JPH11314921A - 沈設ガラス輸送スロ―ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス溶解炉内の耐火金属輸送系のまわりの
耐火材料の腐食を防止する。 【解決手段】 耐火壁で隔てられた複数の槽を有する熱
可塑性材料の溶解炉１０の槽の炉床面より低い位置にあ
る耐火スロート１８内に耐火金属製ダクト２８がおか
れ、ダクト２８の両端には炉床面より上方に伸びた直立
管３０があり、ダクト２８のまわりからの腐食生成物の
流出を防止し、よって新たな熱可塑性材料の腐食生成物
とのおき換わりも防止するようにダクト２８のまわりに
熱可塑性材料を停滞させる。停滞材料は腐食生成物を豊
富に含みようになり、流れの欠如とあいまって、ダクト
２８のまわりの耐火物の腐食の進行を阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス溶解炉のある
部分から別の部分への溶融ガラスの輸送に関し、さらに
詳しくは、ガラス溶解炉内の沈設スロートを通して溶融
ガラスを輸送するが前記沈設スロートの周囲の耐火物の
腐食は防止するための方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス溶解炉内の耐火壁を通してガラス
を運送するためには、通常耐火物のブロックで作られた
通路が使用される。この通路すなわちスロートは一般に
前記炉の仕切壁の基部にあり、溶融ガラスを溶解槽から
隣の精製槽に流すために、あるいはそのガラスを炉から
流し出して前炉で冷却するために利用される。各種の槽
を仕切っている壁の両側に溶融ガラスがあるときは、ス
ロートすなわち通路は単に壁に開けられた穴である。し
かし、溶融ガラス流の作用は耐火通路の天盤を腐食する
傾向があり、前記炉で最初に摩滅する部分は一般にその
スロート部である。

【０００３】よって、ガラス溶解炉の有効寿命は溶解及
び精製区域すなわち槽を連結しているスロート、並びに
精製及び２次精製区域すなわち槽を連結しているスロー
トの腐食により制限されていた。この精製区域は１５０
０℃以上の温度で使用されることもあるので、前記壁及
び壁に付随するスロートは猛烈な腐食を受ける。スロー
トの天盤は最も強く腐食され、溶融ジルコニア（二酸化
ジルコニウム）のブロックでさえも時間がたつにつれて
腐食しつくされ、前記耐火物が薄くなりすぎてガラスが
漏れ出すに至る。

【０００４】過去には、炉の基部からその側壁を通して
分配路にある種のガラスを運送するために、スプリーミ
ュリ（Ｓｐｒｅｍｕｌｌｉ）の米国特許第４，０２９，
８８７号に示されるように、モリブデンパイプのよう
な、耐火金属のパイプが用いられていた。このモリブデ
ンパイプを通してある種の溶融ガラスを流すと、パイプ
自体の腐食は非常に小さいが、パイプが側壁を貫通して
いる部分で、周囲の耐火物の腐食が非常に大きい。この
ような大きな腐食を生じさせる機構は、上方穴開け（ｕ
ｐｗａｒｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ）として当該業界では知
られている。すなわち、水平な耐火性表面があってその
下をガラスが流れているときはいつでも、このガラス内
の泡が上昇し前記表面に打ち当たる。この泡は、泡の表
面張力勾配により腐食を増進させる傾向があり、前記耐
火物に事実上穴を開けてしまう。

【０００５】前記流れるガラスと腐食された耐火物との
間に形成される密な腐食生成物は流れ去り、新たなガラ
スがパイプと耐火物の間の領域に入り込んで腐食過程を
繰り返す。前記スプリーミュリの特許のように、ガラス
炉から溶融ガラスを流すためにモリブデンパイプがこの
炉の側壁の穴を貫通している場合、ガラスはパイプを通
って流れていても、パイプ上の耐火物は腐食しつづける
であろう。前記密な腐食生成物が流れ去るのを妨げるも
のはなにもないから、耐火物の腐食は進み続ける。つい
には前記パイプを囲む耐火金属フランジの水冷されてい
る外縁からガラスを隔てている耐火物はほとんど全くな
くなり、ガラス溶解炉はガラスの漏れがおこる前に停止
されなければならない。

