TWI483908B

TWI483908B - 製備玻璃用之裝置

Info

Publication number: TWI483908B
Application number: TW099127729A
Authority: TW
Inventors: Heui-Joon Park; Ye-Hoon Im; Sang-Oeb Na; Kil-Ho Kim
Original assignee: Lg Chemical Ltd
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2015-05-11
Also published as: TW201111303A; KR101364098B1; KR20110020160A

Description

製備玻璃用之裝置

本發明係關於一種製備玻璃用之裝置，尤其係指一種製備玻璃用之裝置，其係藉由浮式法(float process)，在製造玻璃時，使浮浴槽中包含有揮發性錫(volatile tin)之氣體由浮渣箱(dross box)向浮浴槽上游端回流。

本申請案主張享有於2009年8月21日向韓國專利局申請之韓國專利申請案第No. 10-2009-0077762號以及2010年2月22日向韓國專利局申請之韓國專利申請案第No. 10-2010-0015853號之優先權其全體內容皆引用作為本說明書之參考資料。

一般而言，使用浮式法製造浮玻璃用之裝置，係藉由以下方式達成：於貯存在浮浴槽中之熔融金屬(熔融錫或類似物)上方連續地提供熔融玻璃，使形成一具預定寬度及厚度之帶狀浮玻璃；接著朝向鄰近浮浴槽出口之冷卻爐(cooling lehr)拉起該熔融玻璃，而製造浮玻璃。

於此，熔融金屬係包括，例如：熔融錫或熔融錫合金，且熔融金屬係容置於充滿還原性氫氣(H₂ )及/或氮氣(N₂ )之浮浴槽中。而且，當特殊耐火材料容置於其中時，容置有熔融金屬之浮浴槽需垂直地拉長。當熔融玻璃由浮浴槽的上游端移動至下游端時，其會在熔融金屬之表面形成一帶狀玻璃。接著，藉由裝設於浮浴槽下游端之浮渣箱(dross box)之分隔位置(其後，稱為取出點(take-off point))的提升滾輪(lift-out roller)，將玻璃由熔融金屬舉起。之後，透過浮渣箱將玻璃傳送至退火爐，使進行後續步驟。

同時，由於浮室的熔融金屬處於高溫(例如，約600至1,100℃)，故熔融金屬中少量的氣體(如：N₂ 、H₂ )、O₂ 、H₂ O、及S₂ 會與熔融玻璃起化學反應而產生雜質，稱之為浮渣(dross)。尤其，由於接近下游端取出點之區域比上游端更冷，因此在該範圍的熔融金屬之溶解度會下降。基於此點，可能更容易產生雜質(如：微細金屬氧化物，例如：SnO₂ )，並傾向在區域周邊累積。當帶狀之熔融玻璃由該取出點取出時，該浮渣會附著於熔融玻璃之下表面，其後熔融玻璃由該浮浴槽拉離，而導致刮損或瑕疵，其在後續過程或最終過程中可能嚴重地破壞玻璃品質。

同時，由於浮浴槽中的正壓，在浮浴槽中含有揮發性錫(volatile tin)之氣體流動至浮浴槽上游端或流向浮渣箱。流向浮渣箱之氣體凝結於接近浮渣箱的冷區以及浮浴槽之上游端內，而在玻璃或而熔融錫表面上產生雜質。而且，雖然浮浴槽之內部維持在正壓，外部空氣仍可能透過浮渣箱流入至浮浴槽之上游端。此過程中，外部空氣之氧氣係與浮浴槽中的揮發性錫反應，接著凝結於冷區，而後，由錫所生成之浮雜質則在熔融錫表面上產生。其後，帶狀玻璃藉由提升滾輪(lift-out)取出，接著拉出浮浴槽。此過程期間，由錫所生成且附著於熔融錫表面之浮雜質則會與浮玻璃一併拉出，其會污染冷卻過程所用的浮渣箱以及複數滾輪之表面，亦破壞最終玻璃之品質以及過程之穩定性。

