JP2023001476A - Float glass production device, and float glass production method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、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 disclosure 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、溶融金属の上でガラスリボンを成形するフロートバスと、ガラスリボンを引き上げる複数のリフトアウトロールを有するドロスボックスと、ガラスリボンを搬送する複数のレヤーロールを有する徐冷炉と、を備える。徐冷炉で徐冷したガラスリボンを所望の寸法及び形状に切断することで、フロートガラスが得られる。 A float glass manufacturing apparatus includes a float bath for forming a glass ribbon on a molten metal, a dross box having a plurality of lift-out rolls for pulling up the glass ribbon, and an annealing furnace having a plurality of layer rolls for transporting the glass ribbon. . A float glass is obtained by cutting the glass ribbon annealed in an annealing furnace into a desired size and shape.
フロートバスの内部は、溶融金属の酸化を抑制すべく、還元性ガスで満たされる。還元性ガスはフロートバスの内部からドロスボックスの内部に流入し、ドロスボックスの内部も還元性ガスで満たされる。一方、徐冷炉の内部は、大気で満たされる。 The interior of the float bath is filled with a reducing gas to suppress oxidation of the molten metal. The reducing gas flows from the inside of the float bath into the inside of the dross box, and the inside of the dross box is also filled with the reducing gas. On the other hand, the interior of the slow cooling furnace is filled with air.
ドロスボックスは、リフトアウトロールに当接されるカーボン部材を含む。カーボン部材は、リフトアウトロールに付着したドロスを除去する。ドロスは、ガラスリボンと共にドロスボックスの内部に持ち込まれた溶融金属が酸化した酸化物である。 The dross box includes a carbon member that contacts the lift out roll. The carbon member removes dross adhering to the lift out roll. Dross is an oxide of molten metal brought into the dross box along with the glass ribbon.
徐冷炉の内部からドロスボックスの内部に大気が流入すると、大気中の酸素ガスによってカーボン部材が酸化消耗してしまうため、ドロスの除去が困難になる。その結果、ガラスリボンの下面に傷が発生してしまう。 If the air flows into the dross box from the slow cooling furnace, the oxygen gas in the air causes the carbon member to be oxidized and consumed, making it difficult to remove the dross. As a result, the lower surface of the glass ribbon is damaged.
特許文献1には、雰囲気仕切装置によって、徐冷炉の内部からドロスボックスの内部に大気が流入するのを抑制する技術が開示されている。雰囲気仕切装置は、ドロスボックス内のガラスリボンが搬送される搬送経路よりも下側の空間と、徐冷炉内の搬送経路よりも下側の空間とを仕切る。
徐冷炉は、ガラスリボンの搬送経路の下方から搬送経路に向けて酸化硫黄ガスを吐出するガス吐出ノズルを有する。酸化硫黄ガスは、ガラスリボンの下面と反応し、ガラスリボンの下面に緩衝膜を形成する。緩衝膜は、ガラスリボンとレヤーロールとの衝突を緩和する。緩衝膜は、硫酸塩の結晶などを含む。硫酸塩の結晶は、酸化性雰囲気下で生成する。 The slow cooling furnace has a gas discharge nozzle for discharging sulfur oxide gas from below the conveying path of the glass ribbon toward the conveying path. The sulfur oxide gas reacts with the lower surface of the glass ribbon to form a buffer film on the lower surface of the glass ribbon. The buffer film reduces collision between the glass ribbon and the layer roll. The buffer film contains sulfate crystals and the like. Sulfate crystals form in an oxidizing atmosphere.
ドロスボックスの内部においてガラスリボンの上面とドレープとの隙間が狭いと、ドロスボックスの内部から徐冷炉の内部に還元性ガスが勢いよく流入することがある。流入した還元性ガスは、ガラスリボンの上方から下方に回り込む。その結果、酸化硫黄ガスの流れが乱れる、あるいは、ガス吐出ノズル周辺の酸素濃度が低下するなどの問題があった。それゆえ、緩衝膜の形成が妨げられ、ガラスリボンの下面に傷が発生しやすかった。 If the gap between the upper surface of the glass ribbon and the drape is narrow inside the dross box, the reducing gas may flow into the slow cooling furnace from the inside of the dross box. The reducing gas that has flowed in wraps around the glass ribbon from above to below. As a result, there are problems such as the flow of sulfur oxide gas being disturbed, or the oxygen concentration around the gas discharge nozzle being lowered. Therefore, the formation of the buffer film was hindered, and the lower surface of the glass ribbon was easily damaged.
本開示の一態様は、ドロスボックスの内部から徐冷炉の内部に流入する還元性ガスによって緩衝膜の形成が阻害されるのを抑制し、ガラスリボンの品質を向上する、技術を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a technique for improving the quality of the glass ribbon by suppressing the formation of the buffer film from being inhibited by the reducing gas flowing from the inside of the dross box into the inside of the annealing furnace.
