JPH0242777B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術的分野
本発明は熔融ガラスなどの清澄を促進するため
に大気圧以下の圧力を使用することに関するもの
である。さらに具体的にいえば、本発明はその種
の清澄技法を連続的に商業規模で利用するための
実際的配置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the use of subatmospheric pressures to promote the fining of molten glass and the like. More specifically, the invention relates to a practical arrangement for the continuous commercial scale use of such fining techniques.
発明の背景
ガラスの熔解において、実質的な量のガスがバ
ツチ物質の分解の結果として生成される。その他
のガスはバツチ物質によつて物理的に随伴される
か、あるいは、熔融中のガラスの中へ燃焼熱源か
ら導入される。大部分のガスは熔解の初期相中に
逃散するが、いくらかは熔融物中に捕捉されるこ
とになる。捕捉されたガスのいくらかはガラス中
で溶けるが、その他の部分は泡または「種子」と
して知られる別々のガス状物包含物を形成する
が、これらは生成物ガラス中で不当に高い濃度に
放置される場合には障害となる。これらのガス包
含物は表面へ上り、「清澄」として知られるガラ
ス製造操作の段階において十分な時間が与えられ
ると、溶融体から逃散する。熔融体の粘度を下
げ、気泡直径を拡大させることによつてガス状包
含物の上昇と逃散を促進するために、清澄帯域中
で高温が慣用的に与えられる。清澄段階において
用いる高温に必要とされるエネルギー、およびガ
ス状包含物が熔融体から逃げ出す十分な時間を与
えるの必要とされる大きい熔解槽はガラス製造作
業の主要な出費である。従つて、清澄工程を改善
してこれらのコストを軽減することは望ましいこ
とである。BACKGROUND OF THE INVENTION In the melting of glass, substantial amounts of gas are produced as a result of the decomposition of batch materials. Other gases are either physically entrained by the batch material or introduced into the glass during melting from a combustion heat source. Most of the gas will escape during the initial phase of melting, but some will become trapped in the melt. Some of the trapped gas dissolves in the glass, while other parts form discrete gaseous inclusions known as bubbles or "seeds" that are left in unduly high concentrations in the product glass. If this happens, it becomes a hindrance. These gas inclusions rise to the surface and, given sufficient time, escape from the melt in a step of the glass manufacturing operation known as "fining." Elevated temperatures are conventionally applied in the fining zone to reduce the viscosity of the melt and promote the rise and escape of gaseous inclusions by enlarging the cell diameter. The energy required for the high temperatures used in the fining stage and the large melting vessels required to allow sufficient time for gaseous inclusions to escape the melt are major expenses in glass manufacturing operations. Therefore, it would be desirable to improve the fining process to reduce these costs.
減圧が、溶解ガスの熔融物上の分圧を下げるこ
とによつて清澄工程を助け得ることは知られてき
た。また、圧力を下げることが熔融物内での泡の
容積を増加してそれらが表面へ上昇するのを早め
るようになる。慣用的清澄室の規模においてその
中で真空を引くように気密槽を提供することの非
実際性は、米国特許No.1564235;2781411;
2877280;3338694および3442622において開示さ
れているような、比較的小規模のバツチ操作に真
空清澄を使用することに限定してきた。 It has been known that reduced pressure can aid the fining process by lowering the partial pressure of dissolved gases above the melt. Reducing the pressure will also increase the volume of bubbles within the melt, causing them to rise to the surface faster. The impracticality of providing an airtight vessel to draw a vacuum therein on the scale of a conventional clarification chamber is illustrated in U.S. Pat. No. 1,564,235;
2877280; 3338694 and 3442622, the use of vacuum fining has been limited to relatively small scale batch operations.
連続式真空清澄方法が提唱されてきたが、しか
し、大規模で連続的のガラス製造には各種の欠点
のために容認されていなかつた。米国特許No.
805139;1589308;および3519412において示され
る連続式真空清澄装置においては、主要な欠点は
圧力差によつて、真空帯の中へ通じかつそれから
通ずる比較的狭い垂直方向通路を必要とすること
である。これらの通路はその種の槽の構築を特に
気密壁の必要性から見て複雑化し、汚染性耐可物
接触への押出物の露出を増し、そして、押出物の
流れに対して著しく粘い抵抗を付与する。 Continuous vacuum fining processes have been proposed, but have not been accepted for large scale, continuous glass production due to various drawbacks. US Patent No.
In the continuous vacuum clarifiers shown in 805139; 1589308; and 3519412, the major drawback is the need for relatively narrow vertical passages into and out of the vacuum zone due to the pressure differential. These passageways complicate the construction of such vessels, especially in view of the need for airtight walls, increase the exposure of the extrudate to contaminant resistant contact, and are significantly viscous to extrudate flow. Add resistance.
中程度の真空でも釣合いを取るのに実質的なガ
ラスの高さが必要とされることが認められる。そ
の種の系の生産量の変更も、特に粘い抗力の因子
から考えて問題である。生産速度の伸縮性はつく
られつつある製品の変更(厚さ、幅)および望ま
れる生産速度に及ぼす経済的要因のために、連続
式商業的作用において重要である。上記の三つの
特許の各々においては、真空帯の通路を通る流れ
の速度を増すための駆動力は、真空帯から下流の
熔融物の深さと相対的な真空帯上流の熔融物の深
さを増すことによつて提供されることができる。
この水準差の大きさはこれらの系において固有の
粘稠抵抗によつてさらに大きくされる。熔融物の
表面の高さにおいて側壁の促進されたエロージヨ
ンがおこるので、水準を著しく変えることはエロ
ージヨンを悪化させ、これはこんどは製品ガラス
の品質を悪化させる。 It is recognized that substantial glass height is required to balance even moderate vacuums. Changing the production rate of such systems is also problematic, especially in view of the viscous drag factor. Production rate flexibility is important in continuous commercial operations due to variations in the product being made (thickness, width) and economic factors that influence the desired production rate. In each of the three patents mentioned above, the driving force for increasing the velocity of flow through the vacuum zone passage is determined by the depth of the melt upstream of the vacuum zone relative to the depth of the melt downstream from the vacuum zone. It can be provided by increasing.
The magnitude of this level difference is further increased by the inherent viscous resistance in these systems. Since accelerated erosion of the side walls occurs at the level of the melt surface, a significant change in the level worsens the erosion, which in turn deteriorates the quality of the product glass.
より単純な構造は米国特許No.3429684に示され
ており、その中では、バツチ物質は真空ロツク
(lock)を通して供給され、垂直に細長い真空室
の頂部において熔解される。その装置において生
産量を変えることは室中に課せられる真空量を変
えることを必要とするように見え、これは清澄達
成度を不利に変えるものである。真空室内で原料
物質を熔解することは、いくつかの理由でその装
置のもう一つの欠点である。第一に、真空下で原
料物質の初期分解を実施することにより大容積の
発泡体が形成され、これはその溌泡体を収容する
十分な大きさの槽を必隣とする。第二に、原料物
質が生産物の流への短絡路に従つて行くかもしれ
ず、従つて適切な熔解と清澄を無効にしてしま
う。第三には、真空槽内で熔解の初期段階を実施
し、清澄温度へ熔融物を加熱することは、槽内で
溶融物へ供給されるべき大量の熱を必要とする。
槽へそのような大きな熱を投入することは壁のエ
ロージヨンを増す熔融物内の対流を誘起し、清澄
された生成物の流れの汚染に連がる。第四に、バ
ツチ炭酸塩の分解から放出される二酸化炭素は槽
内で二酸化炭素の比較的高い分圧をつくり出し、
それによつて減圧が熔融物から二酸化炭素を除く
能力を少くとも一部を打消す。 A simpler structure is shown in US Pat. No. 3,429,684, in which batch material is fed through a vacuum lock and melted at the top of a vertically elongated vacuum chamber. Changing the production rate in that equipment appears to require changing the amount of vacuum imposed in the chamber, which adversely changes the fining performance. Melting the raw material within the vacuum chamber is another drawback of the device for several reasons. First, a large volume of foam is formed by carrying out the initial decomposition of the raw material under vacuum, which requires an adjoining tank of sufficient size to accommodate the foam. Second, feed material may follow a shortcut path into the product stream, thus negating proper melting and clarification. Thirdly, carrying out the initial stages of melting in a vacuum vessel and heating the melt to the fining temperature requires a large amount of heat to be supplied to the melt in the vessel.
Inputting such high heat into the vessel induces convection within the melt which increases wall erosion and leads to contamination of the clarified product stream. Fourth, the carbon dioxide released from the decomposition of the batch carbonate creates a relatively high partial pressure of carbon dioxide in the tank;
This at least partially negates the ability of the reduced pressure to remove carbon dioxide from the melt.
米国特許No.4195982は、はじめにガラスを昇圧
下で溶融し、次にそのガラスをより低圧で別の室
の中で清澄することを開示している。両方の室が
加熱される。 US Pat. No. 4,195,982 discloses first melting the glass under elevated pressure and then refining the glass in a separate chamber at lower pressure. Both chambers are heated.
米国特許No.4110098はわざとガラスを発泡させ
清澄を助ける方法を開示している。その発泡は強
い加熱と大気圧での化学的発泡剤とによつて誘起
される。 US Patent No. 4110098 discloses a method of intentionally foaming glass to aid in fining. The foaming is induced by intense heating and chemical blowing agents at atmospheric pressure.
