TWI395725B - The support structure of the riser or descending tube of the vacuum degassing device - Google Patents

Description

減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造

本發明係關於減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，具體而言，係與白金或白金合金製之上昇管或下降管的支撐構造相關。此外，本發明係與使用前述支撐構造當做上昇管及下降管的支撐構造使用之減壓脫泡裝置及減壓脫泡方法相關。

第3圖係減壓脫泡裝置之一般構成的剖面圖。第3圖所示之減壓脫泡裝置100係用以執行熔解槽200中之熔融玻璃G之減壓脫泡及連續供應給下一處理槽之處理。第3圖所示之減壓脫泡裝置100，圓筒形狀之減壓脫泡槽102係以長軸配向於水平方向之方式收容配置於減壓殼體101內。減壓脫泡槽102之一端下面以配向於垂直方向之方式裝設著上昇管103，另一端下面則裝設著下降管104。上昇管103及下降管104之一部份收容配置於減壓殼體101內。減壓殼體101內，減壓脫泡槽102、上昇管103、以及下降管104之周圍，配設著用以對其進行隔熱覆蓋之隔熱用磚等隔熱材107。

減壓脫泡裝置之上昇管及下降管係使用如白金、或白金－金合金及白金－銠合金之白金合金製之中空管。然而，因為白金或白金合金都是昂貴的材料，故中空管之厚度係愈薄愈好。因此，一般係在白金或白金合金製之中空管之周圍配設支撐構造，利用該支撐構造負擔導管之機械強度。

與高溫熔融物用導管的支撐構造相關之專利文獻1，揭示著減壓脫泡裝置之上昇管及下降管的支撐構造。專利文獻1中，用以支持上昇管16及下降管18的支撐構造31之支持裝置30，具有承受板32及上推手段36。承受板32係矩形，固定於上昇管16之下端部。承受板32載置著隔熱用之磚28A、28A、…，隔熱用之磚28A、28A、…係以覆蓋上昇管16之方式配設於上昇管16之周圍。

上推手段36係利用線圈彈簧46之彈推力，將承受板32以向上推之方式進行彈推。載置於承受板32之隔熱用之磚28A被向上推，而使隔熱用之磚28A之上端部抵接於壓制蓋48。藉此，支持著配設於上昇管16及上昇管16之周圍之隔熱用之磚28A。配設上推手段36之理由，係減壓脫泡裝置在溫度上昇等時，用以防止白金製之上昇管16及下降管18與隔熱用之磚28A之熱膨脹差導致磚28A之間出現間隙。磚28A之間若出現間隙，可能導致白金製之上昇管16及下降管18破損。因此，利用上推手段36將磚28A向上推並使磚28A之上端部抵接於壓制蓋48，可以防止磚28A之間出現間隙。

專利文獻1之支撐構造31，上昇管16之外側之上下方向隔著特定間隔h具有圓板狀之凸緣(突起部)16A、16A、…，積層於上昇管16外側之磚28A、…之相接觸之上側之磚28A及下側之磚28A之間夾持著凸緣16A。因為白金製之上昇管16之熱膨脹率大於隔熱用之磚28A、…之熱膨脹率，上下方向相鄰接之凸緣16A、16A之間之上昇管16之膨脹延伸大於配置於凸緣16A、16A之間之磚28A。因此，上昇管16之軸線方向之膨脹延伸受到磚28A的抑制，而朝上昇管16之內側方向彎曲變形成彎曲狀或波狀。亦即，上昇管16整體之軸線方向之膨脹延伸相當於積層之磚28A、…之膨脹延伸。藉此，因為上昇管16及磚28A之熱膨脹差分別分散於上下方向相鄰接之凸緣16A、16A之間，產生熱膨脹之上昇管16之彎曲變形量分別均等地分散至鄰接之凸緣16A、16A之間，而將上昇管16之彎曲變形量抑制於較小。專利文獻1之隔熱用磚28A係以氧化鋯系之電鑄磚為例，並記載著對熔融玻璃G具有耐蝕性。此外，上述之符號係依據專利文獻1之記載。

專利文獻1：日本特開平09-059028號公報

本發明者發現專利文獻1的支撐構造，配設於上昇管及下降管周圍之隔熱用磚之熱膨脹所產生之延伸會造成問題。

如上面所述，專利文獻1的支撐構造之構成上，係利用在上昇管外側之上下方向以特定間隔配設著凸緣將白金製上昇管及隔熱用磚之熱膨脹差分散於凸緣之間，上昇管 整體之軸線方向之膨脹延伸相當於積層於上昇管周圍之隔熱用磚之膨脹延伸。

專利文獻1的支撐構造時，係利用上推手段將隔熱用磚向上方彈推，隔熱用磚之膨脹延伸會施加於該磚之上端部及抵接之壓制蓋。壓制蓋具有承受隔熱用磚之膨脹延伸並使其朝下方逃逸之機能。隔熱用磚之膨脹延伸若到達位於壓制蓋之上方之減壓脫泡槽，則減壓脫泡槽可能會破損。因此，壓制蓋熔接於減壓殼體。