本開示の一態様に係るフロートガラス製造装置は、溶融金属の上でガラスリボンを成形するフロートバスと、前記ガラスリボンを引き上げる複数のリフトアウトロールを有するドロスボックスと、前記ガラスリボンを搬送する複数のレヤーロールを有する徐冷炉と、を備える。前記徐冷炉は、前記ガラスリボンの搬送経路を挟んで設けられる一対の側壁部と、前記搬送経路の上方を塞ぐ天井部と、前記搬送経路の下方から前記搬送経路に向けて酸化硫黄ガスを吐出するガス吐出ノズルと、前記側壁部から内側に差し込まれ、前記搬送経路の上方にて、下方のガスを上方に吸引するか、側方のガスを側方に吸引するガス吸引ノズルと、を有する。前記ガス吸引ノズルは、前記搬送方向に、前記ガス吐出ノズルと同じ位置に配置されるか、又は前記ガス吐出ノズルよりも上流側に配置される。 A float glass manufacturing apparatus according to an aspect of the present disclosure includes a float bath for forming a glass ribbon on a molten metal, a dross box having a plurality of lift out rolls for pulling up the glass ribbon, and a plurality for conveying the glass ribbon. and a slow cooling furnace having a layer roll of The slow cooling furnace includes a pair of side wall portions sandwiching the conveying path of the glass ribbon, a ceiling portion blocking the upper part of the conveying path, and discharging sulfur oxide gas from below the conveying path toward the conveying path. It has a gas discharge nozzle, and a gas suction nozzle that is inserted inward from the side wall and sucks downward gas upward or sucks lateral gas laterally above the conveying path. The gas suction nozzle is arranged in the transport direction at the same position as the gas discharge nozzle, or arranged upstream of the gas discharge nozzle.
本開示の一態様によれば、ガス吸引ノズルによって、ドロスボックスの内部から徐冷炉の内部に流入した還元性ガスがガス吐出ノズルの周辺まで到達するのを制限でき、緩衝膜の形成が阻害されるのを抑制でき、ガラスリボンの品質を向上できる。 According to one aspect of the present disclosure, the gas suction nozzle can restrict the reducing gas that has flowed into the slow cooling furnace from the inside of the dross box from reaching the periphery of the gas discharge nozzle, thereby inhibiting the formation of the buffer film. can be suppressed, and the quality of the glass ribbon can be improved.
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。各図面において、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は互いに垂直な方向であって、X軸方向及びY軸方向は水平方向、Z軸方向は鉛直方向である。X軸方向がガラスリボンGの搬送方向であり、Y軸方向がガラスリボンGの幅方向である。明細書中、数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same reference numerals are given to the same or corresponding configurations, and explanations thereof may be omitted. In each drawing, the X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction are perpendicular to each other, the X-axis direction and Y-axis direction are horizontal directions, and the Z-axis direction is vertical direction. The X-axis direction is the conveying direction of the glass ribbon G, and the Y-axis direction is the width direction of the glass ribbon G. In the specification, "-" indicating a numerical range means that the numerical values described before and after it are included as lower and upper limits.
図1を参照して、一実施形態に係るフロートガラス製造装置1について説明する。フロートガラス製造装置1は、ガラスリボンGの搬送方向上流側から下流側に向けて、フロートバス2と、ドロスボックス3と、徐冷炉5と、を備える。フロートガラス製造装置1は、フロートバス2に貯留した溶融金属Mの上でガラスリボンGを成形し、成形したガラスリボンGをドロスボックス3の内部に設けた複数のリフトアウトロール31によってフロートバス2から引き出し、徐冷炉5に送る。また、フロートガラス製造装置1は、ガラスリボンGを、徐冷炉5の内部で徐冷した後、所望の寸法及び形状に切断する。ガラスリボンGを切断することで、フロートガラスが得られる。
A float
フロートガラスは、例えば無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラス又はソーダライムガラスなどである。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意味する。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。 Float glass is, for example, alkali-free glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, soda lime glass, or the like. Alkali-free glass means glass that does not substantially contain alkali metal oxides such as Na 2 O and K 2 O. Here, "substantially free of alkali metal oxides" means that the total content of alkali metal oxides is 0.1% by mass or less.
フロートガラスの用途は、特に限定されないが、例えばディスプレイ(例えば液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイ等)のカバーガラスである。フロートガラスの用途がカバーガラスである場合、フロートガラスは化学強化用ガラスである。化学強化用ガラスは、無アルカリガラスとは異なり、アルカリ金属酸化物を含有する。 The use of float glass is not particularly limited, but for example, it is cover glass for displays (for example, liquid crystal displays, organic EL displays, etc.). If the application of float glass is cover glass, the float glass is chemically strengthened glass. Unlike non-alkali glass, glass for chemical strengthening contains alkali metal oxides.
化学強化用ガラスは、例えば酸化物基準のモル%表示で、SiO2:62%~68%、Al2O3:6%~12%、MgO:7%~13%、Na2O:9%~17%、K2O:0%~7%を含有し、Na2O及びK2Oの含有量の合計からAl2O3含有量を減じた差が10%未満であり、ZrO2を含有する場合、その含有量が0.8%以下である。 The glass for chemical strengthening is, for example, SiO 2 : 62% to 68%, Al 2 O 3 : 6% to 12%, MgO: 7% to 13%, Na 2 O: 9% in terms of mol% based on oxides. ~17%, K 2 O: 0% to 7%, the difference obtained by subtracting the Al 2 O 3 content from the total content of Na 2 O and K 2 O is less than 10%, and ZrO 2 When it is contained, its content is 0.8% or less.
