適な金属酸化物は融点が高く、焼成により緻密質を得ることが困難であり多孔質であるものが多いことから、スプレー塗布により形成される比較的薄いコーティング層にはピンホールのような欠陥が残留するおそれがある。そこで、欠陥の残留しにくい厚いコーティング層を形成するため方法として、耐火物を原料として可塑性を有する混練物を形成し、これを装置外表面に貼着する方法を採用するのが好ましい。   By the way, the method of spraying sol as a method for forming the coating layer is useful for forming a uniform coating layer regardless of the shape of the target glass production apparatus, but the film thickness of the coating layer to be formed is not limited. Has a limit, and it takes time and effort to form a thick film of the order of mm even if it is repeatedly applied. In addition, metal oxides suitable as refractories described above have a high melting point, and it is difficult to obtain a dense material by firing, and many of them are porous. Therefore, a relatively thin coating layer formed by spray coating is used. There is a risk that defects such as pinholes may remain. Therefore, as a method for forming a thick coating layer in which defects do not easily remain, it is preferable to employ a method in which a kneaded material having plasticity is formed using a refractory as a raw material, and this is adhered to the outer surface of the apparatus.

この貼着する混練物としては、耐火材料の粉末に、セルロース、ポリエステル樹脂やポリビニルアセタール樹脂等をバインダーとして添加し混練したものが適用できる。貼着する混練物の形態としては、粘土状のものでも良く、ドクターブレード装置または押し出し加工によりシート状に成形したグリーンシートとして貼着しても良い。   As the kneaded material to be adhered, a kneaded product obtained by adding cellulose, a polyester resin, a polyvinyl acetal resin, or the like as a binder to a powder of a refractory material can be applied. The kneaded product to be stuck may be in the form of clay, or may be stuck as a green sheet formed into a sheet shape by a doctor blade device or an extrusion process.

また、ガラス製造装置に耐火物の混練物を貼着する前には、上記した耐火物を含むゾルを塗布し、その後に混練物を貼着しても良い。ガラス製造装置においては複雑形状を有するものもあることから、つきまわり性の良好なゾルを塗布し、その後混練物を貼着することで、確実にコーティング層を形成できる。   Moreover, before sticking the refractory kneaded material to a glass manufacturing apparatus, you may apply | coat sol containing the above-mentioned refractory material, and may stick a kneaded material after that. Since some glass manufacturing apparatuses have complicated shapes, a coating layer can be reliably formed by applying a sol with good throwing power and then sticking the kneaded material.

以上のゾルの塗布又はグリーンシートの貼着により形成されたコーティング層については、含有する溶媒の除去及び強度向上のため、更に、基材となる装置外表面への密着性向上のために乾燥、焼成処理を行なう。ここで、コーティング層の乾燥については、ガラス製造装置の内面から加熱して乾燥することが好ましい。コーティング層を直接加熱して乾燥しても、一応の乾燥はできるが、その過程でコーティング層の割れ、剥離が生じ膜質に影響を与えるおそれがあるからである。また、ゾルの塗布によりコーティング層形成を行う場合、乾燥工程はゾルの塗布と同時に行うことができる。尚、乾燥時の温度は、その成分にもよるが、40℃〜95℃で行うことが好ましい。図1は、ガラス製造装置(槽)にコーティング層を形成し、乾燥する方法の例を模式的に示すものである。   For the coating layer formed by applying the above sol or sticking a green sheet, in order to remove the solvent contained and improve the strength, it is further dried to improve the adhesion to the outer surface of the apparatus as a substrate. A baking process is performed. Here, about drying of a coating layer, it is preferable to heat and dry from the inner surface of a glass manufacturing apparatus. Even if the coating layer is directly heated and dried, the coating layer can be temporarily dried, but the coating layer may be cracked or peeled off in the process, which may affect the film quality. Moreover, when forming a coating layer by application | coating of sol, a drying process can be performed simultaneously with application | coating of sol. In addition, although the temperature at the time of drying is based also on the component, it is preferable to carry out at 40 to 95 degreeC. FIG. 1 schematically shows an example of a method of forming a coating layer on a glass manufacturing apparatus (tank) and drying it.

