JPH1149527A - ガラス処理方法および処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラスの処理効率が高く、処理排水中へのガ
ラス成分の溶出をなくし、構成が簡単で安価なガラス処
理方法および処理装置を提供すること。 【解決手段】 ガラス溶融炉から流下された溶融ガラス
を冷却する工程と、前記冷却された溶融ガラスを機械的
に破砕する工程と、破砕されたガラス片を空冷する工程
とを有することを特徴とするガラス処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信管、送信管あ
るいはＸ線管に代表される電子管等に広く利用されるガ
ラスを処理するガラス処理方法およびガラス処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子管等に使用される鉛ガラ
ス等においては、使用条件および使用環境等の要請か
ら、高品質化が求められている。一般に、ガラスの製造
は、各原料を調合した後、溶融し、成形することにより
行われているが、溶融ガラスでは表層部が外界と接して
いるために領域によって温度分布等に差が生じており、
溶融ガラスは領域によってガラスの成分組成が微妙に異
なっている。したがって、ガラスの高品質化を達成する
ために、溶融ガラスの表層部は一度除去され、溶融ガラ
スの内部領域のみがガラス材として用いられている。そ
して、除去された溶融ガラスの表層部を回収、再溶融し
て再利用するために、さまざまなガラス処理方法が試み
られてきた。すなわち、水砕法、固化回収法等に代表さ
れるガラス処理方法である。

【０００３】水砕法は、溶融炉の清澄槽側壁またはフォ
アハースの一部から溶融ガラスの表層部をオーバーフロ
ーして取り除き、オーバーフローして流下した溶融ガラ
スを水を流したシュートで受け水砕して、カレット（屑
ガラス）として回収・再利用する方法である。

【０００４】また、固化回収法は、溶融炉の清澄槽側壁
またはフォアハースの一部から溶融ガラスの表層部をオ
ーバーフローして取り除き、オーバーフローして流下し
た溶融ガラスを単に回収・固化して再利用する方法であ
る。

【０００５】しかしながら、水砕法においては、水砕し
たガラスが飛び散るためにカレットの回収率が低く、回
収されたカレットの水分含量が多いために再利用に際し
てはカレットの乾燥工程が別途必要であり、さらに多量
の水砕水が必要であるという問題があった。また、排水
となる水砕水中に、ガラス中の鉛等の成分が溶出して環
境を汚染するため、水砕水をさらに処理しなければなら
ないという問題があった。特に、排水中の鉛排出基準
は、平成７年に法改正された水質汚濁防止法に厳しく規
定されており、水砕水の処理に要する設備およびコスト
は益々かさむようになっている。そのため、水砕水を循
環使用してクローズド化する方法も用いられているが、
いずれ水砕中の鉛等の溶出成分が高濃度に達するために
水砕水を処理しなければならず、しかも水砕水が高温と
なるためにクーリングタワーを設置する必要があり、本
質的な解決には至っていない。

【０００６】また、固化回収法においては、回収したガ
ラスが塊状となるために運搬が困難であり、再利用に際
しては粉砕工程を経なければならず、粉砕に際しては防
塵対策を取らなければならないという問題があった。

【０００７】すなわち、水砕法、固化回収法等に代表さ
れるガラス処理方法では、処理効率が低く、また設備が
大がかりとなり、処理コストがかさむという問題があっ
た。

【０００８】このため、本出願人により先に特願平 8-2
2727号として、流下した溶融ガラスを所定温度以下に冷
却した後水砕することによって、鉛等のガラス成分の水
への溶出を大幅に低減できる方法が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】特願平 8-22727号の方
法は、ガラスを水砕により破砕しているので、粉塵の発
生が抑えられ再利用しやすい粒状に破砕できる利点があ
るものの、水砕に大量の流水を要し、高温のガラスが水
に接するため、排水へのガラス成分の溶出量低減には限
界があった。またガラス流出量が急増した場合等、水砕
が不完全となりシュート上での搬送トラブルが発生する
問題があった。