因為電鑄磚具有良好之耐熱性及對熔融玻璃之耐蝕性，而被廣泛地當做玻璃窯之爐材來使用，亦可視為適用於減壓脫泡裝置之上昇管及下降管的支撐構造之良好材料。然而，與耐火隔熱磚或一般耐火磚相比，電鑄磚的熱膨脹率較高。將電鑄磚當做專利文獻1的支撐構造之隔熱用磚使用時，熱膨脹所產生之膨脹延伸大於使用耐火隔熱磚或一般耐火磚時。因此，電鑄磚發生熱膨脹時，因為電鑄磚之膨脹延伸而施加於壓制蓋之力，會大於使用耐火隔熱磚或一般磚時。而且，因為電鑄磚之例如壓縮強度之機械強度大於耐火隔熱磚或一般耐火磚，故電鑄磚之膨脹延伸施加於壓制蓋時，可能會導致壓制蓋之破損或變形。

因此，本發明之目的係提供使耐火磚之熱膨脹所造成之膨脹延伸逃逸至下方而防止耐火磚之膨脹延伸所產生之破損或變形之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造、使用該支撐構造之熔融玻璃之減壓脫泡裝置、以及使用該減壓脫泡裝置之熔融玻璃之減壓脫泡方法。

為了達成上述目的，本發明提供一種減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造(以下稱為「本發明的支撐構造」)，係針對於具有上昇管、減壓脫泡槽、及下降管之減壓脫泡裝置，在白金或白金合金製之上昇管或下降管之周圍配設著耐火磚而成之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，其特徵為，在前述耐火磚之上方，配設著從在760℃時之潛變強度(JIS Z2271：1993年)為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成之熱膨脹逃逸構件。本發明時，上昇管或下降管的支撐構造係指上昇管及下降管之其中任一方或雙方的支撐構造。

本發明的支撐構造時，前述耐火磚之在1500℃時之熱線膨脹率(JIS R2207：2003年)應為0.5%以上，壓縮強度(JIS R2206：2003年)應為150MPa以上。

本發明的支撐構造時，前述耐火磚應從氧化鋁質電鑄磚、氧化鋯質電鑄磚、以及氧化鋁－氧化鋯－氧化矽(AZS)質電鑄磚所構成之群組當中所選擇之至少其中之一。

本發明的支撐構造時，前述熱膨脹逃逸構件應以鎳合金做為構成材料。

此外，本發明係提供使用本發明的支撐構造之減壓脫泡裝置。

此外，本發明係提供使用具有上昇管、減壓脫泡槽、以及下降管之減壓脫泡裝置來實施熔融玻璃之減壓脫泡之方法，係使用本發明的支撐構造當做與前述減壓脫泡槽連接之上昇管或下降管的支撐構造之熔融玻璃之減壓脫泡之方法。

本發明的支撐構造在配設於減壓脫泡裝置之上昇管或下降管之周圍之耐火磚發生熱膨脹時，可以防止該耐火磚之膨脹延伸所產生之熱膨脹逃逸構件破損或變形。

此外，因為本發明的支撐構造所使用之耐火磚具有優良耐熱性，減壓脫泡裝置之加熱溫度不會因為配設於上昇管或下降管之周圍之耐火磚而受到限制。此外，因為使用於本發明的支撐構造之耐火磚對熔融玻璃具有優良耐蝕性，即使熔融玻璃從上昇管或下降管外漏時，熔融玻璃亦不會對耐火磚造成明顯侵蝕。此外，運轉中之高溫環境下、溫度上昇時，耐火磚間之接縫亦不會擴大。

因為本發明之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管之支撐採用本發明的支撐構造，溫度上昇時或運轉中，熱膨脹逃逸構件不會有破損或變形或耐火磚間之接縫擴大之問題，熱膨脹逃逸構件無需更換耐火磚等即可長期使用。因此，利用本發明之減壓脫泡裝置可以提高玻璃之生產性。此外，可以降低玻璃之製造成本。

此外，因為減壓脫泡裝置之溫度不會因為配設於上昇管及下降管周圍之耐火磚而受到限制，減壓脫泡裝置之溫度可以採用考慮脫泡特性及熔融玻璃之流動特性等之最佳溫度。

以下，參照圖面針對本發明進行說明。第1圖係具有本發明的支撐構造之減壓脫泡裝置之剖面圖。第1圖所示之減壓脫泡裝置1係用以執行熔解槽20中之熔融玻璃G之減壓脫泡及連續供應給下一處理槽之處理。

