TWI408110B - 製造浮玻璃用之浮浴系統及其冷卻方法 - Google Patents

製造浮玻璃用之浮浴系統及其冷卻方法 Download PDF

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Description

製造浮玻璃用之浮浴系統及其冷卻方法
本發明係關於一種製造浮玻璃用之浮浴系統及其冷卻方法,尤指一種製造浮玻璃用之浮浴系統及其冷卻方法,其具有一改善結構以冷卻包圍在用於貯存熔融態金屬之塊材外圍之鋼殼體。
本發明係主張於2009年3月3日向韓國提出之第10-2009-0018046號韓國專利申請案,其內容均併入本發明以供參酌。
一般而言,使用浮玻璃(亦可稱為玻璃片、玻璃板或平板玻璃之裝置)製程之製造浮玻璃用之裝置,係藉由連續地於一貯存在浮浴槽中之流動熔融態金屬(熔融錫等)上提供一熔融態玻璃,並透過表面張力及重力,使漂浮在熔融態金屬上之熔融態玻璃可形成一接近裝置厚度之熔融玻璃帶,接著向接近於浮浴槽出口之退火窯拉起此熔融玻璃帶,以製造一帶狀結構之連續片狀玻璃。
在此,熔融態金屬係包括如熔融鈦或熔融鈦合金,且比重較熔融態玻璃大。熔融態金屬係容置於一具有減壓氫氣(H2 )及/或氮氣(N2 )之浮浴腔中。浮浴腔中之浮浴槽係用以貯存熔融態金屬。浮浴槽具有一水平方向延伸之結構,且包括一高耐熱材料(如底部塊材)。當熔融態玻璃由浮浴槽上端移動至下端,則熔融態玻璃會於熔融態金屬表面形成一熔融玻璃帶。將熔融玻璃帶於浮浴槽下端位置(亦稱為取出點)提起,以從熔融態金屬上移除,並傳送至下個製程之退火窯中。
此時,浮浴腔中之熔融態金屬係維持在高溫狀態(如600至1000℃),而熔融態金屬(熔融錫)之熔融溫度為232℃。因此,需將浮浴槽底部冷卻至約120至130℃。據此,傳統之浮浴系統係具有一吹氣裝置,其藉由吹送一氣體至浮浴槽之鋼殼體底面以冷卻鋼殼體。
然而,若驅動源(如驅動吹氣裝置之風扇)突然停止操作,則需要花費不少的時間以重新啟動吹氣裝置。在吹氣裝置停滯的過程中,浮浴槽底部溫度會增加,造成浮浴槽底部附近的錫轉換成液態而與鋼殼體反應,因而形成不必要之合金,且會產生氣泡(O2 )。在嚴重的情形下,鋼殼體中可能會產生孔洞,故需要置換新的鋼殼體。
雖然嚴重的情形並不一定發生,如上數之異常操作所產生之不純物仍會造成浮浴槽內部溫度變化,如介於-5℃至+5℃之範圍內。這樣的溫度變化會造成熔融態金屬之流動改變,而產生氣泡。這樣的情形會造成浮玻璃產物之表面缺陷(底部開口氣泡(OBB)或底部開口顆粒(BOS))。
為解決上述問題,本發明之主要目的係在提供一種製造浮玻璃用之浮浴系統及其冷卻方法,其具有一分離之冷卻水噴灑構件,當浮浴槽冷卻用之吹氣系統故障時,冷卻水噴灑構件可冷卻浮浴槽之鋼殼體,藉此防止浮浴槽底部溫度上升。
為達成上述目的,本發明係提供一製造浮玻璃用之浮浴系統,其包括:一塊材組,係具有複數個塊材,其中每一塊材係相互連接,而該塊材組係用以貯存熔融態金屬;一鋼殼體,係包圍該塊材組;一吹氣裝置,可提供氣體至該鋼殼體;以及一冷卻水噴灑構件,可噴灑一冷卻水至該鋼殼體上。
較佳地,冷卻水噴灑構件係具有複數噴嘴組,且該複數噴嘴組係以一預設圖案排列於該鋼殼體下。
