KR20150022774A - 용융 유리 유동 장치 - Google Patents

용융 유리 유동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은
- 소정의 직경의 유출구(2)를 갖는 유동 채널(1); 및
- 유동 채널의 유출구에서 용융 유리의 유동을 조절하는 장치
를 포함하고,
용융 유리의 유동을 조절하는 장치는
- 면적이 유동 채널(1)의 유출구(2)의 면적보다 더 작은 관통구(40)를 포함하는 제거 가능한 플레이트(4); 및
- 유동 채널(1)의 유출구(2) 또는 제거 가능한 플레이트(4)의 관통구(40)를 조절 가능하게 셔터링(shuttering)하기 적합한 움직이는 셔터링 수단(3)
을 포함하는, 유리 용융 퍼니스상에 설치하기 적합한 용융 유리 유동 장치에 관한 것이다.
본 발명은 단일 퍼니스가 매우 상이한 점도를 갖는 다양한 유형의 유리에 사용되도록 한다.

Description

용융 유리 유동 장치{DEVICE FOR POURING MOLTEN GLASS}
본 발명은 유리 용융 퍼니스에 사용되도록 의도된 용융 유리 유동 장치에 관한 것이다.
유리 용융 퍼니스는 탱크 바닥에 개구를 가질 수 있고, 상기 개구는 퍼니스로부터 장치, 예를 들어 내부 원심분리에 의해 유리 섬유를 제조하기 적합한 섬유화 장치를 향해 용융 유리를 유동시키도록 의도된다.
용융 유리의 점도는 그의 조성 및 그의 융점에 따라 변한다. 유리의 점도가 더 낮을수록 유리는 더 빨리 유동한다. 따라서, 점도가 상이할 수 있는 유리들, 즉, 매우 상이한 융점을 가질 수 있는 유리들 및/또는 매우 상이한 조성을 가질 수 있는 유리들을 용융시키기 위해 동일한 퍼니스를 사용하려 할 경우, 문제가 발생한다.
따라서, 매우 상이한 점도를 갖는 다양한 유형의 유리에 단일 퍼니스가 사용되도록 하는, 유동하는 용융 유리용 장치에 대한 필요성이 존재한다.
이러한 목적으로, 본 발명은
- 소정의 직경의 유출구를 갖는 유동 채널; 및
- 유동 채널의 유출구에서 용융 유리의 유동을 조절하는 장치
를 포함하고,
용융 유리의 유동을 조절하는 장치는
- 면적이 유동 채널의 유출구의 면적보다 더 작은 관통구를 포함하는 제거 가능한 플레이트; 및
- 유동 채널의 유출구 또는 제거 가능한 플레이트의 관통구를 조절 가능하게 셔터링(shuttering)하기 적합한 움직이는 셔터링 수단
을 포함하는, 유리 용융 퍼니스상에 설치하기 적합한 용융 유리 유동 장치를 제공한다.
다른 특징에 따라서, 제거 가능한 플레이트의 관통구는 타원형이다.
다른 특징에 따라서, 제거 가능한 플레이트의 관통구는 원형이다.
다른 특징에 따라서, 제거 가능한 플레이트(4)의 관통구는 다각형이다.
다른 특징에 따라서, 움직이는 셔터링 수단은 회전운동 또는 병진운동할 수 있다.
다른 특징에 따라서, 용융 유리 유동 장치는 또한 움직이는 셔터링 수단을 위한 정지부를 포함하고, 정지부는 움직이는 셔터링 수단에 의한 유동 채널의 유출구의, 또는 제거 가능한 플레이트의 관통구의 최대 폐쇄 위치를 결정한다.
다른 특징에 따라서, 유동 채널의 벽 및 유동 채널의 유출구는 각각 귀금속으로 이루어진 재킷으로 피복된다.
본 발명은 또한 상기 기재된 바와 같은 용융 유리 유동 장치가 장착된 유리 용융 퍼니스에 관한 것이다.
다른 특징에 따라서, 퍼니스는 내화 블록(refractory block)으로 이루어진 탱크 및 용융 유리에 침지된 하나 이상의 전극을 포함하는 전기 퍼니스이다.
다른 특징에 따라서, 제거 가능한 플레이트는, 용융 유리의 점도가 제거 가능한 플레이트 없이 용융 유리 유동 장치에 사용될 수 있는 가장 점성인 유리 점도의 적어도 20%보다 낮거나 또는 그와 동일한 경우에 사용된다.