【０００６】ベートナー（Ｂｏｅｔｔｎｅｒ）の米国特
許第４，３６５，９８７号は、水冷モリブデンフランジ
を用いた、ガラス輸送系の隣接部間の漏れ防止を開示し
ている。しかしこのベートナーの特許は、第一義的に
は、前記輸送系に組み込まれた流れ制御装置による炉か
ら前炉へのガラスの流れを制御するためのモリブデン製
耐火金属ガラス輸送系に向けられている。前記流れ制御
系への流入口は炉の基部より高い面にあり、輸送管の前
記流入口のまわりの耐火ブロックの腐食を妨げるかある
いは実質的に排除する手段はなにも与えられていない。
従って、パイプが貫通している耐火壁の腐食が、輸送系
の寿命を制限している。

【０００７】長年にわたり、モリブデンのような耐火金
属のダクトで保護されたスロートをガラス炉内に設置し
ようという試みがなされてきた。しかしそのダクトのま
わりの耐火材料を周囲の耐火材料と接するダクトの外側
にあるガラスの腐食効果から保護する努力が全くなされ
ていなかったので、その試みは必ずしも成功はしていな
い。ダクトのまわりの水冷フランジは、溶融ガラスがダ
クトの長さ方向に沿って自由に流れ出すのを妨げる役に
は立ったが、前記流入口及び流出口に接する耐火材料及
びダクトの上部表面に沿った耐火材料の腐食を防止する
ことには成功していない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
のもつ欠陥を克服しようとするものである。

【０００９】すなわち本発明の目的は、ガラス溶解炉内
の耐火金属輸送系のまわりの耐火材料の腐食を実質的に
排除するかあるいは防止する方法及び装置を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶融ガラスを
ガラス溶解炉のある区域すなわち槽から別の区域すなわ
ち槽に沈設スロートを通して輸送し、一方そのスロート
構造の一部に形成される耐火材料の有害な腐食は防止
し、実質的に排除する方法及び装置を提出する。耐火金
属のパイプすなわちダクトが、隣接する槽を仕切ってい
る壁の両側で炉床面より低い面にある前記スロート内に
おかれる。底部を閉じた垂直なパイプすなわちダクト
（以下直立管と称する）が耐火金属ダクトの両端におか
れ、各直立管の上端は炉床より上に突き出し、直立管の
上端が炉床より上の面にあることにより、溶融ガラスが
炉床より上の面で前記沈設スロートに出入りするように
なっている。

【００１１】従って前記輸送系の耐火金属部と周囲の耐
火物との間のガラスは停滞し、ついには腐食生成物を豊
富に含むようになる。この輸送系に接するガラスが腐食
生成物を豊富に含むことにより、またこの生成物は停滞
状態にあるという事実により、腐食生成物が流れ去るこ
とはなく、従って新たなガラスでおき換えられることは
なく、よって腐食は進行はしない。接している耐火物の
腐食の進行を阻止するかあるいは実質的に排除するの
は、腐食生成物の豊富さ及び流れのないことである。従
って、本発明の鍵となる要因は、密な腐食生成物が前記
ダクトのそばから流れ去ることを防ぎ、よって新たなガ
ラスでおき換えられることを防ぐことである。この腐食
生成物のその場への停滞を生じさせ、その場へのさらな
るガラスの流入を妨げて、さらなる腐食が生じることを
防ぐのは、上部が前記炉床面より下方にあるダクトの両
端での前記直立管の使用である。

【００１２】

【発明の実施の形態】ここで図面を参照すると、２つの
区域すなわち槽１２及び１４を有し、隣接する槽１２、
１４は、その間を連結する沈設スロート１８を有する仕
切壁１６により隔てられている、ガラス溶解炉１０の一
部が示されている。沈設スロート１８の、カバーブロッ
ク２６の底面で定められる上部表面、及び下部表面２０
はいずれも両槽１２及び１４の床２２の面より低い位置
にある。沈設スロート１８は、仕切壁１６内に設けら
れ、耐火側壁ブロック（図示せず）、底部ブロック２
４，及びカバーブロック２６で囲まれている。

