JPS6117427A - 溶融ガラスの冷却方法及びガラス溶解炉の冷却槽 - Google Patents

溶融ガラスの冷却方法及びガラス溶解炉の冷却槽

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JPS6117427A
JPS6117427A JP59137672A JP13767284A JPS6117427A JP S6117427 A JPS6117427 A JP S6117427A JP 59137672 A JP59137672 A JP 59137672A JP 13767284 A JP13767284 A JP 13767284A JP S6117427 A JPS6117427 A JP S6117427A
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Seiichiro Manabe
真鍋 征一郎
Akira Hoshino
星野 顕
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/04Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in tank furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/225Refining
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/23Cooling the molten glass

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、溶解ガラスの冷却方法及びガラス溶解炉の冷
却槽に関する。
(従来の技術) 第1図は、板ガラスを製造する従来の連続式ガラス溶解
炉の平面図を示し、第2図は同ガラス溶゛解炉の側面図
を示す.ガラス溶解炉(1)は溶解槽(2)と冷却槽(
3)を有し、両槽の間には仕切部(0が設けられる.溶
解槽(2)の一方の端部には原料投入口(5)を形成す
ると共に、その両側に蓄熱室(fl)、(8)を備える
。原料投入口(5)からは定期的に原料が投入される。
溶解槽(2)の両側槽(2)の両側壁の吹出口(7)か
らは重油を燃焼させた火炎が与えられ、蓄熱室(8)、
(8)の燃焼用空気の予熱作用も加わって、溶解槽(2
)の内部は1800℃程度に保持される。この温度によ
り溶解槽(2)内で原料が溶融する。
溶解槽(2)において溶融会均質化・脱泡したガラスは
、仕切部(4)を通って冷却槽(3)へ流れ出す。冷却
槽(3)では、溶融ガラスを冷却すると共に、素地中に
残存する微細気泡を冷却過程を通して素地の中に溶解吸
収させる。この吸収作用によってガラス中の泡を減少し
、製品の品質を高める。冷却槽(3)で冷却されたガラ
スは引出口(8)から引き出される。
上記の従来のガラス溶解炉では1図示されるように溶解
槽(2)に比較し、冷却槽(3)が寸法的に大きい。こ
れは窯外壁からの熱放散によって溶融ガラスを自然冷却
しているためである。このため、冷却槽(3)の表面か
らの無駄な放散熱が多く、また冷却槽(3)からの排熱
を有効に利用しようとする構成も採用されていない。従
ってエネルギー損失が大きいという欠点を有している。
更に、冷却槽(3)が大きいということが、設備コスト
を高くし、溶融ガラス組成の変更時において時間を要す
るという不具合を生じる。
本発明者は、上記問題に鑑みこれを有効に解決すべく本
発明を成したものである。
(発明の目的) 本発明の目的は、冷却時間を大巾に短縮しつつ素地中に
残存する気泡を有効に素地中に吸収すると共に、排熱を
再利用する溶融ガラスの冷却方法を提供し、且つ冷却槽
を小型とし経済的に造れるようにすると共にガラス素地
を冷却する時の排熱を回収し有効利用を企図するガラス
溶解炉の冷却槽を提供することにある。
(発明の構成) 而して本発明は、溶融ガラスを冷却する方法において、
溶融ガラスが泡の吸収速度が最大である温度の前後にあ
るときに徐冷し、その他の温度領域で急冷するように構
成したことを要旨とする。
また本発明は、ガラス溶解炉の冷却槽において、冷却槽
を急冷と徐冷から成る少なくとも三つの区間によって形
成し、各区間には所要の温度範囲、冷却速度を設定する
ように構成したことをその要旨とする。
(実施例) 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。
第3図乃至第5図は本発明に係るガラス溶解炉(11)
を示し、第3図は平面図、第4図は縦断面図、第5図は
