JP2016104676A - フロートガラス製造装置、およびフロートガラス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融金属の酸化を抑制できる、フロートガラス製造装置を提供する。【解決手段】フロートガラス製造装置は、溶融金属１６を収容する浴槽３１０を備え、浴槽３１０内の溶融金属１６上に連続的に供給される溶融ガラス１２を溶融金属１６上で流動させて成形する。浴槽３１０は、上方に開放された金属ケーシング３１２と、金属ケーシング３１２のサイド部３１３を溶融金属１６から保護するサイド煉瓦３１５と、金属ケーシング３１２のサイド部３１３からサイド煉瓦３１５の上方に延びる庇部３１７とを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、フロートガラス製造装置、およびフロートガラス製造方法に関する。

フロートガラス製造装置は、溶融金属を収容する浴槽を備え、浴槽内の溶融金属上に連続的に供給される溶融ガラスを溶融金属上で流動させて帯板状に成形する（例えば、特許文献１参照）。浴槽は、例えば、上方に開放された金属ケーシング、金属ケーシングのサイド部を溶融金属から保護するサイド煉瓦、および金属ケーシングのボトム部を溶融金属から保護するボトム煉瓦を含む。浴槽の上方には天井が配設され、天井とサイド煉瓦との間の隙間を塞ぐサイドシールが取り外し可能に設けられる。そうして、浴槽内の溶融金属の酸化を防止するため、溶融金属の上方は還元雰囲気とされる。

特開２０１０−５３０３１号公報

サイド煉瓦と天井との間の隙間はサイドシールで塞がれているが、完全に塞ぐことは難しく、外気が入り込むことがある。外気は、冷たく重いため、金属ケーシングのサイド部とサイド煉瓦との間を下方に流れ、金属ケーシングのボトム部とボトム煉瓦との間に回り込み、溶融金属を下方から酸化させる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、溶融金属の酸化を抑制できる、フロートガラス製造装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
溶融金属を収容する浴槽を備え、該浴槽内の溶融金属上に連続的に供給される溶融ガラスを前記溶融金属上で流動させて成形するフロートガラス製造装置であって、
前記浴槽は、上方に開放された金属ケーシングと、該金属ケーシングのサイド部を前記溶融金属から保護するサイド煉瓦と、前記金属ケーシングのサイド部から前記サイド煉瓦の上方に延びる庇部とを含む、フロートガラス製造装置が提供される。

本発明によれば、溶融金属の酸化を抑制できる、フロートガラス製造装置が提供される。

本発明の一実施形態によるフロートガラス製造装置を示す断面図である。 図１のII−II線に沿った成形装置の一部を示す断面図である。 図２の浴槽のサイド部を示す平面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、以下の図面において、同一のまたは対応する構成には、同一のまたは対応する符号を付して、説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態によるガラス板の製造装置を示す断面図である。図１に示すように、フロートガラス製造装置１００は、溶解装置２００、成形装置３００、徐冷装置４００を備える。

溶解装置２００は、ガラス原料１０を溶解し溶融ガラス１２とする。溶解装置２００は、溶融ガラス１２を収容する溶解槽２１０と、溶解槽２１０内に収容される溶融ガラス１２の上方に火炎を形成するバーナ２２０とを備える。溶解槽２１０内に投入されたガラス原料１０は、バーナ２２０が形成する火炎からの輻射熱によって溶融ガラス１２に徐々に溶け込む。

成形装置３００は、溶解装置２００から供給される溶融ガラス１２を帯板状のガラスリボン１４に成形する。成形装置３００は、溶融金属１６を収容する浴槽３１０を備え、溶融金属１６上に連続的に供給される溶融ガラス１２を、溶融金属１６上で流動させて帯板状に成形する。溶融ガラス１２は、下流方向に流動しながら所定の板厚に成形され、徐々に冷却され、徐々に固くなる。このようにして成形されたガラスリボン１４は、成形装置３００から引き出される。

溶融金属１６は、好ましくは溶融スズまたは溶融スズ合金、より好ましくは溶融スズである。

徐冷装置４００は、成形装置３００で成形されたガラスリボン１４を下流方向に連続的に搬送しながら徐冷する。徐冷装置４００は、ガラスリボン１４を水平に搬送する搬送ローラ４１０などを備える。徐冷装置４００から引き出されたガラスリボン１４は、切断機で所定のサイズに切断され、製品であるガラス板が得られる。

図２は、図１のII-II線に沿った成形装置の一部を示す断面図である。図２に示すように、成形装置３００は、溶融金属１６を収容する浴槽３１０、浴槽３１０の上方に設けられる天井３２０、および浴槽３１０と天井３２０との間の隙間を塞ぐサイドシール３３０などを備える。

浴槽３１０は、上方に開放された金属ケーシング３１２、金属ケーシング３１２のサイド部３１３を溶融金属１６から保護する複数のサイド煉瓦３１５、および金属ケーシング３１２のボトム部３１４を溶融金属１６から保護する複数のボトム煉瓦３１６を含む。複数のサイド煉瓦３１５および複数のボトム煉瓦３１６は、金属ケーシング３１２のボトム部３１４上に敷設される。

