JP3732532B2

JP3732532B2 - 溶解ガラスの移送用スロート

Info

Publication number: JP3732532B2
Application number: JP05183694A
Authority: JP
Inventors: アントニオコトミュニスホセ; グリハルバゴイコーチエアルイス; ルメールモーリス
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: EP0616983B1; JPH06305752A; US5433765A; CN1052463C; KR940021448A; FR2703042A1; CA2119619A1; PL178293B1; DE69424333D1; ES2149246T3; EP0616983A1; TR27522A; KR100310668B1; PT616983E; RO112717B1; CZ288022B6; BR9401245A; CA2119619C; CZ68294A3; DE69424333T2

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、板ガラスの製造における、溶解ゾーンから成形加工ゾーンまでの溶解ガラスの移送のためのスロート（流路）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス産業においては、ガラスは、ガラス形成材料を溶解する火炎式炉又は電気炉で連続的に製造（溶解）され、次に少なくとも１本のスロートを用いてガラスの成形加工ゾーンすなわち、フロート法装置、又は板ガラスの場合には圧延装置又は中空ガラスの場合には成形加工機に至るまで移送される。
【０００３】
既知のガラス連続製造装置においては、スロートは、ガラス化可能な材料の溶解が行われる区画の下流、そして一般には、それ自体いわゆる溶解を行う区画の下流に配置された清澄区画の下流に置かれたコンディショニング（調整）区画の中で発生する。このとき、スロートは、すでに調整され均質化されたガラスを成形加工ステーションへ移送することを唯一の機能としている。
【０００４】
このような装置は例えばＦＲ−Ａ−２５５０５２３の中で記述されている。この装置においては、調整用区画（conditioning compartment) は、戻りガラス流と共に又この戻り流についての流量がガラス溶解速度に近い状態で機能するために充分な大きさの断面積を有している。この戻りガラス流は、ガラスを均質化することを目的とする再循環流の一部を成す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
成形加工ステーションの供給と循環流を伴うこの調整システムは、完全に満足のいくものではない。
本発明は、板ガラスの製造の全ての必要条件特に光学的品質そして特にフロート法により得られる板ガラスに関する必要条件を満たす均質性を伴って、溶解ガラスの調整と同時に成形加工ステーションへのその移送を確保するスロートを提案する。板ガラス産業においては、通常、溶解ガラスは、ガラス１cm³につき３つ未満好ましくは１つ未満の気泡しか含まずしかも気泡の直径が２００μｍ未満である状態で成形加工ステーションに投入された場合に上質のシートを形成できると考えられている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
スロート（throat) というのは、本発明に従うと、溶解ゾーン（production zone)から成形加工ゾーン（shaping zone) への、溶解ガラスの移送のための装置全体を意味し、この装置は、耐火材製の部材又はブロックにより断熱されたガラス流のためのチャンネル（樋）を形成する下部部分と、同様に断熱されこのチャンネルを覆うクラウン（天井）を形成する上部部分を含んでいる。
【０００７】
ガラスの溶解ゾーンと成形加工ゾーンの間に配置された本発明に従ったスロートは、ガラスの調整手段、均質化手段、いわゆる構造手段を含み、かつこれらの手段の組合せは戻りガラス流の形成を回避する。
本発明に従ったスロートは、従って、戻りガラス流無しで（すなわち前述のようにガラスを均質化するために従来用いられている再循環流無しで）機能する調整及び均質化用スロートである。
【０００８】
本発明に従ったノンリターン形のダクト又はスロートの利点の１つは、戻り流の低温ガラスの問題ならびに、一般的に採用されるスロートの非常に優れた断熱又は多大な熱供給から成る費用のかかる解決法という問題点を回避するという点にある。
その上、戻り流及びより低温のガラスに関連する問題を回避することにより、このスロートは例えば、フリントガラスから非常に濃い色のガラス（very dark glass)に至るまでの非常に異なるタイプのガラスの製造を可能にする。
