TWI391338B - 浮法玻璃之製造裝置 - Google Patents

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Description

浮法玻璃之製造裝置
本發明係關於一種浮法玻璃之製造裝置，尤指一種使用浮製玻板法之浮法玻璃製造裝置。
此申請案主張於2009年2月13日在韓國申請之第10-2009-0011982號韓國專利申請案，其中全部內容合併於此以供參酌。
一般而言，使用浮製玻板法製造浮法玻璃(flat glass，亦稱sheet glass、flat glass或plate glass)之裝置，係用於製造具有預定寬度的帶狀連續平板玻璃，其係連續提供熔融玻璃至儲存於浮槽(float bath)中之流動熔融金屬(熔融錫等)上，此時熔融玻璃浮於熔融金屬上，以形成達到將近平衡厚度(因表面張力及重力作用)的熔融玻璃帶狀物，並將熔融玻璃帶狀物拉向接近浮槽出口的退火爐。
在此，熔融金屬舉例包括熔融錫或熔融錫合金，其比重大於熔融玻璃。熔融金屬係容置於浮室(float chamber)中，且其中將導入氫氣(H2 )及/或氮氣(N2 )的還原性氛圍。浮室中的浮槽包含熔融金屬於其中。浮槽為水平延伸的結構，且其中包括耐高熱材料，例如，底部墊塊(bottom blocks)。當熔融玻璃由浮槽的上游端移動至下游端時，其會在熔融金屬表面形成熔融玻璃帶狀物。熔融玻璃帶狀物會於浮槽的下游端處被取出，此稱為取出點(take-off point)，將其由熔融金屬移除，並傳送至下步驟的退火爐。
然而，由於浮室中的熔融金屬處於高溫態(例如，約600至1100℃)，故熔融金屬、熔融玻璃、大氣中的H2 及N2 、極少量的O2 、H2 O及S間會發生化學反應，因而產生雜質，其稱為「浮渣(dross)」。尤其，浮槽下游端(冷端)取出點處及取出點附近的溫度低於上游端(熱端)。因此，下游端處的熔融金屬溶解度會下降，接著，可能會出現金屬氧化物浮渣(例如SnO2 等)，並於下游端上累積。當熔融玻璃帶狀物由取出點取出時，浮渣會附著於熔融玻璃帶狀物的底部，並伴隨著熔融玻璃帶狀物而被拉離浮槽，因而導致刮損、瑕疵等，其可能對後續步驟及/或浮法玻璃產品造成不好的影響。
為了解決該些問題，至今已發展出各種技術方案。例如，日本專利公開案號SO45-30711揭露一種習知製作浮法玻璃的裝置，其包括具有近似T形區塊(T-shaped pocket)的匯集道(collecting channel)，T形區塊之平面係順著浮槽縱端部的側壁及後壁在橫向上些微地擴張開來。匯集道會形成預定角度，藉此，從暴露排出區域聚集於匯集道的浮渣可被導向該區塊處。浮渣則會由該區塊處排至浮槽外。
日本專利特開2000-128552號揭露另一種習知製作浮法玻璃的裝置，其包括第一流道及第二流道，其中第一流道延伸的方向係與浮法玻璃拉出方向交叉，而第二流道係與第一流道的一端連接，並與始自側壁外側的一屏障連通。該裝置係藉由分離的流道而使浮槽下游端的熔融金屬流回上游端。
然而，該些習知裝置係於浮槽下游端的兩側將浮渣(由浮槽中的致污物所形成)移除。但是，該些習知技術難以移除累積於下游端熔融玻璃帶狀物中心處下方的浮渣，若要移除該些浮渣，則應使用獨立的木製帶狀工具來打開側封部。於此操作環境下，當側封部被打開，浮槽可能更會被汙染，且可能無法確保操作上的安全性。因此，可能會使浮法玻璃產品的品質及程序穩定性劣化。
本發明是為了解決前述問題而設計，因此本發明的目的在於提供一種經過改良、用於製造浮法玻璃的裝置，其具有複數個形成於「支撐墊塊(lip block)」寬度方向之排放狹孔(discharge slit)，支撐墊塊位於浮槽層板塊之間的下游端。此裝置使流入的熔融金屬通過排放狹孔，朝浮槽側邊流回，如此可穩定移除浮在熔融金屬上之浮渣。
為了達成此目的，本發明浮法玻璃之製造裝置包括：一用於儲存熔融金屬之浮槽，該熔融金屬上流動有熔融玻璃，其中該熔融金屬於浮槽中流動，此裝置包括：複數個排放狹孔，其係穿透形成於該浮槽之一下游端之一障壁，以排出沖擊該障壁之熔融金屬及浮於該熔融金屬上的浮渣；一回流道，形成於該浮槽之橫向，且與該些排放狹孔連通；以及一浮渣收集構件，以收集流過該回流道的該浮渣。
