JPH01242422A - ガラスの溶解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガラス原料バッチをガラス溶解炉投入前に予
熱し、その後にガラス溶解炉内へ投入して溶解するガラ
スの溶解方法に関する。

ガラス溶解炉の放散熱あるいはその排ガスには大量の熱
エネルギーか含まれており、これを回収して利用すれば
ガラス溶解プロセスの全体の熱効率を高めることかでき
ることが知られている。

この熱エネルギー回収方法として、例えば蓄熱炉や換熱
炉にガラス溶解炉の排ガスを導びいて熱エネルギーを固
体の熱媒体に回収し、その固体を介して燃焼空気を予熱
することが古くから行なわれているが、固体と空気との
熱伝達率の悪さからその効果は限られていた。

このような燃焼空気予熱による熱回収方法よりもさらに
ガラス溶解プロセス全体の熱効率を高めるためには、ガ
ラス溶解炉の排カスの持つエネルギーを原料バッチの予
熱に利用することの方か右利なことがある。例えば、ガ
ラス溶解炉排カスをガラス溶解炉投入前の原料バッチと
接触させて予熱することにより熱エネルギーを回収する
ことか古くから行なわれてきた。

［従来の反衝および発明が解決しようとする課題］前述
したようなガラス溶解炉の排ガスを原料バッチの予熱に
利用する従来例にあっては、熱効率をより向上させるた
め予熱温度を５００°Ｃ以上にとることが多い。

例えば、ヘイソフ等の特開昭６２−１９１０３７号では
、ロータリーキルン式のガラス原料予熱方式に回転窯式
ガラス溶解炉を組み合わせたものにおいてガラス原料成
分の一部の液状化によるロータリーキルン内での固着化
防止のために予熱温度を５９３℃以下にする方式が開示
されている。

この方式においては、原料バッチ中にカーボンを含んだ
場合には前記のような温度域での予熱中にカーボンが酸
化燃焼により失われてしまう。

また、サクージャ等の特公昭５８−３６９３３号におい
ては、ガラス原料バッチを蓄熱炉付きのガラス溶解炉の
排ガスにより流動床にて予熱する方式が開示されている
が、この例にあっても、予熱に用いる排ガス温度を５３
６°Ｃとしており、原料バッチは５００°Ｃ以上に加熱
されるので原料バッチ中にカーボンを含有すれば酸化燃
焼により焼失してしまう。

また、バウワ等の特公昭６０−３５２９２号においては
、ガラス原料バッチをブリケット化した後柱々の処理を
施して８１６°Ｃで１〜４時間予熱する方式が開示され
ている。この例でも原料バッチ中にカーボンを含んだ場
合には予熱中に酸化燃焼により失われてしまう。

なお、その他ネルソン等の特公昭５９−２５７３０号あ
るいはピバール等の特開昭６０−１４５９１６号のいず
れの場合も５００°Ｃ以上にてガラス原料バッチを予熱
する方式が開示されているか、これらの方式でも原料バ
ッチ中にカーボンを含んだ場合には予熱中に酸化燃焼に
より失われてしまう。

一方、カーボンが高温度にて酸化燃焼するのを考慮して
防止しようとした従来例が数例開示されている。

例えば、高橋等の特開昭５６−１１４８３７号では、ガ
ラス原料を２種類あるいは３種類に分離してそれぞれを
予熱１多混合する方式が開示されているが、主要原料を
５００℃以上に予熱しておいて、カーボン等の炭素材料
は当初分離して予熱せずにおぎ主要原料をガラス溶解炉
投入直前に混合するとしても、投入までに５００　℃以
上に加熱されてしまい、短時間のうちに酸化燃焼により
その大部分を失ってしまう。

また、畑中等の特公昭５６−４５８６０号では、ガラス
原料をガラス溶解炉排ガスにて流動状態で予熱する方式
が開示されている。この場合も高温でのカーボンの酸化
燃焼を予想して、カーボンを主要原料から分けて主要原
料を予熱した後最後にカーボンを混ぜてガラス溶解炉に
投入するようにしている。

［課題を解決するための手段］ ところで、ソーダライム系のガラス原料では芒硝が清澄
剤として使われ、その分解促進剤として古くからコーク
ス粉等のカーボンが使われている。