較佳地,該複數噴嘴組之排列,係使每一該噴嘴組之中心與相鄰塊材之介面中心相對應。
較佳地,每一該噴嘴組具有一放射狀噴嘴單元,可於從該塊材間之介面中心起之一預定半徑內,放射狀地噴灑一冷卻水。
為達成上述目的,本發明一較佳實施例係提供一種製造浮玻璃用之浮浴系統之冷卻方法,其包括:(a)透過設於一鋼殼體下之一吹氣裝置所提供之氣體以冷卻該鋼殼體,其中該鋼殼體係包圍一用以貯存熔融態金屬之塊材組;以及(b)使用設於該鋼殼體下之一冷卻水噴灑構件以冷卻該鋼殼體。
較佳地,當步驟(a)無法施行時,進行步驟(b)。
較佳地,於步驟(b)中,冷卻水係向該塊材組之複數塊材間之介面中心方向噴灑。
本發明之製造浮玻璃用之浮浴系統及其冷卻方法,即便在吹氣系統突然故障下,仍可透過一分離之冷卻水噴灑構件而可持續冷卻浮浴槽底部,藉此可防止浮浴槽底部溫度上升,進而提升浮玻璃產品特性,並確保製程穩定性。
接下來,將伴隨圖式詳細描述本發明較佳實施例。在說明以前,必須了解的是本說明書及申請專利範圍中所使用之詞彙,並不限於一般及字典上之意義,而是依照發明人根據本發明實施態樣之意義及概念對各詞彙所作之最佳解釋。因此,這裡所提供之敘述僅為了說明較佳實施例用,而非用於限制本發明之範圍,故在不偏離本發明之精神及範圍下,可做各種替換及修飾。
圖1係本發明較佳實施例之製造浮玻璃用之浮浴系統之正面示意圖。圖2係圖1之側視圖。
如圖1及2所示,本發明實施例之製造浮玻璃用之浮浴系統100係包括:一塊材組110、一鋼殼體120、一吹氣裝置130以及一冷卻水噴灑構件140。塊材組110係包括複數個塊材(B),並貯存熔融態金屬(M)。鋼殼體120係包圍塊材組110。吹氣裝置130係具有一氣體供應管,且透過此氣體供應管可提供氣體至鋼殼體120,以冷卻鋼殼體120。冷卻水噴灑構件140則可噴灑一冷卻水至鋼殼體120上。
本發明實施例之製造浮玻璃用之浮浴系統100係使用所謂之浮玻璃製程製造浮玻璃。浮浴系統100係包括一浮浴腔118,而浮浴腔118係具有一設於其底部之浮浴槽112、以及覆蓋浮浴槽112頂部且具有電阻加熱元件114之頂蓋116。浮浴腔118係為密閉型態,且具有一輸入口111與一輸出口113。
浮浴槽112係用以貯存如熔融錫之熔融態金屬(M)、熔融錫合金等。熔融態玻璃(G)係貯存於熔融爐104中,透過一門檻117及一高度控制閥119定量供給,並流至浮浴槽1112中。當熔融態玻璃(G)由浮浴槽112上游端(圖之左側所示)提供並流至下游端(圖之右側所示),則熔融態金屬(M)可透過熔融態玻璃(G)流動而移動。熔融態金屬(M)因浮浴槽102之溫度梯度而由浮浴槽112上游端流動至下游端,同時由浮浴槽112中心流動至浮浴槽112兩側。溫度梯度係為由下游端(冷端)至維持在相對高溫之上游端(熱端)之溫度差。當由浮浴槽112之上游端流動至下游端,則熔融態玻璃(G)形成一具有較佳厚度及寬度之熔融玻璃帶,接著利用一設置在浮浴腔118輸出口113之提升滾輪115將熔融玻璃帶於取出點拉起,以將熔融玻璃帶從熔融玻璃帶表面移除,而後將熔融玻璃帶朝下一製程之退火窯(圖中未示)取出。