為了解決習知技術之問題而構思出本發明，因此，本發明係提供一種具有改良結構的製備玻璃用之裝置，其中，供應惰性氣體至浮渣箱以維持浮渣箱內部於一正壓，以使浮浴槽中包含有揮發性錫(volatile tin)之氣流回流至浮浴槽之入口端(或，上游端)，且同時該逆流氣體(flowing-back gas)可通過浮浴槽之兩縱向側(longitudinal sides)排出。

此外，本發明亦提供一種具有改良結構的製備玻璃用之裝置，以使外部空氣(特別是氧氣)無法導入浮渣箱以維持浮渣箱內部於一正壓。

本發明之一方面係提供一種製備玻璃用之裝置，其係包括：一浮浴槽，其係藉由一浮式法將一浮玻璃形成為一帶狀；以及一浮渣箱，其係具有用於從該浮浴槽之一出口端拉出一玻璃帶的提升滾輪，該裝置包括：一回流元件，係裝設於浮渣箱以回流一氣體，該氣體包含有揮發性錫並從該浮浴槽之該出口端流向該浮渣箱，而流至該浮箱(float box)之一入口；以及一氣體排出元件，係設於該浮浴槽，使該氣體通過該浮浴槽之至少一縱向側向外部排出，該氣體係藉由該回流元件流動。

較佳地，該製備玻璃用之裝置更包括一循環控制元件，其可依據由該回流元件所供應由該浮浴槽之該出口端至該入口之流體的量及/或溫度，而決定該氣體排出元件之操作環境。

較佳地，該回流元件包括一氣體供應單元，係用於供應一惰性氣體，該惰性氣體係由該浮渣箱通過該浮浴槽之該出口端，朝向該浮浴槽之該入口端而提供。

較佳地，該氣體排出元件包括複數排氣管，其穿設於該浮浴槽至少一縱向側壁。

較佳地，該每一排氣管係連接至一文氏管(venturi)，該文氏管(venturi)係設於該浮浴槽上的頂部(roof))之下端以及該浮浴槽之上端之間。

較佳地，該每一排氣管具有連接至該文氏管(venturi)之入口、以及延伸至比該頂部之該上端更長之一出口。

較佳地，該排氣管以預定間距而互相隔開以從該浮浴槽之入口端大幅地至一中游端延伸。

較佳地，該氣體排出元件包括一管，其裝設以連接該浮浴槽；以及一射出器(ejector)，其裝設於該管。

較佳地，該製備玻璃用之裝置更包括一握把(handle)，係用以選擇性地開啟或關閉該管。

較佳地，該氣體供應單元包括一傾斜供應管，其係從該浮渣箱之上側至下側傾斜並排列，並向該浮浴槽之入口端延伸。

較佳地，該氣體供應單元包括複數個第一水平供應管，其係分別裝設於該浮渣箱之垂墜褶(drape)之間，並置於該玻璃帶上方；以及複數個第二水平供應管，其係分別配置於該玻璃帶下方，並與該第一水平供應管對稱。

較佳地，該惰性氣體在供應前係預熱至約600至850℃。

若使用本發明之玻璃製造裝置，由於供應了惰性氣體(氬、氮、二氧化碳等)至浮渣箱，使浮渣箱內部維持比浮浴槽之出口端(或下游端)壓力相對更高之一壓力，因此由浮渣箱朝向浮浴槽的惰性氣體之流動可阻止從浮浴槽流至浮渣箱的包含有揮發性錫(volatile tin)之氣流。而且，藉由裝設於該浮浴槽側壁之較強的排氣設備(如：一射出器)將此類氣體排出，以降低氣體透過浮浴槽下游端排至浮渣箱之可能性。

例如，本發明之一玻璃製造裝置中，浮浴槽中約30%之氣體係通過浮浴槽之側壁排出，且約70%之氣體係流至浮浴槽之下游端，則可預期流至浮浴槽之下游端的氣體量可降低至約30%，且透過該浮浴槽之側壁排出的氣體量可增加至約70%。