コーティング層の焼成条件については、その成分にもよるが1200℃〜1600℃で行うことが好ましい。焼成は外気中で行っても良い。また、被覆する装置が小型であれば、電気炉等の加熱炉中で行なうことができる。   About the baking conditions of a coating layer, although depending on the component, it is preferable to carry out at 1200 to 1600 degreeC. Baking may be performed in the open air. Moreover, if the apparatus to coat | cover is small, it can carry out in heating furnaces, such as an electric furnace.

尚、この焼成工程においては、上記温度範囲にて加熱する前に200℃〜500℃程度の温度領域において加熱時間を十分に取って脱脂を行なうことが好ましく、特に、グリーンシートを貼着、焼成してコーティング層を形成する際にはこの脱脂作業を行うことが好ましい。これは、グリーンシートにはバインダー等の有機成分が含まれているため、脱脂が不十分な場合には、有機成分から発生する分解生成物がガスとして抜けきれずにコーティング層中に残存する可能性がある。このような場合には、残留分解生成物が白金材料と反応して、白金材料の強度劣化を起こすことが懸念されるからである。   In this firing step, it is preferable to degrease by taking a sufficient heating time in a temperature range of about 200 ° C. to 500 ° C. before heating in the above temperature range. Thus, it is preferable to perform this degreasing work when forming the coating layer. This is because the green sheet contains an organic component such as a binder, so if the degreasing is insufficient, the decomposition products generated from the organic component can remain as a gas in the coating layer. There is sex. In such a case, there is a concern that the residual decomposition product reacts with the platinum material and causes the strength deterioration of the platinum material.

本発明に係るコーティング層の形成は、清澄槽、攪拌槽、連絡流路等の個々の装置についてコーティング層の形成、乾燥、焼成を行った後に、これらを接続しても良い。また、個々の装置についてコーティング層形成、乾燥工程まで行い、装置接続した後に一連の装置を加熱して焼成処理を行っても良い。尚、各装置の接続は溶接により行うのが一般的であるが、上記のように装置接続後に焼成を行う場合には、予め溶接部にコーティング層を形成すると溶接が困難となる。そこで、溶接部についてはコーティング層を形成せず、溶接後(各装置接続後)、溶接部に耐火物粉末の混練物を貼着して施工することが好ましい。   The coating layer according to the present invention may be formed after the coating layer is formed, dried and fired for individual devices such as a clarification tank, a stirring tank, and a communication channel. Alternatively, the coating layer formation and the drying process may be performed for each device, and after the devices are connected, a series of devices may be heated to perform the baking treatment. In addition, although it is common to connect each apparatus by welding, when baking is performed after connecting an apparatus as mentioned above, welding will become difficult if a coating layer is previously formed in a welding part. Therefore, it is preferable to apply the kneaded material of the refractory powder to the welded portion after welding (after connecting each device) without forming a coating layer on the welded portion.

また、ガラス製造装置は、その周囲に保護耐火物を設置するのが一般的である。この保護耐火物を設置する際には、コーティング層形成後のガラス製造装置の外表面、又は、保護耐火物のガラス製造装置側表面に、上記と同様の耐火材料を含む混練物を貼着した後、保護耐火物を設置するのが好ましい。これにより、ガラス製造装置と保護耐火物との間に耐火材料が充填され、揮発損失の抑制を一層確実にすることができる。   Moreover, it is common for a glass manufacturing apparatus to install a protective refractory around it. When installing this protective refractory, a kneaded material containing the same refractory material as described above was attached to the outer surface of the glass manufacturing apparatus after the coating layer was formed, or to the glass manufacturing apparatus side surface of the protective refractory. Afterwards, it is preferable to install protective refractories. Thereby, a refractory material is filled between the glass manufacturing apparatus and the protective refractory, and suppression of volatilization loss can be further ensured.

本発明によれば、ガラス製造装置についてこれまで対応されていない白金の揮発損失を効果的に抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the volatilization loss of platinum which has not been supported so far about a glass manufacturing apparatus can be suppressed effectively.

以下、本発明の好適な実施形態を比較例と共に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described together with comparative examples.

