JP2021046334A - Apparatus and method for producing float glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フロートガラス製造装置及びフロートガラス製造方法に関する。 The present invention relates to a float glass manufacturing apparatus and a float glass manufacturing method.
フロートガラス製造装置は、浴槽内の溶融金属上に溶融ガラスを連続的に供給し、下流方向に流動させて帯板状のガラスリボンに成形する。浴槽の上方空間は、仕切壁(フロントリンテル)によって、上流側のスパウト空間と、下流側のメイン空間とに仕切られている。メイン空間は、スパウト空間よりも十分に大きく、溶融金属の酸化を防止するため、還元性ガスで満たされている。 The float glass manufacturing apparatus continuously supplies molten glass onto the molten metal in the bathtub and causes it to flow in the downstream direction to form a strip-shaped glass ribbon. The space above the bathtub is divided into a spout space on the upstream side and a main space on the downstream side by a partition wall (front lintel). The main space is sufficiently larger than the spout space and is filled with a reducing gas to prevent oxidation of the molten metal.
スパウト空間において、溶融金属上に供給された溶融ガラスは、下流方向に流れる本流(フロントフロー)と、スパウトリップの下方に設けられたウェットバックタイルに向けて逆流する支流(バックフロー)とを形成する。支流は、ウェットバックタイルに向けて逆流し、ウェットバックタイルに沿って左右に分かれて流れた後、左右のリストリクタータイルに沿って下流方向に流れ、本流の幅方向端部に合流する(特許文献1の図3参照)。 In the spout space, the molten glass supplied on the molten metal forms a main stream (front flow) flowing in the downstream direction and a tributary stream (back flow) flowing back toward the wet back tile provided below the spout trip. To do. The tributary flows backward toward the wet back tile, splits left and right along the wet back tile, then flows downstream along the left and right restrictor tiles, and joins the widthwise end of the main stream (patented). See FIG. 3 in Document 1).
特許文献1には、スパウトリップ、スパウトリップを挟むサイドジャム、ウェットバックタイル及びリストリクタータイルのうち少なくとも1つは、重量%でZrO2が85%以上97%以下、残部がSiO2を主体とするガラス質である電鋳耐火物で構成されることが開示されている。かかる電鋳耐火物は、溶融ガラスに対する耐食性に優れている。
In
しかし、上記の電鋳耐火物は、フロートガラスの製造を開始するにあたり、常温から少なくとも1200℃まで昇温させたとき、1100〜1200℃でZrO2の結晶相が単斜晶から正方晶に転移し、大きな体積収縮が生じることで、亀裂が発生しやすい。特に、ウェットバックタイル及びリストリクタータイルは、上記の支流の流れが旺盛なので、亀裂が発生すると、破損するおそれがある。 However, in the above electroformed refractory, when the temperature is raised from room temperature to at least 1200 ° C. when the production of float glass is started, the crystal phase of ZrO 2 changes from monoclinic to tetragonal at 1100 to 1200 ° C. However, cracks are likely to occur due to large volume shrinkage. In particular, wet back tiles and restrictor tiles have a vigorous flow of the above-mentioned tributaries, and therefore, if cracks occur, they may be damaged.
他方、質量%でAl2O3が95%程度の電鋳耐火物は、昇温に際して上記の体積収縮は生じないものの、特許文献1に開示された電鋳耐火物に比べ、溶融ガラスに対する耐食性が劣る。
On the other hand, the electroformed refractory having an Al 2 O 3 content of about 95% by mass does not undergo the above-mentioned volume shrinkage when the temperature is raised, but has corrosion resistance to molten glass as compared with the electroformed refractory disclosed in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、溶融ガラスに対する耐食性に優れ、かつ、昇温に際して亀裂が発生しにくいタイルが配設されるフロートガラス製造装置及びフロートガラス製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a float glass manufacturing apparatus and a float glass manufacturing method in which tiles having excellent corrosion resistance to molten glass and which are less likely to crack when the temperature rises are arranged. The purpose is.
本発明のフロートガラス製造装置は、溶融金属を収容する浴槽と、前記溶融金属上に溶融ガラスを供給するスパウトリップとを備えるフロートガラス製造装置であって、前記スパウトリップの下方には、前記溶融金属上の溶融ガラスと接触するタイルが配設され、前記タイルの少なくとも一部は、質量%でジルコン(ZrSiO4)を90%以上含有する耐火物であることを特徴とする。 The float glass manufacturing apparatus of the present invention is a float glass manufacturing apparatus including a bathtub for accommodating a molten metal and a spout trip for supplying molten glass on the molten metal, and below the spout trip is the molten glass. A tile that comes into contact with the molten glass on the metal is arranged, and at least a part of the tile is a refractory material containing 90% or more of zircon (ZrSiO 4) in mass%.
また、本発明のフロートガラス製造装置は、溶融金属を収容する浴槽と、前記溶融金属上に溶融ガラスを供給するスパウトリップとを備えるフロートガラス製造装置であって、前記スパウトリップの下方には、前記溶融金属上の溶融ガラスと接触するタイルが配設され、前記タイルの少なくとも一部は、質量%でZrO2を60%以上、SiO2を2.5%以上含有する耐火物であり、前記耐火物は、前記ZrO2と、Y2O3、CaO及びCeO2から選ばれる少なくとも1種との固溶体である安定化ジルコニアを含むことを特徴とする。 Further, the float glass manufacturing apparatus of the present invention is a float glass manufacturing apparatus including a bathtub for accommodating the molten metal and a spout trip for supplying the molten glass on the molten metal. the tile in contact with the molten glass on the molten metal is disposed, at least a portion of the tile, ZrO 2 and 60% by mass%, a refractory material containing SiO 2 2.5% or more, the The refractory is characterized by containing stabilized zirconia, which is a solid solution of the ZrO 2 and at least one selected from Y 2 O 3 , Ca O and Ce O 2.