浮浴腔118內係充滿氮氣及氫氣之混合氣體。混合氣體之氣壓係保持在較外界大氣壓力稍微高的狀態,而熔融態金屬(M)及熔融玻璃帶係藉由電阻加熱元件114維持在約800至1300℃。熔融態玻璃(G)係為一非鹼性玻璃、一鈉鈣玻璃(soda-lime glass)等。於浮浴槽112中形成熔融態金屬(M)流動之操作原理及結構,以及熔融態玻璃(G)之輸入、帶狀成型、移動及輸出,均使用一般浮玻璃製程,故在此省略浮玻璃製程之詳細描述。
塊材組110係將複數個如耐火塊材之塊材(B)相互連結排列而成。塊材組110可包括用於直接貯存熔融態金屬(M)之底襯砌塊,以及與鋼殼體120內表面及包圍底襯砌塊連接之底耐火磚。在此,較佳係於包含底襯砌塊及底耐火磚之塊材(B)間填充一無機黏著劑。由於塊材(B)長度在加熱過程中可能會增加,故塊材組110之塊材(B)間空隙較佳係依照塊材(B)長度來決定。塊材(B)必須有對熔融態金屬(M)之耐磨性,對熔融態玻璃(G)中所含有之強鹼(如K2 O或Na2 O)之耐鹼性,可適應浮玻璃溫度變化之抗破裂性等。塊材組110可包括用於界定浮浴槽112底部之底部塊材、以及用於界定浮浴槽112側邊之側邊塊材。
鋼殼體120可包括一底部鑄件122及一側邊鑄件124。底部鑄件122係包圍底部塊材,而側邊鑄件124則與底部鑄件122連接並圍繞側邊塊材。鋼殼體120較佳係由一般金屬所製成,且具有足夠剛性及厚度以支撐塊材組110。
吹氣裝置130係以一預定圖案排列於支撐架(圖中未示)及浮浴槽112底部間,即鋼殼體120之底面。吹氣裝置130係透過由氣體排出口132所排出之氣體以將鋼殼體120冷卻至一預定溫度。一般而言,吹氣裝置130係由如風扇之驅動源所驅動。換言之,塊材組110及鋼殼體120係透過浮浴槽1112中之高溫氣體而升溫,並透過吹氣裝置130而冷卻。
較佳地,當吹氣裝置130異常停止操作時,如電力中斷、風扇故障等,則啟動冷卻水噴灑構件140。換言之,在正常狀態下,浮浴槽112之鋼殼體120係藉由吹氣裝置130所提供之氣體冷卻。然而,於異常狀態下,例如當驅動吹氣裝置130之風扇故障或電力供應中斷時,則可啟動冷卻水噴灑構件140以暫時冷卻鋼殼體120,直到吹氣裝置正常操作為止。藉此,冷卻水噴灑構件140具有複數噴嘴組142,此些噴嘴組142係以一預定圖案排列在鋼殼體120下方。
圖3係為顯示冷卻水噴灑構件排列圖案之示意圖,特別是顯示本發明較佳實施例之噴嘴組排列圖案。
如圖3所示,本發明實施例之冷卻水噴灑構件140係具有複數噴嘴組142。每一噴嘴組142係位於下流道148上。噴嘴組142係包括噴頭,但不限於任何現在已知或往後發展之噴頭,只要其可於從塊材(B)間之介面中心起之一預定半徑所形成之圓圈內噴灑一冷卻水即可。
本發明一較佳實施例之製造浮玻璃用之浮浴槽之冷卻方法,係包括:(a)透過吹氣裝置130所提供之氣體以冷卻鋼殼體120,其中鋼殼體120係包圍一用以貯存熔融態金屬之塊材組;以及(b)使用設於鋼殼體120下之冷卻水噴灑構件140以冷卻鋼殼體120。於上述之冷卻方法中,當步驟(a)無法施行時,進行步驟(b)。同時,步驟(b)係設定使冷卻水向塊材組110之複數塊材(B)間之介面中心方向噴灑。
以上僅依照實施例及圖示說明本發明。然而,上文敘述僅為了說明本發明用所提供之一較佳實施例,而並非用以限制本發明之範圍。因此,應了解的是在不偏離本發明之精神及範圍下,可對本發明做各種替換及修飾。