較佳而言，該些排放狹孔中每一個具有：一入口，其高度大致相同於該熔融金屬的水平面，以准許過多的熔融金屬流出；以及一斜面，自該入口向外傾斜。
較佳而言，該浮渣收集構件包括；一收集盒，裝設於該浮槽之該下游端的各個相反側，且與該對應回流道連通；以及一槳葉(paddle)，可轉動式地裝設在該收集盒的一入口，用以刮去浮在沿著該浮槽兩側回流的熔融金屬上之該浮渣，以及將該浮渣收集於該收集盒中。
較佳而言，該回流道的面積自該浮槽中央朝該浮槽兩側逐漸增加。
較佳而言，該些排放狹孔的寬度自該浮槽中央朝該浮槽兩側逐漸減少。
較佳而言，本發明之裝置更包括一加熱單元，用以加熱流經該些排放狹孔及該回流道之該熔融金屬。
較佳而言，該加熱單元具有一加熱器。
本發明浮法玻璃之製造裝置，可有效地將聚集於浮槽下游端支撐墊塊附近的浮渣(雜質)回流至浮槽兩側，藉此改善浮法玻璃產品的品質並確保程序穩定性。
隨附圖式及本發明之詳細敘述係用來說明本發明較佳具體實施例，並更加闡明本發明之精神，據此，本發明不應侷限解釋為圖式所顯示的內容。
下文將參考隨附圖式，詳細敘述本發明較佳具體實施例。在敘述之前，應了解使用於本說明書及隨附之申請專利範圍之用語，不該被解釋為侷限在一般及字典上的意義，而是在發明人可適當定義用語的原則基礎上，基於對應於本發明之技術觀點作出最佳的解釋。因此，此處描述僅是為說明用之較佳實施例，不應限制本發明之範疇，應瞭解的是，可作其他不悖離本發明精神及範疇的相等物及修飾。
圖1為本發明較佳具體實施例之浮法玻璃製造裝置之平面示意圖。圖2為圖1之側視圖。
參考圖1及2，本發明一具體實施例中裝設浮法玻璃之製造裝置100，係使用所謂的浮製玻板法(float glass process)，以製造出浮法玻璃。此裝置100包括一浮室，該浮室具有一位於其較底部之浮槽110及一覆蓋該浮槽110頂部之頂蓋120。此浮室為具有輸入埠(圖未示)及輸出埠112之密閉型。
浮槽110貯存熔融金屬(M)，例如熔融錫、熔融錫合金等等。此熔融金屬(M)自浮槽110之上游端(在圖的左側)供應，而後隨著熔融玻璃(G)移動至下游端(在圖的右側)，且熔融金屬(M)因浮槽110裡的溫度梯度而自浮槽110的上游端流動至下游端，同時從浮槽110的中央流動至浮槽110的兩側，此溫度梯度為上游端(其維持在相對高的溫度下)及下游端之間的溫度差。熔融玻璃(G)亦由浮槽110之上游端流至下游端，並於取出點(take-off point，TO)被向上拉出，俾而自熔融金屬(M)表面移除，而後被引至下一步驟(請見箭頭C)的退火爐(圖未示)。
浮室中的氛圍係由氮氣及氫氣的混合氣體所形成，此混合氣體維持在略高於外部大氣的壓力，而熔融金屬(M)及熔融玻璃(G)帶狀物藉由電子加熱器(圖未示)，使其溫度維持約為800至1300℃。熔融玻璃(G)為無鹼玻璃、鈉鈣玻璃(soda-lime glass)等等。浮槽110中熔融金屬(M)流動產生的原理及結構，以及熔融玻璃(G)之輸入、帶狀化、移動及排出係一般浮製玻板法之習知技藝，在此不再贅述。
浮槽110具有複數個排放狹孔130、一回流道140及一浮渣收集構件150。排放狹孔130穿透下游端之障壁或支撐墊塊(lip block) 114，回流道140連通排放狹孔130及浮槽110側部，浮渣收集構件150係裝設在收集穿過回流道140流入之熔融金屬(M)及浮渣(D)。
排放狹孔130中每一個具有一入口132及一斜面134。入口132之高度大致相同於熔融金屬(M)的水平面，以准許過多的熔融金屬(M)流出。斜面134自入口132向外傾斜，較佳為斜面134的最大深度大致同於浮槽110的深度。
回流道140與排放狹孔130連通，且形成於大致平行於浮槽110橫向之支撐墊塊114內側，俾使穿過排放狹孔130流入之熔融金屬(M)及雜質或浮渣(D)朝浮槽110之兩側回流。此外，回流道140與連通浮槽110雙側之側孔142連接。
排放狹孔130與回流道140可藉由修飾支撐墊塊114並以管連接至經修飾的支撐墊塊而形成，或者可從頭設計形成。