本発明のフロートガラス製造方法は、スパウトリップ上を流れる溶融ガラスを浴槽内の溶融金属上に連続的に供給するフロートガラス製造方法であって、前記スパウトリップの下方には、前記溶融金属上の溶融ガラスと接触するタイルが配設され、前記タイルの少なくとも一部は、質量%でジルコン(ZrSiO4)を90%以上含有する耐火物であることを特徴とする。 The float glass manufacturing method of the present invention is a float glass manufacturing method in which molten glass flowing on a spout trip is continuously supplied onto a molten metal in a bathtub, and below the spout trip is on the molten metal. A tile that comes into contact with the molten glass is arranged, and at least a part of the tile is a refractory material containing 90% or more of zircon (ZrSiO 4) in mass%.
また、本発明のフロートガラス製造方法は、スパウトリップ上を流れる溶融ガラスを浴槽内の溶融金属上に連続的に供給するフロートガラス製造方法であって、前記スパウトリップの下方には、前記溶融金属上の溶融ガラスと接触するタイルが配設され、前記タイルの少なくとも一部は、質量%でZrO2を60%以上、SiO2を2.5%以上含有する耐火物であり、前記耐火物は、前記ZrO2と、Y2O3、CaO及びCeO2から選ばれる少なくとも1種との固溶体である安定化ジルコニアを含むことを特徴とする。 Further, the float glass manufacturing method of the present invention is a float glass manufacturing method in which molten glass flowing on a spout trip is continuously supplied onto a molten metal in a bathtub, and the molten metal is below the spout trip. tile in contact with the molten glass above is disposed, at least a portion of the tile, ZrO 2 and 60% by mass%, a refractory material containing SiO 2 2.5% or more, the refractory , The ZrO 2 is characterized by containing stabilized zirconia, which is a solid solution of ZrO 2 and at least one selected from Y 2 O 3 , Ca O and Ce O 2.
本発明は、溶融ガラスに対する耐食性に優れ、かつ、昇温に際して亀裂が発生しにくいタイルが配設されるフロートガラス製造装置及びフロートガラス製造方法を提供することができる。 The present invention can provide a float glass manufacturing apparatus and a float glass manufacturing method in which tiles having excellent corrosion resistance to molten glass and less likely to crack when the temperature rises are arranged.
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。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[フロートガラス製造装置]
図1は、本発明の一実施形態によるフロートガラス製造装置の要部を示す断面図である。図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。図3は、図1の浴槽内の溶融ガラスの流れを示す平面図である。
[Float glass manufacturing equipment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a float glass manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. FIG. 3 is a plan view showing the flow of molten glass in the bathtub of FIG.
フロートガラス製造装置1は、浴槽10内の溶融金属M上に溶融ガラスGを連続的に供給し、供給した溶融ガラスGを溶融金属M上で流動させて帯板状のガラスリボンに成形する。フロートガラス製造装置1は、浴槽10、スパウトリップ14、サイドジャム16、17、ツイール18、ウェットバックタイル22、リストリクタータイル24、25、仕切壁26、加熱源27及びタイル加熱源29を有する。
The float
浴槽10は、溶融金属Mを収容する。溶融金属Mとしては、例えば溶融スズが用いられる。溶融スズの他に、溶融スズ合金なども使用可能であり、溶融金属Mは溶融ガラスGを浮かばせることができるものであればよい。
The
浴槽10は、例えば図1に示すように、上方に開放された箱状の金属ケーシング11と、金属ケーシング11の側壁を溶融金属Mから保護するサイド煉瓦12と、金属ケーシング11の底壁を溶融金属Mから保護するボトム煉瓦13とを有する。
As shown in FIG. 1, for example, the
スパウトリップ14は、図1に示すように、浴槽10内の溶融金属M上に溶融ガラスGを供給する供給路を形成する。サイドジャム16、17は、図2に示すように、スパウトリップ14を挟んで設けられ、スパウトリップ14上を流れる溶融ガラスGが左右(図2のY方向)にこぼれるのを防止する。
As shown in FIG. 1, the
スパウトリップ14及びサイドジャム16、17は、重量%でZrO2が85%以上97%以下、残部がSiO2を主体とするガラス質である電鋳耐火物であることが好ましい。電鋳耐火物のZrO2は、主にバデライト結晶として存在する。電鋳耐火物の残部は、ZrO2のバデライト結晶の粒界に存在し、電鋳耐火物を緻密化する。この残部のガラス質には、SiO2以外にAl2O3、Na2Oなどが含まれる。この電鋳耐火物は、高ジルコニア質電鋳耐火物と呼ばれ、溶融ガラスに対する耐食性に優れている。
It is preferable that the
ツイール18は、スパウトリップ14に対して上下に移動自在であり、スパウトリップ14上を流れる溶融ガラスGの流量を調整する。溶融ガラスGと接触する側のツイール18とスパウトリップ14との間隔が狭くなるほど、スパウトリップ14上を流れる溶融ガラスGの流量が少なくなる。
The
ツイール18は、耐火物で構成される。ツイール18には、ツイール18と溶融ガラスGとの接触を防止する保護膜19が形成されてよい。保護膜19は、例えば白金又は白金合金で形成される。
The
タイル20は、スパウトリップ14の下方に配設され、溶融金属M上の溶融ガラスGと接触する。タイル20は、ウェットバックタイル22と、ウェットバックタイル22から下流に向けて延びるリストリクタータイル24、25とを有する。本実施形態において、リストリクタータイル24、25は、図3に示すように、ウェットバックタイル22から下流に向けて斜めに延び、下流に向けて拡開する。
The
本発明のタイル20の少なくとも一部は、質量%でジルコン(ZrSiO4)を90%以上含有する耐火物(以下、「第1の耐火物」という。)である。第1の耐火物は、高ジルコニア質電鋳耐火物とは異なり、フロートガラスの製造を開始するにあたり、常温から少なくとも1200℃まで昇温させたとき、1100〜1200℃でZrO2の結晶相が単斜晶から正方晶に転移して大きな体積収縮が生じ、耐火物に亀裂が発生するという問題がない。なぜなら、ジルコン(ZrSiO4)は、ZrとSiとOが一体化した一つの結晶構造となっており、そもそもZrO2の単斜晶として存在しないからである。なお、製造するガラスの種類によっては、タイル20の温度は1300℃以上まで昇温させることもある。
At least a part of the
第1の耐火物は、溶融ガラスに対する耐食性に優れており、質量%でジルコン(ZrSiO4)を好ましくは92%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上含有する。また、第1の耐火物は、ジルコン(ZrSiO4)以外に例えばAl2O3やFe2O3が含まれるジルコン質耐火物であることが好ましい。 The first refractory has excellent corrosion resistance to molten glass, and contains zircon (ZrSiO 4 ) in a mass% of preferably 92% or more, more preferably 95% or more, still more preferably 98% or more. Further, the first refractory is preferably a zircon refractory containing, for example, Al 2 O 3 or Fe 2 O 3 in addition to zircon (ZrSiO 4 ).