別の化学強化用ガラスは、酸化物基準のモル%表示で、SiO2:65%~85%、Al2O3:3%~15%、Na2O:5%~15%、K2O:0%~2%未満、MgO:0%~15%、ZrO2:0%~1%を含有し、SiO2及びAl2O3の含有量の合計SiO2+Al2O3が88%以下である。 Another glass for chemical strengthening is SiO 2 : 65% to 85%, Al 2 O 3 : 3% to 15%, Na 2 O: 5% to 15%, K 2 O, in terms of mol% based on oxides. : 0% to less than 2%, MgO: 0% to 15%, ZrO 2 : 0% to 1%, and the total SiO 2 +Al 2 O 3 content of SiO 2 and Al 2 O 3 is 88% or less is.
別の化学強化用ガラスは、酸化物基準のモル%表示で、SiO2を50%~75%、Al2O3を9%~20%、Na2Oを10%~20%、K2Oを0%~6%、MgOを0%~15%、CaO、SrO及びBaOを合量(CaO+SrO+BaO)で0%~10%、ZrO2及びTiO2を合量(ZrO2+TiO2)で0%~5%、B2O3を0%~10%、Li2Oを0%~20%含有する。 Another glass for chemical strengthening is 50% to 75% SiO 2 , 9% to 20% Al 2 O 3 , 10% to 20% Na 2 O, K 2 O 0% to 6%, MgO 0% to 15%, total amount of CaO, SrO and BaO (CaO + SrO + BaO) 0% to 10%, total amount of ZrO 2 and TiO 2 (ZrO 2 + TiO 2 ) 0% ~5%, B 2 O 3 from 0% to 10%, and Li 2 O from 0% to 20%.
フロートガラスの用途は、ディスプレイの薄膜トランジスタ又はカラーフィルター等を形成するガラス基板であってもよい。フロートガラスの用途がガラス基板である場合、フロートガラスは無アルカリガラスである。無アルカリガラスは、化学強化用ガラスとは異なり、アルカリ金属酸化物を実質的に含有しない。 Float glass may be used as a glass substrate to form thin film transistors, color filters, etc. in displays. If the application of the float glass is as a glass substrate, the float glass is alkali-free glass. Alkali-free glass does not substantially contain alkali metal oxides, unlike glass for chemical strengthening.
無アルカリガラスは、例えば、酸化物基準の質量%表示で、SiO2:50%~73%、Al2O3:10.5%~24%、B2O3:0%~12%、MgO:0%~10%、CaO:0%~14.5%、SrO:0%~24%、BaO:0%~13.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:8%~29.5%、ZrO2:0%~5%を含有する。 Alkali-free glass is, for example, SiO 2 : 50% to 73%, Al 2 O 3 : 10.5% to 24%, B 2 O 3 : 0% to 12%, MgO : 0% to 10%, CaO: 0% to 14.5%, SrO: 0% to 24%, BaO: 0% to 13.5%, MgO + CaO + SrO + BaO: 8% to 29.5%, ZrO 2 : 0% Contains ~5%.
無アルカリガラスは、高い歪点と高い溶解性とを両立する場合、好ましくは、酸化物基準の質量%表示で、SiO2:58%~66%、Al2O3:15%~22%、B2O3:5%~12%、MgO:0%~8%、CaO:0%~9%、SrO:3%~12.5%、BaO:0%~2%、MgO+CaO+SrO+BaO:9%~18%を含有する。 When the alkali-free glass has both a high strain point and a high solubility, it preferably contains SiO 2 : 58% to 66%, Al 2 O 3 : 15% to 22%, in terms of % by mass based on oxides. B 2 O 3 : 5% to 12%, MgO: 0% to 8%, CaO: 0% to 9%, SrO: 3% to 12.5%, BaO: 0% to 2%, MgO + CaO + SrO + BaO: 9% ~ Contains 18%.
無アルカリガラスは、特に高い歪点を得たい場合、好ましくは、酸化物基準の質量%表示で、SiO2:54%~73%、Al2O3:10.5%~22.5%、B2O3:0%~5.5%、MgO:0%~10%、CaO:0%~9%、SrO:0%~16%、BaO:0%~2.5%、MgO+CaO+SrO+BaO:8%~26%を含有する。 When it is desired to obtain a particularly high strain point, alkali-free glass preferably contains SiO 2 : 54% to 73%, Al 2 O 3 : 10.5% to 22.5%, in terms of % by mass based on oxides. B 2 O 3 : 0% to 5.5%, MgO: 0% to 10%, CaO: 0% to 9%, SrO: 0% to 16%, BaO: 0% to 2.5%, MgO + CaO + SrO + BaO: 8 % to 26%.
フロートガラスの厚みは、フロートガラスの用途に応じて選択される。フロートガラスの用途がディスプレイのカバーガラスである場合、フロートガラスの厚みは例えば0.1mm~2.0mmである。一方、フロートガラスの用途がディスプレイのガラス基板である場合、フロートガラスの厚みは例えば0.1mm~0.7mmである。 The thickness of the float glass is selected according to the use of the float glass. If the application of the float glass is as cover glass for displays, the thickness of the float glass is, for example, 0.1 mm to 2.0 mm. On the other hand, when the float glass is used as a glass substrate for displays, the thickness of the float glass is, for example, 0.1 mm to 0.7 mm.
