JP4478460B2 - フロートガラスリボンの製造設備の供給通路内でガラス溶融物を調量する装置 - Google Patents

Description

本発明は、フロートガラスリボンの製造設備の供給通路内でガラス溶融物を調量する装置であって、垂直方向に調節可能なロックスライダ（ツィール）を少なくとも１つ有している形式のものに関する。

小さなフロート設備又は特殊ガラス用のフロート設備では唯一のロックスライダ（ツィール）が使用されて、フロートバスに搬送されるガラス溶融物量が調節される。

石灰ソーダフロート設備用の供給通路は一般的にガラス溶融物露出表面を有している。特殊ガラス、特に硼珪酸ガラスの場合にはガラス成分の選択的な蒸発のためにガラス溶融物露出表面は許されない。したがってこのような供給通路の場合にはガラス溶融物の液面は約２０から５０ｍｍほど供給通路のカバーストーンの下縁の上側に位置している（いわゆる浸漬カバー）。

ロックスライダは供給通路に垂直方向で調節可能に懸吊されている。通路幅が変わらないものとすると、ロックスライダ高さ（通路底とロックスライダ下縁との間隔）の変化によって通路横断面が変化させられ、ひいてはガラス粘性が変わらないものとした場合に、ロックスライダの下を流過するガラス溶融物の量が調節される。

ロックスライダは通常、耐火性の材料から成っている。一般的にはロックスライダのためには泥漿鋳込みされかつ焼結されたシリカガラスセラミック（溶融シリカ）が使用される。

ロックスライダの下縁の構成形態はフロートさせられたガラスリボンの品質（ひずみ、気泡等）に大きな影響をもっている。ロックスライダの下側面は通常は平らであるがコンベックスに湾曲されていることもできる。

ロックスライダがシリカガラスセラミック（溶融シリカ）から成っていると、熱いガラス溶融物によってスライダの下縁、つまりガラス溶融物内へ導入された下縁が強く侵蝕される。この侵蝕によってロックスライダの表面の幾何学的形状が変化させられる（侵蝕プロフィール、ロックスライダの中央における強い減り、ロックスライダの外側における弱い減り）。

フロートガラスのガラス品質はロックスライダの運転時間が増大するにつれて劣化する（ひずみ、気泡等）。特に高溶融する硼珪酸ガラス（無アルカリ性、貧アルカリ性）又はアルミノ珪酸塩ガラスの場合にはシリカガラスセラミックから成るロックスライダの耐久時間はきわめて短い。高溶融する攻撃性のガラスの場合には、セラミックロックスライダの耐久時間を貴金属合金、例えばＰｔ又はＰｔ／Ｒｈ１０）から成るコーティングで高めることがすでに試みられている。この場合、耐久時間は特に一般的な１２００から１４００℃のガラス溶融物温度に対しては十分であることが認められた。

プラチナと１０重量％のロジウムとの合金又は他の貴金属合金から成るコーティングを有するロックスライダには、コーティング材料が高い熱伝導性を有しているという欠点がある。この結果、前記ロックスライダの場合には特に側部とコーナとにおいて結晶化及び透失が見られる。一次的にコントロールできないロックスライダにおける温度プロフィールによって生産パラメータ、例えば生産量が変化した場合には表面質の劣化が生じる。何故ならばロックスライダはフロートバスの手前でガラス溶融物に浸漬する最後の装置部分であるからである。

ロックスライダの必要な交換に際し、供給通路との接着が生じる惧れがあり、極端な場合には通路ブロックが損傷する。ロックスライダをはじめて関与せる場合又はリボン裂断後にロックスライダをあらためて関与せる場合にはこのような損傷の可能性は増大する。

公知のフロート設備の場合にはロックスライダ自体においてはロックスライダの調節された高さを変化させる可能性しか与えられていない。ロックスライダの温度は生産パラメータに基づき、多かれ少なかれ自動的に付与される。前記温度は処理されるガラス溶融物温度と使用された材料の熱伝導性との結果である。

本発明の課題は冒頭に述べた形式の装置であって、生産温度に多かれ少なかれ影響されるロックスライダの温度によるフロートさせられたガラスリボンの表面質に対するネガティブな影響が回避される装置を提供することである。

前記課題は本発明によれば、ロックスライダが電気的な加熱装置を備えかつ所定の温度に調節可能であることにより解決された。

ロックスライダの前記付加的な加熱により、ロックスライダのエレメントの普通の熱伝導により、熱はロックスライダの外表面に伝導されるか又はそこに発生させられかつ外表面の上に規定された温度が生ぜしめられる。