本發明之其他目的及方面將透過下列實施例之描述並配合所附圖示，而變得明確。

以下，本發明之較佳實施例的製備玻璃用之裝置將搭配附圖詳細說明。

在敘述之前，應理解本發明說明書及申請專利範圍所使用之術語或文字不應解釋為一般性及字典意義之限制，但基於依照發明人可以適當地界定對術語最佳解釋相對應本發明之技術方面的意義及概念而解釋。因此，此處提出之解釋只是僅為了描述之一較佳例子，不是為了限制本發明之範圍，因此其應該理解為，在不偏離本發明之精神和範圍下，可使用其他均等物、及可以對其進行修飾。

圖1為一平視示意圖，係顯示本發明之一較佳實施例的一製備玻璃用之裝置；圖2為一側視示意圖，係顯示本發明之一較佳實施例的製備玻璃用之裝置的必要元件；圖3為圖2之一平視圖；以及圖4為圖1中沿著II-II’之剖視圖。

如圖1至4所示，本實施例之該玻璃製造裝置100包括：一浮浴槽110、一浮渣箱120、一回流元件130以及一氣體排出元件140。

本實施例中，玻璃製造裝置100係利用所謂的浮式法(float process)製造一玻璃，且該裝置包括一頂部112(請參見圖4)、以及一封閉浮室114(請參見圖4)，其中該頂部112覆蓋該浮浴槽110之上部，且該封閉浮室114具有一入口以及一出口。

浮浴槽110儲存熔融金屬M(如：熔融錫或熔融錫合金)。熔融玻璃G從浮浴槽110之入口端、或上游端(圖之左側)供應，並移動至該浮浴槽110之出口端、或下游端(圖之右側)。此過程中，形成一帶狀玻璃。而且，由於浮浴槽110中之溫度梯度，該熔融金屬M可維持在一相對高溫；且當從該浮浴槽110之上游端流至下游端時，熔融金屬M從浮浴槽110之中心流至其兩側。熔融玻璃G從該上游端移動至該下游端，接著該熔融玻璃G在下一步驟中被拉向浮渣箱120，使該熔融玻璃G在取出點TO與該熔融金屬M之表面分開。

浮室114中之環境由氮氣與氫氣之一混合氣體組成，且此混合氣體之壓力需維持比外界大氣壓力更高。熔融金屬M及帶狀之熔融玻璃G藉由電子加熱器(圖未示)維持於約800至1,300℃。該熔融玻璃G為一無鹼(non-alkali)玻璃或鹼石灰(soda lime)。浮浴槽110內，產生熔融金屬M流動之原理以及結構，與如何置放、形成、移動以及排出該熔融玻璃G之技術已經為人所熟知，此處並不詳細敘述。

將浮渣槽120置於浮浴槽110下游端之鄰近其出口端。而且，例如，將三個提升滾輪(lift-out roller)122排列於該浮渣箱120中。於該下游端之分隔位置處，此等提升滾輪122會將該熔融玻璃G由熔融金屬M舉起(熔融玻璃G係於該熔融金屬M之表面移動，熔融金屬M係儲存並流動於浮浴槽110中)，接著將熔融玻璃G移至設於浮渣箱120之出口的退火爐150。提升滾輪122藉由馬達(圖未示)以一預定速度旋轉，且提升滾輪122係間隔排列以位於不同水平位置，以使熔融玻璃G可輕易地拉起。

回流元件130用於使該包含有揮發性錫之氣體(其係從浮浴槽110之下游端流向該浮渣箱120)回流，以使其流回至該浮浴槽110之上游端。該回流元件130裝設於該浮渣箱120。

該回流元件130包括：裝置於該浮渣箱120的複數管；具有噴嘴之氣體供應單元132；以及一吹製工具(blowing means)(如：一馬達及一鼓風扇)，以便供應一惰性氣體，並使其從浮渣箱120通過浮浴槽110下游端之出口流至上游端。