第1実施形態:ここでは、耐火材料とガラス成分を含むコーティング層を、白金合金からなる板材の全面に形成することとし、耐火材料とガラス成分とを含むゾルをスプレー塗布、乾燥、焼成する処理を行なった。耐火物としてはアルミナ、シリカの2種類の金属酸化物を使用した。また、ガラス成分としては、日本電気硝子株式会社製アルカリフリーアルミノ硼珪酸ガラス(材質名OA−10 組成(重量%):SiO 60%、B 10%、Al 15%、CaO 5%、SrO 5%、BaO 2%)を使用した。溶媒としては、メチルセルロース1.5wt%水溶液を使用した。製造するコーティング層の最終的な組成は、以下のように設定した。 First Embodiment Here, the coating layer comprising a refractory material and a glass component, and it is formed on the entire surface of the plate material made of platinum alloy, spraying a sol containing a refractory material and a glass component coating, drying and baking processes Was done. As the refractory, two kinds of metal oxides of alumina and silica were used. As the glass component, Nippon Electric Glass Co., Ltd. alkali-free aluminoborosilicate glass (material name OA-10 composition (wt%): SiO 2 60%, B 2 O 3 10%, Al 2 O 3 15%, CaO 5%, SrO 5%, BaO 2%) were used. As the solvent, a 1.5 wt% methylcellulose aqueous solution was used. The final composition of the coating layer to be manufactured was set as follows.

アルミナ :36.5重量%
シリカ :23.5重量%
ガラス成分:40.0重量%
溶媒 :200重量%(コーティング層重量に対する量)
Alumina: 36.5% by weight
Silica: 23.5% by weight
Glass component: 40.0% by weight
Solvent: 200% by weight (amount based on the coating layer weight)

そして、上記配分で混合したゾルを白金−10重量%ロジウム製の板(寸法75mm□×1.0mm)両面および端面にスプレー塗布した。図2は、ゾルをスプレー塗布する際の装置構成を示す。調整されたゾルは、スターラーにて攪拌しつつ送液ポンプを介してスプレーノズルへ送られエアーアシストでスプレーした。また、この実施形態では、ゾルの塗布とその乾燥を同時に行なった。乾燥は、板材の裏面からホットエアーガンで加熱しながらゾルをスプレー塗布し、これを両面について行った。尚、塗布の条件は、スプレーエアー流量10L/min、パターンエアー流量15L/minとした。コーティング厚は、板材の重量変化を測定することにより算出し、150μmとした。   The sol mixed in the above distribution was spray-applied to both surfaces and end surfaces of platinum-10 wt% rhodium plates (size 75 mm □ × 1.0 mm). FIG. 2 shows an apparatus configuration when spraying sol. The prepared sol was fed to a spray nozzle through a liquid feed pump while being stirred with a stirrer and sprayed with air assist. In this embodiment, the sol was applied and dried at the same time. The drying was performed on both sides by spraying the sol while heating with a hot air gun from the back side of the plate. The application conditions were a spray air flow rate of 10 L / min and a pattern air flow rate of 15 L / min. The coating thickness was calculated by measuring the change in the weight of the plate material, and was 150 μm.

そして、コーティング層を乾燥後、板材を1300℃で焼成処理をしてコーティング層の形成を完了した。   And after drying the coating layer, the board | plate material was baked at 1300 degreeC and formation of the coating layer was completed.

第2実施形態:ここでは、グリーンシートを製造し、これを白金合金からなる板材の全面に貼着することで、第1実施形態と同様のコーティング層を形成した。グリーンシートは、第1実施形態と同様の組成でアルミナ・シリカ・ガラス成分の粉末を混合し、これにアクリルポリマーをバインダーに用いトルエンを溶媒として混練した後、押し出し加工によりシート状に形成した。混練した組成は、粉末66.2%、アクリルポリマー17.9%、トルエン15.9%とした。成形後のグリーンシートの寸法は100mm×500mm×1.0mmであり、板材寸法より1mm大きい76mm□で切断した。 Second Embodiment : Here, a green sheet was manufactured, and this was adhered to the entire surface of a plate material made of a platinum alloy, thereby forming the same coating layer as in the first embodiment. The green sheet was formed into a sheet by extruding after mixing powders of alumina, silica, and glass components with the same composition as in the first embodiment, kneading an acrylic polymer as a binder and toluene as a solvent. The kneaded composition was 66.2% powder, 17.9% acrylic polymer, and 15.9% toluene. The size of the green sheet after molding was 100 mm × 500 mm × 1.0 mm, and it was cut at 76 mm □, which is 1 mm larger than the plate material size.