この場合、ロックスライダは直接又は間接的に加熱可能である耐火性の基体から成っていることができる。本発明で実施可能な変化実施態様によればロックスライダは泥漿鋳込みされかつ焼結されたシリカガラスセラミック（溶融シリカ）から成っていることができる。

間接的な加熱の場合には基体はポケット状でかつ中空に構成されかつ少なくとも１つの放射加熱エレメントを受容している。さらに基体の外表面はプラチナ又はプラチナ合金、例えば５重量％の金とのプラチナ合金から成るコーティング又は被覆層（以後総じてコーティングと呼ぶ）から成っていることができる。本発明によれば放射エレメントが基体の内表面を加熱するように構成されることができる。ロックスライダの、ひいては基体のコーティングは、供給通路におけるガラス溶融物へのロックスライダの最大浸漬深さに亘って延在する。

放射加熱装置は種々の加熱出力を有する放射加熱エレメントの形で構成されていることができる。しかし、加熱出力を調節可能かつ／又は調整可能にすることもできる。又は種々異なる耐火材料及び基体の構造、特に使用されているエレメントの壁厚さも、ロックスライダの外表面に所定の均一な温度プロフィールを得るための手段として使用することができる。

コーティングされたロックスライダが使用されると層厚さ、基体の上の被覆度の選択及びコーティングの粗面度によって温度プロフィールに影響を及ぼすことができる。

さらに、加熱の設定に際し、考えられ得るすべての生産状態を反映するためには、数学的なシミュレーションを実施することが有意義である。これと関連して重要であることは、ガラス溶融物流に対し横方向に延在するロックスライダの両側面に種々異なる条件が発生しかつこれが考慮されなければならないことである。例えばガラス溶融物の液面、ひいてはガラス溶融物による濡れはロックスライダにおける圧力損失に基づき異なっている。カバーされた供給通路の場合にはロックスライダ表面への熱伝導及びロックスライダ表面からの熱伝導は一次的に対流によるものであるのに対し、フロートバスに向いた側では前記熱伝導はむしろ放射によるものが優性である。

温度プロフィールの調節は、ロックスライダの直接的な加熱で行なうこともできる。この場合には、ロックスライダは例えばプラチナ又はプラチナ合金から成る貴金属コーティングを備えている。基体の上にはＵ字形の加熱エレメントが取付けられている。この場合には１構成例によれば、基体がほぼ直方体形状に構成され、Ｕ字形の加熱エレメントを保持しており、加熱エレメントの側方脚部は基体の垂直な狭幅側面に取付けられ、加熱エレメントの中央脚部は基体の下方領域に取付けられている。

この場合、電流の供給は最も簡単な形式では加熱エレメントの側方脚部がロックスライダの上縁の領域において接続接点として構成されることで行なわれる。

この場合、加熱エレメントは、加熱エレメントの中央脚部がプラチナ又はプラチナ合金から成るコーティングとして、ガラス溶融物へのロックスライダの最大浸漬深さに亘って延在しているように構成されるとガラス溶融物による濡れを減少させるコーティングの働きを引受けることができる。加熱エレメントに基体を受容することは基体の下縁がコンベックスに湾曲されており、Ｕ字形の加熱エレメントのポケット状の中央脚部により受容されることで解決される。

基体のためのエレメントの構成と選択とに関しては、直接加熱されるロックスライダの場合と同じ処置が当嵌まる。

ロックスライダの外表面における温度プロフィールをコントロールする別の可能性はＵ字形の加熱エレメントの種々の薄板厚さ、基体の上におけるコーティング被覆度、コーティングの位置と方向付け、被覆表面の種々異なる粗面度及び加熱エレメントへの種々異なる給電である。

幅Ｂ＝５００ｍｍで、コーティング長さＬ＝４００ｍｍで、コーティング厚さｄ＝１ｍｍであるロックスライダの構成では、１３００℃の温度でかつ５．１０^−５Ω／ｃｍの電気抵抗率で６．２５・１０^−４Ωの抵抗Ｒが生じる。

約１０ＫＷの実際的な出力解放の場合には、加熱エレメントの接続接点にて電流Ｉ＝４０００Ａが電圧Ｕ＝２．５Ｖで供給されなければならない。ロックスライダの直接的な加熱のためのパラメータは以下の通り規定されると有意義である。