當需要時，回流元件130可以從浮渣箱120向浮浴槽110的方向傾斜排列。於其他例子中，回流元件130可具有一管件系統(tube system)或其類似物(其操作範圍可依據預生產之玻璃的寬度而調整)。於又其他例子中，回流元件130可經由通過浮浴槽110下游端之出口流至上游端而供應一惰性氣體IG(如：氬、氮及二氧化碳)，以使浮浴槽110中流至浮浴槽110下游端之氣體回流。回流元件130中之惰性氣體的壓力可設為高於浮浴槽110下游端之壓力，如約1.0至2.0 atm。而且，在進入浮渣箱120前，該惰性氣體IG較佳先預熱(如：至約600至850℃)。預熱惰性氣體時，較佳使用已為人所熟知的手段。此外，浮渣箱120中的壓力Pd與該浮浴槽110中的壓力Pf具有一下列關係：PdPf。

圖5A至5D為側視圖，係分別顯示本發明之較佳實施例的回流元件以及氣體供應單元之修飾。

如圖1、2及5A所示，回流元件130之氣體供應單元具有一傾斜供應管134，係從浮渣箱120之一上側至其一下側傾斜並向浮浴槽110之出口延伸。該傾斜供應管134透過其末端射出氣體。於其他例子中，複數氣體射出孔(圖未示)亦可形成於朝向該出口的該浮浴槽110之部分側邊的端部周圍。

如圖1、2及5B所示，氣體供應單元132包括複數個第一水平供應管135，其係分別裝設於該浮渣箱120之垂墜褶136之間，並置於該玻璃G上方；以及複數個第二水平供應管137，其係分別設置於該玻璃G下方以與該第一水平供應管135對稱。第一水平供應管135及第二水平供應管137較佳地具有氣體射出孔(圖未示)以使氣體個別地從上側及下側射出至該浮浴槽110之出口。而且，第一水平供應管135及第二水平供應管137之氣體射出孔較佳係向中心部或於對應該玻璃G之上及下表面而形成。

如圖5C所示，該氣體供應單元132可於該浮渣箱120之一側124直接射出氣體。於其他例子中，如圖5D所示，該氣體供應單元132之管可從兩側向中心延伸，其不連接，且須互相分隔。此類實施例之該氣體供應單元132亦較佳具有氣體射出孔，以可由浮渣箱120向浮浴槽110之出口射出氣體。

再次參考圖1至2，氣體排出元件140係用於將流至浮浴槽110側部之氣體排除至外部。此等氣體排出元件140分別置於該浮浴槽110之兩側，且使該氣體排出元件140與浮浴槽110之內部連接。氣體排出元件140引導氫氣及氮氣之混合氣體(其包含揮發性錫及其混合物，係位於浮浴槽110之一熱區)流出該浮浴槽110，以防止(因錫基團所造成之)雜質向浮浴槽110之冷區移動。因此，可防止凝結於玻璃或熔融錫表面上的此等雜質的形成。

氣體排出元件140係用於排出氣體，其係透過環繞浮室114之上耐火體(upper refractory body)的鋼殼體、或裝設於上耐火體及一底部構造(lower structure)間的一密封箱144而形成。

由於浮浴槽110中之一正壓，氣體排出元件140可允許氣體自然地流出。然而，如稍後解釋者，亦可藉由使用一空氣文氏管、一射出器、或一鼓風扇強迫將浮浴槽110中的氣體排出。循環通氣系統142較佳分別裝設於上部構造之牆或每一區的側密封箱。換言之，氣體排出元件140較佳包括複數穿設於浮浴槽110至少一縱向側壁之複數排氣管。此處，氣體排出元件140較佳密集排列於浮浴槽110之兩縱向側壁、或沿著從浮浴槽110之上游端及下游端之全長配置。此外，每一排氣管較佳係連接至一文氏管(venturi)，該文氏管可設於浮浴槽110頂部(roof)之下端與浮浴槽110之上端之間。於其他例子中，每一排氣管具有連接至文氏管之一入口、以及延伸至比該頂部之上端更長之一出口。此外，可將排氣管以預定間距互相隔開，以可從該浮浴槽110之入口端大幅地延伸至一中游端。