【０００９】
この流路に具備されている手段の組合せは、一般に再循環流の原因であるガラス流横断面のさまざまな部分の間の温度勾配を、低い値に制限することを可能にする。
構造手段は、特に、ガラス流の断面を急激に減少させる段差や狭窄部などの急激な断面変更の無いチャンネルであり、またこのチャンネルはほぼ平旦かつほぼ水平な床面（ベッドプレート）又は基底（base) とほぼ矩形のガラス流断面を有している。
【００１０】
本発明に従ったフロートの一態様において、構造手段は特に、チャンネルの平均幅に対する平均高さの比が１未満好ましくは０．５未満であるようなものである。
戻りガラス流無しで操作するためには、さらに、スロート内に流入する溶解ガラスの量がそこから出ていくガラスの量と等しいこと、そしてガラス流の流量がスロートの全長にわたってほぼ同じであることが必要である。
【００１１】
特にこの目的のため、本発明に基づくスロートの一態様に従うと、チャンネルの入口には、上方部分又は下方部分又は両方でガラスの通路を限定する手段、例えば、有利には可動式であり及び／又は調節可能である、部分的せき（バリヤ）或いはベッドプレート上に配置された単なる隆起が具備されている。
均質化手段は、溶解のガラス中に、好ましくは溶解ガラスの実質的に深さ全体にわたって浸漬される少なくとも１個の機械的攪拌器を含み、この攪拌器は、好ましくは連続的な円形運動をする。攪拌器は、有利には垂直配置された円筒形である。
【００１２】
ガラスの均質性をさらに改善するために、好ましくは、スロートには、スロート中に横方向に互いに並んで配置され連続円形運動で駆動される２つの攪拌器の少なくとも一組が具備されている。
本発明に基づくスロートの有利な一態様に従うと、攪拌器はスロートの上流部分に置かれている。この上流部分は、特にそれが横方向に配置された２つの攪拌器の少なくとも一組を含んでいる場合、スロートの下流部分よりも大きい幅を呈していてよい。
【００１３】
好ましい一態様によると、スロートには、両方共スロートの上流部分内に置かれた２つの攪拌器の２組が具備されている。より幅広の上流部分は、特に戻り流の形成に有利に作用しないように、好ましくは規則的かつ漸進的に狭窄していく。
温度調整用手段は、チャンネルの上でクラウンの側方部分の中に配置された火炎式バーナーの中から選択されうる。これらの温度調整手段は、有利には、スロートの全長に分布していてよい。
【００１４】
温度調整手段は冷却器でもあり得る。このとき、これらの冷却器は有利には、すでに均質化手段として利用され水などの冷却液の循環を可能にする内部構造が具備された攪拌器でよい。
スロートの上流部分に設置されていることにより、これらの冷却器−攪拌器は、ガラスの温度を均等に急速に減少させることを可能にし、このことは、耐火材の損傷を減少させるという利点を含めて複数の利点をもたらし得る。
【００１５】
従って、本発明の目的の１つは、スロートの最初の半分において急速な減少を伴って、スロートの入口と出口の間でガラスの温度を均質に２００°以上低下させることを可能にするスロートにある。
補足的な有利な一つの特徴に従うと、本発明に基づくスロートは、チャンネルの床又は基底（ベッドプレート）を横断して配置されドレン（パージ）の役目を果たす少なくとも１つのスリットを備えていてよい。実際、ガラスは基底（ベッドプレート）と接触した後もはや望ましい均質性を示さなくなるということがわかっており、この場合、このガラスはスリットから除去されなくてはならず、実際除去される。ドレンを行うこのスリットは、スロートの出口端部近くでベッドプレート全体を横切って延びる連続した狭い少なくとも１本のスリットの形を呈していてよい。ドレンの流量は有利には、適当な手段例えば電気抵抗器を用いて、スリットのオリフィス及び／又はスリットの温度を変更することによって必要に応じ調節することができる。
【００１６】
もう１つの有利な特徴に従うと、本発明に基づくスロートはさらに、特にスロートが始まるセルが減少した体積を有する場合、ガラスのレベルの調節手段を備えている。これらの手段は、本発明の一態様に従うと、好ましくはスロートの下流部分に配置されたオーバーフロースポート（overflow spout) である。
このオーバーフロースポートは、スロートの両側で互いに離れる２本の分岐の形、有利にはスロートに対し直角で下流端から同じ距離のところに配置された２本の分岐の形をとることができる。
【００１７】
これらの分岐とスロートの接続点は、スロート内の溶解ガラスのための望まれる上部レベルに相応するレベルでの浸漬されたバリヤを有する。この浸漬バリヤを超えると、分岐の深さはスロートに向かうガラスの戻りを避けるべくより深くなっている。