第4図中のA−A線断面図である。
(12)は溶解槽であり、溶解槽(12)には原料投入
口(13)が形成されると共に、溶解槽(12)の両側
には蓄熱室(14) 、(14)が設けられ、それぞれ
吹出口(15)・・・でつながっている。吹出口(15
)・・・からは重油を燃焼させて生じた火炎が与えられ
、原料を溶融させ、溶解槽(12)の中にはガラス素地
(16)が蓄えられる。原料は、少なくとも1500℃
の熱を30分以上受け、1500〜1550’Cの温度
で冷却槽(17)に流入する。
冷却槽(17)は1幅において溶解槽(12)よりも4
0〜80%程度短くなり、深さにおいて0.2〜0.4
a程度になる0寸法的には従来の冷却槽よりも小型とな
り、ガラス素地の収容量は従来の115〜1/6となる
。冷却槽(17)の内部空間は三つの区間(1?a) 
(17b)、(17c)に分けられ、一方の端は前記溶
解槽(12)に通じ、他方の端は引出口(18)となっ
ている、各区間(17a)、(17b)、(17c)と
溶解槽(12)のそれぞれの間には、仕切部(18)・
・・が配設される。
区間(1?a) 、 (17b) 、 (17c)にお
いて、区間(17a)。
(17c)は強制冷却区間であり、区間(1?b)は自
然冷却区間である。従って(17a)、(17c)では
急冷され、区間(17b)では徐冷される。区間(17
a)。
(17c)の強制冷却手段としては、第5図に示すよう
に天井部に多数の輻射冷却装置(20)・・・が設けら
れる。輻射冷却装置(20)・・・によれば、孔(20
a)・・・を通して冷却槽内に空気が吹き込まれ、この
空気に基づきガラス素地(16)が輻射及び伝導によっ
て冷却されることになる。また冷却槽(17)の各区間
(17a)、(17b)、(17c)は、第5図に示さ
れるように、れんが(21)で形成された装置の全周囲
を保温部材(22) 、(22)を取り付けて囲み、こ
の保温部材(22)、(22)によって冷却槽の外面を
厳重に保温し、放散される熱をできるだけ抑えるように
している。
上記において、各区間(1?a)、(17b)、(1?
c)の温度範囲は例えばソーダライムシリケイト系ガラ
ス等においては、区間(17a)で初期温度〜1420
℃、区間(17b) テは1420〜1370℃、区間
(17c)では1370℃以下と設定される。また各区
間の冷却速度は、区間(17a)で3℃/分以上1区間
(17b)で2’C/分以下、区間(17c)で再び3
℃/分以下に設定する。
次に一ヒ記のように温度範囲、徐冷速度を設定した理由
を、第6図、第7図を参照して述べる。第6図は冷却過
程における泡散の変化を示し、縦軸は泡の残存個数を比
で表したものである0wr16図中(a)は冷却速度2
℃/分、(b)は3℃/分、(C)は4℃/分、(d)
は6℃/分である。第7図は温度と泡の減少速度との関
係を示し、本図における徐冷速度は2℃/分である。ま
たこの特性を得るに当って使用されたガラスはソーダラ
イムシリケイトガラス系のもので、その成分は、 5i
0270.91重量%、AΩ2031.89重量$、F
e2030.071重量% 、Ca08.76重量% 
、Mg03.92重it% 、 Na2O13,45重
量%、  K、O(1,82重量%、5O30,29重
量2である。
第6図、第7図で明らかなように、斯かるガラスの泡吸
収特性では、1380℃前後の温度範囲で泡吸収速度が
最大となり、少なくともその温度領域を冷却速度2°C
/分以下で徐冷すれば、泡の減少効率が最大となり、且
つ素地中の泡の個数が急激に減少する。従ってこのよう
なガラス素地中における冷却中の泡の減少過程によれば
、1380℃前後・の温度範囲においてのみ泡が最も効
果的に減少するように冷却速度2℃/分以下(好ましく
は1℃/分以下)徐冷するようにし、その他の温度範囲
では冷却を促進するべく強制冷却によって例えば3℃/
分以上で急冷を行うことが可能となる。上記1380℃
前後に於る泡減少のピークは、残存する泡がSO2であ
り、1390℃前後で溶解ガラス中に急速に溶解するた
めと考えられる。
前記の如く冷却槽(17)を、急冷、徐冷、急冷の三つ
の区間に分けて構成したため、冷却槽(17)を寸法的
に大きく形成する必要はなくなった。そして、区間(1
7a)、(1?c)では、輻射冷却装置(20)・・・
を設けて吹き込んだ空気でガラス素地(16)の有する
熱を吸収し、この熱風を槽外に取り出して、更に熱風の
有効利用を図ることができる。冷却槽(17)の深さは
上述のように浅くしたが、浅くすることによって冷却槽
の引出し側から溶解槽側へ流れる冷却槽底面の還流を抑
制することができ、深さ方向の温度差を減じることによ