次に、図1を再度参照して、一実施形態に係るフロートバス2などについて説明する。フロートバス2は、浴槽21を備える。浴槽21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は溶融ガラスよりも高い密度を有するものであればよい。溶融ガラスは、溶融金属Mの上に連続的に供給され、溶融金属Mの平滑な液面を利用して、帯板状のガラスリボンGに成形される。
Next, referring to FIG. 1 again, the float bus 2 and the like according to one embodiment will be described. The float bath 2 has a
フロートバス2は、浴槽21の上に空間を形成する天井22を備える。フロートバス2の内部は、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、大気圧よりも高い気圧に維持される。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体積%~98.5体積%、水素ガスを1.5体積%~15体積%含んでいる。還元性ガスは、天井22のレンガ同士の目地及び天井22の孔から供給される。
The float bath 2 has a
フロートバス2は、ガラスリボンGを加熱するヒータ23を備える。ヒータ23は、例えば天井22から吊り下げられ、下方を通過するガラスリボンGを加熱する。ヒータ23は、例えば電気ヒータであって、通電加熱される。ヒータ23は、ガラスリボンGの搬送方向と幅方向に行列状に複数配列される。複数のヒータ23の出力を制御することにより、ガラスリボンGの温度分布を制御でき、ガラスリボンGの板厚分布を制御できる。
The float bath 2 includes a
ドロスボックス3は、ガラスリボンGを引き上げるリフトアウトロール31を備える。リフトアウトロール31は、モータ等の駆動装置(不図示)によって回転駆動され、その駆動力によってガラスリボンGを斜め上方に向けて搬送する。駆動装置は、ドロスボックス3の外部に設けられる。従って、ドロスボックス3の外壁には、リフトアウトロール31を挿通させる穴が形成される。
The dross box 3 includes a lift out
リフトアウトロール31は、ドロスボックス3の内部に、ガラスリボンGの搬送方向(X軸方向)に間隔をおいて複数配置される。リフトアウトロール31の個数は、図1では3つであるが、複数であればよく、2つであってもよく、4つ以上であってもよい。リフトアウトロール31の軸方向は、ガラスリボンGの幅方向(Y軸方向)と同一方向である。
A plurality of lift out rolls 31 are arranged inside the dross box 3 at intervals in the conveying direction (X-axis direction) of the glass ribbon G. Although the number of lift out rolls 31 is three in FIG. 1, the number may be two, or may be four or more. The axial direction of the lift out
ドロスボックス3は、リフトアウトロール31に当接されるカーボン部材32を備える。カーボン部材32は、ドロスボックス3の下部空間に配置される。ドロスボックス3の下部空間は、ガラスリボンGよりも下側の空間である。カーボン部材32は、リフトアウトロール31の外周面に当接し、リフトアウトロール31の外周面に付着した異物を除去する。異物は、例えばガラスリボンGと共にドロスボックス3の内部に持ち込まれた溶融金属Mが酸化した酸化物、いわゆるドロスを含む。
The dross box 3 includes a
カーボン部材32は、例えば直方体である。カーボン部材32は、X軸方向視で台形又は逆台形の四角柱であってもよい。カーボン部材32は、リフトアウトロール31の軸方向に複数設けられてもよい。各リフトアウトロール31に沿って配列されるカーボン部材32の個数は、ガラスリボンGの幅(Y軸方向寸法)又はリフトアウトロール31の軸方向長さ(Y軸方向寸法)に応じて決定される。
The
カーボン部材32のY軸方向寸法は、例えば300mm~1000mmであり、好ましくは400mm~800mmである。カーボン部材32のZ軸方向寸法は、例えば50mm~200mmであり、好ましくは70mm~150mmである。カーボン部材32のX軸方向寸法は、例えば20mm~100mmであり、好ましくは30mm~80mmである。
The Y-axis dimension of the
カーボン部材32は、グラファイト粉末を含んでもよい。グラファイト粉末の最大粒径は、例えば0.1mm~3mmであり、好ましくは0.5mm~2.5mmである。グラファイト粉末の最大粒径が0.1mm~3mmであると、グラファイト粉末の成形体であるカーボン部材32の強度を確保できる。
The
カーボン部材32のショア硬度は、例えば20HS~90HSであり、好ましくは30HS~80HSである。カーボン部材32のショア硬度が20HS~90HSであると、リフトアウトロール31に対するカーボン部材32の耐摩耗性を確保できる。
The Shore hardness of the
ドロスボックス3は、カーボン部材32をリフトアウトロール31に押し付ける付勢部材33を備えてもよい。付勢部材33は、例えば、金属製のばねを含む。ばねは、板ばねである。付勢部材33は、板ばねの代わりに、コイルばね、圧縮コイルばね、皿ばね、竹の子ばね、輪ばね等を含んでもよい。なお、付勢部材33は、空気圧シリンダなどの流体圧シリンダなどを含んでもよい。
The dross box 3 may include a biasing
ドロスボックス3は、カーボン部材32を昇降自在に支持する支持部材34を備えてもよい。支持部材34は、ドロスボックス3の底壁35の上に配置される。支持部材34はY軸方向に垂直な断面形状がU字状であり、支持部材34の内部にカーボン部材32と付勢部材33が配置される。支持部材34は、カーボン部材32及び付勢部材33がX軸方向にずれるのを防止する。
The dross box 3 may include a