ロックスライダ幅 １００〜２０００、有利には３００〜１０００ｍｍ
コーティング厚さ ０．２〜５ｍｍ、有利には０．７〜２ｍｍ
加熱出力 ５０ＫＷ、有利には５〜２０ＫＷまで。

以下、本発明を図示の１実施例に基づき詳細に説明する。

図１の原理概略図が示すように、ガラスはガラス溶融槽１０にて溶融されかつ供給通路１１へ供給される。この供給通路１１内で浄化されたガラス溶融物１２はオーバフローストーン１３側のロックスライダ２０によって調量される。オーバフローストーン１３とは反対側では供給通路１１内に別のロックスライダ３０が配置されている。このロックスライダ３０で供給通路１１内のガラス流が解放又は遮断可能である。

オーバフローストーン１３はフロートバスの始端壁１４の上に配置されている。このフロートバスは底エレメント１５で示され、液状の亜鉛から成るバス１６を受容している。ガラス溶融物１２はオーバフローストーン１３を越えてフロートバスの液状の亜鉛上に流れ込み、連続的なガラスリボン１８を形成する。このガラスリボン１８は図示されていない引出しローラを介してフロートバスから引出される。オーバフローストーン１３とフロートバスとの間の移行領域はカバー１７で覆われている。

図２の断面図が示すようにロックスライダ２０又は３０は間接的に加熱されることができ、基体２１．１の外表面に規定された温度が与えられる。基体２１．１は耐火性のエレメントから構成され、ポケット状の中空のロックスライダ２０を形成する。このロックスライダ２０内には放射加熱エレメント２２．１が挿入される。ロックスライダの内表面には放射加熱エレメント２２．１は接触せず、ロックスライダの内表面は放射熱で加熱される。熱は基体２１．１を通過し、基体２１．１の外表面には規定された温度プロフィールが与えられ、ロックスライダにおける温度変化がフロートされたガラスリボンの表面質を損なわない前提条件が得られる。改善のためには、費用上の理由から有利には泥漿鋳込みされかつ焼結されたシリカガラスセラミック（溶融シリカ）から成るロックスライダ２０は、貴金属コーティングを備えていることができる。この貴金属コーティングはガラス溶融物１２へのロックスライダ２０の最大浸漬深さに亘って延在し、ロックスライダ２０の前記表面領域におけるガラス溶融物による濡れを減じる。

又、図２に示されたロックスライダ２０の外表面の温度プロフィールを、基体２１．１の構造的な構成と基体２１．１の耐火材料の選択と、基体２１．１のエレメントの厚さと、放射加熱エレメント２２．１の加熱出力とによりコントロールできることは言うまでもない。もちろん、ロックスライダ２０の貴金属コーティングもロックスライダ２０の温度プロフィールに対する影響を持っている。

基体２１．１は一体に泥漿鋳込みされていることもできる。さらに基体は内実のブロックであって、このブロックに場合によっては長さの異なる孔が設けられ、この孔に加熱エレメント、例えば接触又は放射加熱エレメントが配置されていることもできる。加熱エレメントは基体を製造する際に鋳包むこともできる。

図３の斜視図には直接的に加熱されるロックスライダ２０が斜視図で示されている。このロックスライダ２０は泥漿鋳込みされかつ焼結されたシリカガラスセラミック（溶融シリカ）から成るほぼ直方体形状の基体２１．２を有している。このロックスライダ２０は供給通路１１の全幅に亘って延在し、懸吊装置２５（図１）により垂直に調節される。基体２１．２の上にはＵ字形の、電気的な加熱エレメント２２．２が取付けられている。この場合、加熱エレメントは基体２２．２の側脚部２２．３と２２．５はガラス溶融物流に対し平行に方向付けられた基体２１．２の狭幅側壁に取付けられている。この狭幅側壁はロックスライダ２０の上縁の領域に設けられかつ給電用の接続接点２３と２４として構成されている。両方の側脚部２２．３と２２．５は基体２１．２の下縁の領域で中央脚部２２．４によって互いに結合されている。この中央脚部２２．４はポケット状に構成され、基体２１．２のコンベックスに湾曲した下方領域を受容する。この中央脚部２２．４がロックスライダ２０の最大浸漬深さにわたって延在すると、この中央脚部２２．４を同時にコーティングとして役立てることができる。この加熱エレメント２２．２の場合には脚部の厚さ、中央脚部２２．４の被覆度、供給電流は、ロックスライダ２０の外表面における温度プロフィールのコントロールパラメータとして使用されることができる。この場合には、加熱エレメント２２．２の中央脚部２２．４をコーティングとして活用し、ガラス溶融物２によるロックスライダ２０の濡れを減じ、フロートさせられたガラスリボンの表面質を改善することができる。