減壓脫泡裝置1具有使用時使其內部保持減壓狀態之減壓殼體11。一般而言，不鏽鋼製之減壓殼體11內收容配置著長軸配向於水平方向之圓筒形狀之減壓脫泡槽12。減壓脫泡槽12之下面之側端附近，裝設著配向於垂直方向之上昇管13及下降管14。上昇管13及下降管14之一部份收容配置於減壓殼體11內。

減壓脫泡裝置1之減壓脫泡槽12、上昇管13、以及下降管14係白金或白金合金製之中空管。

白金合金之具體實例如白金-金合金及白金-銠合金。此外，白金或白金合金分散著金屬氧化物之強化白金亦可。金屬氧化物可以為例如以Al₂ O₃ 、ZrO₂ 、或Y₂ O₃ 為代表之週期表之3族、4族、或13族之金屬氧化物。

配設於上昇管13及下降管14周圍之耐火磚15在使用減壓脫泡裝置1時會被加熱至1000~1500℃。

因此，耐火磚15必須具有優良耐熱性。此外，使熔融玻璃G向上流動之上昇管13及向下流動之下降管14，在其內部流動之熔融玻璃G會對管壁面施加很大的力，故使用減壓脫泡裝置1時，熔融玻璃G可能從上昇管13及下降管14外漏。因此，耐火磚15對熔融玻璃必須具有優良耐蝕性。因此，本發明的支撐構造時，配設於上昇管13及下降管14周圍之耐火磚15係具有熱間線膨脹係數及壓縮強度在於特定範圍內之特徵之耐火磚。此外，後面會對耐火磚15之熱間線膨脹係數及壓縮強度進行詳細說明。

耐火磚15之上方配設著用以承受耐火磚15之熱膨脹所產生之膨脹延伸並使朝下方逃逸之熱膨脹逃逸構件16。此外，減壓殼體內11之減壓脫泡槽12周圍通常會配設著耐火隔熱磚及－般耐火磚做為隔熱材17。

第2圖係第1圖之減壓殼體11內之上昇管13之部份放大圖。以下，針對上昇管13的支撐構造進行說明，下降管14的支撐構造也具有相同之構成。

第2圖中，上昇管13之外側沿著上昇管13之縱向並隔著間隔配設著圓板狀之凸緣(突起部)18。上昇管13周圍沿著上昇管13之縱向積層著複數層耐火磚15，沿著上昇管13之縱向積層之耐火磚15之間夾持著上昇管13之凸緣18。將白金或白金合金製之上昇管13及耐火磚15進行比較時，上昇管13之熱膨脹率大於耐火磚15。因此，使用減壓脫泡裝置1時，熱膨脹所產生之膨脹延伸方面，上昇管13會大於耐火磚15。第2圖所示之支撐構造時，上昇管13及耐火磚15之熱膨脹所產生之膨脹延伸之差分散於凸緣18間。因此，上昇管13整體之縱向之膨脹延伸相當於配設於上昇管13周圍之耐火磚15之膨脹延伸。

配設於上昇管13周圍之耐火磚15之上方，配設著熱膨脹逃逸構件16。熱膨脹逃逸構件16抵接於位於最上部之耐火磚15，使用減壓脫泡裝置1時，用以承受耐火磚15之熱膨脹所產生之膨脹延伸並使其向下逃逸。因此，熱膨脹逃逸構件16係熔接於減壓殼體11。

配設於上昇管13周圍之耐火磚15磚之在1500℃時之熱線膨脹率(JIS R2207：2003年)應為0.5%以上，最好為0.7%以上，壓縮強度(JIS R2206：2003年)應為150MPa以上。壓縮強度為2250MPa以上更佳。此外，1500℃之熱線膨脹率應為5%以下，3%以下更佳，壓縮強度應為700MPa以下，500MPa以下更佳。

1500℃之熱間線膨脹係數為0.5%以上、壓縮強度為150MPa以上之耐火磚，具有氣孔率較低之緻密組織，因為其構成形態可構成安定之結晶組織，耐熱性及對熔融玻璃之耐蝕性十分良好。此外，具有上述特性之耐火磚因為具有緻密組織，磚之研磨可以十分精密。因此，可使互接之面具有高平坦度而構成無間隙之磚之積層體。因此，適合做為配設於上昇管13周圍之耐火磚15。

1500℃之熱間線膨脹係數為0.5%以上、壓縮強度為150MPa以上之耐火磚之具體實例如α－氧化鋁質電鑄磚、α,β－氧化鋁質電鑄磚、及β－氧化鋁質電鑄磚之氧化鋁質電鑄磚、以及氧化鋯質電鑄磚及氧化鋁－氧化鋯－氧化矽(AZS)質電鑄磚之電鑄磚。

氧化鋁質電鑄磚之α－氧化鋁質電鑄磚之具體實例如A(係登錄商標，以下相同)及MONOFLUX A(商品名稱)，α,β－氧化鋁質電鑄磚之具體實例如G、MONOFLUX M(商品名稱)、以及JAGUAR M(商品名稱)，β－氧化鋁質電鑄磚之具體實例如U、MONOFLUX H(商品名稱)、以及JAGUAR H(商品名稱)。