排放狹孔130是用來排出沖擊支撐墊塊114(其係為下游端之障壁)的熔融金屬(M)，以及排放可能浮於熔融金屬(M)上的浮渣。排放狹孔130係穿過支撐墊塊114而形成複數個預定形狀，亦即，排放狹孔130各具有預定寬度及大致矩形斷面。較佳而言，排放狹孔130具有朝向浮槽110兩側逐漸減少的寬度(D1 >D2 >...>DN )，其係因為熔融金屬(M)流量自浮槽110中央朝浮槽110兩側逐漸增加，而寬度逐漸減少的排放狹孔130，可使各個排放狹孔130中熔融金屬(M)的輸入及輸出量一致，如此可以防止熔融金屬(M)不必要的攪動(如擾動)，以及在排放狹孔130及回流道140之間維持適合的熔融金屬(M)流。
於本發明另一具體實施例中，排放狹孔130可如圖3所示具有一致的寬度。或者，為確保熔融金屬(M)流動穩定，改變回流道140的面積，亦即回流道140的面積自浮槽110中央往浮槽110兩側逐漸增加，在浮槽110中央之回流道140的面積小於在浮槽110兩側之回流道140的面積。
如圖4所示，浮渣收集構件150包含一收集盒152及一槳葉154(paddle)。收集盒152裝設於浮槽110之下游端的各個相反側，且與回流道140連通，槳葉154可轉動式地裝設在或鄰近收集盒152的入口，用以刮去浮在沿著浮槽110兩側回流的熔融金屬(M)上之浮渣(D)，以及將浮渣(D)收集於收集盒152中。
收集盒152獨立裝設於浮槽110，且其大小足以容納自浮槽110之下游端回流的熔融金屬(M)。較佳而言，在收集盒152中製造出同於浮槽110之密閉式氣壓，且收集盒152具有一獨立盒門(圖未示)，能夠選擇性的開啟，以期完全移除自浮槽110流至此處的浮渣(D)。
槳葉154具有複數個圍繞該轉動軸156之葉片158，該轉動軸156係裝設於收集盒152側壁。轉動軸156係藉由驅動源155(如馬達或類似裝置)以預定速度轉動，葉片158的配置方式係使其轉動角大致相同於收集盒152入口熔融金屬(M)水平面的位置。換言之，當葉片158藉由轉動軸156轉動而旋轉時，若可刷除浮在熔融金屬(M)上的浮渣(D)，並藉由槳葉152將浮渣(D)收入收集盒152中，且對熔融金屬(M)流無任何實際影響，則葉片158邊緣與熔融金屬(M)之間的相對位置關係是足夠的。
根據上述具體實施例，在浮槽110之取出點(TO)或附近產生的浮渣會流向更遠至下游端穿過各個排放狹孔130，然後回流至浮槽110下游端兩側。透過此回流過程，浮渣(D)就會在槳葉154之葉片158旋轉間流入收集盒152，因此藉由支撐墊塊114在排放狹孔130及回流道140頂形成天屏，據此防止存在於熔融玻璃(G)移動路徑上之浮渣(D)附著於流動的熔融玻璃(G)，尤其可以防止熔融玻璃(G)全寬上不受浮渣(D)附著，而可減少浮法玻璃的不良率。
此外，可藉由獨立的匯集元件(圖未示)，收集浮於熔融金屬(M)上的浮渣(D)。匯集元件可設於排放狹孔130或回流道140附近，或浮槽110下游端的兩側。在此，該匯集元件舉例包括：藉由加熱熔融金屬(M)而分解浮渣(D)的設備、藉由冷卻熔融金屬(M)、機械捕取經分離的浮渣(D)及物理移除被捕取的浮渣(D)而分離浮渣(D)的設備等。
於本發明之具體實施例中，浮法玻璃製造裝置100更可包括一加熱單元160。加熱單元160係位於對應的回流道140，以增加沿著回流道140流動時被冷卻的熔融金屬(M)之溫度。加熱單元160可為電子加熱器，其設置係為了解決浮槽110下游端熔融金屬(M)溫度下降導致不必要氣體產生的問題。
在本發明另一具體實施例中，浮槽110可更具有一線性馬達(圖未示)，藉由施加行進磁場(traveling magnetic field)於通過排放狹孔130流入之熔融金屬(M)，使排放狹孔130及回流道140中之熔融金屬(M)及浮渣(D)產生回流。線性馬達數量可隨意變化，其可位於熔融金屬(M)的表面、或浮槽110之排放狹孔130及/或回流道140的側邊、底部或其他位置。線性馬達可以非接觸的方式直接驅動熔融金屬(M)，故具有可輕易控制流動的優點。線性馬達可藉由纏繞芯材形成梳狀主線圈(comb-shaped primary coil)、施加三相交流電電壓至線圈及磁化線圈來產生預定方向之行進磁場，所產生的行進磁場可提供驅動力至熔融金屬(M)。可根據需要，於操作該浮法玻璃製造裝置前，預先設定熔融金屬(M)之流動控制，或者，於操作該浮法玻璃製造裝置後，在製造玻璃的中途設定。當線性馬達運轉引起行進磁場時，熔融金屬(M)會於排放狹孔130及回流道140中產生回流。亦即，熔融金屬(M)(其上可能浮有浮渣(D))由下游端穿過排放狹孔130，沿著回流道140移動，且穿過側孔142回流至浮槽110之兩側。