そして、製造したグリーンシートを白金合金板材に貼着した。この際、グリーンシート作製に使用したアクリルポリマーとトルエンを53:47の重量比で混合した溶液で板材表面を湿潤させつつ、グリーンシートを貼着した。そして、コーティング層を乾燥後、板材を1300℃で焼成処理をしてコーティング層の形成を完了した。   And the manufactured green sheet was affixed on the platinum alloy board | plate material. At this time, the green sheet was adhered while the plate surface was wetted with a solution in which the acrylic polymer and toluene used for green sheet preparation were mixed at a weight ratio of 53:47. And after drying the coating layer, the board | plate material was baked at 1300 degreeC and formation of the coating layer was completed.

以上、コーティング層を形成した白金合金板材について、白金の揮発損失の有無を検討した。この検討は、坩堝を外気中1300℃、1500℃で100時間加熱し、加熱後の重量変化を測定することにより行った。その結果を表1に示す。表1にはコーティング材を形成していないPt−10重量%Rh合金板材の試験結果をあわせて示す。   As described above, the presence or absence of platinum volatilization loss was examined for the platinum alloy plate material on which the coating layer was formed. This examination was performed by heating the crucible at 1300 ° C. and 1500 ° C. for 100 hours in the outside air, and measuring the change in weight after heating. The results are shown in Table 1. Table 1 also shows the test results of the Pt-10 wt% Rh alloy plate material on which no coating material is formed.

Figure 2006077318
Figure 2006077318

表1から、各実施形態で形成したコーティング材により被覆された白金合金の白金損失はゼロに近く、優れた保護作用を有することが確認された。これは、1500℃以上の高温においても同様である。一方、コーティング材で被覆していない白金合金では、0.1g以上の白金損失が生じ、その量は、温度上昇と共に増大することが確認された。   From Table 1, it was confirmed that the platinum loss of the platinum alloy coated with the coating material formed in each embodiment is close to zero and has an excellent protective action. This is the same even at a high temperature of 1500 ° C. or higher. On the other hand, in the platinum alloy not coated with the coating material, it was confirmed that a platinum loss of 0.1 g or more occurred, and the amount thereof increased as the temperature increased.

ガラス製造装置への適用例
次に、本発明を適用したガラスの製造装置、及び、この装置によるディスプレイ用ガラスの製造方法に関して行った実施形態を説明する。
Application Example to Glass Manufacturing Apparatus Next, an embodiment of the glass manufacturing apparatus to which the present invention is applied and a display glass manufacturing method using this apparatus will be described.

図3は、光学ガラス、ディスプレイ用ガラスのような高品位のガラスを製造するための装置構成を示すものである。この図において、ガラス製造装置1は、溶融ガラスの供給源となる略矩形の溶解槽2と、溶解槽2の下流側に設けられた清澄槽3と、清澄槽3の下流側に設けられた攪拌槽4と、攪拌槽4の下流側に設けられた成形装置5とを有する。そして、溶解槽2、清澄槽3、攪拌槽4、及び、成形装置5は、それぞれ連絡流路6、7、8によって接続されている。   FIG. 3 shows an apparatus configuration for producing high-quality glass such as optical glass and display glass. In this figure, the glass manufacturing apparatus 1 is provided in the substantially rectangular dissolution tank 2 used as the supply source of molten glass, the clarification tank 3 provided in the downstream of the dissolution tank 2, and the downstream of the clarification tank 3. It has the stirring tank 4 and the shaping | molding apparatus 5 provided in the downstream of the stirring tank 4. FIG. And the dissolution tank 2, the clarification tank 3, the stirring tank 4, and the shaping | molding apparatus 5 are connected by the communication flow paths 6, 7, and 8, respectively.