り底面部の温度を調節することが可能となり、かつ冷却
された還流素地の再加熱に要するエネルギーを省くこと
ができる。
なお、冷却槽(17)の区間の数は少なくとも三つであ
り、それ以上であってもかまわない、何故なら泡の種類
によって吸収ピークの温度が異ることが考えられるから
である。強制冷却手段は、空冷以外に水冷管をガラス素
地内に配設し、水冷を行う方法もある。この場合には前
記仕切部(19)・・・は必要はない。
なお本発明に係る冷却方法は、連続式のガラス溶解炉の
みではなくその他の方式、例えばルツボによるガラス溶
解にも適用することができる。
(発明の効果) 以上の説明で明らかなように本発明によれば。
ガラス素地を冷却するに際し、一定の温度範囲のみを所
定速度で徐冷し、その他の範囲を急冷することができる
ため、冷却時間を短縮化することができ且つ冷却工程を
制御することができる。
また本発明によればガラス素地を冷却するに際し強制冷
却区間を設けるようにしたため、冷却槽全体を小さくし
、且つ浅くすることができ、これによりエネルギーの損
失を大幅に低減することができると共に、冷却槽の設備
コストを低減することができる。
また強制冷却手段によって得たガラス素地からの廃熱は
1.外部に取り出すことによってこれを有効利用するこ
とができる。また冷却槽の外周囲には保温部材を設ける
ようにしたため、エネルギー損失の一層の低減、熱の有
効利用を達成することができる。
上記の如く冷却槽を小型にすることができたため、収容
されるガラス素地の量が小さくなり、素地の組成変更が
迅速且つ簡単に行うことができると共に、冷却槽の温度
部分を容易に強制でき、制御し易いガラス溶解炉となる
。なお、前記実施例はソーダ・ライム・シリケートガラ
ス中の803泡について記したが硼珪酸ガラスについて
は約1400°CにS03泡吸収のピークのあることが
本願発明者等によって見つけられており、ガラスの組成
によってまた泡の種類によって例えば02泡やH2O泡
で泡吸収ピークの温度が変ることは当然である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のガラス溶解炉の平面図、第2図は同ガラ
ス溶解炉の縦断面図、第3図は本発明に係るガラス溶解
炉の平面図、第4図は同ガラス溶解炉の縦断面図、第5
図は第4図中のA−A線断面図、第6図は冷却過程にお
ける泡散の変化を冷却速度に応じて示した特性図、第7
図は徐冷速度が2℃/分のときの温度と泡の減少速度と
の関係を示した特性図である。 図面中、(11)はガラス溶解炉、(12)は溶解槽、
(13)は原料投入口、(14)は蓄熱室、(1B)は
ガラス素地、(17)は冷却槽、(20)は輻射冷却装
置、(22)は保温部材である。 特許出願人  日本板硝子株式会社 代理人 弁理士  下 1)容一部 間   弁理士   大  橋  邦  部同  弁理
士  小  山    有 第7図 過度(0C)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶融ガラスを冷却する方法において、溶融ガラス
    の平均温度が泡の吸収速度が最大である温度の前後にあ
    るときに徐冷し、その他の温度領域で急冷するようにし
    たことを特徴とする溶融ガラスの冷却方法。
  2. (2)前記徐冷状態における冷却速度を2℃/分以下、
    かつ徐冷温度範囲を泡の吸収速度が最大の温度±20℃
    としたことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載
    の溶融ガラスの冷却方法。
  3. (3)溶解槽の下流側に冷却槽を備え、該溶解槽で溶融
    したガラス素地を該冷却槽で冷却し、引出部から引出す
    ようにしたガラス溶解炉において、 上記冷却槽の内部に、上記溶解槽側から急冷、徐冷、急
    冷の少なくとも三つの区間を形成するとともに前記徐冷
    区間が、溶融ガラスの平均温度において、溶融ガラスの
    泡吸収温度が最大である温度の±20℃の範囲となるよ
    うにしたことを特徴とするガラス溶解炉の冷却槽。
  4. (4)前記第一、第二の急冷区間の冷却速度を3℃/分
    以上、前記徐冷区間の冷却速度を2℃/分以下としたこ
    とを特徴とする前記特許請求の範囲第3項記載のガラス
    溶解炉の冷却槽。
JP59137672A 1984-07-02 1984-07-02 溶融ガラスの冷却方法及びガラス溶解炉の冷却槽 Granted JPS6117427A (ja)

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