【００１３】耐火金属パイプすなわちダクト２８が沈設
スロート１８内におかれ、垂直に向けられた第１及び第
２の、直立管３０ａ及び３０ｂと称される、底面が閉じ
られた耐火金属のパイプすなわちダクトが、沈設スロー
ト１８の両端に接して槽１２及び１４の床に設けられた
竪穴内にそれぞれおかれている。直立管３０ａ及び３０
ｂはそれぞれ、耐火金属ダクトすなわちパイプ２８の絞
り端部３６にしっかり締め付けられて耐漏れ封止を作
る、フランジ部３４を有している。耐火金属直立管３０
ａ及び３０ｂの上端３８は、槽１２及び１４の床２２の
面より上方に伸びており、フランジ３４でダクト２８に
封着されている直立管３０ａ及び３０ｂの側壁開口部４
０は、前記導管の流入端及び流出端のそれぞれにおける
ダクト２８の内部と直立管３０ａ及び３０ｂとの間が自
由に出入りできるようにしている。

【００１４】耐火金属材料のフランジ４２がダクト２８
の外周に耐漏れ継手とともに取り付けられている。この
フランジの目的は、このダクトの外側まわりを溶融ガラ
スが流れると耐火ブロック２４及び２６が腐食するの
で、そのようなガラスの流れを防ぐことである。フラン
ジ４２の外周端は水冷リング４４により酸化から保護さ
れている。所望であれば、不活性ガスをリング４４に吹
き込んで空気が中に入るのを防いでもよい。複数のパー
ジガス管４６がスロート１８内及び竪穴３２内のパイプ
２８並びに直立管３０ａ及び３０ｂの下方に備えられ、
耐火金属ダクト２８並びに直立管３０ａ及び３０ｂを、
溶融ガラスが前記耐火金属部品を取り囲む時が来るま
で、酸化から保護する。

【００１５】本発明においては、モリブデニウム（モリ
ブデン）のような耐火金属を耐火金属パイプすなわちダ
クト２８並びに耐火金属直立管３０ａ及び３０ｂとして
用いることが望ましいが、タングステン、タンタル、レ
ニウム、コロンビウム（ニオブ）、鋼あるいはこれらの
合金のような他の材料を用いてもよい。また、プラチナ
及びロジウムあるいはこれらの合金のような貴金属も適
切な場所で使用することができる。モリブデンは約５５
０℃以上では急速に酸化するから、溶融ガラスで完全に
取り囲まれるまで酸化から保護されなければならない。
標準的な実施方法は、前記炉床をガラス片（コレット）
で完全に覆い、よってモリブデンダクト２８並びにモリ
ブデン直立管３０ａ及び３０ｂもコレットで覆われるよ
うにすることである。そうすれば、炉温を上げていくに
つれてそのコレットが溶解して前記ダクト及び前記直立
管上から酸素を遮断する。さらに、ダクト２８の下方に
ある２本のパージ管４６が不活性ガスまたはフォーミン
グガス（８％Ｈ₂ ，９２％Ｎ₂ ）を始動の間ダクトまわ
りの空洞部に供給する。さらにパージ管４６は、モリブ
デン直立管３０ａ及び３０ｂのまわりの竪穴３２に不活
性ガスを供給する。現在は始動時に前記ダクト及び直立
管は前述したようにコレットで覆われ、不活性ガスが供
給されてダクト２８，直立管３０ａ及び３０ｂ，並びに
フランジ４２のまわりを流れ、コレットが溶解しモリブ
デン表面を覆って流れてモリブデンを酸素の作用から遮
断するまでの間、モリブデン表面を酸化から保護する。
すなわち、溶融ガラスがダクト、直立管及びモリブデン
フランジのまわりを流れ始めれば、溶融ガラスが封止材
としてはたらき、モリブデンを酸化から保護する。さら
に、溶融ガラスはダクトの外側に沿って流れて前記鋼製
リング４０に接触し、水冷リングはガラスを固化して溶
融ガラスがさらに流れて行くのを防止する。