発明の要約
本発明においては、従来技術の欠陥を有利にか
つ経済的に克服する方式で真空清澄を商業的規模
の連続式ガラス製造方法において用いる方法と装
置が提供される。熔融に必要とされる熱エネルギ
ーの大部分が熔融物へ与えられて真空室内に含ま
れる熔融物質へ熱エネルギーがほとんどまたは全
く供給される必要がないようにされたのちに、熔
融状ガラスが真空清澄室へ入れられる。好ましく
は、槽壁を通る如損失を補償するのに必要である
以上の熱は真空段階において付加されない。十分
に高い生産速度においては、真空室は入つてくる
熔融ガラス自体以外によつては完全に加熱される
ことがない。本発明の具体化においては、バツチ
物質は工程のその段階に特定的に適合させた段階
においてまず液化させ、その液化物質を第二段階
へ移し、そこで固体粒子の溶解が本質上完了し、
かつ物質の温度が清澄に適する粘度を与える温度
へ上げられる。次に、熔融物質を真空室へ送る。
その結果、溶解のガス状生成物の大部分は物質が
真空にかけられる前に駆逐され、最大ガス発生の
領域は清澄帯から分離され、それによつて、初期
溶解段階を施こされる物質が清澄を行なつている
溶融物の部分と混合するようになり得ない。熔解
に必要な熱の大部分または全部は物質が真空清澄
段階に入る前に満たされ、清澄段階の加熱は実質
的にさけることができるので、清澄帯域中の熔融
体の過度の対流がさけられる。SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, there is provided a method and apparatus for using vacuum fining in a commercial scale continuous glass manufacturing process in a manner that advantageously and economically overcomes the deficiencies of the prior art. The molten glass is exposed to a vacuum after most of the thermal energy required for melting has been imparted to the melt so that little or no thermal energy needs to be supplied to the molten material contained within the vacuum chamber. You will be placed in the clearing room. Preferably, no more heat is added in the vacuum stage than is necessary to compensate for losses through the vessel walls. At sufficiently high production rates, the vacuum chamber is not completely heated by anything other than the incoming molten glass itself. In an embodiment of the invention, the batch material is first liquefied in a stage specifically adapted to that stage of the process, and the liquefied material is transferred to a second stage where dissolution of the solid particles is essentially complete;
and the temperature of the material is raised to a temperature that provides a viscosity suitable for clarification. The molten material is then sent to a vacuum chamber.
As a result, most of the gaseous products of dissolution are expelled before the material is subjected to vacuum, and the region of maximum gas evolution is separated from the fining zone, whereby the material subjected to the initial dissolution step is clarified. It cannot become mixed with the part of the melt undergoing the process. Most or all of the heat required for melting is met before the material enters the vacuum fining stage, and heating of the fining stage can be substantially avoided, thereby avoiding excessive convection of the melt in the fining zone. .
その結果、槽の侵蝕が減り、溶融物の不完全清
澄化部分により清澄化された部分と混じるように
なる確率が減少する。 As a result, erosion of the vessel is reduced and the probability that partially clarified portions of the melt become mixed with clarified portions is reduced.
真空によつて清澄工程へ提供される援助はより
低温を清澄に使用することを可能にする。より低
温であることは低エネルギー消費にとつてのみな
らず、槽に及ぼす腐蝕効果のためにも利用があ
る。1540℃(2800〓)の程度のピーク温度におい
て普通に清澄されたガラスは、使用する真空水準
に応じて、約1430℃(2600〓)、さらには1370℃
(2500〓)またはそれ以下より高くない温度にお
いて同程度に清澄することができる。 The assistance provided to the fining process by vacuum allows lower temperatures to be used for fining. Lower temperatures have utility not only for lower energy consumption but also for corrosive effects on the bath. Normally fined glass at peak temperatures on the order of 1540°C (2800〓) can reach temperatures around 1430°C (2600〓) or even 1370°C, depending on the vacuum level used.
(2500〓) or lower.
真空清澄室中での発泡体の発生が溶融体からの
ガスの除去を著しく増進することが理論づけられ
る。発泡体によつて提供される薄膜と大きい表面
積は低圧条件への露出を増し、液相からのガスの
輸送を促進する。このことは慣用的清澄と対照的
であり、その場合には、独立気泡を表面へ浮き上
らせ粘稠熔融物から逃がす滞溜時間が与えられね
ばならず、これは大きい熔融物プールを保持する
ことが必要となる。このように、本発明の真空清
澄はかなりせまい空間の中で与えられた程度の清
澄を達成することができる。本発明の好ましい具
体化においては、発泡溶融体を真空へ露出するこ
との有利な効果は、物質が真空槽に入るとき、そ
れが真空槽中で保持されている熔融物質の本体に
入る前、そして、好ましくは入つてゆく流れが発
泡体層の中に侵入する前に、物質を発泡させるこ
とによつて増進される。 It is theorized that foam generation in the vacuum clarification chamber significantly enhances gas removal from the melt. The thin film and large surface area provided by the foam increases exposure to low pressure conditions and facilitates gas transport from the liquid phase. This is in contrast to conventional fining, in which residence time must be allowed to allow the closed cells to rise to the surface and escape from the viscous melt, which retains a large melt pool. It is necessary to do so. Thus, the vacuum fining of the present invention can achieve a given degree of fining in a fairly small space. In a preferred embodiment of the invention, the advantageous effect of exposing the foamed melt to vacuum is that when the material enters the vacuum chamber, before it enters the body of molten material held in the vacuum chamber, The incoming flow is then preferably enhanced by foaming the material before penetrating into the foam layer.
本発明のもう一つの面は連続式清澄操作におい
て生産量を制御する利点に関係する。液状化物質
をバルブ手段を通して真空室の上端の中へ計量
し、清澄化熔融物は別のバルブ装置を通して真空
室の下端から送られる。真空室内で保たれる液の
高さは、熔融物が重力によつて取出口から流れる
ことができるように、真空を釣合わせるのに必要
とする高さより少くともわずかに大きい。また、
抜出しに必要とする最小値より大きい液の高さを
提供することにより、生産速度は室中の真空圧を
変えることなく、かつ、室中の液水準を変えるこ
となく、バルブによつて制御することができる。
逆に、真空圧のある範囲は生産速度を変えること
なく使用できる。バルブとは別に、この系には通
過する熔融物質の流れに対する比較的低い抵抗が
与えられている。 Another aspect of the invention relates to the benefits of controlling production in continuous fining operations. The liquefied material is metered into the upper end of the vacuum chamber through valve means and the clarified melt is conveyed from the lower end of the vacuum chamber through another valve arrangement. The height of the liquid maintained within the vacuum chamber is at least slightly greater than the height required to balance the vacuum so that the melt can flow out of the outlet by gravity. Also,
By providing a liquid height greater than the minimum required for withdrawal, the production rate is controlled by the valve without changing the vacuum pressure in the chamber and without changing the liquid level in the chamber. be able to.
Conversely, a range of vacuum pressures can be used without changing production rates. Apart from the valve, the system is provided with a relatively low resistance to the flow of molten material therethrough.
生産量が本発明の与えられた設備において可変
であるだけでなく、その有効性は、低容積の応用
には有効に作動しない慣用のタンク型循還清澄槽
とちがつて、系の規模とは比較的独立的である。
それゆえ、本発明は広い範囲のガラス製造操作へ
有効に応用できる。 Not only is the production rate variable in a given installation of the present invention, but its effectiveness also varies with the size of the system, unlike conventional tank-type recirculating clarifiers, which do not operate effectively in low volume applications. are relatively independent.
Therefore, the present invention can be effectively applied to a wide range of glass manufacturing operations.
真空清澄室の好ましい形態は垂直方向に細長い
槽であり、最も便利なのは、縦型円筒の形状にあ
る。液状化物質はその槽の中で保持される熔融物
質の上方の頭部空間の中へ導入される。その頭部
空間中で減圧に出会うと、その物質の少くとも実
質的部分が、その物質中にとけているガスの放
出、および物質中に存在する気泡と種子の拡大に
基づいて、発泡する。発泡体の形成は減圧へ露出
される表面積を大いに増大し、従つて液相からの
ガス状種の除去を助ける。熔融状プールからでは
なく、槽中で保持される熔融状プールの上方で発
泡体を生成させることは、発泡体を圧漬しガスの
逃散を助けるのに有利である。また、新たに発生
された発泡体を発泡体層上に沈積させることはそ
の発泡体の圧漬を促進することも発見された。垂
直式に細長い幾何形状の別の利点は、上方端にお
いて残留する密度の低い気泡体または泡を含む物
質のために成層化がおこり、従つて、総体的の物
質移送は気泡体領域から離れており、それによつ
て、未清澄化物質が生成物の流れの中へ含まれる
ようになることがおこりそうもないようにさせる
ことである。減圧下での熔融物からのガスの追い
出しは熔融物中の溶解ガス濃度を大気圧でのそれ
らの飽和点以下へ下げる。熔融状物質が底の取出
口へ向けて下向きに進むにつれて、槽中の熔融物
の深さに基づく増加圧が溶液中に残留ガスを残留
させかつ残留しているかもしれない小種子の容積
を減少させる。ガスの溶解はまた、物質が取出口
の方へ進むにつれて温度を低下させることによつ
て助けられるかもしれない。その上、真空清澄後
に残留するガスの低濃度は、慣用的清澄に関する
問題でしばしばあるとおり、ガラス製造方法のそ
の後の段階における気泡核化の確率を小さくす
る。 The preferred form of the vacuum clarification chamber is a vertically elongated vessel, most conveniently in the form of a vertical cylinder. The liquefied material is introduced into the head space above the molten material held in the vessel. Upon encountering reduced pressure in the headspace, at least a substantial portion of the material foams due to the release of gases dissolved in the material and the expansion of air bubbles and seeds present in the material. Formation of the foam greatly increases the surface area exposed to reduced pressure, thus aiding in the removal of gaseous species from the liquid phase. Producing the foam above the molten pool held in a bath rather than from the molten pool is advantageous to compress the foam and aid gas escape. It has also been discovered that depositing newly generated foam onto a foam layer promotes crushing of the foam. Another advantage of the vertically elongated geometry is that stratification occurs due to the remaining less dense foam or foam-containing material at the upper end, so that the overall mass transport is directed away from the foam region. and thereby make it less likely that unclarified material will become included in the product stream. Purging gases from the melt under reduced pressure reduces the dissolved gas concentrations in the melt below their saturation point at atmospheric pressure. As the molten material progresses downward toward the bottom outlet, increasing pressure based on the depth of the melt in the bath causes residual gas to remain in solution and the volume of small seeds that may remain to be reduced. reduce Gas dissolution may also be aided by reducing the temperature as the material progresses towards the outlet. Moreover, the low concentration of gas remaining after vacuum fining reduces the probability of bubble nucleation in subsequent steps of the glass manufacturing process, as is often a problem with conventional fining.