フロートガラスを製造するためのフロート設備における、２つのロックスライダを備えた、フロートバスへ移行する供給通路領域を示した図。 間接的に加熱されるロックスライダの簡略化した横断面図。 基体と取付けられた電気的な加熱エレメントを有するロックスライダの斜視図。

符号の説明

１０ ガラス溶融槽、 １１ 供給通路、 １２ ガラス溶融物、 １３ オーバフローストーン、 １４ 始端壁、 １５ 底エレメント、 １６ バス、 １７ カバー、 １８ ガラスリボン、 ２０ ロックスライダ、 ２１．１ 基体、 ２２．１ 放射加熱エレメント、 ２２．３ 側脚部、 ２２．４ 中央脚部、 ２２．５ 側脚部、 ２３ 接続接点、 ２４ 接続接点、 ２５ 懸吊装置

Claims (12)

1. フロートガラスリボンを製造するフロート設備の供給通路内でガラス溶融物を調量する装置であって、垂直方向に調節可能なロックスライダ（ツィール）を有している形式のものにおいて、前記ロックスライダ（２０，３０）が電気的な加熱装置を備えかつ所定の温度に調節可能であり、ロックスライダ（２０，３０）が耐火性の基体（２１．１，２１．２）から成り、該基体（２１．１，２１．２）が間接的及び／又は直接的に加熱可能であり、前記基体（２１．１）の外表面がプラチナ又はプラチナ合金から成るコーティングを加熱エレメントとして備えており、前記基体（２１．１）がポケット状にかつ中空に構成され、少なくとも１つの放射加熱エレメント（２２．１）を受容していることを特徴とする、フロートガラスリボンの製造設備の供給通路内でガラス溶融物を調量する装置。
2. 前記基体（２１．２）の上に電気的に加熱可能な加熱エレメント（２２．２）が取付けられている、請求項１記載の装置。
3. 前記基体（２１．１，２１．２）が泥漿鋳込成形されかつ焼結されたシリカガラスセラミック（溶融シリカ）から成っている、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記基体（２１．１）の外表面上の前記コーティングがガラス溶融物（１２）への前記ロックスライダ（２０，３０）の最大浸漬深さに亘って延在している、請求項１記載の装置。
5. 前記基体（２１．２）がほぼ直方体形に構成されかつＵ字形の加熱エレメント（２２．２）を保持し、この加熱エレメント（２２．２）の側脚部（２２．３と２２．５）が前記基体（２１．２）の垂直な狭幅側面に取付けられかつ加熱エレメント（２２．２）の中央脚部（２２．４）が前記基体（２１．２）の下方領域に取付けられている、請求項２記載の装置。
6. 前記加熱エレメント（２２．２）の側脚部（２２．３，２２．５）がロックスライダ（２０）の上縁の領域にて接続接点（２３，２４）として構成されている、請求項５記載の装置。
7. 前記加熱エレメント（２２．２）の中央脚部（２２．４）がプラチナ又はプラチナ合金から成るコーティングとして、少なくともガラス溶融物（１２）へのロックスライダ（２０）の最大浸漬深さに亘って延びている、請求項５又は６記載の装置。
8. 前記基体（２１．２）の下縁がコンベックスに湾曲され、Ｕ字形の加熱エレメント（２２．２）のポケット状の中央脚部（２２．４）により受容されている、請求項５から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 放射加熱エレメント（２２．１）の加熱出力又はロックスライダ（２０，３０）の上の電気的な加熱エレメントがロックスライダ（２０，３０）内で種々異なりかつ／又は調節可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. ロックスライダ（２０，３０）の基体（２１．１，２１．２）が種々の耐火性材料から種々の構造及び／又は種々の厚さで構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. Ｕ字形の加熱エレメント（２２．２）が種々の層厚さでかつ／又はロックスライダ（２０，３０）の外表面上の種々の被覆度でかつ／又は種々の粗面度でかつ／又は種々の給電度で設計されている、請求項５記載の装置。
12. Ｕ字形の加熱エレメント（２２．２）が約０．２から５ｍｍまでの厚さを有している、請求項１１記載の装置。

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