100...浮浴系統
104...熔融爐
110...塊材組
111...輸入口
112...浮浴槽
113...輸出口
114...電阻加熱元件
115...提升滾輪
116...頂蓋
117...門檻
118...浮浴腔
119...高度控制閥
120...鋼殼體
122...底部鑄件
124...側邊鑄件
130...吹氣裝置
132...氣體排出口
140...冷卻水噴灑構件
142...噴嘴組
148...下流道
B...塊材
G...熔融態玻璃
M...熔融態金屬
本發明所提供之圖式係用以說明本發明較佳實施例,並伴隨本發明詳細說明而可更加了解本發明之發明精神,因此,本發明不應侷限於圖式中所揭示之構件。
圖1係本發明較佳實施例之製造浮玻璃用之浮浴系統之正面示意圖。
圖2係圖1之側視圖。
圖3係本發明較佳實施例之顯示冷卻水噴灑構件排列圖案之示意圖。
100...浮浴系統
104...熔融爐
110...塊材組
111...輸入口
112...浮浴槽
113...輸出口
114...電阻加熱元件
115...提升滾輪
116...頂蓋
117...門檻
118...浮浴腔
119...高度控制閥
120...鋼殼體
122...底部鑄件
124...側邊鑄件
130...吹氣裝置
132...氣體排出口
140...冷卻水噴灑構件
142...噴嘴組
B...塊材
G...熔融態玻璃
M...熔融態金屬

Claims (4)

  1. 一種製造浮玻璃用之浮浴系統,包括:一塊材組,係具有複數個塊材,其中每一塊材係相互連接,而該塊材組係用以貯存熔融態金屬;一鋼殼體,係包圍該塊材組;一吹氣裝置,係提供氣體至該鋼殼體;以及一冷卻水噴灑構件,係噴灑一冷卻水至該鋼殼體上;其中該冷卻水噴灑構件係具有複數噴嘴組,且該複數噴嘴組係以一預設圖案排列於該鋼殼體下;其中該複數噴嘴組之排列,係使每一該噴嘴組之中心與相鄰塊材之介面中心相對應。
  2. 一種製造浮玻璃用之浮浴系統,包括:一塊材組,係具有複數個塊材,其中每一塊材係相互連接,而該塊材組係用以貯存熔融態金屬;一鋼殼體,係包圍該塊材組;一吹氣裝置,係提供氣體至該鋼殼體;以及一冷卻水噴灑構件,係噴灑一冷卻水至該鋼殼體上;其中該冷卻水噴灑構件係具有複數噴嘴組,且該複數噴嘴組係以一預設圖案排列於該鋼殼體下;其中每一該噴嘴組具有一放射狀噴嘴單元,以於從該塊材間之介面中心起之一預定半徑內,放射狀地噴灑一冷卻水。
  3. 一種製造浮玻璃用之浮浴系統之冷卻方法,係包括: (a)透過設於一鋼殼體下之一吹氣裝置所提供之氣體以冷卻該鋼殼體,其中該鋼殼體係包圍一用以貯存熔融態金屬之塊材組;以及(b)當無法吹氣時,使用設於該鋼殼體下之一冷卻水噴灑構件以冷卻該鋼殼體。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之製造浮玻璃用之浮浴系統之冷卻方法,於步驟(b)中,冷卻水係向該塊材組之複數塊材間之介面中心方向噴灑。
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