本実施形態において、タイル20の少なくとも一部が第1の耐火物であるとは、ウェットバックタイル22の全部及びリストリクタータイル24、25の全部が第1の耐火物である場合に限られず、ウェットバックタイル22の全部又は一部が第1の耐火物である場合や、リストリクタータイル24、25の全部又は一部が第1の耐火物である場合を含む。そして、リストリクタータイル24、25は、ウェットバックタイル22に比べて長さが長く(図3参照)、上記の体積収縮の影響を受けやすいので、第1の耐火物であることが好ましい。後述する第2の耐火物についても同様である。
In the present embodiment, the fact that at least a part of the
ところで、タイル20と溶融ガラスGが接触する部分では、溶融ガラスGが滞留しやすいため、溶融ガラスの失透が発生しやすい傾向にある。そして、タイル20が高ジルコニア質電鋳耐火物である場合、高ジルコニア質電鋳耐火物のNa2O含有量は例えば0.4質量%であるため、溶融ガラスと電鋳耐火物とが反応すると、溶融ガラス中にNa2Oが混入しやすく失透が発生するおそれがあった。
By the way, in the portion where the
そこで、第1の耐火物のNa2O含有量は0.1質量%以下であることが好ましい。Na2O含有量が0.1質量%以下だと、溶融ガラスと第1の耐火物とが反応しても、溶融ガラス中にNa2Oが混入しにくくなるので、特に無アルカリガラスを製造する場合に失透が発生しにくい。ここで、リストリクタータイル24、25に溶融ガラスGが接する部分及びその近傍は、失透が発生しやすい。そのため、Na2O含有量が0.1質量%以下である第1の耐火物は、失透の発生を抑制するのに、リストリクタータイル24、25に好適である。第1の耐火物のNa2O含有量は、より好ましくは0.07質量%以下、さらに好ましくは0.04質量%以下である。
Therefore, the Na 2 O content of the first refractory is preferably 0.1% by mass or less. If the Na 2 O content is 0.1% by mass or less, even if the molten glass reacts with the first refractory, Na 2 O is less likely to be mixed into the molten glass. When this is done, devitrification is unlikely to occur. Here, devitrification is likely to occur in the portion where the molten glass G is in contact with the
なお、無アルカリガラスとは、Na2O、K2O等のアルカリ金属酸化物を実質的に含有しないガラスをいう。ここで、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しないとは、アルカリ金属酸化物の含有量の合量が0.1質量%以下を意味する。 The non-alkali glass refers to glass that does not substantially contain alkali metal oxides such as Na 2 O and K 2 O. Here, the fact that the alkali metal oxide is substantially not contained means that the total content of the alkali metal oxide is 0.1% by mass or less.
第1の耐火物の気孔率は1%以下であることが好ましい。気孔率が1%以下だと、耐火物が緻密になり圧縮強度が高くなるため、タイル20と溶融ガラスGが接触しても、タイル20が破損しにくい。この場合、嵩比重は、例えば4.0以上である。第1の耐火物の気孔率は、より好ましくは0.9%以下、さらに好ましくは0.8%以下である。なお、本明細書における気孔率及び嵩比重は、JIS R2205の「耐火れんがの見掛気孔率・吸水率・比重の測定方法」に準じて測定した。
The porosity of the first refractory is preferably 1% or less. When the porosity is 1% or less, the refractory becomes dense and the compressive strength becomes high, so that even if the
本発明のタイル20の少なくとも一部は、質量%でZrO2を60%以上、SiO2を2.5%以上含有する耐火物(以下、「第2の耐火物」という。)である。第2の耐火物は、前記ZrO2と、Y2O3、CaO及びCeO2から選ばれる少なくとも1種との固溶体である安定化ジルコニアを含む。第2の耐火物は、常温から少なくとも1200℃まで昇温させたとき、1100〜1200℃でZrO2の結晶相が単斜晶から正方晶に転移して大きな体積収縮が生じ、耐火物に亀裂が発生するという問題がない。なぜなら、安定化ジルコニアは、ZrO2にY2O3やCaOなどを固溶させることによって、ZrO2の正方晶のまま常温まで安定化させたものであり、昇温の過程で単斜晶から正方晶に転移することがないからである。
At least a portion of the
ZrO2(ジルコニア)は、溶融ガラスに対して高い耐食性があり、第2の耐火物中に含有されるZrO2成分は60〜92%が好ましく、65%以上がより好ましく、75%以上がさらに好ましい。 ZrO 2 (zirconia) has high corrosion resistance to molten glass, and the ZrO 2 component contained in the second refractory is preferably 60 to 92%, more preferably 65% or more, and further 75% or more. preferable.
