TWI428297B - 製造浮法玻璃用之浮浴槽及其冷卻方法 - Google Patents

Description

製造浮法玻璃用之浮浴槽及其冷卻方法

本案主張根據35 USC 119(a)於2010年8月12日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請號10-2010-0077856之優先權，並且其內容完全併入本發明中，以供參酌。

本發明係關於一種製造浮法玻璃用之浮浴槽及其冷卻方法，尤其是，本發明係關於一種製造浮法玻璃用之浮浴槽及其冷卻方法，具有一改良結構，作為冷卻包圍儲存熔融金屬之磚塊之底部外殼。

一般而言，使用浮法玻璃生產法製造浮法玻璃(float glass，亦稱薄片玻璃(sheet glass)、平面玻璃(flat glass)或平板玻璃(plate glass))之裝置，係用於製造具有預定寬度和厚度之帶狀(band-shaped或ribbon-shaped)浮法玻璃，其藉由連續提供熔融玻璃至儲存於浮浴槽(float bath)之流動熔融金屬上，使熔融玻璃浮於熔融金屬上，以形成熔融玻璃帶狀物，並將玻璃帶狀物拉向接近浮浴槽出口之退火窯。

在此，熔融金屬包括(例如)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)和/或氮氣(N2)之還原性氛圍。浮室包括一儲存熔融金屬之底部和覆蓋底部之頂部。此外，底部(或浮浴槽)儲存熔融金屬，具有水平延伸之結構，且包括耐高熱材料在其中。熔融玻璃係由浮浴槽上游端供應至熔融金屬之表面上，且當移動至下游端時，其會形成熔融玻璃帶狀物。熔融玻璃帶狀物會於浮浴槽之下游端處(以下，稱為取出點(take-off point))被取出，將其由熔融金屬分離，並傳送至下個步驟之退火窯。

在此同時，由於浮室中之熔融金屬維持在較高溫度(約600℃至1100℃)和具有232℃之熔點。因此，浮浴槽底部需要冷卻至預定溫度。否則，熔融金屬可能與碳素鋼材質製成之基座外殼反應，使基座外殼產生孔洞，這可能使熔融金屬由浮浴槽漏出。此外，在品質方面，如果浮浴槽之內部溫度變化(例如，-5℃至+5℃)，熔融金屬之流量將變化，並產生氣泡，其可能會導致浮法玻璃之最終產品之表面缺陷，例如，OBB(底部氣泡孔洞(Open Bottom Bubble))或BOS(底部孔洞種子(Bottom Open Seed))。因此，通過浮浴槽而製造之浮法玻璃之最終產品，在品質方面，特別是OBB，應該維持均勻之溫度分佈。

但是，一般浮浴槽系統，藉由使用吹氣泵將冷空氣吹至底部外殼，以冷卻浮浴槽底部。該冷卻裝置利用此類使用複數個噴嘴之吹氣泵。在此，每個噴嘴具有約60毫米之直徑，和噴嘴間之間距為500毫米。此外，在噴嘴末端和底部外殼間之間隙為約300毫米。在測量上述浮浴槽系統之底部溫度時，該底部具有最高溫度146.8℃，最低溫度69.1℃，和平均溫度103.5℃。由於大直徑之噴嘴用於吹氣泵，以冷卻浮浴槽底部，且在噴嘴間之大間距與在噴嘴與底部外殼間之大間隙，它是不易均勻地維持浮浴槽之內部溫度。

本發明係設計於解決先前技術之問題，因此，本發明揭露之目的，係提供一種製造浮法玻璃用之浮浴槽，具有一改良結構，藉由建議一用於吹氣泵噴嘴之適當直徑、一在噴嘴之間之適當間距和一在噴嘴和底部外殼之間之適當間隙，以維持浮浴槽之底部外殼之均勻溫度，並假設作為冷卻冷卻浴槽之吹氣泵之冷卻氣體流量和入口溫度是一致的。本發明揭露之另一目的，係提供一種浮浴槽之冷卻方法。

在一方面，本發明係提供一種製造浮法玻璃之浮浴槽，其包括：一磚塊組件，係由複數個儲存熔融金屬之磚塊組成，使浮法玻璃能漂浮於熔融金屬而向前移動；一底部外殼，係形成於磚塊組件之外側；以及一吹氣泵，係設置分離於底部外殼，並向底部外殼供應冷卻空氣，其中該吹氣泵包括複數個噴嘴，具有約30毫米之直徑，並設置有約250毫米至約300毫米之間距，以冷卻底部外殼至預定溫度。