ガラス、特にソーダ・石灰・シリカガラスの商
業的熔融においては、硫酸ナトリウムまたは硫酸
カルシウムあるいはその他の硫黄源が通常バツチ
物質の中に含まれて熔解および清澄化工程を助け
る。アンチモン、砒素、および弗素も清澄助剤と
して知られている。熔融物中の硫黄のような清澄
助剤の存在は、大容積の気泡体が誘起されるた
め、および真空清澄槽のセラミツク耐火壁への侵
蝕のために、真空清澄に関する一つの問題である
ことが発見された。しかしこれまでは、ガラスの
効果的な熔解と清澄は清澄助剤なしでは達成が困
難であつた。本発明のさらにもう一つの有利な面
は、化学的清澄助剤をほとんどまたは全く使用し
ないで高水準品質までガラスを熔解および清澄化
し得ることである。これは、熔解と清澄の工程が
別々の段階で実施され、それによつて、化学的清
澄助剤の使用を最少化するか回避するよう適合さ
せた方法によつて各段階を実施し得るので、本発
明において可能性がある。一般的には、化学的清
澄助剤が熔融物プール内からの気泡の集合および
上昇を促進する役目をすると一般的に信じられる
が、しかし、その種の機構は本発明の清澄工程に
おいて小役割しか果たさないと信じられる。それ
ゆえ、品質に及ぼす著しい効果は清澄助剤使用量
の省略または実質的減少から生ずるものではな
い。清澄助剤の省略または減少はまた環境中への
望ましくない放出物を減らすために望ましい。 In the commercial melting of glass, particularly soda-lime-silica glass, sodium or calcium sulfate or other sulfur sources are usually included in the batch material to aid in the melting and clarification process. Antimony, arsenic, and fluorine are also known as refining aids. The presence of refining aids such as sulfur in the melt is a problem with vacuum fining due to the induction of large volume bubbles and erosion of the ceramic refractory walls of the vacuum fining tank. was discovered. However, heretofore, effective melting and fining of glass has been difficult to achieve without fining aids. Yet another advantageous aspect of the present invention is that glass can be melted and refined to a high level of quality with little or no chemical refining aids. This is because the melting and clarification steps are carried out in separate stages, whereby each stage can be carried out in a manner adapted to minimize or avoid the use of chemical clarification aids. Possible in the present invention. It is generally believed that chemical fining aids serve to promote the collection and rise of air bubbles from within the melt pool; however, such mechanisms play a minor role in the fining process of the present invention. I believe that I can only accomplish this. Therefore, no significant effect on quality results from the omission or substantial reduction in the amount of refining aid used. Omission or reduction of clarification aids is also desirable to reduce undesirable emissions into the environment.
板ガラス製造のフロート法においては、ガラス
からの硫黄の減少または省略は、平面形成室にお
ける硫化錫の、ガラス上面への凝縮としたたりに
通ずる、形成と蒸発によつておこされる欠陥を避
けるために、追加的に利点を示す。硫黄と鉄と組
合されるとガラスに着色効果をもち、従つて清澄
のために硫黄を避けることはある種のガラスの色
のより精細な調節を可能にする。 In the float process of flat glass manufacturing, the reduction or omission of sulfur from the glass is used to avoid defects caused by formation and evaporation, leading to condensation and evaporation of tin sulfide in the flat forming chamber onto the top surface of the glass. , additionally shows advantages. Sulfur and iron when combined have a coloring effect on the glass, so avoiding sulfur for fining allows for finer control of the color of some glasses.
特に有利なのは、粉状バツチ物質を本発明の分
離された工程段階によつて清澄される前に初期流
動性段階にさせる、米国特許No.4381934に開示さ
れている別個のアブレーシヨン液状化法
(ablating liquifaction process)を使用するこ
とである。しかし、その他の液状化技法も使用で
きる。 Particularly advantageous is the separate ablating liquefaction process disclosed in U.S. Pat. liquifaction process). However, other liquefaction techniques can also be used.
詳細説明
この詳細説明はガラス溶解に特に適合させた方
法と装置に関連して述べるが、本発明が他の物質
の処理にも同じく応用できることは当然である。DETAILED DESCRIPTION Although this detailed description is set forth in the context of a method and apparatus specifically adapted for glass melting, it will be appreciated that the invention is equally applicable to the processing of other materials.
図を参照すると、本発明の総括体熔解法は好ま
しくは三段階、すなわち、液状化段階10、溶解
段階11、および真空清澄段階12、から成る。
液状化段階10において熔解を開始させるのには
各種の装置を用いることができるが、この工程段
階を分離しそれを経済的に実施するための極めて
有効な配置は米国特許No.4381934に開示されるも
のであり、これは好ましい液状化段階の具体化の
詳細を引用することによつて本明細書に組入れら
れている。その液状化槽の基本的構造はドラム1
5であり、これはスチール製であり、一般的には
円筒状側壁部、一般的には開放状の頂部、および
放出し用の取出口以外は閉じられている底部をも
つている。 Referring to the figure, the integrated melting process of the present invention preferably consists of three stages: a liquefaction stage 10, a dissolution stage 11, and a vacuum clarification stage 12.
Although a variety of devices can be used to initiate melting in the liquefaction stage 10, a highly effective arrangement for separating this process step and performing it economically is disclosed in U.S. Pat. No. 4,381,934. , which is incorporated herein by reference to the details of the preferred liquefaction stage implementation. The basic structure of the liquefaction tank is drum 1.
5, which is made of steel and has a generally cylindrical side wall, a generally open top, and a bottom that is closed except for the discharge outlet.
ドラム15は、例えば、複数個の支持輪17で
回転的に支えられかつ複数回の調節輪18によつ
て所定位置に保持される、取巻き支持リング16
によつて実質上垂直の軸の周りで回転するように
取付けられている。実質的に包みこまれた空洞
が、例えば周縁枠20によつて静止支持体が備え
られた蓋構造によつて、ドラム内で形成されてい
る。蓋20は耐火炉構築技術における熟練者にと
つて知られているとおりに各種の形をとることが
できる。図に描かれている好ましい配列は複数個
の耐火性ブロツクから製作された上向きドーム型
の曲面アーチ構造である。一体性または平らな懸
垂設計を蓋に用いることができる。 The drum 15 is, for example, surrounded by a surrounding support ring 16 that is rotatably supported by a plurality of support wheels 17 and held in place by a plurality of adjustment wheels 18.
is mounted for rotation about a substantially vertical axis. A substantially enclosed cavity is formed in the drum, for example by a lid structure provided with a stationary support by a peripheral frame 20. The lid 20 can take a variety of forms as known to those skilled in the art of refractory furnace construction. The preferred arrangement depicted in the figures is an upwardly domed curved arch structure fabricated from a plurality of refractory blocks. A monolithic or flat hanging design can be used for the lid.
バツチ物質を液状化するための熱は蓋20を貫
通してのびる1個以上のバーナー22によつて与
えられてよい。好ましくは、複数個のバーナーが
ドラム内の広い領域へ火焔を向けるよう蓋の周り
に配置される。バーナーは槽内の激しい環境から
守るために好ましくは水冷される。排気は蓋の中
の開口23を通つて液状化槽の内部から逃げ出
す。有利には、排気ガス中の蒸熱は米国特許No.
4519814に記載のような予熱段階(図示せず)に
おいてバツチ物質を予熱するのに使つてよい。 Heat to liquefy the batch material may be provided by one or more burners 22 extending through the lid 20. Preferably, a plurality of burners are arranged around the lid to direct the flame to a large area within the drum. The burner is preferably water cooled to protect it from the harsh environment within the tank. Exhaust air escapes from the interior of the liquefaction tank through an opening 23 in the lid. Advantageously, the steam heat in the exhaust gases is disclosed in U.S. Patent No.
It may be used to preheat batch materials in a preheating step (not shown) as described in US Pat. No. 4,519,814.
バツチ物質は、粉末状態に好ましくはあるが、
シユート24によつて液状化槽の空洞の中へ供給
され、シユート24は描かれている具体化におい
ては排気開口23を通してのびている。供給シユ
ート配置の詳細は米国特許No.4529428において見
られる。 The batch material is preferably in powdered form, but
The cavity of the liquefaction tank is fed by a chute 24, which extends through the exhaust opening 23 in the embodiment depicted. Details of the feed chute arrangement can be found in US Pat. No. 4,529,428.
バツチシユート24はドラム10の側壁に近接
して終り、それによつて、バツチ物質がドラムの
内側側壁上に沈積する。バツチ物質の層25はド
ラムの回転によつて助けられてドラム10内壁上
で保持され、絶縁用ライニングとして役立つ。 The batch shoot 24 terminates close to the side wall of the drum 10, thereby depositing batch material on the inner side wall of the drum. A layer 25 of batch material is retained on the inner wall of the drum 10 with the aid of the rotation of the drum and serves as an insulating lining.