圖6為一透視圖，係顯示本發明一較佳實施例的氣體排出元件的另一例子；以及圖7為圖6之剖視圖。圖1至4中所使用之相同參考符號係代表具有相同功能之相同元件。

請見圖6至7，本實施例之氣體排出元件240包括：一吸氣管210，其與浮浴槽110之側壁202間隔設置並穿過浮浴槽110，以使該吸氣管210可與浮浴槽110之內側連接；以及一射出器230，其具有與吸氣管210之一端連接之入口部242、以及與排氣管220(exhaust pipe)連接之出口部244，且係裝設於浮浴槽110之該側壁202，並設於吸氣管210之一側。

吸氣管210具有一般管形狀，以使吸氣管210插入至一形成於浮浴槽110之側壁202、或密封箱144(請參見圖4)之孔204，且其另一端係連接至射出器230之入口端242。吸氣管210可以其他構造(如：軟管、管路(piping)、導管及通道)替代，此係為此領域中熟習該項技術者可達成之。而且，握把250係可旋轉地裝設於吸氣管210之一側，使可選擇性地開啟或關閉吸氣管210，以便於吸氣管210及/或射出器230之保養，或控制通過吸氣管210之流體量。

射出器230係配設有內部元件(圖未示)，使射出器230可透過入口部242連至吸氣管210之其他端，以吸取通過吸氣管210之氣體。射出器230可為此領域中廣為人知或後來為人所知者。如上所述，該凸出於排氣管220(discharge pipe)下端的出口部244係配置於射出器230之上部。藉由操作射出器230，浮浴槽110之氣體可透過吸氣管210、射出器230、及排氣管220流出，如圖7中之箭頭A所指之方向。與前述實施例不相同地，具有此等射出器230的通氣系統或氣體排出元件240可使浮室中的氣體強制排出。

如圖1至2所示，於本發明之一較佳實施例中，玻璃製造裝置100更包括一循環控制元件160，其係依據回流元件130所供應(由該浮浴槽110之該下游端至該上游端)之流體的量及溫度而決定氣體排出元件140之操作環境。循環控制元件160可監控從由回流元件130至浮浴槽110上游端所供應/移動的惰性氣體之溫度及/或流量(flux)，接著依據該溫度而調整惰性氣體之流量，或控制流量而維持浮浴槽110之內部於特定程度之正壓。如此，循環控制元件160可於浮浴槽110中製造一逆流(back flow)，而形成一最佳條件。

以下，將解釋本發明之一較佳實施例之玻璃製備裝置之操作。

浮浴槽110之氣體(其包含有揮發性錫(volatile tin)之氣體並流至浮浴槽110之下游端)係藉由裝設於浮渣箱120的回流元件130，並藉由通過浮浴槽110之下游端出口而朝向上游端所供應之惰性氣體而逆流，且同時流至浮浴槽110兩側的氣體藉由氣體排出元件140而排出浮浴槽110。以此方法，可降低從浮浴槽之下游端流至浮浴槽的氣體量、產生的雜質(異物)之量、以及與玻璃一併拉出而黏附至玻璃之底部的雜質之量。

同時，本發明不僅限於上述實施例，而適當的修飾或改良亦是可能的。此外，本發明中之浮浴槽、熔融金屬、熔融玻璃、分隔位置、回流元件之氣體供應管、以及所排出之氣體之材料、形狀、尺寸、組裝、數目及排列可在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更，但不特別限定。

本發明係已藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，然而上述較佳實施例僅作為例示。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