較佳為，噴嘴係藉由約100毫米至200毫米之間隙，由底部外殼分離間隔。

在另一方面，係提供一種冷卻用於製造浮法玻璃之浮浴槽之方法，其中，一包圍能夠儲存熔融金屬之磚塊組件之底部外殼，藉由設置於底部外殼下方之複數個噴嘴供應空氣冷卻，使浮法玻璃能漂浮於熔融金屬而向前移動，其中，在上面的冷卻過程中，冷卻均勻性藉由至少其中之一種方式維持：(a)控制噴嘴之間之預定間距；(b)控制每個噴嘴之直徑；以及(c)控制噴嘴和底部外殼之間之間隙。

較佳為，在步驟(a)，間距維持在由約250毫米至約300毫米之範圍。

較佳為，在步驟(b)，每個噴嘴之直徑維持在約30毫米。

較佳為，在步驟(c)，在噴嘴和底部外殼之間之間隙維持在由約100毫米至約200毫米之範圍。

該製造浮法玻璃之浮浴槽及其冷卻方法，藉由減少吹氣泵之噴嘴之直徑，和在噴嘴間之間距，和/或維持噴嘴和底部外殼更接近，使在供給冷卻氣體流量和供給入口溫度之中，可產生一最佳化之冷卻效率。因此，浮浴槽之底部外殼可在有效範圍內具有一均勻溫度，因此其可能進一步提高最終浮法玻璃產品之品質，並確保穩定的製程。

本發明之其它目的及態樣將藉由下述實施例之描述及參考隨附圖式而更加清楚。

下文所述，本發明較佳實施例將參考隨附圖式而詳細描述。在敘述前，應瞭解的是，說明書及隨附之申請專利範圍所用之辭彙不侷限於一般或字典之解釋，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，在不悖離本發明精神及範疇下，可作出其它的相等物及修飾。

下文所述，根據本發明揭露之較佳實施例，一種製備浮法玻璃之浮浴及其冷卻方法，將參考隨附圖式而詳細描述。

圖1係根據本發明揭露之較佳實施例之製造浮法玻璃之浮浴槽所示之正面示意圖；以及圖2係為圖1浮浴槽所示之側面示意圖。

參考圖1和2，根據實施例之製造浮法玻璃之浮浴槽100，包括：一磚塊組件110，係由複數個磚塊B相互連結，使熔融金屬M容置於其中；一鋼鐵底部外殼120，設置於磚塊組件110之外側周圍；以及一吹氣泵130，能夠向底部外殼120注入冷卻空氣，以冷卻底部外殼120。

實施例之浮浴槽100係藉由所謂的浮動方法用於製造浮法玻璃，和具有浮室118，係包括一底部112和一頂部116，其覆蓋於底部112之上部，並具有一電阻加熱元件114設置於其中。浮室118為一具有入口111和出口113之密封結構。

底部112儲存熔融金屬M，如熔融錫或熔融錫合金。熔融玻璃G係由熔融爐14通過入口111而供應，並藉由門檻117和水平控制閘門119重壓而導引至浮室118。當熔融玻璃G由浮室118之上游端(圖式左部分)移動至下游端(圖式右部分)時，熔融金屬M隨著熔融玻璃G流動。此外，由於浮室118內之溫度梯度，熔融金屬M由浮室118之上游端流動至維持在相對高溫之下游端，並且也在長度方向由浮室118中心處流動至其兩端。當熔融玻璃G由上游端移動至下游端時，形成具有所需之厚度和寬度之玻璃帶狀物G，並藉由設置於浮室118之出口113之提升滾輪115拉出，而自取出點之熔融金屬M表面移動離開。玻璃帶狀物G通過提升滾輪115，並傳送至下一步驟之退火窯(未顯示)。

浮室118之內部充滿氮和氫之混合氣體，混合氣體維持在略高於大氣壓力之壓力。熔融金屬M和帶狀熔融玻璃G藉由電阻加熱元件114維持在約800至1300℃。熔融玻璃G為無鹼玻璃、鈉鈣玻璃，或其類似。在浮室118內熔融金屬M之產生流動，和放置步驟，形成玻璃帶狀物，移動或排出熔融玻璃G之原理或結構，係如同浮法玻璃步驟為廣為人知之技藝，不在此作詳細描述。

