JPH04132622A

JPH04132622A - ガラスの溶融方法

Info

Publication number: JPH04132622A
Application number: JP25481090A
Authority: JP
Inventors: Osamu Asano; 修浅野; Keiji Kitamura; 北村　啓治; Toshikazu Kondo; 近藤　敏和; Kazuo Honda; 本多　一雄; Akihiro Koyama; 昭浩小山; Nobuyuki Yamamoto; 信行山本; Seiichiro Manabe; 真鍋　征一郎
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1992-05-06

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］本発明はガラスの溶融方法に係り、特に、電気溶融炉を
用いてガラスを溶融する方法において、高品質のガラス
を効率的に安定生産することかできるガラスの溶融方法
に関する。

［従来の技術］ガラスの溶融法として、電気溶融炉を用いて、ガラス溶
融物中に挿入した電極間に通電することにより発生する
ジュール熱を熱源とする電気溶融法は、古くから研究が
進められ実用化されている。電気溶融法は、熱効率が良
い、表面を冷たいバッチ（ガラス原料層）で覆いながら
下部でガラスを溶融することにより揮発成分の揮発量を
抑えることができる、炉の構造が簡単である等の利点を
有し、また、少量生産の溶融炉に適しているという特徴
がある。

従来の電気溶融法においては、多くの場合、電極は溶融
炉の側壁又は底面から挿入されているが、改良法として
棒状電極を上部から挿入する方法も提案されている（特
開昭６３−６９７２０号）。

［発明か解決しようとする課題］上記特開昭６３−６９７２０号の方法の如く、棒状電極
を用いると、電極間のガラス溶融物の温度分布を均一に
することが困難である。ガラス溶融物の温度分布の均一
性が崩れると、温度の低い部分にガラス溶融物の下降流
を生じ、溶解、清澄の十分でないガラス溶融物が該下降
流に巻き込まれて製品中に欠陥として現れる。このため
、電極間の温度分布はできるだけ均一であることが望ま
しい。

これに対し、棒状電極を用いた場合でも、電極配置、通
電する電極の位相等を改良することにより、均一な温度
分布を得る方法が考案されている（特開昭５３−５４２
１７号、特開昭５４３８２３号）。しかし、これらの方
法は三相電源を使用したものであるため、実用に当って
は三相の電力バランスを取るのが困難であるという欠点
がある。

また、ガラス溶融炉においては、炉壁近傍の温度は炉中
心部に比較して低いため、炉壁の近くにはガラス溶融物
の下降流が存在する。棒状電極を用いた従来法において
は、溶解反応が活発に進行するガラス原料（バッチ）と
ガラス溶融物との境界面か、炉壁近傍まで存在するため
、前記下降流に未溶解を含んだ未清澄のガラス溶融物が
巻き込まれ、更に引き上げ流に乗ってガラス製品中の欠
陥となるという不具合もある。

本発明は上記従来の問題点を解決し、高品質のガラスを
効率良く、安定生産することができるガラスの溶融方法
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］請求項（１）のガラスの溶融方法は、電気溶融炉を用い
て、ガラス原料層下部のガラス溶融物中に複数の電極を
挿入し、該電極間に電圧を負荷してガラス溶融物中に発
生するジュール熱によりガラスを溶融する方法において
、相対向する電極の寸法がほぼ同一である少なくとも１
対の板状電極を、ガラス原料層直下のガラス溶融物中に
上部より浸漬することを特徴とする請求項（２）のガラスの溶融方法は、請求項（１）の方
法において、前記１対の板状電極は、前記電気溶融炉の
内壁面から、該電極面積の平方根以下の距離だけ離して
設置することを特徴とする。

なお、本発明において、板状電極は平板状であれば良く
、その平面形状には特に制限はない。板状電極の平面形
状は四角形の他、三角形又は五角形以上の多角形、円形
、楕円形などの形状を採用することができる。また、板
状電極の材質は高温ガラスによる侵食に耐えるものであ
れば良く、白金、白金ロジウム合金、酸化スズ、モリブ
デン等を使用することができる。