본 발명은 또한 상기 기재된 퍼니스에서 광물 재료 조성물을 용융시키고, 이어서 용융된 광물 재료를 전환 부재, 예를 들어 섬유화 부재(fiberization member)를 통해 광물 재료로 이루어진 용품, 예를 들어 광물 섬유 또는 광물면(mineral wool)으로 전환하는 것을 포함하는, 광물 재료로 이루어진 용품의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 이제 도면과 관련하여 기재될 것이며,
도 1은 본 발명에 따른 용융 유리 유동 장치가 장착된 퍼니스의 단면도를 나타내고,
도 2는 본 발명에 따른 용융 유리 유동 장치를 더욱 정밀하게 나타내는, 도 1의 상세 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 용융 유리 유동 장치의 용융 유리의 유동을 조절하는 예시적 장치의 저면도를 나타내고,
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 용융 유리 유동 장치의 유동 채널 및 유동 채널의 유출구용 재킷(5a 및 5b)의 사시도를 나타낸다.
다양한 도면에서 동일한 참조 번호는 유사하거나 동일한 요소를 나타낸다.
본 출원 전체에서, 용어 "유리"는 본질적으로 또는 완전히 비정질 구조를 갖는 규산질 광물 재료를 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본 발명은 유리 용융 퍼니스로부터 용융 유리를 유동시키는 장치에 관한 것이다. 장치는 소정의 직경의 유출구를 갖는 유동 채널 및 유동 채널의 유출구에서 유리의 유동을 조절하는 장치를 포함한다.
유리의 유동을 조절하는 장치는 면적이 유동 채널의 유출구의 면적보다 더 작은 관통구를 포함하는 제거 가능한 플레이트, 및 유동 채널의 유출구 또는 제거 가능한 플레이트의 관통구를 조절 가능하게 셔터링하기 적합한 움직이는 셔터링 수단을 포함한다.
제거 가능한 플레이트 및 셔터링 수단은 모두 용융 유리의 유동 직경이 감소되도록 한다. 또한, 움직이는 셔터링 수단은 용융 유리의 유동이 조절되도록 한다. 움직이는 플레이트는 매우 낮은 점도의 유리에 특히 유용하다. 용융 유리의 유동 직경이 제거 가능한 플레이트에 의해 감소되므로, 움직이는 셔터링 수단에 의한 조절은 그것이 더 작은 구멍을 사용하여 수행되기 때문에 훨씬 더 정밀하다. 제거 가능한 플레이트가 없을 경우, 매우 낮은 점도를 갖는 유리에 대해서는, 움직이는 셔터링 수단으로 용융 유리의 유동 직경을 대량으로 감소시킬 필요가 있어 조절이 더욱 더 어려워질 것이다. 또한, 매우 낮은 점도의 유리에서, 오직 움직이는 셔터링 수단만이 용융 유리의 유동 직경을 감소시키는 데에 사용되는 경우 유리 결정화의 위험이 존재하며, 이는 유동 개구로부터 멀리 떨어진 일부 용융 유리가 셔터링 수단 상에 거의 이동하지 않고 남아있을 수 있기 때문이다. 유사하게, 움직이는 셔터링 수단이 냉각되는 경우, 오직 움직이는 셔터링 수단만이 매우 낮은 점도의 유리에 사용되는 경우 유리 결정화의 위험이 존재하며, 이는 이 경우 용융 유리가 큰 냉각 영역과 접촉하기 때문이다.
따라서, 제거 가능한 플레이트와 셔터링 수단을 조합하는 것은 유리 용융 퍼니스가 큰 점도 차이에 적합해지도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 용융 유리 유동 장치가 장착된 퍼니스의 단면도를 나타낸다.
용융 유리 유동 장치는 도 1의 것과 같은 퍼니스(6)상에, 예를 들어 도면에 나타낸 탱크 바닥에 설치되도록 의도된다.
퍼니스(6)는 상세한 설명에서 추가로 더욱 자세하게 기재될 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 용융 유리 유동 장치를 더욱 정밀하게 나타내는 도 1의 상세 단면도이다.