AZS質電鑄磚之具體實例如1681、 1691、1711(係登錄商標，以下相同)、MONOFLUX S3、MONOPLUX S4、MONOFLUX S5(皆為商品名稱)、UNICORN 501、UNICORN 1(皆為商品名稱)、FC101、FC4101(皆為商品名稱)、ZAC1681、ZAC1711(皆為商品名稱)。

此外，專利文獻1記載著隔熱用磚應為氧化鋯系電鑄磚。然而，即使氧化鋯系磚也未必能滿足熱線膨脹率及壓縮強度之要求。例如，含有極高純度(95質量%程度)之氧化鋯之氧化鋯系磚(X－950：商品名稱)，係對玻璃具有良好耐蝕性之磚，然而，熱線膨脹率為0.2程度、壓縮強度為4MPa程度，不在本發明之範圍內。

配設於上昇管13周圍之耐火磚15只要1500℃之熱間線膨脹係數為0.5%以上、壓縮強度為150MPa以上，並未特別限定，亦可以為電鑄磚以外之物。電鑄磚以外之耐火磚15之具體實例如磷硼錳石磚等。

第2圖係從上昇管13之直徑方向觀看時之上昇管13周圍之1層耐火磚15。其係用以圖示上昇管13及耐火磚15之位置關係，並非限定上昇管13周圍只可配設1層耐火磚15。

一般而言，減壓脫泡裝置之上昇管及下降管的支撐構造時，會採用組成相同或組成不同之複數隔熱材，將其沿著上昇管及下降管之直徑方向以層之方式進行配設。本發明時，亦可將組成相同或組成不同之複數耐火磚當做第2圖之耐火磚15，將其沿著上昇管13之直徑方向以層之方式進行配設。

配設於上昇管13周圍之耐火磚15因為耐熱性及對熔融玻璃之耐蝕性十分良好，故適合做為配設於上昇管13周圍之耐火磚15。

然而，因為1500℃之熱線膨脹率為較大之0.5%以上，熱膨脹所產生之膨脹延伸會大於耐火隔熱磚或一般耐火磚。因此，耐火磚15因為熱膨脹之膨脹延伸而施加於熱膨脹逃逸構件16之力，大於使用耐火隔熱磚或一般耐火磚時。而且，因為耐火磚15之壓縮強度為較高之150MPa以上，耐火磚15之熱膨脹所產生之膨脹延伸施加於熱膨脹逃逸構件16時，可能導致熱膨脹逃逸構件16破損或變形。

本發明的支撐構造之特徵，熱膨脹逃逸構件16係從760℃之潛變強度(JIS Z2271：1993年)為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成。此外，潛變強度測定之35Mpa係指在760℃施加1000小時之35MPa之應力時產生1%之膨脹延伸。因此，760℃之潛變強度為35MPa以上係表示在760℃施加1000小時之35MPa之應力時之膨脹延伸為1%以下。

若熱膨脹逃逸構件16從在760℃時之潛變強度為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成，熱膨脹逃逸構件16具有充分之潛變強度。結果，可以防止熱膨脹逃逸構件16因為耐火磚15之膨脹延伸而破損或變形。

熱膨脹逃逸構件16應從在760℃時之潛變強度為60MPa以上、最好為100MPa以上、1000MPa以下之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成。

使用減壓脫泡裝置1時，配設於上昇管13周圍之耐火磚15會被加熱至1000~1500℃。此時，配設於耐火磚15上方之熱膨脹逃逸構件16之溫度會達到700~1250℃。熱膨脹逃逸構件16必須具有使用減壓脫泡裝置時之該構件16曾經承受過之溫度之耐熱性。

熱膨脹逃逸構件16從在760℃時之潛變強度為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成時，具有可承受700~1250℃之溫度之耐熱性。

使用減壓脫泡裝置1時，熱膨脹逃逸構件16所承受之溫度會因為例如配設於上昇管13圓周方向之耐火磚15之數、耐火磚15之種類、以及支撐構造之尺寸等支撐構造之構成而不同，有時為700℃程度，有時會達到1250℃。熱膨脹逃逸構件16必須選擇可以承受使用減壓脫泡裝置1時該構件16實際承受之溫度之耐熱性之材料。因此，並未要求熱膨脹逃逸構件16一定要具有能承受1250℃之溫度之耐熱性。

構成熱膨脹逃逸構件16之材料，亦即，760℃之潛變強度為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料之具體實例，金屬材料方面如鎳合金(((登錄商標，以下相同)、(登錄商標，以下相同)、 (登錄商標，以下相同))及Co合金(、(登錄商標))等。另一方面，陶瓷材料方面，如SiC、氧化鋁、Si₃ N₄ 、ZrO₂ 等。其中，以良好之容易取得性、耐蝕性、以及對構造體之加工容易性而言，以鎳合金為佳，其中又以及為佳。