SiO2は、ガラス相の形成により結合剤として働き、耐食性と強度を向上させる成分である。第2の耐火物中に含有されるSiO2は2.5〜12%が好ましく、3.0〜11%がより好ましい。2.5%以上だと、結合剤としての効果が高くなり、強度と耐食性が向上する。12%以下だと、ジルコニア粒子間の結合を阻害しなくなるので、溶融ガラスに対する耐食性が低下しにくい。 SiO 2 is a component that acts as a binder by forming a glass phase and improves corrosion resistance and strength. The SiO 2 contained in the second refractory is preferably 2.5 to 12%, more preferably 3.0 to 11%. If it is 2.5% or more, the effect as a binder is high, and the strength and corrosion resistance are improved. If it is 12% or less, the bond between the zirconia particles is not inhibited, so that the corrosion resistance to the molten glass is unlikely to decrease.
第2の耐火物は、質量%でAl2O3を0.3〜4%、CaOを0.1〜10%、Y2O3を0〜18%、CeO2を0〜18%含有し、かつ、Al2O3/SiO2で表わされる質量比が0.05〜0.8である焼結耐火物であることが好ましい。 The second refractory contains 0.3 to 4% of Al 2 O 3 , 0.1 to 10% of Ca O , 0 to 18% of Y 2 O 3, and 0 to 18% of CeO 2 in mass%. In addition, it is preferably a sintered refractory having a mass ratio of 0.05 to 0.8 represented by Al 2 O 3 / SiO 2.
Al2O3は、SiO2とともにガラス相を形成する成分であり、結合剤として働く。Al2O3はSiO2のガラス化温度を下げる効果がある。Al2O3の含有量が0.3%以上だと、ガラス化温度が低くなるため、焼成する温度が低くなり、耐火物の生産コストを削減できる。なお、ガラス化温度より低い温度で焼成すると結合剤としての機能が発現せず、耐食性と強度が低下する。Al2O3の含有量が4.0%以下だと、ガラス化温度が低下して焼成時に変形したとしても、溶融ガラスに対する耐食性が低下しにくい。Al2O3の含有量は、焼結耐火物中に0.4〜3.5%がより好ましい。 Al 2 O 3 is a component that forms a glass phase together with SiO 2 and acts as a binder. Al 2 O 3 has the effect of lowering the vitrification temperature of SiO 2. When the content of Al 2 O 3 is 0.3% or more, the vitrification temperature becomes low, so that the firing temperature becomes low, and the production cost of refractories can be reduced. When fired at a temperature lower than the vitrification temperature, the function as a binder is not exhibited, and the corrosion resistance and strength are lowered. When the content of Al 2 O 3 is 4.0% or less, even if the vitrification temperature is lowered and the glass is deformed during firing, the corrosion resistance to the molten glass is unlikely to be lowered. The content of Al 2 O 3 is more preferably 0.4 to 3.5% in the sintered refractory.
第2の耐火物の気孔率は3〜50体積%であることが好ましい。気孔率が3体積%以上だと、亀裂が発生した場合に進展し難く、大きな割れにつながりにくい。気孔が50体積%以下だと、溶融ガラスが焼結体炉材内部まで浸透し難くなり耐食性が低下しにくい。気孔率は、3.5〜45体積%がより好ましく、4〜35体積%がさらに好ましい。 The porosity of the second refractory is preferably 3 to 50% by volume. If the porosity is 3% by volume or more, it is difficult for cracks to develop when cracks occur, and it is difficult for large cracks to occur. If the pores are 50% by volume or less, it is difficult for the molten glass to penetrate into the inside of the sintered body furnace material, and the corrosion resistance is not easily lowered. The porosity is more preferably 3.5 to 45% by volume, even more preferably 4 to 35% by volume.
第2の耐火物のNa2O含有量は0.1質量%以下であることが好ましい。その理由は、上記した第1の耐火物と同様である。 The Na 2 O content of the second refractory is preferably 0.1% by mass or less. The reason is the same as that of the first refractory mentioned above.