【００１０】本発明は、上記従来の問題を解決すべくな
されたもので、ガラスの処理効率が高く、排水中へのガ
ラス成分の溶出問題をなくし、構成が簡単で安価なガラ
ス処理方法および処理装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るガラス処理
方法は、ガラス溶融炉から流下された溶融ガラスを該ガ
ラスのガラス転移点以下まで冷却する工程と、前記冷却
された溶融ガラスを機械的に破砕する工程と、破砕され
たガラスを空冷する工程とを有することを特徴とする。

【００１２】本発明においては、溶融ガラスはガラス溶
融炉から流下されて外部からの衝撃により容易に破砕さ
れる温度まで冷却される。次いで、冷却された溶融ガラ
スは機械的に破砕される。この間、ガラスは水と接する
ことがないため、ガラス成分の排水中への溶出は生じな
い。また、この段階で適当な大きさに破砕されるので、
その後の運搬、貯蔵が容易となり、表面積の増大により
放熱が早まるので、空冷効果が大きく、コンベア搬送区
間の自然放冷でも十分低い温度まで冷却することができ
る。

【００１３】破砕前冷却時のガラスの温度は、ガラスの
軟化点前後、特に、ガラスが構造変化を起こし急激に硬
く脆くなるガラス転移点（転移温度）前後の温度にまで
冷却することで、その後の機械的破砕が確実かつ容易に
行える。

【００１４】本発明において、溶融ガラスを所定の温度
にまで冷却するにあたっては、急冷あるいは徐冷のいず
れでも問題はないが、溶融ガラスの各領域でのガラスの
成分組成を均一にし、流下させる溶融状態のガラスを少
ないスペースで機械的破砕可能な粘度にする観点から、
適度に急冷することが好ましい。

【００１５】本発明においては、排水中にガラス成分、
特に、Ｐｂ、Ｂａ、ＳｒあるいはＳｂ等の重金属成分を
溶出させないことが目的のひとつであるから、これら成
分を含むガラスの処理に好適する。

【００１６】また、本発明に係るガラス処理装置は、溶
融ガラスを流下させるガラス流下手段と、前記ガラス流
下手段により流下された溶融ガラスを冷却する冷却手段
と、前記冷却された溶融ガラスを機械的に破砕する破砕
手段とを有することを特徴とする。

【００１７】本発明においては、ガラス流下手段から流
下する溶融ガラスが、冷却手段に供給され、溶融ガラス
が所定の温度にまで冷却される。次いで、冷却された溶
融ガラスは機械的破砕手段に導入されて、破砕、回収さ
れる。本発明において、溶融ガラスの製造に際しては、
ガラス溶解用タンク窯、るつぼ窯あるいは電気溶融炉等
を好適に用いることができる。

【００１８】本発明において、溶融ガラスを流下させる
ガラス流下手段としては、溶融ガラスの表面部を流下さ
せうるものであれば特に限定はされず、例えば、オーバ
ーフローによって溶融ガラスの表面部を流下させるもの
が挙げられる。ガラス流下手段は、装置の簡素化等の観
点から、通常、ガラス溶解用タンク窯、るつぼ窯あるい
は電気溶融炉等からの溶融ガラスを温調し分配供給する
ためのフォアハースの一部に設置されるが、本発明は溶
融槽、清澄槽からのオーバーフローにも適用できる。

【００１９】また、溶融ガラスを冷却する冷却手段とし
ては、ガラスが機械的に破砕可能な粘度となる温度、例
えば、ガラスの軟化点前後、特に、ガラスが構造変化を
起こし急激に硬く脆くなるガラス転移点（転移温度）前
後の温度にまで溶融ガラスを冷却可能なものであればよ
い。溶融ガラスを連続的に冷却した場合、冷却手段が加
熱するのを防ぐ目的から、冷却手段には所定の温度を保
つための水冷式あるいは空冷式等の調節手段が通常備え
られる。