本発明に従ったオーバーフロースポートは、スロート内でのガラスのレベルを確保するというその機能以外に、もう１つの利点を呈しうる。すなわち、一種のすくい取りによって、ガラス流の中央部分よりも均質性が低い可能性のある上部部分をガラス流から除去するという利点である。
【００１８】
有利にもスポートが２つの分岐である場合、すくい取りは、ガラス流の中央軸線の両側で行うことができる。
本発明に従ったスロートは、溶解ガラスがその光学的品質を保ちしかも望ましい温度で熱均質性のある品質の良い状態で圧延機又はフロート浴といった板ガラス成形加工機まで投入されるような条件の下で、この成形加工機まで、下流側の溶解ガラスを移送するという機能をもつ。
【００１９】
下流側の溶解ガラスは、溶解区画特に電気溶解区画から直接に又は変形態様としては溶解が行われる区画に続く清澄区画から来ることができる。
スロートの出口では、ガラスは、成形加工機へのガラス供給装置例えばフロート浴上へのガラスの排出用装置まで到達する。
本発明はさらに、ガラスの溶解のための区画特に電気溶解区画及び前述のスロートを含む、溶解状態にあるガラスを板ガラス成形加工機特にフロート浴、圧延機に供給する装置にも関し、ここでこのスロートは、一態様に従うと、特に、溶解区画が同じガラス組成について通常用いられる温度よりも高い溶解温度、例えばソーダー石灰−シリカガラスについて１５５０℃で操作される場合に（この場合その後の清澄を省略できる）、清澄用の中間区画無しで、溶解区画の下流で、直接下流に又は単純な調整用区画を間に介して配置される。
【００２０】
本発明のその他の利点及び特徴は、スロートの一実施例に関する以下の記述から明らかになることだろう。
【００２１】
【実施例】
図１及び図２は、溶解区画特に電気溶解区画又はこの溶解区画に続く清澄セルでありうる図示していない上流の区画から、成形加工のための供給されるまでの、溶解ガラスの移送のためのスロートを示す。溶解ガラス浴の中に浸漬された電極を備えた適当な電気溶解区画は、一般に、低温クラウン式電気炉又はキュポラ炉の名で知られている：これらの炉は、上方から供給されるガラス化可能な固形材料組成物が、溶解ガラス浴を完全に覆っている上部層を形成する炉である。スロートを通ってのガラスの移送は、ここでは例えば図示していないフロート浴である成形加工ステーションの供給用装置に至るまで下流に向かって行われる。
【００２２】
スロート１は、基底（ベッドプレート）４と２つの側壁５，６から成り耐火材で作られた部材３で形成された流れチャンネル２、及びバーナー１１の備わった側方部分９，１０と屋根８で形成された耐火材製のクラウン７を含む。
チャンネル２の基底４はほぼ水平である。スロート２は、幅広の上流部分１２を有し、規則的かつ漸進的に、下流部分１４と中央部分１３の寸法に達するため狭窄する。
【００２３】
この広がった上流部分１２の中には、一点鎖線で表わされているように屋根８を横断するその垂直軸線２９を中心にした均等な円形運動で駆動されうるシリンダ１９で各々構成されている２つの攪拌器２組１５，１６，１７，１８が垂直方向に配置されている。
スロートの長さのおよそ３分の２のところで、スロートは、スロート中の溶解ガラスのレベルを調節するオーバーフロースポート２２を形成する、耐火材で作られた２本の直角方向の分岐２０，２１又は二次流路を有している。２つの接続点２４，２５の下部レベル２３はこの目的のため、溶解ガラスの望ましいレベルに相当する。
【００２４】
スロートの下流部分には、好ましくは基底にスリット２６が設けられ、このスリット２６は基底に接触したガラスのドレンの役目を果たす。このスリットの出口端部の断面は調節可能であってよい。
スロートの上流端で基底４の幅全体にわたり横方向に配置された隆起（ヒール）４０が、溶解ガラスの入口断面を限定している。
【００２５】
Ａ−Ａに沿って切り取った概略的横断面図である図３には、２つの上流攪拌器１５，１６が表わされている。一点鎖線２７は、スロート内の溶解ガラスのレベルを表わしている。
攪拌器１５，１６は有利にはクランクの形をしており、垂直軸２９から延びるアーム２３の先端に置かれた垂直シリンダ１９で形成された作用部分で構成されている。図２に一点鎖線で表わされているように回転運動は図示されていないモータによって確保される。
【００２６】
垂直シリンダは、チャンネルの深さ全体にわたりガラスを攪拌するように、スロートの基底４の近くまで溶解ガラス中に入り込んでいる。
攪拌器は特に、有利には溶解ガラスによる攻撃に対し大きな耐性を提供する層（例えばプラチナ層）で被覆された、軟鋼又はステンレス鋼でできている。
攪拌器には有利には所望の利用温度まで最も急速に導くため溶解ガラスの温度を低下させることができるように、冷却用内部手段（図示せず）も具備されている。