第1の耐火物及び第2の耐火物は、上記したように、溶融ガラスに対する耐食性に優れ、かつ、昇温に際して亀裂が発生しにくい。また、溶融ガラスの失透も発生しにくい。そのため、タイル20の少なくとも一部が第1の耐火物又は第2の耐火物であると、フロートガラスの製造を開始した後、品質の良いフロートガラスを安定して供給することができる。
As described above, the first refractory and the second refractory are excellent in corrosion resistance to molten glass, and cracks are unlikely to occur when the temperature rises. In addition, devitrification of molten glass is unlikely to occur. Therefore, if at least a part of the
仕切壁26は、図1に示すように、浴槽10の上方空間30を上流側のスパウト空間32と下流側のメイン空間34とに仕切る。仕切壁26は、耐火物で構成される。
As shown in FIG. 1, the
スパウト空間32は、溶融ガラス流入空間32aを含む。溶融ガラス流入空間32aは、ツイール18と仕切壁26との間に形成され、溶融ガラスGよりも上方に形成される。
The
スパウト空間32で溶融金属M上に供給された溶融ガラスGは、図3に示すように、下流方向に流れる本流42と、ウェットバックタイル22に向けて上流方向に逆流する支流44とを形成する。支流44は、ウェットバックタイル22に向けて逆流し、ウェットバックタイル22に沿って左右に分かれて流れた後、左右のリストリクタータイル24、25に沿って下流方向に流れ、本流42の幅方向端部に合流する。そのため、溶融ガラスGが耐火物に接触することによって発生した溶融ガラスG中の異質成分は、ガラスリボンの両側縁部に集まる。そして、ガラスリボンの両側縁部は、徐冷後に切除され、製品とならないので、品質の良いフロートガラスが得られる。
As shown in FIG. 3, the molten glass G supplied onto the molten metal M in the
スパウト空間32での溶融ガラスGの温度範囲は、溶融ガラスGの粘度換算で例えば103.8〜104.65dPa・sに相当する範囲であり、好ましくは溶融ガラスGの粘度換算で104.1〜104.3dPa・sに相当する範囲である。
The temperature range of the molten glass G in the
メイン空間34は、スパウト空間32よりも十分に大きい。メイン空間34は、溶融金属Mの酸化を防止するため、還元性ガスで満たされる。還元性ガスは、例えば窒素ガスと水素ガスとの混合ガスであり、窒素ガスを85〜98.5体積%、水素ガスを1.5〜15体積%含んでいる。還元性ガスは、メイン空間34のルーフ煉瓦の目地及びヒータ部の孔から供給される。
The
加熱源27は、スパウト空間32のうち溶融ガラス流入空間32aに配設され、溶融ガラスGを加熱する。加熱源27は、図1に示すように、スパウトリップ14よりも下流側に配設されることが好ましい。なぜなら、スパウトリップ14上を流れる溶融ガラスGだけでなく、溶融金属M上で流動する溶融ガラスGを加熱できるからである。
The
加熱源27は、溶融ガラスGの幅方向(図2のY方向)に平行な発熱部28と、発熱部28に給電する給電部とを有する。発熱部28は、下方を通過する溶融ガラスGを幅方向全体にわたって加熱する。
The
タイル加熱源29は、例えば、ウェットバックタイル22上に載置される。タイル加熱源29は、ウェットバックタイル22を加熱することで、溶融金属M上の溶融ガラスGを加熱する。これにより、支流44の流動性が高くなり、支流44の流れが安定化するため、支流44が本流42と合流する際に、溶融ガラスGの流れが安定化する。なお、タイル加熱源29は、ウェットバックタイル22の内部に埋設されてもよい。
The
タイル加熱源29は、ウェットバックタイル22周辺の溶融ガラスGを、ガラスの失透温度よりも10〜50℃高い温度に加熱してよい。これにより、ウェットバックタイル22周辺での溶融ガラスGの失透を防止することができる。
The
加熱源27及びタイル加熱源29は、電気ヒータで構成されてよく、例えばSiCヒータで構成される。SiCヒータの代わりに、Al2O3やSi3N4などのセラミックに金属発熱体を埋設したセラミックヒータも使用可能である。
The
[フロートガラス製造方法]
フロートガラス製造方法は、図1に示すように、スパウトリップ14上を流れる溶融ガラスGをツイール18で流量調整して浴槽10内の溶融金属M上に連続的に供給し、溶融ガラスGを溶融金属M上で流動させ仕切壁26と溶融金属Mとの間を通過させる。メイン空間34のうち溶融ガラスGの粘度換算で104.5〜107.5dPa・sに相当する範囲において、ガラスリボンは両側縁部をトップロールで押えられながら所定方向(図1のX方向)に流動させられ所定の板厚に成形される。メイン空間34において所定の板厚に成形されたガラスリボンは、メイン空間34の下流域において溶融金属Mから引き上げられた後、徐冷炉内で徐冷され、所定の寸法に切断される。このようにして、フロートガラスが得られる。
[Float glass manufacturing method]
In the float glass manufacturing method, as shown in FIG. 1, the molten glass G flowing on the
浴槽10の上方空間は、仕切壁26によりスパウト空間32とメイン空間34とに仕切られ、スパウトリップ14の下方には、溶融金属M上の溶融ガラスGと接触するタイル20が配設される。
The space above the
本発明のタイル20の少なくとも一部は、質量%でジルコン(ZrSiO4)を90%以上含有する第1の耐火物である。
At least a part of the
本発明のタイル20の少なくとも一部は、質量%でZrO2を60%以上、SiO2を2.5%以上含有する第2の耐火物である。第2の耐火物は、前記ZrO2と、Y2O3、CaO及びCeO2から選ばれる少なくとも1種との固溶体である安定化ジルコニアを含む。
At least a portion of the
第1の耐火物又は第2の耐火物のNa2O含有量は0.1質量%以下であることが好ましい。 The Na 2 O content of the first refractory or the second refractory is preferably 0.1% by mass or less.