ドロスボックス3は、ガラスリボンGの温度を調整すべく、天井36にヒータ37を備えてもよい。ヒータ37は、ガラスリボンGの上方のみならず、下方にも設けられてもよい。ドロスボックス3において、ガラスリボンGの温度は、フロートガラスのガラス転移点Tgを基準として、(Tg-50℃)~(Tg+30℃)であることが好ましい。
The dross box 3 may have a
ドロスボックス3は、ガラスリボンGよりも上方に、フード38と、フード38の上に配置された断熱材39と、断熱材39の一部とフード38とを貫通してフード38の下面から吊り下げられたドレープ40と、を備える。ドレープ40は、鋼材あるいはガラス材などの耐火材からなる板状の部材である。
The dross box 3 is suspended above the glass ribbon G from the lower surface of the
ドレープ40は、ドロスボックス3の上部空間を、ガラスリボンGの搬送方向(X軸方向)に複数の空間に仕切る。ドロスボックス3の上部空間は、ガラスリボンGよりも上側の空間である。ドレープ40は、例えば、各リフトアウトロール31の回転中心線の真上に配置される。ドレープ40は、各リフトアウトロール31の軸方向(Y軸方向)に延びている。
The
徐冷炉5は、ガラスリボンGをレヤーロール51によって搬送しながらガラスの歪点以下の温度に徐冷する。徐冷炉5は、ガラスリボンGの温度を調整するため、天井及び底壁にヒータ(不図示)を備える。レヤーロール51は、モータ等の駆動装置(不図示)によって回転駆動され、その駆動力によってガラスリボンGを水平方向に搬送する。徐冷炉5は、下流側の出口にて外部に開放されている。それゆえ、徐冷炉5の内部には、大気が流入する。
The annealing furnace 5 slowly cools the glass ribbon G to a temperature below the strain point of the glass while conveying the glass ribbon G by the layer rolls 51 . The slow cooling furnace 5 is provided with heaters (not shown) on the ceiling and bottom walls in order to adjust the temperature of the glass ribbon G. The
次に、図1と図2を参照して、徐冷炉5の一例について説明する。図1に示すように、徐冷炉5は、例えば、炉体52と、第1ガス吐出ノズル53と、第2ガス吐出ノズル54と、ガス濃度計55と、ガス吸引ノズル56と、を有する。また、図2に示すように、徐冷炉5は、エジェクタ57と、鉛直管58と、を有してもよい。
Next, an example of the slow cooling furnace 5 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. As shown in FIG. 1, the slow cooling furnace 5 has, for example, a
炉体52は、図2に示すように、例えばX軸方向視で矩形状を有する。炉体52は、一対の側壁部521、522と、天井部523と、底壁部524と、を含む。一対の側壁部521、522は、ガラスリボンGの搬送経路をY軸方向に挟んで設けられる。天井部523は、ガラスリボンGの搬送経路の上方を塞ぐ。底壁部524は、ガラスリボンGの搬送経路の下方を塞ぐ。一対の側壁部521、522はY軸方向に直交するように鉛直に設けられ、天井部523と底壁部524は水平に設けられる。
The
図1に示すように、第1ガス吐出ノズル53は、ガラスリボンGの搬送経路の下方から搬送経路に向けて酸化硫黄ガスを吐出する。第1ガス吐出ノズル53は、例えば、Y軸方向に延びており、Y軸方向に間隔をおいて複数のガス吐出口を有する。各ガス吐出口は、上方に向けて酸化硫黄ガスを吐出する。
As shown in FIG. 1, the first
酸化硫黄ガスは、ガラスリボンGの下面と反応し、ガラスリボンGの下面に緩衝膜を形成する。緩衝膜は、ガラスリボンGとレヤーロール51との衝突を緩和し、ガラスリボンGの下面に傷が発生するのを抑制する。緩衝膜は、硫酸塩の結晶などを含む。硫酸塩の結晶は、酸化性雰囲気下で生成する。
The sulfur oxide gas reacts with the lower surface of the glass ribbon G to form a buffer film on the lower surface of the glass ribbon G. The buffer film reduces the collision between the glass ribbon G and the
第1ガス吐出ノズル53は、酸化硫黄ガスとして、例えばSO2ガスを吐出し、硫酸塩の結晶を生成させる。
The first
第1ガス吐出ノズル53は、例えば、ガラスリボンGの搬送方向の上流側から下流側に向けて1番目と2番目のレヤーロール51、51の間に配置される。ドロスボックス3の内部から徐冷炉5の内部に流れ込んだ還元性ガスが酸化硫黄ガスの吐出口に向かうのを、1番目(最上流)のレヤーロール51によって遮ることができる。よって、酸化硫黄ガスの流れが乱れるのを抑制できる。また、徐冷炉5の比較的上流側で緩衝膜を形成でき、ガラスリボンGの下面に傷が発生するのを抑制できる。
The 1st
なお、第1ガス吐出ノズル53は、図示しないが、1番目(最上流)のレヤーロール51によりも上流側に配置されてもよい。また、第1ガス吐出ノズル53は、図示しないが、2番目のレヤーロール51よりも搬送方向下流側に配置されてもよい。
The first
第2ガス吐出ノズル54は、ガラスリボンGの搬送経路の下方から搬送経路に向けて酸素含有ガスを吐出する。第2ガス吐出ノズル54は、例えば、Y軸方向に延びており、Y軸方向に間隔をおいて複数のガス吐出口を有する。各ガス吐出口は、上方に向けて酸素含有ガスを吐出する。
The second
酸素含有ガスは、酸素ガスを含むものであればよく、純粋な酸素ガスでもよいし、空気でもよい。第1ガス吐出ノズル53の周辺での酸素ガス濃度を高め、硫酸塩の生成を促進させることができる。