此外，本發明並不侷限於上述具體實施例，且可作適當的修飾及改善，且可於範圍內任意選擇浮槽、熔融金屬、熔融玻璃、取出點、排放狹孔、回流道、浮渣回收構件等的材料、形狀、尺寸、類型、數量、位置等，以達到本發明目的，但本發明並不侷限於此。
如上所述，本發明浮法玻璃之製造裝置係使用浮渣回收構件，將熔融金屬經由排放狹孔及回流道回流至浮槽的兩側，並收集浮於熔融金屬上之浮渣。據此，可避免熔融金屬上的浮渣滯留於浮槽之下游端，以降低浮法玻璃的瑕疵率。
上文係參考該些限定具體實施例及圖式而描述本發明。然而，此處描述僅是為說明用之較佳實施例，不應限制本發明之範疇，應瞭解的是，可作其他不悖離本發明精神及範疇的相等物及修飾。
100．．．浮法玻璃製造裝置
110．．．浮槽
112．．．輸出埠
114．．．支撐墊塊
120．．．頂蓋
134．．．斜面
130．．．排放狹孔
132．．．入口
140．．．回流道
142．．．側孔
150．．．浮渣收集構件
160．．．加熱單元
G．．．熔融玻璃
M．．．熔融金屬
TO．．．取出點
D．．．浮渣
D1 ,D2 ,DN ．．．寬度
C．．．箭頭方向
152．．．收集盒
154．．．槳葉
158．．．葉片
156．．．轉動軸
155．．．驅動源
圖1係本發明一較佳具體實施例中浮法玻璃製造裝置之平面示意圖。
圖2係圖1之側面圖。
圖3係本發明另一較佳具體實施例中浮法玻璃製造裝置之平面示意圖。
圖4係圖1中浮渣收集構建之側面圖。
100．．．浮法玻璃製造裝置
110．．．浮槽
130．．．排放狹孔
142．．．側孔
140．．．回流道
160．．．加熱單元
150．．．浮渣收集構件
M．．．熔融金屬
G．．．熔融玻璃
D．．．浮渣
D1 ,D2 ,DN ．．．寬度
154．．．槳葉
152．．．收集盒
156．．．轉動軸
158．．．葉片

Claims (7)

  1. 一種浮法玻璃之製造裝置，其包括一用於儲存熔融金屬之浮槽，該熔融金屬上流動有熔融玻璃，該熔融金屬於該浮槽中流動，該裝置包括：複數個排放狹孔，穿透形成於該浮槽之一下游端之一障壁，以排出沖擊該障壁之熔融金屬及浮於該熔融金屬上的浮渣；一回流道，形成於該浮槽之橫向，且與該些排放狹孔連通；以及一浮渣收集構件，以收集流過該回流道的該浮渣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之浮法玻璃之製造裝置，其中，每一該些排放狹孔具有：一入口，其高度大致相同於該熔融金屬的水平面，以准許過多的熔融金屬排出；以及一斜面，自該入口向外傾斜。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之浮法玻璃之製造裝置，其中，該浮渣收集構件包括：一收集盒，裝設於該浮槽之該下游端的各個相反側，且與該對應回流道連通；以及一槳葉(paddle)，可轉動式地裝設在該收集盒的一入口，用以刮去浮在沿著該浮槽兩側回流的熔融金屬上之該浮渣，以及將該浮渣收集於該收集盒中。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之浮法玻璃之製造裝置，其中，該回流道的面積自該浮槽中央朝該浮槽兩側逐漸減少。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之浮法玻璃之製造裝置，其中，該些排放狹孔的寬度自該浮槽中央朝該浮槽兩側逐漸減少。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之浮法玻璃之製造裝置，更包括：一加熱單元，用以加熱流經該些排放狹孔及該回流道之該熔融金屬。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之浮法玻璃之製造裝置，其中，該加熱單元具有一加熱器。
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