第1の耐火物及び第2の耐火物は、溶融ガラスに対する耐食性に優れ、かつ、昇温に際して亀裂が発生しにくい。また、溶融ガラスの失透も発生しにくい。そのため、タイル20の少なくとも一部が第1の耐火物又は第2の耐火物であると、フロートガラスの製造を開始した後、品質の良いフロートガラスを安定して供給することができる。
The first refractory and the second refractory are excellent in corrosion resistance to molten glass, and cracks are unlikely to occur when the temperature rises. In addition, devitrification of molten glass is unlikely to occur. Therefore, if at least a part of the
フロートガラスの用途は、特に限定されないが、例えば液晶パネルや有機ELパネルなどのディスプレイ用ガラス基板として用いられる。この場合、ガラスリボンの幅方向(図2のY方向)の中央部における板厚は、0.75mm以下が好ましく、0.55mm以下がより好ましく、0.45mm以下がさらに好ましい。なお、ガラスリボンの幅方向とは、ガラスリボンの流動する方向に対して直交する方向である。ガラスリボンの幅方向の中央部とは、ガラスリボンの幅方向の中心から該幅方向に25%以内の範囲である。ガラスリボンの幅方向の中央部における板厚は、徐冷炉内で徐冷されたガラスリボンを室温まで冷却し、所定の寸法に切断した後に測定される。 The use of the float glass is not particularly limited, but is used as a glass substrate for a display such as a liquid crystal panel or an organic EL panel. In this case, the plate thickness at the center of the glass ribbon in the width direction (Y direction in FIG. 2) is preferably 0.75 mm or less, more preferably 0.55 mm or less, and even more preferably 0.45 mm or less. The width direction of the glass ribbon is a direction orthogonal to the flowing direction of the glass ribbon. The central portion in the width direction of the glass ribbon is a range within 25% in the width direction from the center in the width direction of the glass ribbon. The plate thickness at the central portion in the width direction of the glass ribbon is measured after the glass ribbon slowly cooled in the slow cooling furnace is cooled to room temperature and cut to a predetermined size.
フロートガラスのガラスの種類としては、例えば無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラスなどが挙げられる。 Examples of the type of float glass include non-alkali glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, and soda lime glass.
フロートガラスは、酸化物基準の質量%表示で、SiO2:54〜66%、Al2O3:10〜23%、B2O3:6〜12%、MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26%を含有する無アルカリガラス基板であることが好ましい。 Float glass contains SiO 2 : 54 to 66%, Al 2 O 3 : 10 to 23%, B 2 O 3 : 6 to 12%, MgO + CaO + SrO + BaO: 8 to 26% in terms of mass% based on oxides. A non-alkali glass substrate is preferable.
フロートガラスは、高歪点とするには、酸化物基準の質量%表示で、SiO2:54〜68%、Al2O3:10〜25%、B2O3:0.1〜5.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:8〜26%を含有する無アルカリガラス基板であることが好ましい。 Float glass has a mass% representation based on oxides to have a high strain point, SiO 2 : 54 to 68%, Al 2 O 3 : 10 to 25%, B 2 O 3 : 0.1 to 5. A non-alkali glass substrate containing 5%, MgO + CaO + SrO + BaO: 8 to 26% is preferable.
本発明の実施例について説明する。例1及び例2は実施例であり、例3及び例4は比較例である。例1の耐火物は第1の耐火物に対応しており、例2の耐火物は第2の耐火物に対応している。 Examples of the present invention will be described. Examples 1 and 2 are examples, and examples 3 and 4 are comparative examples. The refractory of Example 1 corresponds to the first refractory, and the refractory of Example 2 corresponds to the second refractory.
例1の耐火物は、質量%でジルコン(ZrSiO4)を98.6%、Al2O3を0.2%、Fe2O3を0.06%含有し、気孔率が0.7%であり、嵩比重が4.34であるジルコン質耐火物(AGCセラミックス社製、商品名:G−ZRHD−65S)である。 Refractories Example 1, 98.6% zircon (ZrSiO 4) by mass%, the Al 2 O 3 0.2%, the Fe 2 O 3 contained 0.06%, porosity of 0.7% It is a zircon refractory (manufactured by AGC Ceramics Co., Ltd., trade name: G-ZRHD-65S) having a bulk specific gravity of 4.34.
例2の耐火物は、質量%でZrO2を84.3%、Y2O3を9.3%、SiO2を5.0%、Al2O3を1.0%、CaOを0.4%含有し、Al2O3/SiO2で表わされる質量比が0.20であり、気孔率が12.5%であり、嵩比重が4.8である安定化ジルコニア焼結耐火物である。 The refractory of Example 2 is 84.3% ZrO 2 , 9.3% Y 2 O 3 , 5.0% SiO 2 , 1.0% Al 2 O 3 , and 0. CaO in mass%. A stabilized zirconia sintered refractory containing 4%, having a mass ratio of 0.20 in Al 2 O 3 / SiO 2 , a porosity of 12.5%, and a bulk specific gravity of 4.8. is there.
なお、例1及び例2の耐火物のNa2O含有量は0.1質量%以下である。 The Na 2 O content of the refractories of Examples 1 and 2 is 0.1% by mass or less.
例3の耐火物は、質量%でZrO2を94.5%、SiO2を4%、Al2O3を0.8%、Na2Oを0.4%含有する高ジルコニア質電鋳耐火物(AGCセラミックス社製、商品名:ZB−X9510)である。 The refractory of Example 3 is a high zirconia electroformed refractory containing 94.5 % of ZrO 2 , 4% of SiO 2 , 0.8% of Al 2 O 3 and 0.4% of Na 2 O in mass%. A product (manufactured by AGC Ceramics Co., Ltd., trade name: ZB-X9510).
例4の耐火物は、質量%でAl2O3を95%、SiO2を0.8%、Na2Oを3.5%含有するアルミナ質電鋳耐火物(AGCセラミックス社製、商品名:MB−G)である。 The refractory of Example 4 is an alumina electroformed refractory containing 95% Al 2 O 3 , 0.8% SiO 2 and 3.5% Na 2 O in mass% (manufactured by AGC Ceramics Co., Ltd., trade name). : MB-G).