本發明的支撐構造時，配設於上昇管13或下降管14周圍之耐火磚15應使用1500℃之熱線膨脹率為0.5%以上、壓縮強度為150MPa以上之耐火磚，然而，耐火磚15之外側亦可配設物性(1500℃之熱線膨脹率及壓縮強度)與耐火磚15不同之耐火磚。

採用1500℃之熱線膨脹率為0.5%以上、壓縮強度為150MPa以上之耐火磚做為耐火磚15使用，係因為配設於上昇管13之周圍，而要求特別良好之耐熱性及對熔融玻璃之耐蝕性。因此，配置於耐火磚15外側之耐火磚，可以為耐熱性及對熔融玻璃之耐蝕性較差之耐火磚(以下，亦將其稱為「其他耐火磚」)。此種其他耐火磚之具體實例如耐火隔熱磚或一般耐火磚。

在耐火磚15之外側配設其他耐火磚時，其種類並無特別限制，可以從當做爐材或支撐構造使用之廣泛之耐火隔熱磚或一般耐火磚進行選擇。耐火隔熱磚之具體實例如鋯石磚或富鋁紅柱石磚等。此外，一般耐火磚則例如黏土質磚等。

在耐火磚15之外側配設其他耐火磚時，亦可將組成相同或組成不同之複數耐火磚沿著上昇管13之直徑方向以層之方式進行配設。

將上述其他耐火磚配設於耐火磚15外側時，其他耐火磚對高溫玻璃之耐蝕性通常會較差。若熔融玻璃破壞白金而到達其他耐火磚時，其他耐火磚會被侵蝕，裝置可能受到很大的破壞。

尤其是，熱膨脹逃逸構件16由金屬構件所形成時，有不易阻止熔融玻璃滲出之問題。減壓脫泡槽若發生熔融玻璃從白金滲出，熔融玻璃不但會流至減壓脫泡槽，尚會沿著上昇管及/或下降管流下。此時，熱膨脹逃逸構件16若為金屬構件，因為其阻止玻璃滲出之效果低於磚而到達金屬構件之熱膨脹逃逸構件16，故可能比磚更容易發生玻璃滲出。

解決如上所述問題之方法之一，就是在熱膨脹逃逸構件16之正上方配設凸緣(第2圖中未圖示)，並使該凸緣之直徑大於其他凸緣之直徑之方法。具體而言，凸緣之直徑應為上昇管之直徑之1.2~2倍程度之大小。使熱膨脹逃逸構件16之正上方之凸緣之直徑大於其他凸緣，因為熱膨脹逃逸構件16及凸緣雙方皆為金屬，結果，因為性質接近，故可將熔融玻璃滲出抑制於最小。

此外，解決如上所述問題之另一方法，就是在熱膨脹逃逸構件16及熱膨脹逃逸構件16之正下方之耐火磚之間配設搗實材料層之方法。該搗實材料層係充填非常緻密之搗實材料而具有優良之耐蝕性，故可防止熔融玻璃G流入各磚層之接縫部份，而防止滲出至其背後。

此外，此處所使用之搗實材料係在由耐火性骨材及硬化材等混合而成之粉體耐火物材添加少量水進行拌和再實施充填之物，可利用加熱進行陶瓷接合而具有強度。此種搗實材料例如氧化鋁系(Al₂ O₃ )搗實材料、氧化鋯－氧化矽系(ZrO₂ －SiO₂ )搗實材料、以及氧化鋁－氧化鋯－氧化矽系(AZS；Al₂ O₃ －ZrO₂ －SiO₂ )搗實材料，良好之具體實例方面，氧化鋁系為CMP－AH，氧化鋯－氧化矽系為ZR－2000，氧化鋁－氧化鋯－氧化矽系為ZM－2500(皆為旭硝子(株)製)。此外，此種搗實材料尚可以為如日本特公昭57－2666號公報所示之膠結物，係由含有(單或二)鋁酸鈣或矽鋁酸鈣之主要成分之製鐵氧化鋁質熔渣、(單或二)鋁酸鈣型氧化鋁質膠結物、矽氧化鋁質膠結物、高溫熟成氧化鎂等之鹼土類無機物質、氧化矽、氧化鉻、氧化鋁等之超微粉末、以及不活動性充填劑所構成，鈣含有量及拌和水量少於傳統，高強度且具有良好之耐熱性及耐侵蝕性。