溶解槽2は、底壁、側壁、及び、天井壁を有し、これらの各壁は耐火物で形成される。溶解層2は、バーナー、電極等が設けられ、ガラス原料を溶融することができる。溶解槽2の下流側の側壁には、流出口が形成されており、該流出口を上流端に有する幅狭の連絡流路6を介して溶解槽2と清澄槽3とが連通している。   The dissolution tank 2 has a bottom wall, side walls, and a ceiling wall, and each of these walls is formed of a refractory material. The melting layer 2 is provided with a burner, an electrode, etc., and can melt the glass raw material. An outlet is formed in the downstream side wall of the dissolution tank 2, and the dissolution tank 2 and the clarification tank 3 communicate with each other via a narrow communication channel 6 having the outlet at the upstream end. .

清澄槽3は、底壁、側壁、及び、天井壁を有している。底壁及び側壁の内壁面(少なくとも溶融ガラスと接触する内壁面部位)は、白金又は白金合金で形成され、その外側には保護耐火物が設置されている。清澄槽3は、上流側の側壁に流出路6の下流端が開口している。この清澄槽3は、主としてガラスの清澄が行われる部位であり、ガラス中に含まれる微細な泡が、清澄剤から放出される清澄ガスにより拡大浮上され、ガラスから除去される。清澄槽3の下流側の側壁には、流出口が形成され、流出口を上流端に有する幅狭の連絡流路7を介して清澄槽3の下流側に攪拌槽4が連通している。   The clarification tank 3 has a bottom wall, a side wall, and a ceiling wall. The inner wall surface of the bottom wall and the side wall (at least the inner wall surface part in contact with the molten glass) is formed of platinum or a platinum alloy, and a protective refractory is installed on the outside thereof. In the clarification tank 3, the downstream end of the outflow passage 6 is opened in the upstream side wall. This clarification tank 3 is a part where clarification of glass is mainly performed, and fine bubbles contained in the glass are levitated and expanded by the clarification gas released from the clarifier, and are removed from the glass. An outlet is formed on the downstream side wall of the clarification tank 3, and the stirring tank 4 communicates with the downstream side of the clarification tank 3 via a narrow communication channel 7 having the outlet at the upstream end.

攪拌槽4は、底壁、側壁、及び、天井壁を有している。底壁及び側壁の内壁面(少なくとも溶融ガラスと接触する内壁面部位)は、白金又は白金合金で形成され、その外側には保護耐火物が設置されている。攪拌槽4は主としてスターラー等により溶融ガラスを攪拌し、均質化する部位である。   The stirring tank 4 has a bottom wall, a side wall, and a ceiling wall. The inner wall surface of the bottom wall and the side wall (at least the inner wall surface part in contact with the molten glass) is formed of platinum or a platinum alloy, and a protective refractory is installed on the outside thereof. The stirring tank 4 is a part where the molten glass is stirred and homogenized mainly by a stirrer or the like.

攪拌槽4の下流側の側壁には、流出口が形成され、流出口を上流端に有する幅狭の連絡流路8を介して攪拌槽4の下流側に成形装置5が連通している。   An outlet is formed in the side wall on the downstream side of the stirring tank 4, and the molding device 5 communicates with the downstream side of the stirring tank 4 via a narrow communication channel 8 having the outlet at the upstream end.

成形装置5は、例えばディスプレイ用ガラスの成形の場合、ダウンドロー成形装置、アップドロー成形装置、フロート成形装置等の板ガラス成形装置が使用される。特に液晶用板ガラスの場合、オーバーフローダウンドロー装置が好適である。   As the molding device 5, for example, in the case of molding glass for display, a plate glass molding device such as a downdraw molding device, an updraw molding device, or a float molding device is used. In particular, in the case of a plate glass for liquid crystal, an overflow downdraw apparatus is suitable.