【００１６】作業時には、溶融ガラスのような熱可塑性
材料が、矢印ａの方向に従って、第１の直立管３０ａ頭
頂すなわち上端３８をこえて流れ込み、ダクト２８の流
入端と連結している側壁開口４０を通って流れ、次いで
このダクトの流出端と連結している第２の開口４０を通
って第２の直立管３０ｂに流れ込み、この第２の直立管
の上端３８をこえて槽１４内に流れ出すようにして、槽
１２から槽１４に流れる。槽１２が溶解区域で槽１４が
精製区域であっても、あるいは槽１２が精製区域であり
槽１４が２次精製区域であっても、本発明の輸送系はこ
れらの組合せのいずれにも利用できるので、問題は生じ
ない。

【００１７】耐火金属ダクトすなわちパイプ２８が槽１
２及び１４の床２２の面より低い位置に沈設されてお
り、直立管３０ａ及び３０ｂの上端すなわち開口３８が
隣接する槽１２及び１４の床２２の面より高い位置にあ
るという事実により、ダクト２８の流入端及び流出端ま
わりにガラスの停滞が生じる。すなわち、直立管３０ａ
及び３０ｂとこれらに近い耐火ブロックとの間の竪穴３
２に停滞ガラス４８が生じるだけでなく、さらに重要な
ことは、直立管３０ａ及び３０ｂの上部壁とその近くの
カバーブロック２６との間の空間５０にも停滞ガラスが
生じる。前記ダクトの外壁まわりにガラスを停滞させて
おくことにより、密な腐食生成物がダクトまわりから流
れ去ることを防ぎ、従って新たなガラスにおき換わるこ
とを防ぐ。モリブデン直立管３０ａ及び３０ｂは溶融ガ
ラスを炉１０の床２２の面より高い位置に運送するか
ら、前記モリブデン部品とまわりの耐火物との間のガラ
スは停滞し、ついには腐食生成物を豊富に含むようにな
る。ダクト２８の両端にある直立管により、直立管を通
るガラスの流れは耐火物腐食生成物を押し流すことがで
きない。実際上、この腐食生成物は直立管まわりの空洞
に集まり、次いで炉床に落ち着く傾向がある。前記ダク
トとそのまわりの耐火物の間には腐食生成物が豊富に存
在し、また流れがないために腐食を進行させるはずの新
たなガラスがその領域に入り込むことが妨げられるの
で、停滞ガラスに接している耐火ブロックの腐食の進行
が阻止される。

【００１８】空隙充填材、混合固化材等に高温で火を入
れる必要がある場合のように、前記モリブデンダクト及
び直立管を覆って酸化から保護するために、始動時にコ
レットで炉の底部をいっぱいにすることができないよう
な状況においては、縁石壁５４を用いて炉１０の幅いっ
ぱいにトラフすなわち側溝５２が設けられる。縁石壁５
４と仕切壁１６との間に設けられたトラフ５２には床２
２の面と同じ面にある床５６がある。始動時にはそのト
ラフがコレットで満たされ、不活性ガスがパージ管３６
を通して供給されて、コレットが溶解したときにはモリ
ブデンダクト２８及び直立管３０ａ及び３０ｂの表面を
覆うに十分な溶融ガラスが存在し、前記モリブデン部品
の表面を酸化から保護する。

【００１９】本発明の現在望ましい実施の形態を説明し
たが、請求の範囲に明らかにされる本発明の精神及び範
囲に反することなく前記実施の形態に種々の変更及び変
形をなし得ることは、当業者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の沈設スロート輸送系の望ましい実施の
形態を示す、若干簡略化した立体断面図

【符号の説明】

１０ ガラス溶解炉 １２，１４ 槽 １６ 仕切壁 １８ 沈設スロート ２０ 沈設スロート下部表面 ２２ 槽床 ２４ 底部ブロック ２６ カバーブロック ２８ ダクト ３０ａ，３０ｂ 直立管 ３２ 竪穴 ３４，４２ フランジ ３６ ダクトの絞り端部 ３８ 直立管上端 ４０ 側壁開口 ４４ 水冷リング ４６ パージガス管 ４８ 停滞ガラス ５０ 直立管とカバーブロックとの間の空間 ５２ トラフ ５４ 縁石壁 ５６ トラフの床