上述搗實材料當中，應以採用以微量活動性超微粉末為基礎之結合材之被稱為振動鑄入材(Ramcrete)之可鑄性爐材來取代傳統之氧化鋁膠結物。此外，特別有效之搗實材料如被稱為低結合型(Low Cement Type)搗實材料之物，以超微粉未為基礎，添加3~6%之少量水，利用振動器實施非常緻密之充填，可以獲得良好之耐蝕性及耐熱性等物性。良好之具體實例如純氧化鋁質材(WHITERAM；商品名稱)。如上所示，相對於通常之可鑄性爐材用之拌和水量約10~15%，採用約為3~10%、最好約為3~6%之低拌和水量之搗實材料，在以高熱蒸發含有水分時，可以防止因為龜裂而容易發生熔融玻璃滲出之情形。此外，應使用以一連串管路所使用之磚之主成分做為主成分之搗實材料。例如，使用氧化鋁系電鑄耐火磚時，搗實材料應使用氧化鋁系之CMP－AH。

以上述方法組合各層之磚後，對粉體之搗實材料添加3~6%之少量水，充填至各磚層間之間隙，此外，將棒狀振動器伸入該間隙，利用振動所產生之粉體流狀效果，可稠密地且均一地將搗實材料充填至間隙內。以3~4小時實施搗實材料之硬化，可得到強耐蝕性之緻密搗實材料層。

本發明的支撐構造時，配設於耐火磚15上方之熱膨脹逃逸構件16必須從在760℃時之潛變強度為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成，然而，第2圖所示之熱膨脹逃逸構件16之構造不必全部由上述材料所構成。

熱膨脹逃逸構件16必須從在760℃時之潛變強度為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成之理由，係因為配設於配設在上昇管13及下降管14周圍之耐火磚15之上方，而需要特別良好之潛變強度。

因此，第2圖所示之熱膨脹逃逸構件16之構造時，與減壓殼體11熔接之部份亦可以由在760℃時之潛變強度為35MPa以下之金屬材料或陶瓷材料所構成。

此外，熱膨脹逃逸構件16必須從在760℃時之潛變強度為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成之理由，係因為必須針對1500℃之熱線膨脹率及壓縮強度較大之耐火磚15之熱膨脹所產生之膨脹延伸具有充分之潛變強度。因此，耐火磚15之外側配設著其他耐火磚時，第2圖所示之熱膨脹逃逸構件16之構造時，位於上方之其他耐火磚之部份亦可以由760℃之潛變強度為35MPa以下之金屬材料或陶瓷材料所構成。

如上所示，第2圖之熱膨脹逃逸構件16之構造，亦可以由：從在760℃時之潛變強度為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成，配設於耐火磚15上方之部份(熱膨脹逃逸構件本體)；及由760℃之潛變強度為35MPa以下之金屬材料或陶瓷材料所構成，在耐火磚15之外側配設其他耐火磚時，配設於該其他耐火磚之上方，而且，應用於與減壓殼體11接合之部份(以下，亦稱為「接合構件」)；接合而成之物。此時，構成其他部份之金屬材料或陶瓷材料，金屬材料方面如不鏽鋼等之耐熱合金。另一方面，陶瓷材料方面如緻密質耐火磚。接合部份若為不鏽鋼，應使不鏽鋼具有適度柔軟性而得到吸收某種程度之耐火磚15之熱膨脹之效果。

此外，熱膨脹逃逸構件本體及接合構件係利用熔接、螺栓、螺絲等固定夾具之機械式接合方法等眾所皆知之方法來進行接合。

本發明的支撐構造亦可含有有利於減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造之其他構成。上述其他構成之具體實例如日本特開平9－59028號記載之上推手段，利用線圈彈簧等彈推力將耐火磚15向上推，而使耐火磚15之上端部抵接於熱膨脹逃逸構件16之構成。此外，如日本特開平9－59028號之減壓殼體，為了吸收上昇管及下降管之縱向之熱膨脹及收縮，收容減壓殼體之上昇管及下降管之部份亦可以為筒狀伸縮囊構造。

第2圖所示之支撐構造時，因為耐火磚15之熱膨脹所產生之膨脹延伸係利用熱膨脹逃逸構件16逃逸至下方，耐火磚15之膨脹延伸會施加於減壓殼體11之下端側，尤其是，會施加於底部。該減壓殼體11之下端側之強度對策亦可以採用以下之方式，亦即，在減壓殼體11之下端側配設冷卻管，使水或空氣流過該冷卻管來冷卻減壓殼體11之下端側。減壓殼體11之構成材料之如不鏽鋼之金屬材料，機械強度會隨著溫度昇高而下降。然而，配設如上所示之冷卻管來進行冷卻，可以防止承受到耐火磚15之膨脹延伸之減壓殼體11之下端側之機械強度之降低。

此外，第2圖所示之支撐構造時，耐火磚15之側面及減壓殼體11之間存在空隙部份，然而，亦可以對該空隙部份充填如可鑄性耐火物、塑膠耐火物、以及搗實材料之不定形耐火物。