これらカーボン等の炭素材料はガラス溶解炉内に投入さ
れると、酸化焼失前に原料中の珪砂等と反応して還元物
質を生成し、芒硝の分解促進作用を発揮する。これがも
ともと耐熱性が６００　℃以下でしかない炭素材料がガ
ラス原料として使用される理由である。

このため、これらカーボン等の炭素材料の配合ωは、ガ
ラス溶解清澄に大きな影響を及ぼすために精度よく調節
される。

ところが、前述のごとくカーボンを含んだ原料バッチを
高温で長時間予熱すると含有カーボンが酸化燃焼してし
まう。すなわち、カーボンは内部での自己酸化を起こす
上に、高温では炭酸ガスと反応して一酸化炭素を生ずる
酸化反応があるため、ガラス溶解炉において石油系燃料
を使用した場合の燃焼排ガスのような低酸素濃度ガス中
でも焼失してしまうのである。

一方、このような状況に加えて、発明者は、炭素材料は
単体で空気中でそれぞれ５００℃から５５０°Ｃ程度の
耐熱限界温度を有するのに比べ、ソーダ灰との共存下で
はどのように耐熱温度の高い炭素材料でも４２０℃ｕか
耐熱性かない事実を発見した。

第２図に炭素材料中量も耐熱性の良いグラファイトと一
般的にガラス原料として使用されるコークス粉をそれぞ
れ単独とそれぞれソーダ灰と共存下で３８０℃〜６２０
°Ｃにて９０分間熱処理した時の残存率を示す。この場
合、熱処理後の残存率が７０％以上おる温度が耐熱限界
と考えられる。

また、単体で５６０℃まて耐熱性を有するグラファイト
も、同じく単体で４６０℃まで耐熱性を有するコークス
粉もどちらもソーダ灰と共存下では４２０℃以下でない
と熱処理９０分にて７０％以上の残存率を示さない。

したがって、前述のように原料バッチを５００°Ｃ以上
で予熱する方式では、ソーダ灰を原料の一部に含有すれ
ばカーホン等の炭素材料を共存せしめることは困難であ
ることがわかった。

本発明は、前記のような知見に基づいてなされたもので
あって、ソーダ灰とカーボン等の炭素材料を成分として
含むガラス原料バッチを予熱した後ガラス溶解炉に役人
し高温度にて溶解するガラス製造方法において、ガラス
溶解炉の排ガスの熱エネルギーを別の送入した清浄空気
等の気体に伝達しその気体を加熱し、その熱エネルギー
をガラス原料の予熱源として、ガラス溶解炉投入前のガ
ラス原料ハツチの予熱温度を４２０℃以下としたもので
ある。

［作用］ 本発明においは、ソーダ灰とカーボン等の炭素材料を含
有する原料バッチを、予熱する場合に、原料バッチ温度
が４２０°を越えないように制御する。

すなわち、蓄熱炉からの排ガスにより加熱された加熱空
気に外部からの空気を混合することにより原料バッチの
予熱温度が４２０℃を越えないようにする。

したがって、カーボンが予熱中に酸化燃焼により焼失す
ることがなく、排熱エネルギーの効果的な回収を実現す
ることができるとともに、ストーンを充分抑制した高品
質の仮ガラスを製造することかできる。

［実施例］ 以下、本発明をざらに具体的に明らかにするために、本
発明の詳細な説明するが、本発明ががかる実施例の記載
により何等の制約を受けるちのではない。

実施例１゜ 以下に本発明の実施例のうちで実験室規模のものを取り
上げて説明する。

表１のような配合の仮ガラス原料バッチ２００グラムを
４００　℃から４６０℃の間で１０°Ｃ間隔で９０分間
それぞれ予熱した後、実験室電気炉中１４５０℃にて３
０分間加熱溶解した後急冷してガラス１００グラム当り
のストーン個数を計数したところ、予熱温度による差は
表２のようになった。

た。

予熱を全く行なわない場合は同様の溶解条件でストーン
個数はガラス１００グラム当り３個なので、表２から明
らかなように、予熱温度が４２０°Ｃ以下の場合のみ実
用化レベルである。

表１．ガラス原料バッチ配合 表２９表１のガラス原料２００グラムを１４５０℃３０
分加熱溶解後のカラ ス１００グラム当りのストーン個数 実施例２゜ まず、第１図に基づいて本発明を実用化規模で実施する
ための装置を説明する。