磚塊組件110，係藉由例如複數個磚塊B結合(如，耐火磚)。磚塊組件110可分為底部襯磚，其直接儲存熔融金屬M，和底部隔離磚，係接觸於底部外殼120之內表面而設置，並圍繞於底部襯磚。在此情況下，無機黏合劑可填補於底部襯磚和底部隔離磚之間。在磚塊組件110之磚塊B中間提供預定間隙，而這些間隙較佳為考慮磚塊在加熱時造成之延伸而適當地決定。此外，個別磚塊M應具有對於熔融金屬M之耐腐蝕性，對於包括於玻璃G之K₂ O或Na₂ O之耐鹼性，根據玻璃製品之溫度變化之抗剝離性等。此外，磚塊組件110，包括底部磚塊B形成浮室118之底部112和側面磚塊B形成浮室118之側面。

底部外殼120，可分為基座外殼122，係圍繞於底部磚塊B之外圍而設置，和側面外殼124，係與基座外殼122連結而設置，並圍繞於側面磚塊B。底部外殼120較佳為一般金屬製成，其剛硬和厚度足以支撐磚塊組件110。

吹氣泵130，包括噴嘴132，係依預定圖案設置在支撐浮浴槽100之支撐框架(未顯示)和浮浴槽100之底部112間之間隙，該底部112即為底部外殼120之下表面。吹氣泵130，係藉由通過噴嘴132注入之冷卻空氣冷卻底部外殼120。吹氣泵130係藉由一運轉源(如，風扇)而運轉。換句話說，磚塊組件110和底部外殼120藉由在浮室118之高溫加熱，並藉由吹氣泵130冷卻。

在玻璃帶狀物G之品質(BOS)方面，為了浮浴槽100之均勻溫度分佈，吹氣泵130之噴嘴132較佳為以預定圖案設計。在本發明揭露之較佳實施例，每個噴嘴132具有約30毫米之直徑，其大概是一般噴嘴直徑之一半。

在較佳實施例中，在噴嘴132間之間距P較佳為維持在由約250毫米至約300毫米之範圍。如果在噴嘴132間之間距P小於250毫米，增加噴嘴132數量是沒有效果的。如果間距P大於300毫米，將不易獲得均勻地冷卻效果。

在較佳實施例中，吹氣機130設置在噴嘴132與底部外殼120之下表面之間隙維持在由約100毫米至約200毫米。如果吹氣泵130設置在噴嘴132與底部外殼120之間隙小於約100毫米，則通過噴嘴132注入之冷卻空氣會無法均勻分佈於底部外殼120之下表面，而是對應噴嘴132之孔洞中心，無效率的聚集於底部外殼120之表面。如果吹氣泵130設置在噴嘴132與底部外殼120之間隙大於約200毫米，它會導致更多冷卻空氣的損失，因而無法得到均勻的冷卻效果。

在上述實施例中，應該了解的是，噴嘴132之直徑D，在噴嘴132間之間距P，和在噴嘴132與底部外殼120之間隙H之描述，係假設藉由吹氣泵130注入之冷卻空氣流量和冷卻空氣之入口溫度均為一致的。

表1所示為根據本發明較佳實施例揭露之實施例細節，如噴嘴尺寸和在噴嘴與與底部外殼之間隙，並相較於根據先前技術之比較例。

圖3係根據本發明揭露之較佳實施例與傳統範例比較之製造浮法玻璃之浮浴槽之底部外殼所示之溫度分佈相片。

參考圖3，圖3之左側部分，係根據本發明揭露之較佳實施例之底部外殼所示之溫度分佈，圖3之右側部分，係根據先前技術之比較例之底部外殼所示之溫度分佈。藉由查看顯示於圖3之左側部分之底部外殼之溫度分佈，以藍色顯示之低溫區域係密集地排列，而相較於右側部分所示之比較例，紅色顯示之高溫區域並不存在。因此，可被理解的是，藉由減少一半之噴嘴直徑、減少約一半之噴嘴間之間距，並減少約三分之一之在噴嘴與與底部外殼之間隙，，可比一般情況獲得更均勻之溫度分佈。

表2係顯示根據表1測量浮浴槽之底部外殼之溫度改善效果。

如表2所示，根據本發明揭露之較佳實施例，可以發現浮浴槽之底部外殼溫度(平均、最高和最低溫度)已充分地降低。此外，還可以發現，相較於比較例，在不同底部外殼之最高和最低溫度大幅地降低。因此，根據本發明揭露之實施例，其底部外殼之溫度比根據先前技術之比較例更為均勻。