本發明的支撐構造時，耐火磚15及熱膨脹逃逸構件16之尺寸，可以對應用以構成其之材料、上昇管13、下降管14、減壓殼體11等減壓脫泡裝置1之其他要素之尺寸及構成材料等來進行適度選擇。例如，熱膨脹逃逸構件16之厚度係依據其設備規模來決定，然而，以50mm以上、100mm以上為佳，以機械強度之觀點而言，200mm以上為佳。此外，熱膨脹逃逸構件16之厚度，典型上，以500mm為佳。

為了防止與熔解槽所供應熔融玻璃出現溫度差，減壓脫泡槽之內部應加熱至1150℃~1550℃，加熱至1200℃~1400℃之溫度範圍更佳。此外，以生產性之觀點而言，熔融玻璃之流量以1~200噸/日為佳。

實施減壓脫泡方法時，從外部利用真空泵等對減壓殼體實施真空吸引，使配置於減壓殼體內之減壓脫泡槽之內部保持特定之減壓狀態。此處，應將減壓脫泡槽內部減壓至30~460mmHg(40~613hPa)，最好將減壓脫泡槽內部減壓至100~310mmHg(133~413hPa)。

利用本發明實施脫泡之玻璃，只要為利用加熱熔融法製造之玻璃，其組成並無限制。因此，亦可以為如石灰氧化矽系玻璃或硼矽玻璃之鹼性玻璃。尤其是，以澄清程序時不易除去氣泡且如顯示玻璃基板等特別要求少缺點之用途所使用之無鹼玻璃為佳。此外，無鹼玻璃時，必須將減壓脫泡時之溫度提高至某程度之溫度，若考慮此點，則本發明可以發揮更大的效果。

減壓脫泡槽之尺寸不論減壓脫泡槽之構成材料為白金系之材料、或陶瓷系之非金屬無機材料，可對應使用之減壓脫泡裝置進行適度選擇。第1圖所示之減壓脫泡槽12時，其尺寸之具體實例如下所示。

水平方向之長度：1~20m一邊之長度(剖面為矩形時)：0.1~5m內直徑(剖面為圓形或橢圓形時，橢圓形時為平均直徑)：0.1~5m減壓脫泡槽12以白金系之材料所構成時，以厚度4mm以下為佳，0.5~1.2mm更佳。

減壓殼體11係例如不鏽鋼製之金屬製，具有可收容減壓脫泡槽之形狀及尺寸。上昇管13及下降管14一般係剖面形狀為圓形之中空管。上昇管13及下降管14之尺寸可以對應使用之減壓脫泡裝置進行適度選擇。例如，上昇管13及下降管14之尺寸構成如下所示。

內直徑：0.05~2m，0.1~1m更佳(剖面形狀為矩形之中空管時，其一邊之長度)長度：0.2~7m，0.4~5m更佳厚度：0.4~5mm，0.8~4mm更佳

實施例

以下，利用實施例針對本發明進行更具體之說明。然而，本發明並未受限於本實施例。

(實施例)

實施例係利用第1圖所示之減壓脫泡裝置1實施熔融玻璃之減壓脫泡。減壓脫泡裝置1之上昇管13及下降管14的支撐構造係第2圖所示之支撐構造。

減壓脫泡裝置1之各部尺寸及構成材料如下所示。

減壓殼體11：不鏽鋼製減壓脫泡槽12：白金－銠合金(白金90質量%、銠10質量%)製(尺寸)長度：2m內直徑：120mm厚度：1mm

上昇管13、下降管14：白金－銠合金(白金90質量%、銠10質量%)製(尺寸)長度：3m內直徑：80mm厚度：1mm

凸緣18：白金－銠合金(白金90質量%、銠10質量%)製內直徑82mm、外直徑102mm、厚度1mm之甜甜圈狀之凸緣沿著上昇管13及下降管14之縱向以300mm間隔熔接於上昇管13及下降管14之外側。

支撐構造之各構成之尺寸及材質如下所示。

耐火磚15：使用內直徑82mm、外直徑600mm、高300mm之甜甜圈形狀之AZS質電鑄磚(1711(旭硝子株式會社製)、1500℃之熱線膨脹率(JIS R2207：2003年)：0.8%、壓縮強度(JIS R2206：2003年)：350MPa)，在減壓殼體11內之上昇管及下降管周圍積層6段。此外，配設於減壓脫泡槽12周圍之隔熱材17係使用黏土質磚。

熱膨脹逃逸構件16：使用熔接著英高鎳製(760℃之潛變強度：120MPa)熱膨脹逃逸構件本體及不鏽鋼製接合構件之物。熱膨脹逃逸構件本體係內直徑300mm、外直徑600mm、厚度100mm之甜甜圈形狀之物。接合構件係平面形狀為正方形之內部具有開口部之框狀構件，一邊之長度為800mm，厚度為100mm。熱膨脹逃逸構件本體及接合構件係熔接成一體。接合構件熔接於減壓殼體11。此外，熱膨脹逃逸構件本體係配設於前述耐火磚15之上方。