第１図において、１は１日の溶解量２５０トンで容ｆｆ
１１０００トンの蓄熱炉２Ａ、２Ｂを備えたシーメンス
式ガラス溶解炉であり、このガラス溶解炉１は図中左側
に原料バッチ投入口３を有している。

原料バッチ投入口３には原料バッチ投入ホッパー４が接
続され、原料バッチ投入ホッパー４には原料バッチ予熱
用のロータリーキルン式原料予熱装＠５が接続されてい
る。

蓄熱炉２Ａ、２Ｂから出る７００℃の出口排ガスは排ガ
ス輸送導管６Ａ、６Ｂを介して熱交換機７に導入され、
外部空気吸込み装置８により熱交換機７に吹き込んだ外
部空気を加熱する。一方、加熱空気、外部空気混合比調
節ダンパー９で熱交換機７を出た加熱空気に外部空気を
適当量混合して所定の温度として予熱装置５へ送る。

一方、１０はガラス溶解炉１に連続した清澄槽、１１Ａ
、１１Ｂは清澄槽１０に連続した仮ガラス成形装置、１
２Ａ、１２Ｂは板ガラス成形装置１１Ａ、１１Ｂに連続
した仮ガラス製品徐冷炉である。

次に、前記の装置を用いて予熱温度を４００℃として、
仮ガラス製品を製造した例を以下に、示す。

蓄熱炉２Ａ、２Ｂから出る７　００　℃の出口排カスを
熱交換機７に通気して外部空気吹込み装置８により熱交
換は７に吹き込んだ外部空気を加熱するとともに、加熱
空気・外部空気混合比調節ダンパー９において熱交換機
７を出た加熱空気に外部空気を適当量制御しながら混合
させて４００℃になるようにし、このガスを予熱装置５
に吹き込んで原料バッチを予熱後ガラス溶解炉１内へ投
入し１５５０℃にて溶解して板ガラス製品を製造した。

予熱のない場合に比べ燃料は８％節約できるとともに、
製品中のシードはトン当り２００個以下、製品中のスト
ーンはトン当り６０個以下の品質良好なガラス製品が得
られた。この品質は予熱のない場合のトン当り３００個
のシード、トン当り５０個のストーンに比べ悪化してい
ない。

なお、全く同じ装置で原料バッチ予熱装置５へ、加熱空
気・外部空気混合比調節ダンパー９において外部空気吹
き込みによる温度調節を行なわないで４８０℃の熱交換
機７の出口空気をそのまま吹き込んで原料バッチを予熱
した後、同様にガラス溶解炉１に投入して溶解して製造
した板ガラス製品は、トン当りシード１０００個、トン
当りストーン１２００個で、この品質は大巾に悪化した
。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、ソーダ灰と
カーボン等の炭素材料を含有する原料バッチを４２０℃
以下になるように予熱したため、カーボンが酸化燃焼に
より焼失することなく、排熱エネルギーの効果的な回収
を実現することができるとともに、ストーンを充分抑制
した高品質板ガラスを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の概略図、第２図
はグラファイトとカーボンの耐熱性およびそれぞれをソ
ーダ灰と共存させた時の耐熱性を示すグラフである。 図中、 １・・・ガラス溶解炉、 ２Ａ、２Ｂ・・・蓄熱炉、 ３・・・原料バッチ投入口、 ４・・・原料バッチ投入ホッパー、 ５・・・原料バッチ予熱装置、 ６Ａ、６Ｂ・・・排ガス輸送導管、 ７・・・熱交換機、 ８・・・外部空気吹込み装置、 ９・・・加熱空気、外部空気混合比調節ダンパー、１０
・・・清澄槽、 １１Ａ、１１Ｂ・・・仮ガラス成形装置、１２Ａ、１２
Ｂ・・・板ガラス製品徐冷炉。 持訂出願人　日本坂哨子殊式会社 代理人　弁理士　宮　内　佐一部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ソーダ灰とカーボン等の炭素材料を成分として含むガラ
   ス原料バッチを予熱した後ガラス溶解炉に投入し高温度
   にて溶解するガラス製造方法において、ガラス溶解炉の
   排ガスの熱エネルギーを別の送入した清浄空気等の気体
   に伝達しその気体を加熱し、その熱エネルギーをガラス
   原料の予熱源として、ガラス溶解炉投入前のガラス原料
   バッチの予熱温度を４２０℃以下にすることを特徴とす
   るガラスの溶解方法。