【００２７】
図４は、オーバーフロースポートの軸を通過する垂直平面に相応するＢ−Ｂに沿って切り取られた概略的縦断面図である。オーバーフロースポート２２の２本の分岐２０，２１は、チャンネル内の溶解ガラスの所望のレベルに浸漬バリヤ２３が配置されている２つの接続点２４，２５を介して、チャンネル２と連通している。これら２本の分岐内を通るガラスの戻りを回避するため、これらの分岐の深さは、浸漬バリヤから充分なレベルに至るまで急速に増大する。
【００２８】
これら２本の分岐の上部部分３２の側壁３０，３１には、必要な場合にスポートを通って出ていくガラスを加熱することを可能にするバーナー３３が具備されている。
装置は、例えばソーダー石灰（lime) −シリカガラスの場合において、以下の要領で機能する。電気溶解炉内のスロートの上流で溶解された溶解ガラスは、約１４５０℃の温度でスロートの入口に到着する。円形運動する攪拌器−冷却器のゾーンを通過した後、ガラスは約１２５０℃の温度にある。この温度の急速な低下により特に耐火材の侵食を制限することが可能となる。均質なガラスは最終的に、フロート浴へ供給するため排出装置（図示せず）に約１１５０℃の温度で送り込まれる。
【００２９】
スロート中のガラスのレベルは、この例ではオーバーフロースポートによって確保されている。このため、スロートに入るガラス量の約０．５〜５％が除去される。
基底と接触していたガラスの少なくとも一部分がドレン２６により除去される。この除去された部分は、スロート内に入るガラスの約０．１〜０．５％に相応する。
【００３０】
本発明に従った装置は、さまざまなガラスタイプの移送のために利用され得る。特に有利な応用分野は、一般に溶解ガラスの状態で熱伝導が非常に低いことが知られている濃い（dark) 及び非常に濃い色の板ガラスの製造における利用である。
濃い色の着色ガラスの一例としてはＥＰ０４５２２０７において記述されているものがある。これは、着色剤としてＦｅ₂Ｏ₃で表わして１．４〜４％の酸化鉄及び０〜０．０５％の酸化コバルトを含み、Ｆｅ₂Ｏ₃が約２％未満である場合、酸化コバルトは約０．０２％以上であり、場合によってはセレン及び酸化クロムを含み、ＣｏＯ＋Ｓｅ＋Ｃｒ₂Ｏ₃の和は０．２４％に達することができる慣用のソーダー石灰−シリカガラスである。さらにこのガラスは３．８５mmの厚みについて約１２％以下及びＡ光源下での合計光透過率約２０％以下合計エネルギー伝達率を示す。
【００３１】
このガラスはより特定的には自動車の開閉ルーフの製作用のガラスの製造のために利用される。
濃い色の着色ガラスのもう１つの例としては、Ａ光源下での光透過率（ＴＬ_A) よりも低い合計エネルギー伝達率（Ｔ_Z）を有し、３．８５mmの厚みについてこの合計エネルギー伝達率Ｔ_zが１０％〜４８％で光透過率ＴＬ_Aが２０〜６０％であるソーダー石灰−シリカガラスが考えられる。このガラスは（重量％で）着色剤として０．４５〜２．５％のＦｅ₂Ｏ₃（合計鉄）、０．００１〜０．０２％のＣｏＯ，０〜０．００２５％のＳｅ及び０〜０．１％のＣｒ₂Ｏ₃を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ったスロートの立面断面図である。
【図２】図１に表わされているスロートの平面図である。
【図３】図１のスロートの上流部分における横断面図である。
【図４】オーバーフロースポートのレベルでのスロートの横断面図である。
【符号の説明】
１…スロート
２…チャンネル
３…部材
４…基底（ベッドプレート）
５，６…側壁
７…クラウン
８…屋根
９，１０…側方部分
１１…バーナー
１２…上流部分
１３…中央部分
１４…下流部分
１５，１６，１７，１８…攪拌器
１９…シリンダ
２２…オーバーフロースポート
２３…浸漬バリヤレベル
２４，２５…接続点
２６…スリット
２９…垂直軸線
４０…隆起

Claims

板ガラス製造において利用される、ガラス溶解ゾーンから成形加工ゾーンに至る溶解ガラスの通過のためのチャンネル (2) とクラウン (7) と、ガラスの調整手段 (11,15-18) と、ガラス均質化手段 (15-18) 、特に熱均質化手段と、スロートの平均幅に対する平均高さの比が１未満となる構造手段とを含むスロート (1) であって、前記構造手段が、ガラス流の横断面積を急激に減少させる段差や狭窄部のように横断面積の急激な変更の無い形状を有するチャンネル (2) と、その全長に亘り実質的に平坦または水平である基底と、チャンネル (2) の入口横断面積をチャンネルの出口横断面積に等しく制限する手段とであり、これらの調整手段、均質化手段、及び構造手段の組合わせが、ガラス流の横断面の異なる部分間の温度勾配を低い値に制限することによりガラスの戻り流の形成を回避するものであることを特徴とするスロート。