熔融玻璃之減壓脫泡係在下述條件下實施。

減壓脫泡槽12內溫度：1400℃減壓脫泡槽12內壓力：180mmHg(240hPa)熔融玻璃：無鹼玻璃流量：1噸/日

開始使用6個月後，熱膨脹逃逸構件本體及接合構件皆未發現破損或變形。

(比較例)

除了熱膨脹逃逸構件本體為不鏽鋼製(SUS310S、760℃之潛變強度：32MPa)以外，其餘構成與實施例相同，實施減壓脫泡。

開始使用6個月後，熱膨脹逃逸構件本體呈現明顯變形。

因為本發明的支撐構造在配設於減壓脫泡裝置之上昇管或下降管周圍之耐火磚發生熱膨脹時，可以防止該耐火磚之膨脹延伸所產生之熱膨脹逃逸構件之破損或變形，故可應用於熔融玻璃之減壓脫泡裝置。

此外，本說明書係引用自2005年6月28日提出申請之日本特許出願2005－188121號之說明書、申請專利範圍、圖面、以及摘要之內容。

1．．．減壓脫泡裝置

11．．．減壓殼體

12．．．減壓脫泡槽

13．．．上昇管

14．．．下降管

15．．．耐火磚

16．．．熱膨脹逃逸構件

17．．．隔熱材

18．．．凸緣

20．．．熔解槽

100．．．減壓脫泡裝置

101．．．減壓殼體

102．．．減壓脫泡槽

103．．．上昇管

104．．．下降管

107．．．隔熱材

200．．．熔解槽

第1圖係具有本發明的支撐構造之減壓脫泡裝置之剖面圖。

第2圖係第1圖之減壓脫泡裝置之上昇管及其支撐構造之部份放大圖。

第3圖係減壓脫泡裝置之一般構成之剖面圖。

1．．．減壓脫泡裝置

11．．．減壓殼體

12．．．減壓脫泡槽

13．．．上昇管

14．．．下降管

15．．．耐火磚

16．．．熱膨脹逃逸構件

17．．．隔熱材

20．．．熔解槽

G．．．熔融玻璃

Claims (10)

1. 一種減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，係針對於具有上昇管、減壓脫泡槽、以及下降管之減壓脫泡裝置，在白金或白金合金製之上昇管或下降管之周圍配設著耐火磚而成之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，其特徵為：在前述耐火磚之上方，配設著從在760℃時之潛變強度(JIS Z2271：1993年)為35MPa以上之金屬材料或陶瓷材料所選擇出之材料所構成之熱膨脹逃逸構件。
2. 如申請專利範圍第1項之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，其中前述耐火磚之在1500℃時之熱線膨脹率(JIS R2207：2003年)為0.5%以上，壓縮強度(JIS R2206：2003年)為150MPa以上。
3. 如申請專利範圍第1或2項之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，其中前述耐火磚係從氧化鋁質電鑄磚、氧化鋯質電鑄磚、以及氧化鋁-氧化鋯-氧化矽(AZS)質電鑄磚所構成之群組當中所選擇之至少其中之一。
4. 如申請專利範圍第1或2項之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，其中前述熱膨脹逃逸構件係以鎳合金做為構成材料。
5. 如申請專利範圍第1或2項之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，其中前述上昇管或下降管之周圍積層著複數層耐火磚，該耐火磚之間及前述熱膨脹逃逸 構件之正上方配設著凸緣，該熱膨脹逃逸構件之正上方之凸緣之直徑大於其他凸緣之直徑。
6. 如申請專利範圍第1或2項之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，其中前述熱膨脹逃逸構件及熱膨脹逃逸構件之正下方之耐火磚之間配設著搗實材料層。
7. 如申請專利範圍第1或2項之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，其中前述熱膨脹逃逸構件接合於減壓脫泡裝置之減壓殼體，該熱膨脹逃逸構件接合於減壓殼體之部份係不鏽鋼。
8. 如申請專利範圍第1或2項之減壓脫泡裝置之上昇管或下降管的支撐構造，其中前述熱膨脹逃逸構件之厚度為50~500mm。
9. 一種減壓脫泡裝置，其特徵為：使用申請專利範圍第1至8項之其中任一項之支撐構造。
10. 一種熔融玻璃之減壓脫泡方法，係利用具有上昇管、減壓脫泡槽、以及下降管之減壓脫泡裝置來實施熔融玻璃之減壓脫泡之方法，其特徵為：將前述減壓脫泡槽之內部加熱至1150℃~1550℃的溫度範圍，且減壓至40 hPa~613hPa；作為與前述減壓脫泡槽連接之前述上昇管或前述下降管的支撐構造係採用申請專利範圍第1至8項之其中任一項之支撐構造。