【００２０】冷却手段として水冷式ロールを用いた場合
には、流下する溶融ガラスが水冷式ロール間で冷却され
るとともに薄板状に押圧されるので、機械的破砕が容易
に行え、カレットとしても取扱いやすい性状にできる。

【００２１】さらに、破砕手段としては、一般にガラス
の破砕に用いられるものであれば特に限定されず、往復
式ハンマーや振動シュート等適宜用いることが可能であ
る。ただし、破砕手段をそれぞれに複数の突起を有し自
転可能に対向して配設された一対の回転体とし、この回
転体の対向する突起間にガラスを挟み込んで破砕する、
いわゆる羽根車を用いた方式が、破砕が確実で粒度を揃
えやすく装置自体をコンパクトにできるので利点が多
い。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明を実施するための形態について説明する。また、本発
明は、その要旨を逸脱しないならば、本形態に限定され
るものではない。

【００２３】図１は、本発明のガラス処理装置の一実施
形態を示した図である。

【００２４】図１において、符号１は、ガラスを溶融す
るためのガラス溶融炉、符号２は、ガラス溶融炉１で溶
融された溶融ガラス３を温調分配するためのフォアハー
ス、符号４は、フォアハース２の一部側壁に設けられ、
溶融ガラスの表層部を外部に流出させるための開口部、
符号５は、溶融ガラス３の流出口である。

【００２５】また、符号６は、流下した溶融ガラス３を
冷却、成形する板状処理装置、符号７は、板状処理装置
６により冷却された溶融ガラス３を破砕する破砕装置、
符号８は搬送コンベア、符号９は、搬送コンベア８によ
り搬送された溶融ガラス３が投入されるスクレパー式コ
ンベアである。

【００２６】ここで、板状処理装置６および破砕装置７
について説明する。図２は、板状処理装置６および破砕
装置７の一実施形態を示した側面図である。

【００２７】図２において、符号１０および１１は、モ
ータ１２の動力によって同調して回転し、図示しないが
内部に水冷のための通水管を有する円筒状ローラであ
り、円筒状ローラ１０と円筒状ローラ１１とは対向して
配設されている。また、不図示の供給源から所定の温度
の水を通水管に導入する給水口、通水管に導入された水
を排出する排出口とを備えている。これにより、ガラス
の冷却に必要な温度を保ちガラスの焼き付きを防止す
る。そして、円筒状ローラ１０、円筒状ローラ１１およ
びモータ１２は設置板１６上に設置され、設置板１６に
取り付けられた移動用車輪１７により、設置架台１８上
を移動可能に構成されている。したがって、トラブル等
により板状処理装置６が停止した場合でも、設置板１６
を容易に移動でき、その後の復旧作業が容易となる。な
お、円筒状ローラ１０と円筒状ローラ１１との間隔は調
整可能とされている。

【００２８】一方、設置架台１８下の板状処理装置６直
下には、破砕装置７が設けられている。破砕装置７に
は、モータ２１の動力によって同調して回転する一対の
羽根車２２，２３が対向配置されている。この羽根車２
２，２３には、それぞれに複数本の凸条２４が設けら
れ、羽根車２２，２３の回転に伴って羽根車２２，２３
間の軌跡に重なりをもちながら相互に接触することなく
回転できるよう配置される。羽根車２２，２３の周囲を
囲うカバー２５を設けることにより、破砕されるガラス
の飛散を防止し、下方の搬送コンベア８上へ落下させる
ようにする。