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの槽から別の槽へ耐火スロートを通
   して溶融熱可塑性材料を輸送するが耐火スロートの腐食
   は防止する方法において、 第１の槽から第１の耐火金属製直立管に第１の槽の床面
   より上方の面において溶融した熱可塑性材料を流し込
   み、 前記第１の直立管から前記第１の槽の床面及び第２の槽
   の床面より低い位置におかれた耐火金属製ダクトの流入
   端に前記溶融した熱可塑性材料を流し込み、 前記ダクトの流出端から第２の耐火金属製直立管に前記
   溶融した熱可塑性材料を流し込み、 前記第２の直立管から前記第２の槽に前記第２の槽の床
   面より上方の面において前記溶融した熱可塑性材料を流
   し出す、各工程を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記耐火金属部品のまわりに耐火物の腐
   食生成物を形成し、腐食生成物が前記部品のまわりから
   流れ去ることを防止し、よって前記耐火スロートの腐食
   を進行させる新鮮な溶融熱可塑性材料が前記腐食生成物
   とおき換わることを防止するステップを含むことを特徴
   とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記耐火金属製ダクトのまわりに溶融熱
   可塑性材料の停滞領域を設け、耐火物腐食生成物が前記
   ダクトを通して前記溶融熱可塑性材料が流れることによ
   り前記停滞領域から取り除かれることを防止する工程を
   含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記ダクトと前記耐火スロートとの間に
   溶融熱可塑性材料を停滞させ、前記停滞している材料に
   腐食生成物を豊富に含ませ、周囲の耐火スロート材料の
   腐食の進行を防止するために前記ダクトのまわりの溶融
   熱可塑性材料の余計な流れを防止する工程を含むことを
   特徴とする請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 溶融ガラスの形態で前記溶融熱可塑性材
   料をガラス溶解炉の第１の槽から前記ガラス溶解炉の第
   ２の槽へ前記両槽の床面より低い位置に沈設された耐火
   スロートを通して流す工程を含むことを特徴とする請求
   項１記載の方法。
6. 【請求項６】 溶融ガラスの形態で前記溶融熱可塑性材
   料をガラス溶解炉の第１の槽から前記ガラス溶解炉の第
   ２の槽へ第１のモリブデン製耐火材料直立管、モリブデ
   ン製耐火材料ダクト及び第２のモリブデン製耐火材料直
   立管を通して流し、前記ダクトのまわりの領域に溶融ガ
   ラスを停滞させ、前記モリブデン製部品からの溶融ガラ
   スの漏れを防止して新鮮な溶融ガラスが前記停滞領域に
   入り込まないようにする工程を含むことを特徴とする請
   求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 溶融熱可塑性材料を１つの槽から別の槽
   へ前記両槽の間を連結する耐火スロートを通して流すが
   前記耐火スロートの腐食は防止する装置において、 第１の床を有する第１の槽と、 第２の床を有する第２の槽と、 前記第１と第２の槽の間を連結し、前記第１の床及び前
   記第２の床の面よりも低い位置に少なくとも１つの表面
   を有する耐火スロートと、 前記スロート内におかれ流入端及び流出端を有する耐火
   金属ダクト手段と、 前記ダクト手段の前記流入端と周囲の前記耐火スロート
   との間に溶融熱可塑性材料の停滞領域を作り、前記第１
   の槽から溶融熱可塑性材料の流れを受け取り、前記流れ
   を前記ダクト手段の前記流入端に輸送するための流入手
   段と、 前記ダクト手段の前記流出端と周囲の前記耐火スロート
   との間に溶融熱可塑性材料の停滞領域を作り、前記ダク
   ト手段の前記流出端から溶融熱可塑性材料の流れを受け
   取り、前記流れを前記ダクト手段の前記第２の槽に輸送
   するための流出手段、を含むことを特徴とする装置。
8. 【請求項８】 前記ダクト手段が前記第１及び第２の床