ライニング25の表面上のバツチ物質は空洞内
の熱へ露出されるので、液状化層26を形成し、
傾斜しているライニングを槽の底へ中央抜出し開
口へ流れ落ちる。その取出口にはセラミツク製ブ
ツシユが取付けられている。液状化物質の流れ2
8は液状化槽から自由に第二段階11へ通ずる開
口29を通つて落下する。この第二段階は熔解槽
とよばれてよいが、それは、その機能の一つが液
状化槽10を出る液状化流28の中で残留するバ
ツチ物質の未熔融粒の溶解を完了させることであ
るからである。その位置における液状化物質は代
表的には部分的にだけ熔融していて、未熔融砂粒
および実質的ガス相を含む。炭酸塩バツチ物質と
清澄剤としての硫酸塩を使用する代表的なソー
ダ・石灰シリカ熔融方法においてはガス相は主と
して酸化炭素類と酸化硫黄類で構成される。窒素
も捕捉空気から存在してもよい。 As the batch material on the surface of the lining 25 is exposed to the heat within the cavity, it forms a liquefied layer 26;
The sloping lining flows down to the bottom of the tank and into the central extraction opening. A ceramic bushing is attached to the outlet. Liquefied substance flow 2
8 falls freely from the liquefaction tank through an opening 29 leading to the second stage 11. This second stage may be referred to as a melting tank, since one of its functions is to complete the dissolution of the remaining unmelted particles of batch material in the liquefied stream 28 exiting the liquefaction tank 10. It is from. The liquefied material at that location is typically only partially molten and includes unmelted sand grains and a substantial gas phase. In a typical soda-lime-silica melting process using carbonate batch materials and sulfate as a clarifying agent, the gas phase consists primarily of carbon oxides and sulfur oxides. Nitrogen may also be present from trapped air.
溶解槽11は、下流清澄段階から離された位置
において滞留時間を与えることによつて、第一段
階から来る液状化物質の中の未熔解粒子の溶解を
完了させる機能を果たす。ソーダ・石灰・シリカ
ガラスバツチは代表的には約1200℃(2200〓)の
温度において液化し、溶解槽11に約1200℃
(2200〓)から約1320℃(2400〓)の温度におい
て入り、その温度において残留未溶解粒子は通常
は十分な滞留時間が与えられるときに溶解するよ
うになる。図示の溶解槽11は水平方向に細長い
耐火性浅箱30の形にあり、耐化性屋根31をも
ち、両端に取入口と取出口があつて、適切な滞留
時間を保証する。溶解槽中の熔融物質の深さは物
質の循還を阻止するために比較的浅い。 The dissolution tank 11 serves to complete the dissolution of unmelted particles in the liquefied material coming from the first stage by providing residence time at a location remote from the downstream clarification stage. Soda, lime, and silica glass batches are typically liquefied at a temperature of about 1200℃ (2200℃), and the melting tank 11 is heated to about 1200℃.
(2200〓) to about 1320°C (2400〓), at which temperature the remaining undissolved particles usually become soluble when given sufficient residence time. The illustrated melting vessel 11 is in the form of a horizontally elongated refractory shallow box 30 with a corrosion-resistant roof 31 and an inlet and an outlet at each end to ensure adequate residence time. The depth of the molten material in the melting tank is relatively shallow to prevent circulation of material.
実質的熱エネルギーの付加は溶解段階を実施す
るのに必要ではないが、加熱は工程を促進するこ
とができ、従つて熔解槽11の寸法を小さくす
る。さらに有意義なことは、後に続く清澄段階用
に温度を上げるように溶解段階中の物質を加熱す
ることが好ましい。清澄用温度を最大まで上げる
ことはガラス粘度の低下と含まれるガスの蒸気圧
の増加のために有利である。代表的には、約1540
℃(2800〓)の温度がソーダ・石灰・シリカガラ
スの清澄化にとつて望ましいと考えられるが、し
かし、清澄を助けるために真空が用いられるとき
には、より低いピーク清澄温度を生成物品質を犠
性にすることなく使用できる。その温度の下げ得
る量は真空度に依存する。それゆえ、清澄を本発
明に従つて真空下で実施すべきときには、ガラス
温度は清澄前に、例えば1480℃(2700〓)以下へ
上げる必要があり、任意的には1430℃(2600〓)
以下へ上げる必要がある。ここで開示する圧力の
低い方の範囲を用いるときには、清澄槽中の温度
は1370(2500〓)より高くないことが必要である。 Although the addition of substantial thermal energy is not necessary to carry out the melting step, heating can accelerate the process, thus reducing the size of the melting vessel 11. More importantly, it is preferred to heat the material during the melting stage to raise the temperature for the subsequent clarification stage. Increasing the fining temperature to a maximum is advantageous because of the reduction in glass viscosity and the increase in the vapor pressure of the gases involved. Typically, about 1540
Temperatures of 2800 °C (2800 °C) are considered desirable for clarification of soda-lime-silica glasses, but when vacuum is used to aid clarification, lower peak clarification temperatures may be sacrificed at the expense of product quality. It can be used without making any difference. The amount by which the temperature can be lowered depends on the degree of vacuum. Therefore, when fining is to be carried out in accordance with the invention under vacuum, the glass temperature must be raised before fining, for example below 1480°C (2700°), optionally up to 1430°C (2600°).
You need to raise it below. When using the lower range of pressures disclosed herein, it is necessary that the temperature in the fining tank is no higher than 1370°C (2500°C).
この程度のピーク温度の低下は耐火性槽の著し
く長い寿命と、同時にエネルギー節減をもたら
す。熔解槽に入る液状化物質は清澄用の熔融状物
質を調製するために中程度にしか加熱される必要
はない。燃焼熱源を熔解段階11において使用で
きるが、しかし、この段階は電気加熱によく適合
することが発見されたのであり、それによつて、
複数個の電極32が図に示すように側壁を水平に
貫通して提供されてもよい。熱はガラスの電気熔
融に慣用的に用いられる技法において、電極間を
通る電流に対する熔融体自身の抵抗によつて発生
される。 This degree of peak temperature reduction results in a significantly longer life of the refractory vessel and at the same time saves energy. The liquefied material entering the melter needs to be heated only moderately to prepare the molten material for clarification. Although a combustion heat source can be used in the melting stage 11, it has been discovered, however, that this stage is well suited for electrical heating, thereby
A plurality of electrodes 32 may be provided horizontally through the sidewalls as shown. Heat is generated by the melt's own resistance to the electrical current passed between the electrodes, in the technique commonly used for electromelting of glass.
電極32は当業熟練者にとつてよく知られてい
る種類の炭素またはモリブデンであつてよい。 Electrode 32 may be carbon or molybdenum of a type well known to those skilled in the art.
浮滓除去部材33が熔解槽中に設けられて取出
口端へ浮遊物質が近づくのを妨げる。 A scum removal member 33 is provided in the melting tank to prevent suspended solids from approaching the outlet end.
溶解段階11から清澄段階12への物質の流れ
のバルブ制御は抜出し管36と軸的に一線に列ぶ
プランジヤー35から成る。プランジヤーの軸3
7は熔解槽の屋根31を突きぬけてのびて、プラ
ンジヤー35と管36のギヤツプを調節させ、そ
れによつて清澄段階中への物質の流速を変調させ
る。 Valve control of the flow of material from the melting stage 11 to the clarification stage 12 consists of a plunger 35 which is axially aligned with the withdrawal tube 36. Plunger shaft 3
7 extends through the melter roof 31 to adjust the gap between plunger 35 and tube 36, thereby modulating the flow rate of material into the fining stage.
バルブ装置が好ましいけれども、その他の手段
を当業において既知のとおり、清澄段階への熔融
物質の流速を制御するために与えられる。一つの
例は、通過する熔融状物質の粘度、従つて流速を
変調するよう、抜出し管と関連する加熱および/
冷却手段を使用することである。 Although a valve arrangement is preferred, other means are provided for controlling the flow rate of molten material to the fining stage, as is known in the art. One example is the heating and/or
by using cooling means.
清澄段階12は好ましくは垂直の直立槽でら成
り、一般的には円筒状の形態であつて、気密水冷
ケーシング中に包まれた内部セラミツク耐火物ラ
イニング40をもつている。その耐火物は当業で
よく知られているアルミナ・ジルコニア・シリカ
のタイプのものであつてよい。ケーシングは二重
壁円筒状側壁部材41で間に環状の水通路をもつ
部材と、円形の端未冷却器42および43、とを
含む。断熱層(図示せず)を耐火物40と側壁4
1との間に備えてもよい。バルブ管36は白金の
ような耐火性金属でつくつてもよく、清澄槽の上
端においてオリフイス44の中へ気密的にはめこ
まれる。 The fining stage 12 preferably consists of a vertical upright vessel, generally cylindrical in form and having an internal ceramic refractory lining 40 enclosed in an airtight water-cooled casing. The refractory may be of the alumina-zirconia-silica type well known in the art. The casing includes a double-walled cylindrical side wall member 41 with an annular water passage therebetween, and circular end uncoolers 42 and 43. A heat insulating layer (not shown) is connected to the refractory 40 and the side wall 4.
It may be provided between 1 and 1. Valve tube 36 may be made of a refractory metal, such as platinum, and is hermetically fitted into orifice 44 at the upper end of the clarifier.