용융 유리 유동 장치는 도 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 퍼니스로부터 용융 유리를 공급하기 위한 개구상에 설치하기 적합한 유동 채널(1)을 포함한다. 바람직하게는, 제조 시설에서, 유동 채널(1)은 2개의 개방 단부를 갖는 튜브의 형태를 갖는다. 유동 채널(1)은 예를 들어 몰리브덴 또는 내화강(refractory steel)으로 이루어진다. 유동 채널(1)이 퍼니스 탱크 바닥상에 설치된 경우, 용융 유리는 유동 채널(1) 내로 그의 상부 단부를 통해 들어와 그의 하부 단부를 통해 배출된다. 용융 유리가 배출되도록 의도된 유동 채널(1)의 단부에서, 유동 채널은 유동 채널(1)의 내부 직경보다 더 작은 직경을 가질 수 있는 유출구(2)를 포함한다. 또한, 유출구(2)는 예를 들어 몰리브덴 또는 내화강으로 이루어진다. 유동 채널(1)의 유출구(2)에서의 직경은 예를 들어 20 내지 35 mm이다.
유동 채널(1) 및 유출구(2)는 용융 유리와 접촉하도록 의도된 벽 상에서 귀금속, 예를 들어 백금 또는 이리듐으로 이루어진 재킷(5a, 5b)으로 각각 피복되어 가능한 부식 및 조기 침식으로부터 유동 채널(1)을 보호한다. 재킷(5a, 5b)은 도 4a 및 4b에 더욱 자세하게 나타내어지며, 귀금속으로 이루어진 금속 필름으로부터 제조되고, 0.2 mm 이상의 두께, 바람직하게는 약 0.5 mm 두께이다.
용융 유리 유동 장치는 또한 유동 채널의 유출구에서 용융 유리의 유동을 조절하는 장치를 포함한다.
도 3은 용융 유리의 유동을 조절하는 예시적 장치의 저면도를 나타낸다.
용융 유리의 유동을 조절하는 장치는 움직이는 셔터링 수단(3)을 포함한다. 이 움직이는 셔터링 수단(3)은 유동 채널(1)의 유출구(2)로부터 유동하는 용융 유리의 유동을 조절하기 위해 유동 채널(1)의 유출구(2)를 더 크거나 더 작은 범위로 막을 수 있다. 움직이는 셔터링 수단(3)은 완전 개방 위치(도 3의 위치(a))와 완전 폐쇄 위치(도 3의 위치(c)) 사이에서 움직일 수 있다. 움직이는 셔터링 수단(3)은 극단 위치, 즉 "완전 개방" 위치(a)와 "완전 폐쇄" 위치(c) 사이의 임의의 위치(b)를 차지할 수 있다. 용융 유리의 유동 조절 장치는 움직이는 서터링 수단의 "완전 폐쇄" 위치(c)를 결정하는 정지부를 포함할 수 있다.
움직이는 셔터링 수단(3)은 예를 들어 도 3에 나타낸 예를 들어 로드(30)를 통해 회전축(35) 주위로 회전운동할 수 있는 개구가 없는 플레이트(unapertured plate)일 수 있다.
변형으로서, 움직이는 셔터링 수단(3)은 병진운동할 수 있는 개구가 없는 플레이트로 구성될 수 있다.
변형으로서, 움직이는 셔터링 수단(3)은 두 대향하는 방향으로 움직이도록 배치된 병진운동할 수 있는 2 개의 요소(하나가 다른 하나를 향하여 움직이거나, 또는 하나가 다른 하나로부터 먼 쪽으로 움직임)로 구성될 수 있다.
용융 유리의 유동을 조절하는 장치는 또한 면적이 유동 채널(1)의 유출구(2)의 면적보다 더 작은 관통구(40)를 포함하는 제거 가능한 플레이트(4)를 포함한다. 제거 가능한 플레이트의 관통구(40)의 치수는 용융 유리의 유동 개구가 유동 채널(1)의 유출구(2)에 비해 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상, 가장 바람직하게는 50% 이상 더 작게 만들어지도록 한다.
바람직하게는, 관통구(40)는 타원형이다. 변형으로서, 원형 또는 임의의 다른 적합한 형태, 예를 들어 사각형 또는 직사각형 또는 임의의 다른 다각형일 수 있다. 특히 타원형은 원형에 비해 회전축(35) 주위의 셔터링 수단(3)의 각운동 동안 차단된 영역을 더욱 일정하도록(regular) 한다.
제거 가능한 플레이트(4)는 예를 들어 스크류를 사용하여 유동 채널(1)의 유출구(2) 아래에서 퍼니스의 아래에 쉽게 고정될 수 있고, 쉽게 제거될 수 있다. 이 동작 동안, 퍼니스의 유출구는 폐쇄되고 움직이는 셔터링 수단(3)은 탈착된다. 제거 가능한 플레이트(4)는 따라서 수 분 내에 설치되거나 제거될 수 있다.