   面より低い位置にある前記スロート内におかれているこ
   とを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 【請求項９】 前記流入手段が溶融材料の流れを前記第
   １の槽から受け取るための上部端を有し、前記上部端は
   前記第１の槽の床面より高い位置にあることを特徴とす
   る請求項７記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記流出手段が前記溶融材料の流れを
    前記ダクト手段の前記流出端から前記第２の槽に輸送す
    るための上部端を有し、前記上部端は前記第２の床の面
    より高い位置にあることを特徴とする請求項７記載の装
    置。
11. 【請求項１１】 前記流入手段及び前記流出手段が耐火
    金属で作られ、前記耐火金属製ダクト手段の対向する両
    端に耐漏れ継手により結合されていることを特徴とする
    請求項７記載の装置。
12. 【請求項１２】 停滞する熱可塑性材料が前記耐火金属
    製部品を取り囲むことを特徴とする請求項１１記載の装
    置。
13. 【請求項１３】 前記ダクト手段の外側に沿った材料の
    流れを防止するために水冷フランジ手段が前記ダクトの
    両端の中間で前記ダクトのまわりに備えられていること
    を特徴とする請求項７記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記第１の槽がガラス溶解炉の溶解槽
    であり前記第２の槽が前記炉の精製槽であって、前記流
    入及び流出手段が前記溶解槽と精製槽との間で溶融ガラ
    スを流すために前記ダクト手段の両端に接続された直立
    管であることを特徴とする請求項７記載の装置。
15. 【請求項１５】 溶融ガラスをガラス溶解炉の１つの区
    域から耐火スロートを通して前記炉の別の区域に輸送し
    前記スロートの腐食は防止する輸送系において、 第１の床を有する第１の区域と、 第２の床を有する第２の区域と、 前記第１の区域と前記第２の区域との間を連結し、前記
    第１及び第２の床の面より低い位置に上部表面を有する
    耐火スロートと、 前記耐火スロート内に前記第１及び第２の床の面より低
    い位置に少なくとも一部があるようにおかれ、流入端及
    び流出端を有する耐腐食性ダクト手段と、 前記第１の床の面より高い位置にあって、前記第１の区
    域から溶融ガラスの流れを受け取り、前記流れを前記ダ
    クト手段の前記流入端に輸送するために前記ダクト手段
    の前記流入端に接続された耐腐食性流入手段と、 前記第２の床の面より高い位置にあって、溶融ガラスの
    前記流れを前記ダクト手段の前記流出端から受け取り、
    前記第２の区域に前記流れを輸送するために前記ダクト
    手段の前記流出端に接続された耐腐食性流出手段、を含
    むことを特徴とする輸送系。
16. 【請求項１６】 前記流入手段が、前記ダクト手段の前
    記流入端のまわりにガラス停滞領域を作り前記停滞ガラ
    スの前記領域からの流出を防止するために前記第１の床
    の面より上方に伸びている手段を含み、前記流出手段
    が、前記ダクトの前記流出端のまわりにガラス停滞領域
    を作り前記停滞ガラスの前記領域からの流出を防止する
    ために前記第２の床の面より上方に伸びている手段を含
    むことを特徴とする請求項１５記載の輸送系。
17. 【請求項１７】 前記耐腐食性手段が互いに出入り自由
    なように連結され、溶融ガラスの前記停滞領域への漏れ
    を防止するために耐漏れ継手で互いに固着されたモリブ
    デンで作られていることを特徴とする請求項１６記載の
    輸送系。
18. 【請求項１８】 前記区域の内少なくとも１つにあって
    前記区域の床の面と同じ面にある底表面を有し縁石壁と
    前記耐火スロートの上の仕切壁によって定められたトラ
    フが、前記区域の幅いっぱいに拡がることを特徴とする
    請求項１５記載の輸送系。
19. 【請求項１９】 前記区域の１つが前炉であることを特
    徴とする請求項１５記載の輸送系。