金属ケーシング３１２は、水平に配設されるボトム部３１４と、ボトム部３１４の外縁から上方に延びるサイド部３１３とで構成される。金属ケーシング３１２は複数の金属板で構成され、当該複数の金属板は溶接により一体化される。金属ケーシング３１２は外側から冷却され、金属ケーシング３１２の温度は浴槽３１０内に収容される金属の融点（例えばスズであれば約２３２℃）よりも低い温度に設定される。溶融金属１６の漏れが抑制できる。

金属ケーシング３１２のサイド部３１３と、サイド煉瓦３１５との間に形成される隙間には、例えば粉末状の耐熱材が充填されてよい。サイド煉瓦３１５同士の目地（図３参照）に流れ込んだ溶融金属１６と、金属ケーシング３１２との接触が防止でき、金属ケーシング３１２の劣化が抑制できる。

金属ケーシング３１２のボトム部３１４上にはボトム部３１４の凹凸を吸収するライナー３１７が敷設され、ライナー３１７上にサイド煉瓦３１５やボトム煉瓦３１６が載置される。そのため、金属ケーシング３１２のボトム部３１４と、サイド煉瓦３１５やボトム煉瓦３１６との間には僅かな隙間が形成される。

天井３２０は、下方に開放された金属製のルーフケーシング３２２、ルーフケーシング３２２のサイド部３２３に設けられる複数のサイドウォール３２５、およびルーフケーシング３２２の天井部３２４と間隔をおいて設けられる複数のルーフ煉瓦３２６を含む。複数のルーフ煉瓦３２６は、ルーフケーシング３２２の天井部３２４から吊り下げられる図示されないフレームで保持されてよい。

ルーフケーシング３２２は、水平に配設される天井部３２４と、天井部３２４の外縁から下方に延びるサイド部３２３とで構成される。ルーフケーシング３２２は複数の金属板で構成され、当該複数の金属板は溶接により一体化される。

ルーフケーシング３２２の天井部３２４と、ルーフ煉瓦３２６との間には、還元性ガスを予熱する予熱空間３２７が形成される。予熱空間３２７で予熱された還元性ガスは、ルーフ煉瓦３２６に形成されるガス供給路３２８を通って、ルーフ煉瓦３２６と溶融金属１６との間に形成される成形空間３２９に供給される。

還元性ガスは、例えば、水素ガスを１〜１５体積％、窒素ガスを８５〜９９体積％含む。還元性ガスは、成形空間３２９に混入した外気（詳細には酸素ガス）と反応し水蒸気を生成することで、溶融金属１６の酸化を抑制する。

成形空間３２９は、外気の混入を抑制すため、大気圧よりも高い気圧とされる。

ヒータ３４０は、ルーフ煉瓦３２６に形成されるガス供給路３２８に挿通される。ヒータ３４０は、溶融ガラス１２の流動方向、および溶融ガラス１２の幅方向にそれぞれ間隔をおいて複数設けられる。ヒータ３４０の出力は、上流側から下流側に向かうほど溶融ガラス１２の温度が低くなるように制御される。また、ヒータ３４０の出力は、溶融ガラス１２の厚さが幅方向に均一になるように制御される。

サイドシール３３０は、成形装置３００のメンテナンス作業を易化するため、浴槽３１０のサイド煉瓦３１５と天井３２０との間に取り外し可能に設けられる。サイドシール３３０は、金属製の箱で構成され、中空構造を有してよい。

サイドシール３３０は、サイド煉瓦３１５と天井３２０との間の隙間を塞ぐ。しかし、完全に塞ぐことは難しく、例えばサイドシール３３０とサイド煉瓦３１５との間に形成される僅かな隙間に外気が侵入する。

そこで、浴槽３１０は、侵入した外気の流れを調整するため、金属ケーシング３１２のサイド部３１３からサイド煉瓦３１５の上方に延びる庇部３１８を備える。庇部３１８は、金属ケーシング３１２の左右両側のサイド部３１３にそれぞれ設けられてよく、金属ケーシング３１２のサイド部３１３の上流部から下流部にかけて設けられてよい。尚、庇部３１８は、金属ケーシング３１２のサイド部３１３の一部のみに設けられてもよい。

庇部３１８は、金属ケーシング３１２のサイド部３１３に溶接などで接合される接合部３１８ａと、接合部３１８ａから水平に突出する板状の突出部３１８ｂとで構成されてよい。突出部３１８ｂは、金属ケーシング３１２のサイド部３１３とサイド煉瓦３１５との隙間を覆い、サイド煉瓦３１５の上方に延びる。サイド煉瓦３１５上に突出部３１８ｂが載置され、突出部３１８ｂ上にサイドシール３３０が載置される。