The oxygen-containing gas may be any gas containing oxygen gas, and may be pure oxygen gas or air. It is possible to increase the oxygen gas concentration around the first
第2ガス吐出ノズル54は、第1ガス吐出ノズル53の隣に配置されることが好ましく、例えばガラスリボンGの搬送方向の上流側から下流側に向けて1番目と2番目のレヤーロール51、51の間に配置されてもよい。第1ガス吐出ノズル53の周辺での酸素ガス濃度を効率よく高めることができる。
The second
なお、第2ガス吐出ノズル54は、第1ガス吐出ノズル53の隣に設けられればよく、第1ガス吐出ノズル53と同様に、1番目(最上流)のレヤーロール51よりも上流側に配置されてもよいし、2番目のレヤーロール51よりも搬送方向下流側に配置されてもよい。
The second
ガス濃度計55は、O2ガス濃度、SO2ガス濃度、又はH2Oガス濃度などを測定する。ガス濃度計55は、第1ガス吐出ノズル53の隣に設けられ、例えば第1ガス吐出ノズル53の下方に設けられる。ガス濃度計55によって第1ガス吐出ノズル53の周辺で所望のガス濃度を検知でき、ガス濃度が許容範囲に収まるようにガス流量を調節できる。図示しないが、ガス濃度計55の隣には、圧力計が設けられてもよい。圧力計は、第1ガス吐出ノズル53の周辺の圧力を測定する。
The
ところで、ドロスボックス3の内部においてガラスリボンGの上面とドレープ40との隙間が狭いと、ドロスボックス3の内部から徐冷炉4の内部に還元性ガスが勢いよく流入することがある。還元性ガスは、ガラスリボンGの上面に沿って流入する。
By the way, if the gap between the upper surface of the glass ribbon G and the
従来、流入した還元性ガスが、ガラスリボンGの上方から下方に回り込み、第1ガス吐出ノズル53の周辺まで到達していた。その結果、酸化硫黄ガスの流れが乱れる、あるいはガス吐出ノズル周辺の酸素濃度が低下するなどの問題があった。それゆえ、緩衝膜の形成が妨げられ、ガラスリボンの下面に傷が発生しやすかった。
Conventionally, the inflowing reducing gas wraps around the glass ribbon G from above to below and reaches the periphery of the first
ガス吸引ノズル56は、側壁部521、522から内側に差し込まれ、ガラスリボンGの搬送経路の上方にてガスを吸引する。ガス吸引ノズル56は、本実施形態では下方のガスを上方に吸引するが、側方のガスを側方に吸引してもよい。なお、ガス吸引ノズル56は、一対の側壁部521、522のいずれか一方のみに設けられてもよい。
The
ガス吸引ノズル56は、ガラスリボンGの搬送方向に、第1ガス吐出ノズル53よりも上流側に配置される。なお、ガス吸引ノズル56は、ガラスリボンGの搬送方向に、第1ガス吐出ノズル53と同じ位置に配置されてもよい。
The
本実施形態によれば、ガス吸引ノズル56が、ガラスリボンGの搬送方向に、第1ガス吐出ノズル53よりも上流側に配置されるか、第1ガス吐出ノズル53と同じ位置に配置され、ガラスリボンGの上面に沿って流れる還元性ガスを上方に吸引する。それゆえ、還元性ガスが第1ガス吐出ノズル53の周辺まで到達するのを制限でき、緩衝膜の形成が阻害されるのを抑制でき、ガラスリボンの品質を向上できる。
According to this embodiment, the
本開示の技術とは別の技術として、炉体52の天井部523に開口部を設け、その開口部から炉体52の外部に還元性ガスを排出することも考えられる。但し、天井部523に開口部を設けると、天井部523の断熱性が低下してしまう。その結果、ガラスリボンGが開口部の下で急激に冷却されてしまい、ガラスリボンGに大きな残留応力が生じてしまう。
As a technique different from the technique of the present disclosure, it is conceivable to provide an opening in the
本実施形態によれば、天井部523に開口部を設けずに、側壁部521、522の小さな開口部にガス吸引ノズル56を差し通す。それゆえ、炉体52の断熱性の低下を抑制でき、ガラスリボンGの急激な温度低下を抑制でき、ガラスリボンGに生じる残留応力を小さくできる。
According to this embodiment, the
ガス吸引ノズル56は、ガラスリボンGの温度が歪点以上である領域の真上に配置されてもよい。徐冷炉5の比較的上流側で、ドロスボックス3から流れ込んだ還元性ガスを、ガス吸引ノズル56によって吸引できる。よって、還元性ガスが拡散する前に、還元性ガスを炉体52の外部に排出できる。
The
ガス吸引ノズル56は、例えば、ガラスリボンGの搬送方向の上流側から下流側に向けて1番目のレヤーロール51よりも上流側に配置される。徐冷炉5の最上流で、ドロスボックス3から流れ込んだ還元性ガスを、ガス吸引ノズル56によって吸引できる。よって、還元性ガスが拡散する前に、還元性ガスを炉体52の外部に排出できる。
The
ガス吸引ノズル56は、一対の側壁部521、522の各々からガラスリボンGの搬送経路の上方までY軸方向に延びており、下方のガスを上方に吸引する。ガス吸引ノズル56は、下方のガスを、真上又は斜め上に吸引する。ガス吸引ノズル56は、ガスを吸引する吸引口56aを含む。
The
例えば、上方から見たときに、一のガス吸引ノズル56の吸引口56aは、少なくともガラスリボンGの幅方向一端Gaに重なり、ガラスリボンGの幅方向一端Gaから幅方向外側に延びていてもよい。また、上方から見たときに、別のガス吸引ノズル56の吸引口56aは、少なくともガラスリボンGの幅方向他端Gbに重なり、ガラスリボンGの幅方向他端Gbから幅方向外側に延びていてもよい。
For example, when viewed from above, the