【００２９】次に、図１〜図２を用いて、本実施例のガ
ラス処理装置を用いたガラス処理方法の一実施形態を説
明する。

【００３０】はじめに、ガラス溶融炉１で溶融された溶
融ガラス３を、フォアハース２で調温する。次いで、フ
ォアハース２の一部側壁に設けられ、溶融ガラス３の表
層部のガラスを流出させるための開口部４の流出口５か
ら、溶融ガラス３の表層部のガラスをオーバーフローさ
せる。開口部４の真下には、上記板状処理装置６が配設
されており、流下する溶融ガラス３を円筒状ローラ１０
と円筒状ローラ１１との間に挟んで冷却するとともに、
リボン状に押圧する。このとき、モータ１２の駆動力に
よって、円筒状ローラ１０は反時計回りに、一方、円筒
状ローラ１１は時計回りに回転されている。また、溶融
ガラス３の温度は、ガラス流出量、円筒状ローラ１０お
よび円筒状ローラ１１中を流れる冷却水量等によって変
化するが、流下したとき９４０〜１０８０℃程度であっ
た溶融ガラスは、円筒状ローラ１０と円筒状ローラ１１
との間を通過した後で、５００〜６５０℃程度にまで冷
却される。

【００３１】次に、リボン状に押圧された溶融ガラス３
は、上記破砕装置７に導入される。破砕装置７の羽根車
２２，２３は、モータ２１の駆動力によって羽根車２２
が反時計回りに、一方、羽根車２３が時計回りに回転さ
れている。また両羽根車はリボン状ガラス３の板面を挟
んで対向し、かつ羽根車２２，２３間の凸条２４の回転
軌跡に重なりをもつので、リボン状ガラス３は羽根車２
２，２３の凸条２４に挟まれる衝撃と応力により破砕さ
れる。破砕後のガラス片３ａの大きさは、リボンの厚
さ、羽根車２２，２３の形状や凸条２４の間隔などを調
整することにより、再利用しやすい所望の大きさにする
ことができる。

【００３２】次いで、破砕されたガラス片３ａは搬送コ
ンベア８を経て、スクレパー式コンベア９に投入され
る。破砕されたガラス片３ａは搬送コンベア８上で空冷
される。この際、特に強制空冷しなくとも特に支障はな
い。スクレパー式コンベア９に水を溜めておくことによ
り、ガラス片３ａをさらに冷却してガラスの焼き付き、
ガラス片の残留やそれによるコンベア９の摩耗等を防止
する。最後に、スクレパー式コンベア９に溜まったガラ
ス片３ａ（カレット）は、スクレパー式コンベア９から
取り出されて集積され、乾燥した後、ガラス原料として
再使用される。

【００３３】なお、スクレパー式コンベア９の水は排出
することなく、蒸発等による減量分のみを補給すること
により、この系からの排水をなくし、ガラス成分を含む
工場排水をなくすことができる。本実施の形態では、ガ
ラス片３ａがスクレパー式コンベア９中で水と接触する
時点でのガラス温度は、搬送コンベアによる搬送距離・
時間、周囲温度などにもよるが、１００℃以下となって
おり、水中へのガラス成分の溶出量は高温での水砕に比
べて少なくなる。ただし、スクレパー式コンベア９中の
水は次第に濃縮されて、ガラス成分濃度が高くなるの
で、これを処理する際には、水分を取り除き溶出した成
分を固体として処分する。

【００３４】また、十分なスペースが確保できれば、ス
クレパー式コンベア９への投入を経ることなく、搬送コ
ンベア８から直接ガラス片３ａ（カレット）を集積する
ことも可能である。この場合、ガラス溶融炉から流下し
たガラスは一切水に接触しないので、工場排水へのガラ
ス成分の溶出防止をより確実にすることができる。

【００３５】以上によって、ガラス成分の排水中への排
出をなくすことができ、環境汚染の防止とともにガラス
原料としてのリサイクル性を高めることができる。

【００３６】なお、溶融ガラスをリボン状に成形するこ
とで、羽根車による破砕が容易となり、またガラスの表
面積が拡大しスクレパー式コンベアまでの搬送過程での
冷却速度を大きくする効果もある。

【００３７】上記板状処理装置６において、溶融ガラス
をリボン状にする条件は、円筒状ローラ１０と円筒状ロ
ーラ１１のローラ径等により変わるため一意には決まら
ないが、ローラ径が１６０ｍｍの場合には、例えば、以
下の条件を設定することで、溶融ガラスをリボン状に成
形できる。