(熱膨張特性)
図4は、実施例の耐火物の昇温過程における熱膨張率の変化を示す図である。図4に示す熱膨張特性は、例1〜4の耐火物について、径10mm×高さ20mmの円柱状の試験片を使用し、TMA(リガク社製、装置名:Thermo plus EVO TMA8310)により、常温から1400℃(例2)又は1500℃(例1、例3及び例4)までの昇温過程における熱膨張率を測定したものである。
(Thermal expansion characteristics)
FIG. 4 is a diagram showing a change in the coefficient of thermal expansion in the process of raising the temperature of the refractory of the example. The thermal expansion characteristics shown in FIG. 4 are obtained by using a columnar test piece having a diameter of 10 mm and a height of 20 mm for the refractories of Examples 1 to 4 and using TMA (manufactured by Rigaku Co., Ltd., device name: Thermo plus EVO TMA8310). The coefficient of thermal expansion in the heating process from room temperature to 1400 ° C. (Example 2) or 1500 ° C. (Example 1, Example 3 and Example 4) was measured.
例1、例2及び例4は、熱膨張率が常温から1400℃又は1500℃に至るまで線形的に増加しており、1100〜1200℃で体積収縮が生じていない。この結果から、例1及び例2において、ZrO2の結晶相が単斜晶から正方晶に転移するという現象(いわゆる相転移)が発生していないことが分かる。なお、例4の耐火物は、そもそもZrO2を含有しないので、上記の相転移が発生しない。 In Examples 1, 2 and 4, the coefficient of thermal expansion linearly increases from room temperature to 1400 ° C. or 1500 ° C., and no volume shrinkage occurs at 1100 to 1200 ° C. From this result, it can be seen that in Examples 1 and 2, the phenomenon that the crystal phase of ZrO 2 changes from monoclinic to tetragonal (so-called phase transition) does not occur. Since the refractory of Example 4 does not contain ZrO 2 in the first place, the above-mentioned phase transition does not occur.
例3は、熱膨張率が1100〜1200℃の昇温過程で急激に低下しており、1100〜1200℃で大きな体積収縮が生じている。この結果から、例3において、上記の相転移が発生していることが分かる。 In Example 3, the coefficient of thermal expansion sharply decreases in the process of raising the temperature from 1100 to 1200 ° C., and a large volume shrinkage occurs at 1100 to 1200 ° C. From this result, it can be seen that the above-mentioned phase transition has occurred in Example 3.
(耐食性試験)
図5は、実施例の耐食性試験の方法を説明するための図である。例1〜4の耐火物について、径20mm×高さ80mmの円柱状の試験片を使用した。白金るつぼ130に無アルカリガラス(AGC社製、商品名:AN100)のカレットを収容し、1400℃以上で溶かして溶融ガラス120とした。例1〜4の試験片110は、1450℃の溶融ガラス120に50時間浸漬させた後、300℃/hで冷却して白金るつぼ130から取り出した。試験片110は、長さ方向に沿って切断した断面を光学顕微鏡(Nikon社製、装置名:Profile Projector V−12B)で観察し、試験片110の侵食量から例1〜4の耐火物の侵食速度を算出した。
(Corrosion resistance test)
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of corrosion resistance test of Examples. For the refractories of Examples 1 to 4, a columnar test piece having a diameter of 20 mm and a height of 80 mm was used. A cullet of non-alkali glass (manufactured by AGC, trade name: AN100) was housed in a
例1〜3の侵食速度は、それぞれ0.06mm/day、0.04mm/day、0.03mm/dayであった。この結果から、例1〜3の耐火物は、高温の溶融ガラスに対して耐食性に優れていることが分かる。 The erosion rates of Examples 1 to 3 were 0.06 mm / day, 0.04 mm / day, and 0.03 mm / day, respectively. From this result, it can be seen that the refractories of Examples 1 to 3 have excellent corrosion resistance against high-temperature molten glass.
例4の侵食速度は、0.23mm/dayであった。この結果から、例4の耐火物は、例1〜3の耐火物と比べ、溶融ガラスに対する耐食性に劣ることが分かる。 The erosion rate of Example 4 was 0.23 mm / day. From this result, it can be seen that the refractory of Example 4 is inferior in corrosion resistance to molten glass as compared with the refractory of Examples 1 to 3.
(熱衝撃試験)
図6は、実施例の熱衝撃試験における熱処理条件を示す図である。例1〜4の耐火物について、90mm×50mm×30mmの直方体状の試験片を使用した。電気炉(モトヤマ社製、装置名:NH−2035D)内に例1〜4の耐火物を載置し、100℃/hで常温から900℃まで昇温し、900℃で1時間保持する。そして、100℃/hで900℃から1200℃まで昇温し、1200℃で1時間保持し、100℃/hで1200℃から900℃まで降温し、900℃で1時間保持するという熱処理サイクルを3回繰り返す。その後、100℃/hで900℃から常温まで降温し、試験片を電気炉から取り出した。
(Thermal impact test)
FIG. 6 is a diagram showing heat treatment conditions in the thermal shock test of Examples. For the refractories of Examples 1 to 4, a rectangular parallelepiped test piece of 90 mm × 50 mm × 30 mm was used. The refractory of Examples 1 to 4 is placed in an electric furnace (manufactured by Motoyama Co., Ltd., device name: NH-2035D), the temperature is raised from room temperature to 900 ° C. at 100 ° C./h, and the temperature is maintained at 900 ° C. for 1 hour. Then, a heat treatment cycle is performed in which the temperature is raised from 900 ° C. to 1200 ° C. at 100 ° C./h and held at 1200 ° C. for 1 hour, the temperature is lowered from 1200 ° C. to 900 ° C. at 100 ° C./h, and the temperature is held at 900 ° C. for 1 hour. Repeat 3 times. Then, the temperature was lowered from 900 ° C. to room temperature at 100 ° C./h, and the test piece was taken out from the electric furnace.