この板状電極の面積とは板状電極の平面視形状の面積で
ある。請求項（２）において、板状電極の設置位置と、
電気溶融炉の内壁面（以下「炉壁」と称する場合がある
。）との距離は、該板状電極の面積の平方根以下とする
が、この距離が該平方根を超えると後述の有効な低温部
分を安定に維持することが困難となり、十分な改善効果
が得られない。通常の場合、板状電極と電気溶融炉の内
壁面との距離は、板状電極の面積の平方根の１１５〜１
／２程度とするのが好ましい。

本発明においては、板状電極を垂直方向ないし水平方向
に可動とすることにより、温度分布を溶解条件に合わせ
て最適条件に制御することができ、極めて有利である。

［作用］本発明においては、板状電極を使用することにより、棒
状電極を使用した場合よりも均一な電極間温度分布が得
られる。そして、この板状電極と電気溶融炉の内壁面と
の間には低温部が形成されるため、この部分によって、
棒状電極を使用した場合のように電極近傍の炉壁が高温
のガラス溶融物の強い対流にさらされることがなくなり
、炉材の侵食が著しく抑制される。また、炉壁近傍に発
生するガラス溶融物の下降流による未溶解物を含んだ未
清澄のガラス溶融物の巻き込みがなくなり、高品質のガ
ラスを得ることが可能とされる。

更に、板状電極は炉上部よりガラス溶融物中に浸漬する
ため、電極が侵食された場合の交換を容易に行なうこと
ができる。しかも、電極を底面から挿入した場合のよう
に、侵食により生成した導電性化合物が底面に溜り、こ
れにより電極が短絡することがない。その上、板状電極
を支持するために設けられた棒状構造物等の支持機構が
ガラス溶融物上を覆っているガラス原料層（バッチ）を
貫通しているため、原料の溶解時に発生する溶解ガスが
、バッチの下に溜ることなく該棒状構造物等に沿フて炉
外大気中に放出され、安定した溶解を行なうことが可能
とされる。

特に、請求項（２）に従って、板状電極を炉壁から電極
面積の平方根以下の距離に設置することにより、電極と
炉壁との間に有効な低温部分が形成される。

［実施例］以下に図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第１図は、本発明の実施に好適な電気溶融炉の縦断面図
、第２図は第１図のＩＩ　−ＩＩ線に沿う断面図、第３
図（ａ）は板状電極を示す側面図、第３図（ｂ）は同正
面図である。また、第２図の■Ｖｌ線の拡大断面図を第
６図に示す。

図示の実施例は、ガラス溶融物を炉底面中央に設置した
ノズルにより炉の下方に引き出す型のものであって、上
部が開放された炉本体１の底面中央にはガラス溶融物引
き出し用のノズル２が設けられている。そして、三対の
四角形状の板状電極３　（３ａ、３ｂ）が棒状支持部材
４により、バッチ（ガラス原料）５の直下のガラス熔融
物６中に垂下されている。この対をなす板状電極３ａ。

３ｂはほぼ同一寸法である。

第４図は電気溶融炉の別の実施例を示す縦断面図である
。図示の電気溶融炉は、ガラス溶融物を側壁の最下部に
設けたスロートからライザーを通してオーバーフローさ
せる型のものであり、炉本体ＩＡの一側壁側には、仕切
壁７が設けられ、スロート８及びライザー９が形成され
ており、ガラス溶融物６がスロート８及びライザー９を
経て取り出されるように構成されている。図中、３は板
状電極、４は支持部材、５はバッチである。

本発明において、用いる電気溶融炉の型は、抜き出した
ガラスの成形方法及びガラスの溶解量等により適当なも
のを選択することができ、図示のものに何ら限定される
ものではない。

板状電極としても、第３図に示すものの他、第５図（ａ
）（側面図）及び（ｂ）（正面図）に示す如く、水平方
向の幅が比較的大きい板状電極３Ａを用いても良い。な
お、第３図に示す板状電極３は、電極の水平方向の幅が
比較的小さいため、電極の中央にのみ１木の支持部材４
を取り付けであるが、第５図に示すものは、電極の水平
方向の幅が大きく、１木の支持部材のみでは電極部分が
変形してしまうおそれがあるので、電極部分に複数（図
では２本）の支持部材４を取り付けている。