【００３８】 ローラ回転数 ：３〜１０ｒｐｍ ローラ間隔 ：０．４〜１．５ｍｍ リボン厚 ：０．７〜１．５ｍｍ 冷却水量 ：５〜７ｌ／ｍｉｎ 冷却水の温度 ：２８℃ ローラ回転数は、上記の下限未満ではガラスが停滞して
回転が停止する恐れがあり、上記の上限を越えるとロ一
ラからのガラス離れが悪く、シュートにガラスが絡んだ
り飛散したりする。また、ローラ間隔は、上記の下限未
満ではガラスが停滞する恐れがあり、上記の上限を越え
るとリボン状にならない。また、ロ一ラ表面に突部を設
けてガラスリボンに周期的に薄肉凹条を形成し、この部
分で折れやすくことも可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、ガラス溶融炉から流下された溶融ガラスを一度冷却
した後、冷却された溶融ガラスを機械的に破砕し、空冷
するので、ガラスと水との接触をなくすことができ、ガ
ラス成分を含む排水の排出が防止され、環境汚染を抑制
し、構成が簡単で安価なガラス処理方法を提供すること
ができる。また処理されたガラスは、適当な大きさに破
砕されているので、カレットとしてのリサイクル性にも
優れている。

【００４０】また、本発明によれば、溶融ガラスを流下
させるガラス溶融手段の後段に、ガラス溶融手段により
流下された溶融ガラスを冷却する冷却手段と、冷却され
た溶融ガラスを機械的に破砕する破砕手段とを有してお
り、破砕処理前に溶融ガラスを所定の温度にまで冷却
し、その後に破砕処理を行うことができるので、ガラス
の処理効率が高く、環境汚染を抑制し、構成が簡単で安
価なガラス処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラス処理装置の一実施形態を示した
図。

【図２】板状処理装置（冷却手段）および破砕装置（破
砕手段）の一実施形態を示した側断面図。

【符号の説明】

１………ガラス溶融炉 ２………フォアハース ３………溶融ガラス ４………開口部 ５………流
出口 ６………板状処理装置（冷却手段） ７………破砕装
置（破砕手段） ８………搬送コンベア ９………スクレパー式コンベ
ア １０………円筒状ローラ １１………円筒状ローラ
１２………モータ １６………設置板 １７………移動用車輪 １８…
……設置架台 ２１………モータ ２２………羽根車 ２３………
羽根車

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス溶融炉から流下された溶融ガラス
   を該ガラスのガラス転移点以下まで冷却する工程と、前
   記冷却された溶融ガラスを機械的に破砕する工程と、破
   砕されたガラスを空冷する工程とを有することを特徴と
   するガラス処理方法。
2. 【請求項２】 前記ガラスがＰｂ、Ｂａ、ＳｒおよびＳ
   ｂからなる群より選択される少なくとも１つの元素を含
   有するガラスであることを特徴とする請求項１記載のガ
   ラス処理方法。
3. 【請求項３】 溶融ガラスを流下させるガラス流下手段
   と、前記ガラス流下手段により流下された溶融ガラスを
   冷却する冷却手段と、前記冷却された溶融ガラスを機械
   的に破砕する破砕手段とを有することを特徴とするガラ
   ス処理装置。
4. 【請求項４】 溶融ガラスを流下させるガラス流下手段
   と、前記ガラス流下手段により流下された溶融ガラスを
   冷却する自転可能に対向して配設された一対の水冷式ロ
   ールと、前記水冷式ロール間を通過したガラスを破砕す
   るそれぞれに複数の突起を有し自転可能に対向して配設
   された一対の回転体とを有し、この回転体の前記突起間
   にガラスを挟み込んで破砕することを特徴とするガラス
   処理装置。
5. 【請求項５】 前記ガラスがＰｂ、Ｂａ、ＳｒおよびＳ
   ｂからなる群より選択される少なくとも１つの元素を含
   有するガラスであることを特徴とする請求項３または４
   に記載のガラス処理装置。