熔融状物質が管36を通過し清澄槽内の減圧に
出会うにつれて、熔融物中に含まれるガスは容積
が膨脹し、液体51本体上に静置す気泡体層50
をつくり出す。発泡体は崩壊すると、液体の本体
51の中に組込まれる。大気圧以下の圧力を清澄
槽内で槽の上部を貫通してのびている真空導管5
2を通して確立させることができる。ここで用い
るとき、「発泡体」は熔融状物質の容積の少くと
も2倍を特徴とするものと考えられることができ
る。物質が十分に発泡化すると、その容積増は2
倍よりはるかに大きい。熔融状物質を発泡体の薄
い膜として分配することは減圧へ露出される表面
積を大いに増大する。それゆえ、発泡効果を最大
にすることが好ましい。発泡体は液体上方の上部
空間中の槽頂部において存在する系中の最低圧へ
露出されることがまた好ましく、従つて、新たに
導入され発泡させる物質を発泡体層頂部上の上部
空間中を落下させることによつて、露出は改善さ
れる。また、発泡体下の液体プールの表面から発
泡体をつくらせるよりは発泡体層頂部上に新たに
発泡した物質を沈積させることが、槽中の物質移
送とより両量性がある。真空空間中の圧力と清澄
槽に入る熔融物質の容積流速とに応じて、入つて
くる流れは一般的には凝集状の液体の流れとして
発泡体層中へ侵入し、それによつて発泡がプール
51の表面からおこるか、あるいは、流れが減圧
にふれると直ちに発泡をおこすか、のいずれかで
ある。いずれの様式も使用できるが、上述の理由
から、後者の様式がより有効であることが発見さ
れた。 As the molten material passes through the tube 36 and encounters the reduced pressure within the fining vessel, the gas contained in the melt expands in volume and forms a layer of foam 50 that rests on the body of liquid 51.
Create. When the foam collapses, it becomes incorporated into the body 51 of liquid. A vacuum conduit 5 extending through the top of the clarification tank to maintain pressure below atmospheric pressure
It can be established through 2. As used herein, a "foam" can be considered to be characterized by at least twice the volume of the molten material. When a substance is sufficiently foamed, its volume increases by 2
Much larger than double. Distributing the molten material as a thin film of foam greatly increases the surface area exposed to reduced pressure. Therefore, it is preferable to maximize the foaming effect. It is also preferred that the foam is exposed to the lowest pressure in the system, which is present at the top of the vessel in the headspace above the liquid, so that the newly introduced material to be foamed is passed through the headspace above the top of the foam layer. Exposure is improved by dropping. Also, depositing freshly foamed material on top of the foam layer is more compatible with material transfer within the bath than having foam formed from the surface of a liquid pool below the foam. Depending on the pressure in the vacuum space and the volumetric flow rate of the molten material entering the clarification tank, the incoming flow generally penetrates into the foam layer as a cohesive liquid stream, thereby causing the foam to pool. Either foaming occurs from the surface of 51, or foaming occurs immediately when the flow is exposed to reduced pressure. Although either format can be used, the latter format has been found to be more effective for the reasons discussed above.
清澄槽12に入る熔融状押出物質の熱含量は槽
内の適当温度が維持するのに十分なものであるこ
とができるが、しかし、低温出速度においては、
壁を通るエネルギー損失が溶融状物質によつて槽
の中へエネルギーが移送される速度をこえるかも
しれない。そのような場合には、不適切な温度を
避けるために清澄槽内で加熱を提供することが望
ましいかもしれない。 The heat content of the molten extrudate entering fining vessel 12 may be sufficient to maintain a suitable temperature within the vessel, but at low exit rates,
Energy losses through the walls may exceed the rate at which energy is transferred into the vessel by the molten material. In such cases, it may be desirable to provide heating within the fining tank to avoid inappropriate temperatures.
その加熱量は比較的少量であることができ、な
ぜならばその目的が壁を貫通する熱損失を補うた
めだけであるからであり、そして、慣用的な電気
加熱装置によつて実施することができ、その際、
電極が側壁から放射方向に貫いてのび、電流がガ
ラス中を電極間で流れる。 The amount of heating can be relatively small, since its purpose is only to compensate for heat loss through the wall, and can be carried out by conventional electrical heating equipment. ,that time,
Electrodes extend radially through the sidewalls and current flows between the electrodes through the glass.
押出速度と関係なく、槽12中の溶融状本体上
方の空間は、溶融状塊が存在しないことおよび熔
融状物質からの輻射が発泡体層50によつて遮断
されることのために、希望温度より低くなる傾向
がある。その結果、発泡層の上部は比較的低温と
なることができ、このことは、発泡体の粘度を増
しガスが追出される速度をおそくすることにな
る。その場合、液体と発泡体の上方空間を加熱す
る手段を提供することが有利であることが発見さ
れた。この目的に対しては、バーナー53を提供
し燃焼を真空空間内で維持することが可能である
ことがわかつたが、これは米国特許No.4704153
(1986年8月12日付米国特許原S.No.895647)の主
題である。 Regardless of the extrusion speed, the space above the molten body in vessel 12 is at the desired temperature due to the absence of molten mass and radiation from the molten material being blocked by foam layer 50. tends to be lower. As a result, the top of the foam layer can be relatively cold, which increases the viscosity of the foam and slows the rate at which gas is expelled. In that case it has been found advantageous to provide means for heating the space above the liquid and foam. For this purpose, it has been found possible to provide a burner 53 and maintain combustion in a vacuum space, as described in US Pat. No. 4,704,153.
(U.S. Patent Original S. No. 895647 dated August 12, 1986).
導管54は真空槽上部端において提供し、それ
によつて少量の水を周期的に発泡体上へスプレー
してもよい。水のスプレーは発泡体が崩壊するの
を助けることが発見されたが、これはもう一つの
米国特許No.4794860(1986年7月7日付米国特許願
S.No.882647(後に1987年9月29日付米国特許願S.
No.102227で置き換られた。))
描かれている具体化においては、清澄された熔
融状物質は清澄槽12の底から白金のような耐火
性金属の抜出し管55によつて抜出される。槽の
側壁中に底部領域内に抜出し口を配置することも
できる。抜出し管55は耐火性底部部分56の表
面をこえてのびることが好ましく、その内部に抜
出し管が押出流の中に屑が入るのを妨げるよう取
付けられている。底部部分56には管55に接し
て厚さの薄い部分が設けられ、管上の断熱効果を
下げるようになつていて、それにより、管の温度
を管内での物質の凝固を妨げるように上げさせ
る。管の周りの洩れは底部部分56の下で水冷却
器57によつて妨げられる。抜出し管55からの
熔融状物質の流速はステム59の端で支持される
円維状絞り部材58によつて制御される。ステム
59は機械的手段(図示せず)と関連して、絞り
部材58の高さを調節し、従つて絞り部材と管5
5との間の間隙をそこからの流速を制御するよう
に調節する。清澄された物質の熔融状の流れ60
は清澄槽の底から自由に落下し、所望製品へ賦形
される成形台(図示せず)へ送られてよい。清澄
ガラスは例えば、フロートガラス成形室へ送り、
そこで熔融ガラスが熔融金属プール上で浮かせ板
ガラスを形成させてよい。 A conduit 54 may be provided at the upper end of the vacuum chamber by which small amounts of water may be periodically sprayed onto the foam. It has been discovered that a spray of water helps the foam break down, which is another U.S. patent application filed July 7, 1986, U.S. Patent No. 4,794,860.
S. No. 882647 (later U.S. patent application S. No. 882647 dated September 29, 1987).
Replaced by No.102227. )) In the embodiment depicted, the clarified molten material is withdrawn from the bottom of the fining tank 12 by a withdrawal tube 55 of a refractory metal such as platinum. It is also possible to arrange the outlet in the bottom region in the side wall of the vessel. The withdrawal tube 55 preferably extends beyond the surface of the refractory bottom portion 56, within which the withdrawal tube is mounted to prevent debris from entering the extrusion stream. The bottom portion 56 is provided with a reduced thickness portion adjacent to the tube 55 to reduce the insulation effect on the tube, thereby increasing the temperature of the tube to prevent solidification of material within the tube. let Leakage around the tubes is blocked by a water cooler 57 below the bottom part 56. The flow rate of the molten material from the withdrawal tube 55 is controlled by a fibrous restrictor 58 supported at the end of the stem 59. Stem 59, in conjunction with mechanical means (not shown), adjusts the height of throttle member 58 and thus adjusts the height of throttle member 58 and tube 5.
5 is adjusted to control the flow rate therefrom. Molten stream of clarified material 60
may fall freely from the bottom of the fining tank and be delivered to a forming station (not shown) where it is shaped into the desired product. For example, clear glass is sent to a float glass forming room,
The molten glass may then be suspended above the molten metal pool to form a glass plate.
各種の形状を採用できるが、清澄槽12は、そ
の形態が円筒状であることが好ましい。円筒形は
気密槽を構築するために有利である。内部表面接
触面積対容積の比はまた円形断面で以て最小化さ
れる。慣用の開放炉型の循環清澄槽と比較して、
耐火性接触面積の何分の一かだけが本発明の円筒
状真空清澄槽によつて必要とされる。 Although various shapes can be adopted, it is preferable that the clarifying tank 12 has a cylindrical shape. The cylindrical shape is advantageous for constructing an airtight tank. The internal surface contact area to volume ratio is also minimized with a circular cross section. Compared to the conventional open furnace type circulation clarifier,
Only a fraction of the refractory contact area is required by the cylindrical vacuum fining vessel of the present invention.