ドロスボックス3の内部の還元性ガスは、リフトアウトロール31とドレープ40の隙間を通り、徐冷炉5の内部に流れ込む。このとき、ガラスリボンGの幅方向外側には、ガラスリボンGが存在しないので、隙間の大きさが大きく、還元性ガスの流れが形成されやすい。
The reducing gas inside the dross box 3 flows into the slow cooling furnace 5 through the gap between the lift out
上方から見たときに、一のガス吸引ノズル56の吸引口56aがガラスリボンGの幅方向一端Gaから幅方向外側に延びていれば、ガラスリボンGの幅方向外側を流れる還元性ガスを効率的に吸い取ることができる。同様に、上方から見たときに、別のガス吸引ノズル56の吸引口56aがガラスリボンGの幅方向他端Gbから幅方向外側に延びていれば、ガラスリボンGの幅方向外側を流れる還元性ガスを効率的に吸い取ることができる。
If the
なお、上方から見たときに、一のガス吸引ノズル56の吸引口56aがガラスリボンGの幅方向一端から幅方向中心まで延びており、別のガス吸引ノズル56の吸引口56aがガラスリボンGの幅方向他端から幅方向中心まで延びていてもよい。ガラスリボンGの幅方向全体に亘って、還元性ガスを吸い取ることができる。
When viewed from above, the
ガス吸引ノズル56は、本実施形態では下方のガスを上方に吸引するが、側方のガスを側方に吸引してもよい。この場合、例えば、上方から見たときに、一のガス吸引ノズル56の吸引口56aがガラスリボンGの幅方向一端に向けて対向配置され、ガラスリボンGの幅方向外側を流れる還元性ガスを吸い取ってもよい。下方のガスを上方に吸引するガス吸引ノズル56と、側方のガスを側方に吸引するガス吸引ノズル56とが両方用いられてもよい。
The
エジェクタ57は、ガス吸引ノズル56の吸引量を調節する。ガス吸引ノズル56の吸引量を調節することで、第1ガス吐出ノズル53の周辺で各種ガス濃度を許容範囲内に収めることができる。ガス吸引ノズル56の吸引量は、ガス濃度計55の測定結果に基づき制御されてもよい。
The
鉛直管58は、一対の側壁部521、522の外側において、ガス吸引ノズル56の一端から上方に延びる。ガス吸引ノズル56によって吸引されたガスは、鉛直管58を上昇する過程で冷却される。鉛直管58の下側から上側に向かうほど、ガスの温度が低い。ガスの温度差によって鉛直管58の内部に上昇気流を形成でき、ガス吸引ノズル56にガスを効率的に引き込むことができる。また、鉛直管58がガス吸引ノズル56の一端からX軸方向に延びる場合に比べて、炉体52の横に作業員が作業するスペースを確保しやすい。
The
エジェクタ57は、鉛直管58の下端に設けられ、上方に圧縮空気などのガスを吐出するエジェクタノズル57aを含む。エジェクタノズル57aから吐出されるガスによって鉛直管58の内部に形成される上昇気流の上昇速度を高めることができ、ガス吸引ノズル56にガスをより効率的に引き込むことができる。
The
以下、実験データについて説明する。下記の例1が比較例であり、例2~例4が実施例である。例1~例4では、図1及び図2に示すフロートガラス製造装置1を用いて、表1に示す条件でフロートガラスを製造した。例1~例4では、ガス吸引ノズル56によるガスの吸引量(単位:Nm3/h)を除き、同じ条件でフロートガラスを製造した。例えば、第1ガス吐出ノズル53の吐出量(単位:NL/min)、及び第2ガス吐出ノズル54の吐出量(単位:NL/min)は、例1~例4で同一に設定した。
Experimental data will be described below. Example 1 below is a comparative example, and Examples 2 to 4 are examples. In Examples 1 to 4, float glass was produced under the conditions shown in Table 1 using the float
表1に示すように、例1ではガス吸引ノズル56によってガスを吸引しなかったのに対し、例2~例4ではガス吸引ノズル56によってガスを吸引した。その結果、例2~例4では、例1に比べて、第1ガス吐出ノズル53の周辺で、O2ガス濃度、及びSO2ガス濃度が高く、H2Oガス濃度が低かった。
As shown in Table 1, in Example 1, no gas was sucked by the
ドロスボックス3の内部から徐冷炉5の内部に還元性ガスが流れ込み、還元性ガスに含まれるH2ガスが第1ガス吐出ノズル53の周辺まで到達すると、H2ガスとO2ガスが反応し、H2Oガスが生成される。その結果、第1ガス吐出ノズル53の周辺で、H2Oガス濃度が増加し、O2ガス濃度が低下する。
When the reducing gas flows into the slow cooling furnace 5 from the inside of the dross box 3 and the H 2 gas contained in the reducing gas reaches the vicinity of the first
表1の結果から、ガス吸引ノズル56によってガスを吸引すれば、ドロスボックス3の内部から徐冷炉5の内部に流入した還元性ガスが第1ガス吐出ノズル53の周辺まで到達するのを制限できることが分かる。
From the results in Table 1, it can be seen that if the gas is sucked by the
また、表1の結果から、ガス吸引ノズル56の吸引量を増やすほど、O2ガス濃度、及びSO2ガス濃度を高くでき、H2Oガス濃度を低くできることが分かる。なお、例4において、圧力が低いのは、ガス吸引ノズル56による吸引量が大きかったためである。
Further, from the results in Table 1, it can be seen that the greater the suction amount of the