また、溶解槽2と清澄槽3とを接続する連絡流路6は、耐火物で形成されており、一方、その他の連絡流路、即ち、清澄槽3と撹拌槽4とを接続する連絡流路7、及び、攪拌槽4と成形装置5とを接続する連絡流路8は、白金又は白金合金で形成され、その外側には保護耐火物が設置されている。   The communication channel 6 that connects the dissolution tank 2 and the clarification tank 3 is formed of a refractory, while the other communication channel, that is, the communication flow that connects the clarification tank 3 and the stirring tank 4. The channel 7 and the communication channel 8 that connects the stirring tank 4 and the molding device 5 are formed of platinum or a platinum alloy, and a protective refractory is installed on the outside thereof.

本実施形態では、図3で説明したガラス製造装置において、白金又は白金合金からなるガラス製造装置(ここでは清澄槽2〜連絡流路8)の外表面に、上記した第2実施形態と同様のグリーンシートを貼着してコーティング層を形成した。そして、このコーティング層を備えるガラス製造装置を用いてディスプレイ用ガラスを製造する方法は、次のようになる。   In the present embodiment, in the glass manufacturing apparatus described with reference to FIG. 3, the same surface as that of the second embodiment described above is formed on the outer surface of a glass manufacturing apparatus (here, clarification tank 2 to communication channel 8) made of platinum or a platinum alloy. A green sheet was adhered to form a coating layer. And the method of manufacturing the glass for displays using a glass manufacturing apparatus provided with this coating layer is as follows.

まず、ガラス原料を調合する。例えば、SiO2−Al23−B23−RO(ROはMgO、CaO、BaO、SrO及びZnOの1種以上)系の組成を有するガラスとなるように、具体的には、質量百分率でSiO2 50〜70%、Al23 10〜25%、B23 5〜20%、MgO 0〜10%、CaO 3〜15%、BaO 0〜10%、SrO 0〜10%、ZnO 0〜10%、TiO2 0〜5%、P25 0〜5%含有するアルカリフリーガラスとなるようにガラス原料を調合する。また上記以外にも清澄剤等種々の成分を添加可能である。 First, a glass raw material is prepared. For example, in order to obtain a glass having a composition of SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 —RO (RO is one or more of MgO, CaO, BaO, SrO and ZnO), specifically, SiO 2 50-70% in percentage, Al 2 O 3 10~25%, B 2 O 3 5~20%, 0~10% MgO, CaO 3~15%, BaO 0~10%, SrO 0~10% , ZnO 0 to 10%, TiO 2 0 to 5%, P 2 O 5 0 to 5% Alkaline free glass is prepared to prepare the glass raw material. In addition to the above, various components such as a fining agent can be added.

続いて調合したガラス原料を溶解槽2に投入し、溶融、ガラス化する。溶解槽2内では、バーナーの燃焼炎によりガラスを上方から加熱する。上記SiO2−Al23−B23−RO系ガラスの場合、1500〜1650℃程度でガラスを溶融する。 Subsequently, the prepared glass raw material is charged into the melting tank 2 and melted and vitrified. In the melting tank 2, the glass is heated from above by the combustion flame of the burner. In the case of the SiO 2 —Al 2 O 3 —B 2 O 3 —RO glass, the glass is melted at about 1500 to 1650 ° C.

溶解槽2でガラス化された溶融ガラスは、連絡流路6を通って清澄槽3へ導かれる。溶融ガラス中には、ガラス化反応時に発生した初期泡が含まれているが、清澄槽3では、この初期泡を、清澄剤成分から放出された清澄ガスにより拡大浮上させて除去する。   The molten glass vitrified in the melting tank 2 is guided to the clarification tank 3 through the communication channel 6. The molten glass contains initial bubbles generated during the vitrification reaction. In the clarification tank 3, the initial bubbles are lifted and removed by the clarification gas released from the clarifier component.

清澄槽3で清澄された溶融ガラスは、連絡流路7を通って攪拌槽へ導かれる。攪拌槽4では、回転するスターラーによってガラスが攪拌され均質化される。   The molten glass clarified in the clarification tank 3 is guided to the stirring tank through the communication channel 7. In the stirring vessel 4, the glass is stirred and homogenized by a rotating stirrer.

