JP5064526B2 - フロートガラス製造用フロート槽システム - Google Patents

Description

本発明は、フロートガラス製造用フロート槽システムに関し、より詳しくは、溶融金属を貯蔵するブロックを囲むスチールケーシングの構造が改善されたフロートガラス製造用フロート槽システムに関する。

本出願は、２００９年３月３日出願の韓国特許出願第１０−２００９−００１８０６４号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

一般に、フロートガラス法によるフロートガラス（シートガラス、フラットガラス、または板ガラスとも知られている）の製造装置は、フロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）に貯蔵されて流動する溶融金属（溶融錫など）上に溶融ガラスを連続的に供給して溶融金属上に溶融ガラスを浮遊させながら、表面張力と重力によって平衡厚さの付近に到達した溶融ガラスリボンを形成し、フロート槽の出口に接した徐冷炉（ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｌｅｈｒ）に向いて溶融ガラスリボンを引っ張ることで、一定幅の帯またはリボン状のフロートガラスを連続的に製造する装置である。

ここで、溶融金属は、例えば、溶融錫または溶融錫合金を含んでおり、溶融ガラスより比重が大きく、還元性水素（Ｈ_２）及び／または窒素（Ｎ_２）ガスで満たされたフロートチャンバー（ｆｌｏａｔ ｃｈａｍｂｅｒ）内に収容されている。溶融金属が収容されるフロートチャンバー内のフロート槽は、水平に延びた構造であり、内部に耐熱性の高い材料（例えば、耐火れんが）を含む。溶融ガラスはフロート槽の上流端から下流端に向いて移動しながら溶融金属の表面で溶融ガラスリボンとして成形される。その後、溶融ガラスリボンはフロート槽の下流端に設定された、いわゆるテイクオフポイント（ｔａｋｅ−ｏｆｆ ｐｏｉｎｔ）で溶融金属から離されて引き上げられ、次の工程である徐冷炉に送られる。

一方、フロートチャンバー内の溶融金属は高温（約６００℃〜１１００℃）状態に維持され、溶融金属（錫）の溶融温度は２３２℃であるため、フロート槽の底は約１２０℃〜１３０℃の温度に冷却させる必要がある。そのために、従来のフロート槽システムは、フロート槽のスチールケーシングの下側に空気を吹き込むことでスチールケーシングを冷却させる送風機（ａｉｒ ｂｌｏｗｅｒ）を備える。

しかし、送風機を作動させる駆動源の作動が急に停止する場合、送風機を正常化させるためには多くの時間が必要となる。送風機が停止している間、フロート槽の底の温度が上昇し、それによって底部位の錫が液体状態に変化してスチールケーシングと反応することで、不要の合金を形成させながら気泡（Ｏ_２）を発生させる。深刻な場合、スチールケーシングに穴が開いて新たな設備に交換しなければならない。

深刻な状況にならなくても、上記のような非正常的な過程で発生する汚染はフロート槽内部の温度を、例えば、−５℃〜＋５℃の範囲で変化させる。このような温度変化は溶融金属の流動を変化させ、気泡が生じるようになる。このような現象は最終的なフロートガラス製品の表面欠陥（ＯＢＢ（Ｏｐｅｎ Ｂｏｔｔｏｍ Ｂｕｂｂｌｅ）またはＢＯＳ（Ｂｏｔｔｏｍ Ｏｐｅｎ Ｓｅｅｄ））の原因になる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、スチールケーシングの内面にセラミックス粉末で形成されたコーティング層を設けることで、スチールケーシングの近くで固まっている錫が融けてスチールケーシングの金属成分と反応することによって欠陥が発生する可能性を抑制できるフロートガラス製造用フロート槽システムを提供することをその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明によるフロートガラス製造用フロート槽システムは、互いに連結されている複数のブロックからなって溶融金属を貯蔵するブロックアセンブリと、前記ブロックアセンブリを囲むスチールケーシングと、前記スチールケーシングに空気を供給できる送風機（ａｉｒ ｂｌｏｗｅｒ）と、前記溶融金属が前記ブロックアセンブリのブロックの間に流れ込むとき、前記溶融金属が前記スチールケーシングと反応しないように前記ブロックアセンブリと前記スチールケーシングとの接触面に設けられたコーティング層と、を備える。