前記構造手段はスロートの平均幅に対する平均高さの比が０．５未満となるようなものであることを特徴とする請求項１記載のスロート。
前記ガラス均質化手段が円運動をする少なくとも１つの攪拌器(15-18)を含んでいることを特徴とする、請求項１または２に記載のスロート。
前記攪拌器(15-18)がスロートの上流部分(19)に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のスロート。
攪拌器(15-18)の作用部が円筒形の外形を有することを特徴とする、請求項３又は４に記載のスロート。
攪拌器(15-18)がクランクの形状を有することを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のスロート。
均質化手段が横方向に配置され円運動する少なくとも２つの攪拌器(15,16)を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のスロート。
調整手段がバーナー(11)及び冷却器から選択されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のスロート。
冷却器は、均質化手段として利用される攪拌器(15-18)であることを特徴とする、請求項８に記載のスロート。
上流部分(12)が下流部分(14)よりも幅広であり且つ規則的かつ漸進的に狭くなっていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のスロート。
基底(4)にはドレン(26)が具備されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスロート。
ドレン(26)がスロートの下流部分にチャンネル(2)の全幅にわたって設けられた横方向スリットであり、好ましくはその流量が調節可能であることを特徴とする、請求項１１に記載のスロート。
入口を限定する手段が溶解ガラス内に部分的に又は完全に浸漬するようになっているバリヤ（せき）であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のスロート。
前記バリヤが基底(4)上に配置された隆起(40)であることを特徴とする、請求項１３に記載のスロート。
前記バリヤが可動式であることを特徴とする、請求項１４に記載のスロート。
さらにレベル調節手段が具備されていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のスロート。
レベル調節手段が少なくとも１つのオーバーフロースポート(22)であることを特徴とする、請求項１６に記載のスロート。
オーバーフロースポート(22)がスロートの下流部分(14)に配置されていることを特徴とする、請求項１７に記載のスロート。
オーバーフロースポート(22)がスロートの両側に配置された２本の分岐路(20,21)により形成されていることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載のスロート。
２本の分岐路(20,21)がスロートに対して直角であることを特徴とする、請求項１９に記載のスロート。
ガラスの溶解のための区画及び成形加工機へガラスを移送するためのスロート(1)を含む、溶解ガラスを板ガラス成形加工機、特にフロート浴に供給する装置において、該スロートが請求項１〜２０のいずれかに記載のノンリターン形スロートであることを特徴とする装置。
前記スロート(1)が、中間に清澄区画無しで、溶解用区画の下流に直接配置されているか又は単なる調整用区画により分離されていることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
同じガラス組成のために通常利用される温度よりも高い溶融温度、特にソーダー石灰−シリカガラスについては約１５５０℃で操作されることを特徴とする、請求項２２に記載の装置。
ガラス溶解ゾーンから成形加工ゾーンまで溶解ガラスを直接通過させるための方法において、溶解ガラスが、溶解ゾーン及び成形加工ゾーンの間に配置された請求項１〜２０のいずれか１項に記載のスロートを、戻り流無しで調整及び均質化されながら、流れることを特徴とする方法。
溶解ガラスをフロート浴に供給するための、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のスロート(1)の利用。
電気溶解により溶解された溶解ガラスをフロート浴に供給するための、請求項２５に記載のスロートの利用。
ガラスが濃い又は非常に濃い色のガラスであることを特徴とする、請求項２５または２６に記載のスロートの利用。