然後，根據本發明揭露之較佳實施例而描述，製造浮法玻璃之浮浴槽之冷卻方法。在該用於製造浮法玻璃之浮浴槽之冷卻方法，底部外殼120圍繞於能夠儲存熔融金屬M之磚塊組件110，使浮法玻璃漂浮於熔融金屬M，並向前移動，並藉由設置於底部外殼120下方之複數個噴嘴132供給空氣而冷卻，其中，在上述冷卻過程，其冷卻均勻性係藉由至少其中之一種方式維持：(a)控制噴嘴132之間之預定間距P；(b)控制每個噴嘴132之直徑D；以及(c)控制噴嘴132和底部外殼120之間之間隙。換句話說，在此實施例之方法，係藉由簡單地減少噴嘴132之直徑D、減少在噴嘴間之間距P，或減少在噴嘴132與底部外殼120之間隙H，而維持冷卻均勻性。

在此，在步驟(a)，間距P維持在由約250毫米至約300毫米之範圍。此外，在步驟(b)，噴嘴132之直徑D維持在約30毫米。此外，在步驟(c)，在噴嘴132和底部外殼120之間之間隙維持在由約100毫米至約200毫米之範圍。

藉由利用上述條件，放入浮室118之熔融玻璃G，由於浮浴槽100之底部外殼120之均勻溫度分佈，可導致在形成之玻璃帶狀物G內的BOS程度降低，而形成品質更佳之浮法玻璃G。

本發明已作詳細描述。但是，應該了解的是，本發明較佳實施例表示之詳細描述和具體實施例係僅供說明用，在本發明之精神與範圍下，本領域中具有通常知識者，可藉由本發明加以改變及修飾。

100．．．浮浴槽

110．．．磚塊組件

111．．．入口

112．．．底部

113．．．出口

114．．．加熱元件

115．．．提升滾輪

116．．．頂部

117．．．門檻

118．．．浮室

119．．．水平控制閘門

120．．．底部外殼

122．．．基座外殼

124．．．側面外殼

130．．．吹氣泵

132．．．噴嘴

B．．．磚塊

G．．．熔融玻璃

H．．．間隙

M．．．熔融金屬

P．．．間距

圖1係根據本發明揭露之較佳實施例之製造浮法玻璃之浮浴槽所示之正面示意圖。

圖2係為圖1浮浴槽所示之側面示意圖。

圖3係根據本發明揭露之較佳實施例與傳統範例比較之製造浮法玻璃之浮浴槽之底部外殼所示之溫度分佈相片。

100．．．浮浴槽

110．．．磚塊組件

111．．．入口

112．．．底部

113．．．出口

114．．．加熱元件

115．．．提升滾輪

116．．．頂部

117．．．門檻

118．．．浮室

119．．．水平控制閘門

120．．．底部外殼

122．．．基座外殼

124．．．側面外殼

130．．．吹氣泵

132．．．噴嘴

B．．．磚塊

G．．．熔融玻璃

H．．．間隙

M．．．熔融金屬

P．．．間距

Claims (7)

1. 一種製造浮法玻璃用之浮浴槽，包括：一磚塊組件，係由複數個儲存熔融金屬之磚塊組成，使浮法玻璃能漂浮於熔融金屬而向前移動；一底部外殼，係形成於磚塊組件之外側；以及一吹氣泵，係設置分離於底部外殼，並向底部外殼供應冷卻空氣，其中該吹氣泵包括複數個噴嘴，具有約30毫米之直徑，並設置有約250毫米至約300毫米之間距，以冷卻底部外殼至預定溫度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造浮法玻璃用之浮浴槽，其中噴嘴係藉由約100毫米至200毫米之間隙，由底部外殼分離間隔。
3. 一種冷卻浮浴槽用於製造浮法玻璃之方法，其中，一底部外殼，係包圍能夠儲存熔融金屬之磚塊組件，藉由設置於底部外殼下方之複數個噴嘴供應空氣冷卻，使浮法玻璃能漂浮於熔融金屬而向前移動，以及其中，在上面的冷卻過程中，藉由至少其中之一種方式維持冷卻均勻性：(a)控制噴嘴之間之預定間距；(b)控制每個噴嘴之直徑；以及(c)控制噴嘴和底部外殼之間之間隙。
4. 如申請專利範圍第3項所述之冷卻浮浴槽之方法，其中，在步驟(a)，間距維持在由約250毫米至約300毫米之範圍。
5. 如申請專利範圍第3項所述之冷卻浮浴槽之方法，其中，在步驟(b)，每個噴嘴之直徑維持在約30毫米。
6. 如申請專利範圍第3項所述之冷卻浮浴槽之方法，其中，在步驟(c)，在噴嘴和底部外殼之間之間隙維持在由約100毫米至約200毫米之範圍。
7. 一種浮法玻璃，係如申請專利範圍第3項之方法製造而成。