以上、本開示に係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について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。 Although the float glass manufacturing apparatus and the float glass manufacturing method according to the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments and the like. Various changes, modifications, substitutions, additions, deletions, and combinations are possible within the scope of the claims. These also naturally belong to the technical scope of the present disclosure.
1 フロートガラス製造装置
2 フロートバス
3 ドロスボックス
5 徐冷炉
51 レヤーロール
521、522 側壁部
523 天井部
53 第1ガス吐出ノズル(ガス吐出ノズル)
56 ガス吸引ノズル
M 溶融金属
G ガラスリボン
1 float glass manufacturing apparatus 2 float bath 3 dross box 5
56 Gas suction nozzle M Molten metal G Glass ribbon
Claims (9)
前記徐冷炉は、前記ガラスリボンの搬送経路を挟んで設けられる一対の側壁部と、前記搬送経路の上方を塞ぐ天井部と、前記搬送経路の下方から前記搬送経路に向けて酸化硫黄ガスを吐出するガス吐出ノズルと、前記側壁部から内側に差し込まれ、前記搬送経路の上方にて、下方のガスを上方に吸引するか、側方のガスを側方に吸引するガス吸引ノズルと、を有し、
前記ガス吸引ノズルは、前記ガラスリボンの搬送方向に、前記ガス吐出ノズルと同じ位置に配置されるか、又は前記ガス吐出ノズルよりも上流側に配置される、フロートガラス製造装置。 A float glass manufacturing comprising a float bath for forming a glass ribbon on a molten metal, a dross box having a plurality of lift-out rolls for lifting the glass ribbon, and a annealing furnace having a plurality of layer rolls for conveying the glass ribbon. a device,
The slow cooling furnace includes a pair of side wall portions sandwiching the conveying path of the glass ribbon, a ceiling portion blocking the upper part of the conveying path, and discharging sulfur oxide gas from below the conveying path toward the conveying path. a gas discharge nozzle, and a gas suction nozzle that is inserted inward from the side wall and sucks downward gas upward or sucks lateral gas laterally above the conveying path. ,
The float glass manufacturing apparatus, wherein the gas suction nozzle is arranged at the same position as the gas discharge nozzle, or arranged upstream of the gas discharge nozzle in the conveying direction of the glass ribbon.
前記エジェクタは、前記鉛直管の下端に設けられ、上方にガスを吐出するエジェクタノズルを含む、請求項1又は2に記載のフロートガラス製造装置。 The slow cooling furnace has a vertical pipe extending upward from one end of the gas suction nozzle outside the pair of side wall portions, and an ejector for adjusting the suction amount of the gas suction nozzle,
The float glass manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the ejector includes an ejector nozzle provided at the lower end of the vertical pipe and ejecting gas upward.
上方から見たときに、前記ガス吸引ノズルの前記吸引口は、前記ガラスリボンの幅方向一端に重なり、前記ガラスリボンの前記幅方向一端から幅方向外側に延びている、請求項1~7のいずれか1項に記載のフロートガラス製造装置。 The gas suction nozzle includes a suction port for sucking gas,
When viewed from above, the suction port of the gas suction nozzle overlaps one widthwise end of the glass ribbon and extends outward in the widthwise direction from the one widthwise end of the glass ribbon. The float glass manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
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