清澄槽12中で保持される溶融物質51の高さ
は室中で課せられる真空水準によつて指令され
る。液体の高さに基づく圧力頭は取出口において
大気圧に等しいかをより大きい圧力を確立し、物
質を槽から自由に取出させるのに十分なものでな
ければならない。その高さは熔融物質の比重に依
存し、それはソーダ・石灰・シリカガラスについ
ては清澄段階の温度において約2.3である。真空
を補償するのに必要である最低値をこえる高さ
は、大気圧の変動を考慮し、真空の変動を許し、
取出し口を通る定常流を保証するために望まれ
る。取出し口を通る流れが底部バルブ手段なしで
調節されるような条件を維持することができる。
しかし本発明の好ましい具体化においては、取出
し口流速が真空圧力によつて決定されることがな
く、むしろ機械的バルブ手段、すなわち、絞り部
材58によつて決定されるよう、実質的に過大の
高さが提供される。そのような配置は生産速度と
真空圧力とが互に独立に変えられることを可能に
する。あるいはまた、取出口に圧力差に打勝つポ
ンプ手段が設けられる場合には、取出し口での圧
力が大気圧以下であることができる。 The height of the molten material 51 held in the clarification tank 12 is dictated by the vacuum level imposed in the chamber. The pressure head based on the height of the liquid must be sufficient to establish a pressure equal to or greater than atmospheric pressure at the outlet and to allow the material to be freely removed from the vessel. Its height depends on the specific gravity of the molten material, which for soda-lime-silica glass is about 2.3 at the temperature of the fining stage. The height above the minimum value required to compensate for the vacuum takes into account fluctuations in atmospheric pressure, allows fluctuations in the vacuum,
Desired to ensure steady flow through the outlet. Conditions can be maintained such that the flow through the outlet is regulated without bottom valve means.
However, in a preferred embodiment of the invention, a substantially oversized Height provided. Such an arrangement allows production rate and vacuum pressure to be varied independently of each other. Alternatively, the pressure at the outlet can be below atmospheric pressure if the outlet is provided with pumping means to overcome the pressure difference.
熔融ガラスに関して使用することを考えたポン
プの例は米国特許No.4083711に開示されており、
その開示は文献としてここに引用されている。 An example of a pump intended for use with molten glass is disclosed in U.S. Pat. No. 4,083,711;
The disclosure is incorporated herein by reference.
槽12の圧力平衡化機能はその幅に無関係であ
り、従つて、槽は理論的には、狭い垂直パイプの
形にあることができる。しかし、比較的広い槽が
ガス再吸収を可能にする滞留時間のため、流れ抵
抗を減らすため、および、熱を槽下部の中へ補助
加熱源を必要とすることなく分配するために、好
ましい。これらの目的に対して、5対1より大き
くない高さ対広さの比が好ましい。 The pressure equalization function of the tank 12 is independent of its width, so the tank can theoretically be in the form of a narrow vertical pipe. However, relatively wide vessels are preferred because of the residence time that allows gas reabsorption, to reduce flow resistance, and to distribute heat into the lower part of the vessel without the need for auxiliary heating sources. For these purposes, a height to width ratio of no greater than 5:1 is preferred.
清澄工程に及ぼす真空の恩恵はだんだんと達成
され、すなわち、圧力が低いほど利点が大きい。
大気圧以下での小さな圧力低下ははかり得る程度
の改善をもたらすかもしれないが、しかし真空室
を経済的に正当化するには、実質的な減圧の使用
が好ましい。例えば、大気圧の半分以下の圧力が
ソーダ・石灰・シリカ板ガラスへ付与されるかな
りの清澄改善にとつて好ましい。顕著に大きいガ
ス除去は三分の一気圧またはそれ以下の圧力にお
いて達成される。標準的澄明ソーダ・石灰・シリ
カ板ガラス組成物は100トルの絶対圧力において
清澄されて100cm3あたり1個の種子をもつ製品を
得たが、これは多くのガラス製品にとつて許容で
きる品質水準である。100トル以下例えば20から
50トルの清澄圧力が1000−10000cm3あたり約1個
の種子の商業的フロートガラスの品質を得るのに
好ましい。直径が0.01mm以下の種子は認識できな
いものと考えられ、種子の数に含まれない。 The benefits of vacuum on the fining process are achieved progressively, ie the lower the pressure the greater the benefit.
Although small pressure drops below atmospheric pressure may provide measurable improvements, the use of substantial reduced pressures is preferred to economically justify the vacuum chamber. For example, pressures of less than half atmospheric pressure are preferred for significant fining improvements applied to soda-lime-silica sheet glass. Significantly greater gas removal is achieved at pressures of one-third atmosphere or less. A standard clarified soda-lime-silica sheet glass composition was clarified at an absolute pressure of 100 torr to obtain a product with 1 seed per 100 cm 3 , which is an acceptable quality level for many glass products. be. Less than 100 Torr, for example from 20
A fining pressure of 50 Torr is preferred to obtain commercial float glass quality of about 1 seed per 1000-10000 cm3 . Seeds with a diameter of 0.01 mm or less are considered unrecognizable and are not included in the seed count.
硫黄または弗素の化合物のような熔解・清澄助
剤が慣用的にガラスバツチ中に含まれるが、ガラ
ス熔解炉からの排気ガス中で実質的な部分の望ま
しくない放出物を生成する。 Melting and fining aids, such as sulfur or fluorine compounds, are conventionally included in glass batches, but produce a substantial portion of undesirable emissions in the exhaust gas from the glass melter.
それらの省略は望ましいことであるが、板ガラ
ス標準規格用には特に、最高水準の品質を得るの
に助剤の使用が必要であると考えられてきた。そ
の上、硫黄源(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カ
ルシウム)は真空下において過度の発泡をおこす
ことが発見された。代表的には板ガラスバツチは
硫酸ナトリウムをシリカ源物質(砂)の1000重量
部あたり約5から15重量部の量で存在し、約10重
量部が適切な清澄を保証するのに望ましと考えら
れる。しかし本発明に従つて作業するときには、
硫酸ナトリウムを2重量部へ制限して取扱い可能
の発泡水準を維持することが好ましいことが発見
されたのであり、そして、さらに、清澄が有害に
影響されないことが発見された。最も好ましく
は、硫酸ナトリウムは砂1000部あたり1部以下で
用いられ、0.5部が特に有利な例である。これら
の重量比は硫酸ナトリウムについて与えられたも
のであるが、しかし、それらを他の硫黄源へ分子
量比によつて転換させ得ることが明らかである。
清澄助剤の完全削除は本発明で以て可能であり、
ただし、硫黄の痕跡量は他のバツチ物質中に代表
的には存在し、従つて、たとえバツチ中で硫黄を
わざわざ含ませないとしても、少量の硫黄が存在
するかもしれない。 Although their omission is desirable, the use of auxiliaries has been considered necessary to obtain the highest quality standards, especially for flat glass standards. Additionally, sulfur sources (eg, sodium sulfate, calcium sulfate) have been found to cause excessive foaming under vacuum. Typically, sheet glass batches contain sodium sulfate in an amount of about 5 to 15 parts by weight per 1000 parts by weight of silica source material (sand), with about 10 parts by weight considered desirable to ensure adequate fining. It will be done. However, when working in accordance with the present invention,
It has been discovered that it is preferable to limit the sodium sulfate to 2 parts by weight to maintain manageable foam levels, and furthermore, that clarification is not detrimentally affected. Most preferably, sodium sulfate is used at less than 1 part per 1000 parts of sand, with 0.5 part being a particularly advantageous example. These weight ratios are given for sodium sulfate, but it is clear that they can be converted to other sulfur sources depending on the molecular weight ratio.
Complete elimination of the clarification aid is possible with the present invention,
However, trace amounts of sulfur are typically present in other batch materials, so even if sulfur is not intentionally included in the batch, small amounts of sulfur may be present.
本発明の真空清澄法にかけたガラスの物理的性
質に対して、顕著な有害効果は発見されなかつ
た。しかし、その真空処理はガラス組成にいくら
かの検出可能効果を実際にもち、この方法によつ
て製造されるガラスが慣用の商業的方法によつて
製造される同じ種類のガラスと区別できるように
なる。この真空処理は揮発性物質成分、特に硫黄
のような清澄助剤、の濃度を慣用法で以て達成さ
れる平衡水準より低い水準へ低下させることが発
見された。小ポツトなどで生成されたガラスはと
きどき、ほとんどまたは全く清澄助剤の残留含量
をもたないと報告される。これは、非連続式熔解
法は清澄に長時間を与え、それによつて化学的清
澄助剤の必要性を回避するからである。また、小
さい熔融体は、慣用的炭酸塩鉱物バツチ物質とち
がつて実質的容積のガス状副生成物を生成しない
化学注純原料および酸化物原料物質から、しばし
ば製造される。しかし、連続式熔解法によつて大
量生産されるソーダ・石灰・シリカガラス製品は
顕著な量の残留清澄助剤を特徴とする。そのよう
な製品は建物または乗物における窓ガラス透視開
口部に適する板ガラス(例えば、フロート・ガラ
ス)および容器(例えば瓶)を含む。その種の製
品においては、残留硫黄含有量(SO3として表
現)は代表的には重量で0.2%の程度であり、0.1
%以下ではほとんどない。バツチへ硫黄清澄助剤
を注意深く添加するときでも、少くとも0.02%の
SO3が慣用の連続式熔解槽の中でつくられるソー
ダ・石灰・シリカガラスの中で通常検出できる。
透明窓ガラスの応用のための板ガラスは通常は
0.05%以上のSO3をもつ。それとは異なり、ソー
ダ・石灰・シリカガラスは本発明により連続式で
好ましい真空水準において、比較的小量の硫黄清
澄助剤が上述のとおりにバツチ中に含まれるとき
でも、0.02%以下の残留SO3で以て製造すること
ができ、そして硫黄をわざわざ含めないときには
0.01%以下のSO3で以て製造することができる。
硫黄をわざわざ添加しないで最小圧力において、
0.005%以下のSO3含量が達成できる。 No significant deleterious effects on the physical properties of glasses subjected to the vacuum fining process of the present invention were found. However, the vacuum treatment does have some detectable effect on the glass composition, making the glass produced by this method distinguishable from the same type of glass produced by conventional commercial methods. . It has been discovered that this vacuum treatment reduces the concentration of volatile components, particularly refining aids such as sulfur, to levels below the equilibrium levels achieved with conventional methods. Glasses produced in pots and the like are sometimes reported to have little or no residual content of refining aids. This is because the discontinuous melting process allows for longer fining times, thereby avoiding the need for chemical fining aids. Also, small melts are often produced from chemically pure feed and oxide feed materials that, unlike conventional carbonate mineral batch materials, do not produce substantial volumes of gaseous by-products. However, soda-lime-silica glass products produced in large quantities by continuous melting processes are characterized by significant amounts of residual fining aids. Such products include flat glass (eg, float glass) and containers (eg, bottles) suitable for glazing openings in buildings or vehicles. In such products, the residual sulfur content (expressed as SO3 ) is typically on the order of 0.2% by weight, and 0.1% by weight.