いずれの形状の板状電極を用いた場合においても、板状
電極の水平方向の幅の合計が、炉の幅の５０〜１００％
の範囲であることが好ましい。

以下に具体的な実施例について説明する。

実施例１第１〜３図に示す電気溶融炉を用いて、アルミノ珪酸塩
ガラスの溶融を行なった。

炉本体１の内寸法は、幅１ｍＸ奥行き１ｍ×深さ１．２
ｍであり、板状電極３としては、水平方向の幅１５０ｍ
ｍＸ垂直方向の幅１００ｍｍｘ厚さ１ｍｍの白金電極（
面積の平方根共１２２．５）を用いた。板状電極３と炉
壁ＩＡとの距離Ｓは５０ｍｍとした。

その結果、溶融炉横断面積１ｒｎ’当り毎日３トンの熔
解量で安定した連続溶融が可能で、未溶融物ゼロ、池数
１万個／トン以下の高品質のガラスが得られた。また、
この溶融炉により６力月間連続溶融を実施した後、ガラ
スを抜いて電極近傍の炉材表面を観察したが、侵食は確
認されなかった。

上記溶融時、ガラス溶融物６上のバッチ５の形状は、第
６図に示す通りであった。即ち、板状電極３と炉壁１ａ
との間に低温部分が形成され、その部分に溶解反応の進
まない固化したバッチ１１が生成していた。また、バッ
チ溶解中のバッチ表面の観察から、バッチの沈み込みは
第２図の点線て囲まれた部分でのみ起こっており、バッ
チの溶解は該点線で囲まれた部分でのみ進行することが
確認された。

第７図に、第２図のＡ−Ａ線上の温度部分を示す。測定
は電極を挿入した深さ位置で行なった。

また、第８図に、板状電極の代わりに棒状電極を使用し
た場合の温度分布を示す。測定位置は第７図と同一であ
る。

第７図及び第８図から以下のことが明らかである。即ち
、板状電極使用時は電極と炉壁との間で低温部分が形成
されるが、棒状電極使用時は炉壁近傍まで高温である。

板状電極使用時の電極間の温度分布は、棒状電極使用時
に比較して均一である。

この結果から、本発明の方法によれば、均一溶融により
高品質のガラスを得ることができること、また、炉壁と
電極との間の低温部分により、未溶解物の製品中への混
入が防止されると共に、炉壁の侵食が防止されることが
明らかである。

［発明の効果コ以上詳述した通り、本発明のガラスの溶融方法によれば
、電気溶融炉の炉壁の侵食及び未溶解物の混入を防止し
て、均一溶融により、高品質のガラスを安定かつ効率的
に製造することが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガラスの溶融方法の実施に好適な電気
溶融炉の縦断面図、第２図は第１図のＩＩＩＩ線に沿う
断面図、第３図（ａ）は板状電極の実施例を示す側面図
、第３図（ｂ）は同正面図、第４図は電気溶融炉の別の
実施例を示す縦断面図、第５図（ａ）は板状電極の別の
実施例を示す側面図、第５図（ｂ）は同正面図、第６図
は第２図のＶｌ　−Ｖｌ線に沿う断面の拡大図、第７図
及び第８図は溶融炉内の温度分布を示すグラフである。１・・・炉本体、　　　　２・・・ノズル、３　（３ａ
、３ｂ）・・・板状電極、５・・・バッチ、　　　　６・・・ガラス溶融物。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電気溶融炉を用いて、ガラス原料層下部のガラス
溶融物中に複数の電極を挿入し、該電極間に電圧を負荷
してガラス溶融物中に発生するジュール熱によりガラス
を溶融する方法において、相対向する電極の寸法がほぼ
同一である少なくとも１対の板状電極を、ガラス原料層
直下のガラス溶融物中に上部より浸漬することを特徴と
するガラスの溶融方法。
（２）前記１対の板状電極は、前記電気溶融炉の内壁面
から、該電極面積の平方根以下の距離だけ離して設置す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法
。