望ましくは、前記コーティング層は前記スチールケーシングの表面にスプレーコーティングされたセラミックス粉末を含む。

望ましくは、前記セラミックス粉末はＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、及びＮａ_２Ｏからなる群より選択されたいずれか１つを含む。

望ましくは、前記コーティング層は約１μｍの厚さを持つ。

本発明によるフロートガラス製造用フロート槽システムによれば、急に送風機が故障しても、スチールケーシングの表面がセラミックス粉末でコーティングされているため、溶融金属（錫）が漏れてもスチールケーシングと反応することがない。したがって、スチールケーシングから生じ得る微細な鉄成分が溶融錫内部の酸素成分と結合することで引き起される非常に深刻な欠陥を防止する。また、スチールケーシングの近くで固まっている溶融金属（錫）が融けてスチールケーシングの金属成分と反応することによって欠陥が発生する可能性を抑制することで、最終的なフロートガラス製品の品質が一層高められ、工程の安定性を図ることができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の望ましい実施例によるフロートガラス製造用フロート槽システムの構成を示した概略正面図である。 図１の側面図である。 図２のＡ部分の拡大断面図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。

本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図１は本発明の望ましい実施例によるフロートガラス製造用フロート槽システムの構成を示した概略正面図であり、図２は図１の側面図である。

図１及び図２を参照すれば、本実施例によるフロートガラス製造用フロート槽システム１００は、溶融金属Ｍを貯蔵できるように複数のブロックＢを含むブロックアセンブリ１１０、ブロックアセンブリ１１０を囲むように設けられたスチールケーシング１２０、スチールケーシング１２０を冷却させるためにスチールケーシング１２０に空気を供給できる空気供給管を含む送風機１３０、及びブロックアセンブリ１１０のブロックＢ間の隙間に流れ込む溶融金属Ｍがスチールケーシング１２０と反応しないようにブロックアセンブリ１１０とスチールケーシング１２０との接触面に設けられたコーティング層１４０を備える。

本実施例によるフロート槽システム１００は、いわゆる、フロートガラス法によってフロートガラスを製造するためのものであって、下部のフロート槽１１２、フロート槽１１２の上部を覆い、電気抵抗加熱要素１１４が設けられた屋根１１６、入口１１１、及び出口１１３を含む密閉された構造のフロートチャンバー１１８を備える。

フロート槽１１２には、溶融錫、溶融錫合金などの溶融金属Ｍが貯蔵される。溶融炉１０４に貯蔵された溶融ガラスＧは、敷居１１７と水位調節トゥイール（ｔｗｅｅｌ）１１９とを通じて計量されてフロート槽１１２に流入される。溶融ガラスＧがフロート槽１１２の上流端（図面の左側）から供給されて下流端（図面の右側）に移動する過程で、溶融金属Ｍは溶融ガラスＧによって流動される。また、溶融金属Ｍはフロート槽１１２内部の温度勾配によってフロート槽１１２の上流端から下流端に流動すると同時に、フロート槽１１２の中心から両側に流動する。温度勾配とは下流端（クールエンド）と比較的高温に保持される上流端（ホットエンド）との温度の差である。溶融ガラスＧは上流端から下流端に向いて移動しながら好適な厚さ及び幅を持つ薄いリボン状に成形され、フロートチャンバー１１８の出口１１３側に設けられたリフトアウトローラー１１５によって引き上げられ、テイクオフポイントで溶融金属Ｍの表面から離される。リフトアウトローラー１１５を通過したガラスＧは次の工程の徐冷炉（図示せず）に送られる。

フロートチャンバー１１８の内部雰囲気は窒素と水素との混合気体からなる。このような混合気体は外部大気より少し高い圧力で維持される。溶融金属Ｍ及びリボン状の溶融ガラスＧは、電気抵抗加熱要素１１４によって約８００から１３００℃程度に維持される。溶融ガラスＧは無アルカリガラスまたはソーダ石灰ガラスなどである。フロート槽１１２の内部における溶融金属Ｍの流動発生原理と構造、及び溶融ガラスＧの投入、リボン化、移動及び排出などは一般的なフロートガラス法で公知されているため、本実施例ではその詳細な説明を省く。