% or less. Even when carefully adding sulfur fining aid to batches, at least 0.02%
SO 3 can usually be detected in soda, lime, and silica glass produced in conventional continuous melters.
Flat glass for transparent window applications is usually
Contains SO 3 of 0.05% or more. In contrast, soda-lime-silica glass is produced in a continuous manner according to the present invention, at the preferred vacuum level, with less than 0.02% residual SO, even when relatively small amounts of sulfur refining aid are included in the batch as described above. 3 , and when sulfur is not included,
It can be produced with less than 0.01% SO 3 .
At minimum pressure without adding sulfur,
SO3 contents below 0.005% can be achieved.
硫黄化合物で以て普通に清澄される商業的ソー
ダ・石灰・シリカガラスは次のとおり特性づけて
よい:
重量%
SiO2 70−74
Na2O 12−16
CaO 8−12
MgO 0−5
Al2O3 0−3
K2O 0−3
BaO 0−1
Fe2O3 0−1
少量の着色剤またはその他の清澄助剤もまた存
在してよい。砒素、アンチモン、弗素、およびリ
チウム化合物がときどき清澄助剤としてときどき
用いられ、残留がこのタイプのガラスにおいて検
出できる。フロートガラスの板または瓶は上記組
成物の普通の商業的具体化を代表する。 Commercial soda-lime-silica glass, commonly refined with sulfur compounds, may be characterized as follows: wt% SiO 2 70-74 Na 2 O 12-16 CaO 8-12 MgO 0-5 Al 2 O 3 0-3 K 2 O 0-3 BaO 0-1 Fe 2 O 3 0-1 Small amounts of colorants or other clarifying aids may also be present. Arsenic, antimony, fluorine, and lithium compounds are sometimes used as refining aids, and residues can be detected in this type of glass. Float glass plates or bottles represent common commercial embodiments of the above compositions.
フロート法によつて形成された(すなわち、熔
融錫上で浮かせて)板ガラスは、少くとも片面上
でガラス表面部分の中へ移行した測定可能量の酸
化錫によつて特徴づけられる。代表的には、フロ
ートガラス片は、錫と接触した表面の下方の二、
三ミクロンの中で少くとも0.05重量%のSnO2濃
度をもつ。フロート法は硫黄黄含有清澄助剤の顕
著な量を慣用的に用いるタイプの比較的大規模の
連続式溶解槽を必要とするので、フロート・ガラ
スはソーダ・石灰・シリカガラスについて一般的
に上記で論じたよりも高い最低SO3濃度を特徴と
する。それゆえ、0.08%以下のSO3をもつ本発明
によつて清澄されたフロートガラスは慣用的な商
業的に入手できるフロートガラスと区別される。
大部分のフロートガラスは次の組成範囲に入る:
Sio2 72−74重量%
Na2O 12−14
CaO 8−10
MgO 3−5
Al2O3 0−2
K2O 0−1
Fe2O3 0−1
着色剤と痕跡の他の物質が存在してもよい。 Glass sheets formed by the float process (ie, suspended on molten tin) are characterized by a measurable amount of tin oxide migrated into the glass surface area on at least one side. Typically, a piece of float glass is placed on the lower two sides of the surface in contact with the tin.
With a SnO 2 concentration of at least 0.05% by weight within 3 microns. Because the float process requires a relatively large continuous melting vessel of the type that conventionally uses significant amounts of sulfur-yellow-containing refining aids, float glasses are generally manufactured using the methods described above for soda-lime-silica glasses. characterized by a higher minimum SO 3 concentration than discussed in . Therefore, float glasses refined according to the present invention with less than 0.08% SO 3 are distinguished from conventional commercially available float glasses.
Most float glasses fall into the following composition range: Sio 2 72-74% by weight Na 2 O 12-14 CaO 8-10 MgO 3-5 Al 2 O 3 0-2 K 2 O 0-1 Fe 2 O 3 0-1 Colorants and traces of other substances may be present.
本発明の好ましい具体化と利点のいくつかに関
する記述はガラスなどをつくる連続式方式と関連
させたけれども、非連続式清澄操作も本発明の利
点の少くともいくつかを得ることができることは
明らかなはずである。 Although the description of preferred embodiments and some of the advantages of the present invention has been made in connection with continuous processes for making glass and the like, it is clear that discontinuous fining operations can also obtain at least some of the advantages of the present invention. It should be.
当業における熟練者に知られているその他の変
形は特許請求の範囲によつて定義される本発明の
領域内に含まれる。 Other variations known to those skilled in the art are included within the scope of the invention as defined by the claims.
図面は、本発明の好ましい具体化に従つて液状
化段階、溶解段階、および真空清澄段階を含む熔
融操作の三段階の、垂直断面である。
The drawings are vertical cross-sections of three stages of the melt operation, including a liquefaction stage, a melting stage, and a vacuum clarification stage, according to a preferred embodiment of the invention.
Claims (1)
する方法であつて、 物質の熔融物を生成させ; 熔融された物質をそれが熔融物質本体上方で大
気圧以下の圧力で保つた空間の中へ導入されると
きに発泡させ; 発泡体を熔融物質本体中へ崩壊させ;そして、 熔融物質を熔融物質本体から引出す; ことから成る方法。 2 熔融物質を熔融物質水準上方の有弁オリフイ
スを通して大気圧以下の空間中へ導入する、特許
請求の範囲第1項に記載の方法。 3 熔融物質本体中の移送が抜出位置へ向けて主
として垂直方向にある、特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 4 大気圧以下の圧力が大気圧の半分以下であ
る、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 5 大気圧以下の圧力が大気圧の三分の一以下で
ある、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 6 抜出しの高さにおける熔融物質本体の中の圧
力が少くとも大気圧である、特許請求の範囲第1
項に記載の方法。 7 抜出速度が取出口オリフイス手段によつて制
御される、特許請求の範囲第6項に記載の方法。 8 新たに発泡させられた物質がさきに形成され
た発泡体塊上へ沈積される、特許請求の範囲第1
項に記載の方法。 9 熔融および清澄されつつある物質がガラスで
ある、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 10 熔融および清澄されつつある物質がソー
ダ・石灰・シリカガラスである、特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 11 ガラス状物質または類似物を熔融および清
澄する方法であつて、 第一室においてバツチ物質を不完全に熔融した
流動性状態とし、 未熔融粒子を含む流動性物質を粒子の熔融が実
質上完了される第二室へ抜出し、 物質を第二室から、物質を清澄するようそれが
大気圧以下の圧力にかけられる第三室へ送る、 ことから成る方法。 12 熔融されつつある物質がソーダ・石灰・シ
リカガラスであり、その物質が第二室から1480℃
(2700〓)以下で温度の第三室へ送られる、特許
請求の範囲第11項に記載の方法。 13 物質が第一室から約1200℃(2200〓)から
1320℃(2400〓)で第二室へ送られる、特許請求
の範囲第12項に記載の方法。 14 物質が第二室において清澄に適する温度へ
加熱される、特許請求の範囲第11項に記載の方
法。 15 第三室中の圧力が大気圧の半分以下であ
る、特許請求の範囲第11項に記載の方法。 16 第三室中の圧力が大気圧の三分の一以下で
ある、特許請求の範囲第11項に記載の方法。 17 熔融されつつある物質がソーダ・石灰・シ
リカガラスであり、バツチ物質が第一室へ、シリ
カ源物質の1000重量部あたり2重量部の硫酸ナト
リウムと当量の量以下の量の、清澄助剤としての
硫黄源と一緒に供給される、特許請求の範囲第1
1項に記載の方法。 18 物質が第三室中へ制御された可変速度で可
変開口のオリフイスを通して送られる、特許請求
の範囲第11項に記載の方法。 19 物質が第三室から可変開口のオリフイスを
通して抜出される、特許請求の範囲第18項に記
載の方法。 20 バツチ物質を流動性状態にする段階が、バ
ツチ物質をある傾斜上に支持させながら熱へ露出
することから成る、特許請求の範囲第11項に記
載の方法。 21 その傾斜が中央で加熱される空洞をとりか
こんでいる、特許請求の範囲第20項に記載の方
法。 22 温度を第二室中で電気加熱によつて上げ
る、特許請求の範囲第11項に記載の方法。 23 物質が第二室中で取入口領域から取出口領
域へ主として水平の流路に沿つて流れる、特許請
求の範囲第11項に記載の方法。 24 ガラスの総対的温度が第三室中において上
げられない、特許請求の範囲第11項に記載の方
法。 25 第三室中の物質が上部取入口端から下部取
出口端の方へ主として垂直方向の通路に従う、特
許請求の範囲第11項に記載の方法。 26 第1室においてバツチ物質を不完全熔融の
流動性状態とし、 この流動性物質を第二室へその温度が実質上そ
の液状化温度をこえる前に抜出し、 第二室において物質の温度を清澄に適する温度
へ上げ、そして、 物質を第二室から、物質を清澄するように大気
圧以下の圧力にかける第三室へ送る、 ことから成る、特許請求の範囲第11項に記載の
方法。 27 熔融されつつある物質がソーダ・石灰・シ
リカガラスであり、物質が第二室から1480℃
(2700〓)以下の温度で第三室へ送られる、特許
請求の範囲第26項に記載の方法。 28 物質が第一室から約1200℃(2200〓)から
1320℃(2400〓)の温度で第二室へ送られる、特
許請求の範囲第27項に記載の方法。 29 第二室に入る物質が未熔融粒子を含み、粒
子の溶解を可能にする十分な滞留時間が第二室中
で与えられる、特許請求の範囲第26項に記載の
方法。 30 第三室中の圧力が大気圧の半分以下であ
る、特許請求の範囲第26項に記載の方法。 31 第三室中の圧力が大気圧の三分の一以下で
ある、特許請求の範囲第26項に記載の方法。 32 熔融されつつある物質がソーダ・石灰・シ
リカガラスであり、バツチ物質が第一室へ、シリ
カ源物質の1000重量部あたり2重量部の硫酸ナト
リウムと当量の量以下の量の、清澄助剤としての
硫黄源と一緒に供給される、特許請求の範囲第2
6項に記載の方法。 33 物質が第三室中へ制御された可変速度で可
変開口のオリフイスを通して送られる、特許請求
の範囲第26項に記載の方法。 34 物質が第三室から可変開口のオリフイスを
通して抜出される、特許請求の範囲第33項に記
載の方法。 35 バツチ物質を流動性状態にする段階がバツ
チ物質をある傾斜上で支持させながら熱へ露出す
ることから成る、特許請求の範囲第26項に記載
の方法。 36 その傾斜が中央で加熱される空洞をとりか
こんでいる、特許請求の範囲第35項に記載の方
法。 37 温度が第二室において電気加熱によつて上
げられる、特許請求の範囲第26項に記載の方
法。 38 物質が第二室において取入れ口領域から取
出口領域へ主として水平である通路に沿つて流れ
る、特許請求の範囲第26項に記載の方法。 39 ガラスの総括的温度が第三室中で上げられ
ない、特許請求の範囲第26項に記載の方法。 40 第三室中の物質が上部取入口端から下部取
出口端へ向けて主として垂直方向の通路に従う、
特許請求の範囲第26項に記載の方法。 41 バツチ物質を液状化し; この液状化物質を大気圧以下の圧力が中で維持
されている槽の上部部分のバルブ手段を通して送
り; 液状化物質を減圧槽内で物質を実質的に清澄す
る充分な時間の間維持し; 清澄物質を槽の下方部分から抜出す; ことから成る、特許請求の範囲第11項に記載の
方法。 42 上部部分における圧力が大気圧力の半分以
下であり、下部部分の圧力が少くとも大気圧であ
る、特許請求の範囲第41項に記載の方法。 43 液状化物質が槽から抜出される速度が第二
のバルブ手段によつて制御される、特許請求の範
囲第41項に記載の方法。 44 ガラス状物質がソーダ・石灰・シリカガラ
スである、特許請求の範囲第41項に記載の方
法。 45 液状化されたのち、かつ、バルブ手段を通
過する前に、液状化物質の温度が清澄に適する温
度へ上げられる、特許請求の範囲第41項に記載
の方法。Claims: 1. A method of melting and refining a glassy substance or the like, comprising: producing a melt of the substance; maintaining the molten substance at subatmospheric pressure above the body of the molten substance; collapsing the foam into the body of molten material; and drawing the molten material from the body of molten material. 2. The method of claim 1, wherein the molten material is introduced into the subatmospheric space through a valved orifice above the molten material level. 3. A method according to claim 1, wherein the transport in the body of molten material is predominantly vertical towards the withdrawal position. 4. The method according to claim 1, wherein the pressure below atmospheric pressure is less than half of atmospheric pressure. 5. The method according to claim 1, wherein the pressure below atmospheric pressure is one third or less of atmospheric pressure. 6. Claim 1, wherein the pressure in the body of molten material at the height of withdrawal is at least atmospheric pressure.