例1、例2及び例4の試験片は、目視で亀裂や割れが確認されなかった。この結果から、例1、例2及び例4の耐火物は、フロートガラスの製造を開始するにあたり、常温から少なくとも1200℃まで昇温させたとき、亀裂が発生しない、又は亀裂が発生しにくいものと評価できる。 No cracks or cracks were visually confirmed in the test pieces of Examples 1, 2 and 4. From this result, the refractories of Examples 1, 2 and 4 are those in which cracks do not occur or cracks are unlikely to occur when the temperature is raised from room temperature to at least 1200 ° C. when the production of float glass is started. Can be evaluated as.
例3の試験片は、目視で亀裂が確認された。この結果から、例3の耐火物は、フロートガラスの製造を開始するにあたり、常温から少なくとも1200℃まで昇温させたとき、亀裂が発生するおそれがあるものと評価できる。 The test piece of Example 3 was visually confirmed to have cracks. From this result, it can be evaluated that the refractory of Example 3 may have cracks when the temperature is raised from room temperature to at least 1200 ° C. when the production of float glass is started.
(まとめ)
例1及び例2の耐火物は、熱膨張特性、耐食性試験及び熱衝撃試験のいずれにおいても良好な結果が得られたので、溶融ガラスに対する耐食性に優れ、かつ、昇温に際して亀裂が発生しにくいことが求められるタイルに適用するのに好適である。
(Summary)
Since the refractories of Examples 1 and 2 obtained good results in all of the thermal expansion characteristics, the corrosion resistance test and the thermal shock test, they are excellent in corrosion resistance to molten glass and cracks are unlikely to occur at the time of temperature rise. It is suitable for application to the required tiles.
以上、フロートガラス製造装置及びフロートガラス製造方法の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変形、改良が可能である。 Although the float glass manufacturing apparatus and the embodiment of the float glass manufacturing method have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and the like, and is within the scope of the gist of the present invention described in the claims. , Various modifications and improvements are possible.
製造されるフロートガラスの用途は、建築用、車両用、フラットパネルディスプレイ用、カバーガラス用、又はその他の各種用途が挙げられる。 Float glass produced can be used for construction, vehicles, flat panel displays, cover glass, or various other uses.
1 フロートガラス製造装置
10 浴槽
14 スパウトリップ
16、17 サイドジャム
18 ツイール
20 タイル
22 ウェットバックタイル
24、25 リストリクタータイル
26 仕切壁
27 加熱源
28 発熱部
29 タイル加熱源
30 浴槽の上方空間
32 スパウト空間
32a 溶融ガラス流入空間
34 メイン空間
G 溶融ガラス
M 溶融金属
1 Float
Claims (10)
前記スパウトリップの下方には、前記溶融金属上の溶融ガラスと接触するタイルが配設され、
前記タイルの少なくとも一部は、質量%でジルコン(ZrSiO4)を90%以上含有する耐火物であることを特徴とするフロートガラス製造装置。 A float glass manufacturing apparatus including a bathtub for accommodating molten metal and a spout trip for supplying molten glass on the molten metal.
Below the spout trip, tiles in contact with the molten glass on the molten metal are arranged.
A float glass manufacturing apparatus, wherein at least a part of the tile is a refractory material containing 90% or more of zircon (ZrSiO 4) in mass%.
前記スパウトリップの下方には、前記溶融金属上の溶融ガラスと接触するタイルが配設され、
前記タイルの少なくとも一部は、質量%でZrO2を60%以上、SiO2を2.5%以上含有する耐火物であり、
前記耐火物は、前記ZrO2と、Y2O3、CaO及びCeO2から選ばれる少なくとも1種との固溶体である安定化ジルコニアを含むことを特徴とするフロートガラス製造装置。 A float glass manufacturing apparatus including a bathtub for accommodating molten metal and a spout trip for supplying molten glass on the molten metal.
Below the spout trip, tiles in contact with the molten glass on the molten metal are arranged.
At least a portion of the tile, ZrO 2 and 60% by mass%, a refractory material containing SiO 2 2.5% or more,
The float glass manufacturing apparatus, wherein the refractory contains stabilized zirconia, which is a solid solution of ZrO 2 and at least one selected from Y 2 O 3 , Ca O and CeO 2.
前記リストリクタータイルは、前記耐火物からなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載のフロートガラス製造装置。 The tile has a wet back tile and a restrictor tile extending downstream from the wet back tile.
The float glass manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the restrictor tile is made of the refractory material.
前記スパウトリップの下方には、前記溶融金属上の溶融ガラスと接触するタイルが配設され、
前記タイルの少なくとも一部は、質量%でジルコン(ZrSiO4)を90%以上含有する耐火物であることを特徴とするフロートガラス製造方法。 A float glass manufacturing method in which molten glass flowing on a spout trip is continuously supplied onto the molten metal in a bathtub.
Below the spout trip, tiles in contact with the molten glass on the molten metal are arranged.
A method for producing float glass, wherein at least a part of the tile is a refractory material containing 90% or more of zircon (ZrSiO 4) in mass%.
前記スパウトリップの下方には、前記溶融金属上の溶融ガラスと接触するタイルが配設され、
前記タイルの少なくとも一部は、質量%でZrO2を60%以上、SiO2を2.5%以上含有する耐火物であり、
前記耐火物は、前記ZrO2と、Y2O3、CaO及びCeO2から選ばれる少なくとも1種との固溶体である安定化ジルコニアを含むことを特徴とするフロートガラス製造方法。 A float glass manufacturing method in which molten glass flowing on a spout trip is continuously supplied onto the molten metal in a bathtub.
Below the spout trip, tiles in contact with the molten glass on the molten metal are arranged.
At least a portion of the tile, ZrO 2 and 60% by mass%, a refractory material containing SiO 2 2.5% or more,
The method for producing float glass, wherein the refractory contains stabilized zirconia, which is a solid solution of ZrO 2 and at least one selected from Y 2 O 3 , Ca O and CeO 2.
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