庇部３１８は、庇部３１８とサイドシール３３０との間に侵入する冷たく重い外気が下方に向かうのを防止し、金属ケーシング３１２に沿って外気が回り込むのを防止する。金属ケーシング３１２は浴槽３１０内に収容される金属の融点よりも低い温度に冷却されるため、金属ケーシング３１２の近傍では酸素ガスと水素ガスとの反応がほとんど進まないからである。

庇部３１８は、庇部３１８とサイドシール３３０との間に侵入する冷たく重い外気を、突出部３１８ｂに沿って水平に案内し、金属ケーシング３１２のサイド部３１３から引き離す。外気は、サイドシール３３０やサイド煉瓦３１５などからの熱によって、酸素ガスと水素ガスとが反応する温度に温められる。よって、外気に含まれる酸素ガスと、還元性ガスに含まれる水素ガスとが反応して水蒸気を生成し、酸素ガスの濃度が低下し、溶融金属１６の酸化が抑制できる。

酸素ガスと水素ガスとの反応が実質的に始まる温度は５８５℃程度であるため、突出部３１８ｂの先端部（図２において右端部）の温度は５８５℃以上であることが好ましい。突出部３１８ｂの先端部の温度はより好ましくは６００℃以上、さらに好ましくは６２０℃以上である。尚、突出部３１８ｂが少なくともサイド部３１３とサイド煉瓦３１５との隙間を覆っていれば、該隙間への外気の直接的な侵入が抑制できる。

尚、突出部３１８ｂの基端部（図２において左端部）の温度は、金属ケーシング３１２のサイド部３１３の温度と同程度の温度であってよく、浴槽３１０内に収容される金属の融点（例えばスズであれば約２３２℃）よりも低い温度であってよい。

突出部３１８ｂの先端部と、突出部３１８ｂの基端部との温度差は３５０℃以上である。この温度差による突出部３１８ｂの変形を抑制するため、突出部３１８ｂにスリット３１９が設けられてよい。

図３は、図２の浴槽のサイド部を示す平面図である。図３に示すように、スリット３１９は、突出部３１８ｂの高温の先端部（図３において右端部）から、突出部３１８ｂの低温の基端部（図３において左端部）に向かって延びてよい。突出部３１８ｂの高温の先端部が複数のブロックに分割され、ブロック同士がスリット３１９で隔てられる。スリット３１９は、各ブロックの熱膨張を吸収し、突出部３１８ｂの変形を抑制する。突出部３１８ｂとサイドシール３３０との間からの外気の侵入が抑制できる。

スリット３１９は、突出部３１８ｂの長手方向（溶融ガラス１２の流動方向と平行な方向）に間隔をおいて複数設けられてよい。スリット３１９の数が多く、スリット３１９の長さが長いと、突出部３１８ｂの変形が抑制しやすい反面、外気と水素ガスとの反応が進みにくい。スリット３１９の数やスリット３１９の長さは、突出部３１８ｂの変形を抑制する効果と、溶融金属１６の酸化を抑制する効果とが両立するように設定される。

スリット３１９は、図３に示すように平面視で、サイド煉瓦３１５と重なり、金属ケーシング３１２のサイド部３１３とサイド煉瓦３１５との隙間と重ならないことが好ましい。当該隙間への外気の侵入が抑制できる。

以上、フロートガラス製造装置およびフロートガラス製造方法の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の庇部３１８は、サイド煉瓦３１５上に載置されるが、サイド煉瓦３１５の上方に延びていればよく、サイド煉瓦３１５と接触していなくてよい。庇部３１８とサイド煉瓦３１５との間の隙間に流れ込む前に外気が十分に温められ、外気に含まれる酸素ガスの大部分が水素ガスと反応し水蒸気に変わればよい。

１２ 溶融ガラス
１４ ガラスリボン
１６ 溶融金属
１００ フロートガラス製造装置
２００ 溶解装置
３００ 成形装置
３１０ 浴槽
３１２ 金属ケーシング
３１３ サイド部
３１４ ボトム部
３１５ サイド煉瓦
３１６ ボトム煉瓦
３１８ 庇部
３１９ スリット
３２０ 天井
３３０ サイドシール
３４０ ヒータ
４００ 徐冷装置

Claims (3)

1. 溶融金属を収容する浴槽を備え、該浴槽内の溶融金属上に連続的に供給される溶融ガラスを前記溶融金属上で流動させて成形するフロートガラス製造装置であって、
   前記浴槽は、上方に開放された金属ケーシングと、該金属ケーシングのサイド部を前記溶融金属から保護するサイド煉瓦と、前記金属ケーシングのサイド部から前記サイド煉瓦の上方に延びる庇部とを含む、フロートガラス製造装置。
2. 前記庇部にはスリットが形成される、請求項１に記載のフロートガラス製造装置。
3. 請求項１または２に記載のフロートガラス製造装置を用いて、溶融ガラスを成形する工程を有する、フロートガラス製造方法。

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