The method described in section. 7. A method according to claim 6, wherein the withdrawal rate is controlled by outlet orifice means. 8. Claim 1 in which the newly foamed material is deposited onto the previously formed foam mass.
The method described in section. 9. The method of claim 1, wherein the material being melted and refined is glass. 10. The method of claim 1, wherein the material being melted and refined is soda-lime-silica glass. 11 A method for melting and refining a glassy substance or the like, wherein the batch substance is brought to an incompletely melted, fluid state in a first chamber, and the fluid substance containing unmelted particles is brought to a substantially complete melting of the particles. a second chamber where the substance is clarified; and passing the substance from the second chamber to a third chamber where it is subjected to subatmospheric pressure to clarify the substance. 12 The substances being melted are soda, lime, and silica glass, and the substances are heated to 1480℃ from the second chamber.
12. The method according to claim 11, wherein the method is fed to a third chamber at a temperature below (2700〓). 13 Substances are transferred from the first chamber to approximately 1200℃ (2200〓)
13. The method of claim 12, wherein the second chamber is fed at 1320°C (2400°). 14. The method of claim 11, wherein the material is heated in the second chamber to a temperature suitable for clarification. 15. The method according to claim 11, wherein the pressure in the third chamber is less than half the atmospheric pressure. 16. The method according to claim 11, wherein the pressure in the third chamber is one third or less of atmospheric pressure. 17 The substance being melted is soda-lime-silica glass, and the batch substance is sent to the first chamber with a clarification aid in an amount not more than the equivalent of 2 parts by weight of sodium sulfate per 1000 parts by weight of the silica source material. Claim 1 provided with a sulfur source as
The method described in Section 1. 18. The method of claim 11, wherein the substance is delivered into the third chamber at a controlled variable rate through a variable opening orifice. 19. The method of claim 18, wherein the substance is withdrawn from the third chamber through an orifice of variable opening. 20. The method of claim 11, wherein the step of rendering the batch material in a flowable state comprises exposing the batch material to heat while supporting the batch material on an incline. 21. The method of claim 20, wherein the slope surrounds a centrally heated cavity. 22. The method of claim 11, wherein the temperature is raised in the second chamber by electrical heating. 23. The method of claim 11, wherein the substance flows in the second chamber from the inlet region to the outlet region along a predominantly horizontal flow path. 24. The method of claim 11, wherein the overall temperature of the glass is not raised in the third chamber. 25. The method of claim 11, wherein the material in the third chamber follows a predominantly vertical path from the upper inlet end towards the lower outlet end. 26 Bring the batch material to an incompletely melted fluid state in the first chamber, withdraw the fluid material to the second chamber before its temperature substantially exceeds its liquefaction temperature, and clarify the temperature of the material in the second chamber. 12. A method as claimed in claim 11, comprising: raising the material to a temperature suitable for clarification, and passing the material from the second chamber to a third chamber where it is subjected to subatmospheric pressure so as to clarify the material. 27 The substances being melted are soda, lime, and silica glass, and the substances are heated to 1480℃ from the second chamber.
27. The method according to claim 26, wherein the method is fed to the third chamber at a temperature of (2700〓) or less. 28 The substance is released from the first room from about 1200℃ (2200〓)
28. The method of claim 27, wherein the second chamber is fed at a temperature of 1320°C (2400°). 29. The method of claim 26, wherein the material entering the second chamber contains unmelted particles and sufficient residence time is provided in the second chamber to allow dissolution of the particles. 30. The method of claim 26, wherein the pressure in the third chamber is less than half atmospheric pressure. 31. The method according to claim 26, wherein the pressure in the third chamber is one third or less of atmospheric pressure. 32 The substance being melted is soda-lime-silica glass, and the batch substance is sent to the first chamber with a clarification aid in an amount not more than the equivalent of 2 parts by weight of sodium sulfate per 1000 parts by weight of the silica source material. Claim 2 provided with a sulfur source as
The method described in Section 6. 33. The method of claim 26, wherein the substance is delivered into the third chamber at a controlled variable rate through a variable opening orifice. 34. The method of claim 33, wherein the material is withdrawn from the third chamber through an orifice of variable opening. 35. The method of claim 26, wherein the step of rendering the batch material in a flowable state comprises exposing the batch material to heat while supporting the batch material on an incline. 36. The method of claim 35, wherein the slope surrounds a centrally heated cavity. 37. The method of claim 26, wherein the temperature is raised in the second chamber by electrical heating. 38. The method of claim 26, wherein the substance flows in the second chamber from the inlet area to the outlet area along a path that is primarily horizontal. 39. The method of claim 26, wherein the overall temperature of the glass is not raised in the third chamber. 40 The substance in the third chamber follows a primarily vertical path from the upper inlet end to the lower outlet end;
A method according to claim 26. 41 liquefying the batch material; directing the liquefied material through valve means in the upper part of the vessel in which a subatmospheric pressure is maintained; passing the liquefied material in a vacuum tank sufficient to substantially clarify the material; 12. A method according to claim 11, comprising: maintaining the clarified material for a period of time; and withdrawing the clarified material from the lower part of the vessel. 42. The method of claim 41, wherein the pressure in the upper portion is less than half atmospheric pressure and the pressure in the lower portion is at least atmospheric pressure. 43. A method according to claim 41, wherein the rate at which the liquefied material is withdrawn from the vessel is controlled by second valve means. 44. The method according to claim 41, wherein the glassy substance is soda/lime/silica glass. 45. A method according to claim 41, wherein after being liquefied and before passing through the valve means, the temperature of the liquefied material is raised to a temperature suitable for clarification.
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- 1986-12-31 DD DD86298846A patent/DD258793A5/en not_active IP Right Cessation
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US8689586B2 (en) | 2009-03-09 | 2014-04-08 | Nitto Boseki Co., Ltd. | Glass-melting device for producing glass fiber and method for producing glass fiber |
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DD258793A5 (en) | 1988-08-03 |
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