100‧‧‧玻璃製造裝置

110‧‧‧浮浴槽

120‧‧‧浮渣箱

130‧‧‧回流元件

140‧‧‧氣體排出元件

112‧‧‧頂部

114‧‧‧浮室

M‧‧‧熔融金屬

G‧‧‧熔融玻璃

122‧‧‧提升滾輪

150‧‧‧退火爐

132‧‧‧氣體供應單元

134‧‧‧傾斜供應管

135‧‧‧第一水平供應管

136‧‧‧垂墜褶

137‧‧‧第二水平供應管

124‧‧‧一側

144‧‧‧密封箱

142‧‧‧循環通氣系統

240‧‧‧氣體排出元件

210‧‧‧吸氣管

110‧‧‧浮浴槽

202‧‧‧側壁

230‧‧‧射出器

242‧‧‧入口部

244‧‧‧出口部

250‧‧‧握把

A‧‧‧箭頭

160‧‧‧循環控制元件

TO‧‧‧取出點

IG‧‧‧惰性氣體

圖1為本發明一較佳實施例之製備玻璃用之裝置之平視示意圖。

圖2為本發明一較佳實施例之製備玻璃用之裝置的必要元件側視示意圖。

圖3為圖2之平視圖。

圖4為圖1之沿著II-II’之剖視圖。

圖5A至5D為本發明一較佳實施例的回流元件之氣體供應單元之修飾側視圖。

圖6為本發明另一較佳實施例的氣體排出元件的透視圖；以及

圖7為圖6之剖視圖。

100．．．玻璃製造裝置

110．．．浮浴槽

120．．．浮渣箱

130．．．回流元件

140．．．氣體排出元件

150．．．退火爐

160．．．循環控制元件

M．．．熔融金屬

G．．．熔融玻璃

TO．．．取出點

IG．．．惰性氣體

122．．．提升滾輪

132．．．氣體供應單元

134．．．傾斜供應管

135．．．第一水平供應管

Claims

一種製備玻璃用之裝置，其係包括：一浮浴槽，其係藉由浮式法將一浮玻璃形成為一帶狀玻璃；以及一浮渣箱，其係具有用於從該浮浴槽之一出口端拉出一玻璃帶之提升滾輪，該裝置包括：一回流元件，其包括一氣體供應單元，該回流元件係裝設於該浮渣箱且具有一傾斜供應管，其中，該傾斜供應管係從該浮渣箱之一上端向一下端傾斜，延伸至該浮浴槽之該出口端，且具有複數氣體射出孔形成於其一端部周圍；該回流元件，係用以供應一惰性氣體，使其由該浮渣箱通過該浮浴槽之該出口端，朝向該浮浴槽之一入口端而供應；一氣體排出元件，係設於該浮浴槽，使該氣體通過該浮浴槽之至少一縱向側向外部排出，該氣體係藉由該回流元件流動；以及一循環控制元件，其係依據由該回流元件所供應由該浮浴槽之該出口端至該入口之流體的量及/或溫度，而決定該氣體排出元件之操作環境。
如申請專利範圍第1項所述之製備玻璃用之裝置，其中，該氣體排出元件包括複數排氣管，其係穿設於該浮浴槽至少一縱向側壁。
如申請專利範圍第2項所述之製備玻璃用之裝置，其中，該每一排氣管係連接至一文氏管(venturi)，該文氏管 (venturi)係設於該浮浴槽上之一頂部之一下端以及該浮浴槽之一上端之間。
如申請專利範圍第3項所述之製備玻璃用之裝置，其中，該每一排氣管具有連接至該文氏管之一入口、以及延伸至比該頂部之該上端更長之一出口。
如申請專利範圍第2項所述之製備玻璃用之裝置，其中，該排氣管以預定間距而互相隔開，以從該浮浴槽之入口端大幅地至一中游端延伸。
如申請專利範圍第1項所述之製備玻璃用之裝置，其中，該氣體排出元件包括：一管，其裝設以連接該浮浴槽，以及；一射出器，其裝設於該管。
如申請專利範圍第6項所述之製備玻璃用之裝置，更包括一握把，係用以選擇性地開啟或關閉該管。
如申請專利範圍第1項所述之製備玻璃用之裝置，其中，該氣體供應單元包括一傾斜供應管，其係從該浮渣箱之一上側至一下側傾斜並排列，並向該浮浴槽之入口端延伸。
如申請專利範圍第1項所述之製備玻璃用之裝置，其中該氣體供應單元包括：複數第一水平供應管，其係分別裝設於該浮渣箱之垂墜褶(drape)之間，並置於該浮玻璃上方；以及複數第二水平供應管，其係分別配置於該浮玻璃下方，並與該第一水平供應管對稱。
如申請專利範圍第1項所述之製備玻璃用之裝置，其中，該惰性氣體在供應前係預熱至約600至850℃。