제거 가능한 플레이트(4)는 고온에서 유리에 의한 부식을 견디기 위해 바람직하게는 귀금속, 예를 들어 백금으로 이루어진다.
제거 가능한 플레이트가 설치된 경우, 움직이는 셔터링 수단(3)은 제거 가능한 플레이트(4)의 관통구(40)를 조절 가능하게 셔터링할 수 있다.
제거 가능한 플레이트(4)는 예를 들어 용융 유리의 점도가 제거 가능한 플레이트 없이 용융 유리 유동 장치에 사용될 수 있는 가장 점성인 유리 점도의 적어도 20%보다 낮거나 또는 그와 동일한 경우 사용된다.
바람직하게는, 움직이는 셔터링 수단(3)은 개구가 없는 플레이트의 두께 내에 배치된 냉각 시스템에 의해 냉각된다. 움직이는 셔터링 수단(3)의 냉각은 그의 수명을 증가시킨다.
본 발명은 또한 상기 기재된 용융 유리 유동 장치가 장착된 유리 용융 퍼니스(6)에 관한 것이다.
퍼니스(6)는 예를 들어 내화 블록으로 이루어진 탱크 및 용융 유리(7)에 침지된 하나 이상의 전극을 포함하는 전기 퍼니스이다.
퍼니스는 광물 재료, 예를 들어 유리 섬유 또는 유리 솜(glass wool)으로 이루어진 용품 제조에 사용하기 적합하다.
따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 퍼니스에서 광물 재료 조성물(유리)을 용융시키고, 이어서 용융된 광물 재료(용융 유리)를 전환 부재, 예를 들어 섬유화 부재를 통해 광물 재료로 이루어진 용품, 예를 들어 광물 섬유 또는 광물면으로 전환하는, 광물 재료(유리)로 이루어진 용품의 제조 방법에 관한 것이다.

Claims (11)

  1. - 소정의 직경의 유출구(2)를 갖는 유동 채널(1); 및
    - 유동 채널의 유출구에서 용융 유리의 유동을 조절하는 장치
    를 포함하고,
    용융 유리의 유동을 조절하는 장치는
    - 면적이 유동 채널(1)의 유출구(2)의 면적보다 더 작은 관통구(40)를 포함하는 제거 가능한 플레이트(4); 및
    - 유동 채널(1)의 유출구(2) 또는 제거 가능한 플레이트(4)의 관통구(40)를 조절 가능하게 셔터링(shuttering)하기 적합한 움직이는 셔터링 수단(3)
    을 포함하는, 유리 용융 퍼니스상에 설치하기 적합한 용융 유리 유동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제거 가능한 플레이트(4)의 관통구(40)는 타원형인 장치.
  3. 제1항에 있어서, 제거 가능한 플레이트(4)의 관통구(40)는 원형인 장치.
  4. 제1항에 있어서, 제거 가능한 플레이트(4)의 관통구(40)는 다각형인 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 움직이는 셔터링 수단(3)은 회전운동 또는 병진운동할 수 있는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 움직이는 셔터링 수단(3)을 위한 정지부를 포함하고, 정지부는 움직이는 셔터링 수단(3)에 의한 유동 채널(1)의 유출구(2)의, 또는 제거 가능한 플레이트(4)의 관통구(40)의 최대 폐쇄 위치(c)를 결정하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 채널(1)의 벽 및 유동 채널의 유출구(2)가 각각 귀금속으로 이루어진 재킷(5a, 5b)으로 피복되는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 장치가 장착된 유리 용융 퍼니스(6).
  9. 제8항에 있어서, 내화 블록(refractory block)으로 이루어진 탱크 및 용융 유리(7)에 침지된 하나 이상의 전극을 포함하는 전기 퍼니스인 퍼니스(6).
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 제거 가능한 플레이트(4)는, 용융 유리(7)의 점도가 제거 가능한 플레이트 없이 용융 유리 유동 장치에 사용될 수 있는 가장 점성인 유리 점도의 적어도 20%보다 낮거나 또는 그와 동일한 경우에 사용되는 퍼니스(6).
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항의 퍼니스에서 광물 재료 조성물을 용융시키고, 이어서 용융된 광물 재료를 전환 부재, 예를 들어 섬유화 부재(fiberization member)를 통해 광물 재료로 이루어진 용품, 예를 들어 광물 섬유 또는 광물면(mineral wool)으로 전환하는 것을 포함하는, 광물 재료로 이루어진 용품의 제조 방법.
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