攪拌槽4で均質化された溶融ガラスは、連絡流路8を通って成形装置5へ導かれ、板状に成形される。このようにしてディスプレイ用ガラスを得ることができる。   The molten glass homogenized in the stirring tank 4 is guided to the molding device 5 through the communication channel 8 and molded into a plate shape. In this way, a display glass can be obtained.

本実施形態に係るガラス製造装置では、上記のガラスの製造方法の実施に際して、長期間装置稼動後であっても製造装置からの白金の揮発損失が抑制されていた。その結果、製造装置の強度や安定性が長期に亘って維持されていた。尚、本実施形態に係る装置は、ディスプレイ用ガラス以外のガラスの製造にも当然に適用可能である。   In the glass manufacturing apparatus according to the present embodiment, the volatilization loss of platinum from the manufacturing apparatus was suppressed even after the apparatus was operated for a long time when the above glass manufacturing method was performed. As a result, the strength and stability of the manufacturing apparatus have been maintained for a long time. Note that the apparatus according to the present embodiment is naturally applicable to the manufacture of glass other than display glass.

コーティング層の乾燥工程を説明する図。The figure explaining the drying process of a coating layer. 実施形態で使用したゾルのスプレー塗布装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the spray application apparatus of the sol used in embodiment. ガラス製造装置の装置構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the apparatus structure of a glass manufacturing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス製造装置
2 溶解槽
3 清澄槽
4 攪拌槽
5 成形装置
6、7、8 連絡流路

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass manufacturing apparatus 2 Melting tank 3 Clarification tank 4 Stirring tank 5 Molding apparatus 6, 7, 8 Connection flow path

Claims (7)

白金又は白金合金からなる白金材料からなるガラス製造装置の外表面を改質処理する施工方法であって、
前記ガラス製造装置の外表面に耐火材料を含んでなるコーティング層を形成し、該コーティング層を乾燥及び焼成するガラス製造装置の表面改質施工方法。
A construction method for modifying the outer surface of a glass manufacturing apparatus made of a platinum material made of platinum or a platinum alloy,
A method for surface modification of a glass manufacturing apparatus, wherein a coating layer comprising a refractory material is formed on an outer surface of the glass manufacturing apparatus, and the coating layer is dried and fired.
コーティング層の形成は、耐火材料を含むゾルを装置外表面に塗布するものである請求項1記載のガラス製造装置の表面改質施工方法。 2. The surface modification construction method for a glass manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the coating layer is formed by applying a sol containing a refractory material to the outer surface of the apparatus. コーティング層の形成は、耐火材料を含む混練物を装置外表面に貼着させるものである請求項1記載のガラス製造装置の表面改質施工方法。 The method for surface modification of a glass manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the coating layer is formed by sticking a kneaded material containing a refractory material to the outer surface of the apparatus. 耐火材料を含む混練物を装置外表面に貼着させる前に、耐火材料を含むゾルを装置外表面に塗布してコーティング層を形成する請求項3記載のガラス製造装置の表面改質施工方法。 The method for surface modification of a glass manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the sol containing the refractory material is applied to the outer surface of the apparatus to form a coating layer before the kneaded material including the refractory material is adhered to the outer surface of the apparatus. コーティング層の乾燥は、ガラス製造装置の内面から加熱を行うものである請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のガラス製造装置の表面改質施工方法。 The method for surface modification of a glass manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the coating layer is dried from the inner surface of the glass manufacturing apparatus. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の方法により、外表面にコーティング層が形成されてなるガラス製造装置。 The glass manufacturing apparatus by which a coating layer is formed in an outer surface by the method of any one of Claims 1-5. 請求項6に記載の方法によりコーティング層を形成したガラス製造装置に保護耐火物を設置する方法であって、
コーティング層を形成したガラス製造装置の外表面、又は、保護耐火物のガラス製造装置側表面に耐火材料を含む混練物を貼着した後、保護耐火物を設置する方法。
A method for installing a protective refractory on a glass manufacturing apparatus having a coating layer formed by the method according to claim 6,
A method of installing a protective refractory after attaching a kneaded material containing a refractory material to the outer surface of a glass manufacturing apparatus on which a coating layer is formed or the glass manufacturing apparatus side surface of a protective refractory.
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