前記ブロックアセンブリ１１０は、例えば、耐火れんがのような複数のブロックＢがライニング結合されたものであり、溶融金属Ｍを直接貯蔵しているボトムライニングブロックと、このようなボトムライニングブロックを囲み、スチールケーシング１２０の内面と接触するように配列されたボトム耐火ブロックとを含み得る。この場合、ボトムライニングブロックとボトム耐火ブロック間には無機接着剤が充填されることが望ましい。ブロックアセンブリ１１０を構成するブロックＢ間の間隔は、ブロックの加熱による膨張などを考慮して決定することが望ましい。また、ブロックＢには溶融金属Ｍに対する耐食性、溶融ガラスＧ内に含まれるＫ_２ＯやＮａ_２Ｏに対する耐アルカリ性、ガラス製品の温度変化に対応する耐スポーリング性（ｓｐａｌｌｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）などが求められる。また、ブロックアセンブリ１１０は、フロート槽１１２の底を形成するボトムブロックとその側面を形成するサイドブロックとに区分することもできる。

前記スチールケーシング１２０は、ボトムブロックを囲むように設けられたボトムケーシング１２２と、サイドブロックを囲み、ボトムケーシング１２２と連結されたサイドケーシング１２４とを含む。スチールケーシング１２０はブロックアセンブリ１１０を支持できる程度の剛性と厚さを持つ通常の金属で製造されることが望ましい。

前記送風機１３０は、フロート槽１１２を支持する支持フレーム（図示せず）と、フロート槽１１２の底面、すなわち、スチールケーシング１２０の下面との間の空間に一定パターンで配置される。送風機１３０は出口１３２を通じて噴射される空気によってスチールケーシング１２０を所定温度に冷却させる。通常、送風機１３０は、例えば、ファンのような駆動源によって駆動される。すなわち、フロート槽１１２内部の高温雰囲気によって加熱されるブロックアセンブリ１１０及びスチールケーシング１２０は送風機１３０によって冷却される。

前記コーティング層１４０は、スチールケーシング１２０の表面にスプレーコーティングされたセラミックス粉末を含む。セラミックス粉末は約６００℃の温度でも変形せず、遠赤外線を放射して抗菌性を持つ。また、接着性及び耐衝撃性に優れ、硬度が８Ｈ以上であり、耐酸性及び耐アルカリ性を呈する。さらに、セラミックス粉末は耐腐食性と耐候性に優れ、高精度の被膜コーティング層を得ることができる。セラミックス粉末は、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、及びＮａ_２Ｏからなる群より選択されたいずれか１つを含むことが望ましい。また、コーティング層１４０は約１μｍの厚さを持つ。

このような構成を持つ本発明の望ましい実施例によるフロートガラス製造用フロート槽システムの動作を説明すれば、次のようである。

本実施例によるフロート槽システム１００において、スチールケーシング１２０はファンによって駆動される送風機１３０によって所定の温度に冷却される。もし、送風機１３０のファンの作動が停止すれば、図３に示されたように、フロート槽１１２に貯蔵された溶融金属ＭがブロックＢ間の隙間を通って流れ、スチールケーシング１２０と反応する恐れがある。このとき、セラミックス粉末で形成されたコーティング層１４０によってスチールケーシング１２０の表面を溶融金属Ｍの流れから保護することができる。

以上、本発明を限定された実施例と図面に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

Claims (4)

1. 互いに連結されている複数のブロックからなって溶融金属を貯蔵するブロックアセンブリと、
   前記ブロックアセンブリを囲むスチールケーシングと、
   前記スチールケーシングに空気を供給できる送風機（ａｉｒ ｂｌｏｗｅｒ）と、
   前記溶融金属が前記ブロックアセンブリのブロックの間に流れ込むとき、前記溶融金属が前記スチールケーシングと反応しないように前記ブロックアセンブリと前記スチールケーシングとの接触面に設けられたコーティング層と
   を備えることを特徴とするフロートガラス製造用フロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）システム。
2. 前記コーティング層は前記スチールケーシングの表面にスプレーコーティングされたセラミックス粉末を含むことを特徴とする請求項１に記載のフロートガラス製造用フロート槽システム。
3. 前記セラミックス粉末はＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、及びＮａ_２Ｏからなる群より選択されたいずれか１つを含むことを特徴とする請求項２に記載のフロートガラス製造用フロート槽システム。
4. 前記コーティング層は１μｍの厚さを持つことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のフロートガラス製造用フロート槽システム。

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