TWI495621B - 製備浮法玻璃之方法及其設備 - Google Patents

Description

製備浮法玻璃之方法及其設備

本發明之例示實施例係關於一種製備浮法玻璃之裝置及其方法，特別是一種具有改良結構之製備浮法玻璃之裝置及其方法，俾可根據浮室內玻璃帶狀物之狀態，更精確地確認浮室的操作條件(如浮室內之溫度梯度)，以一致地維持製成之玻璃帶狀物的品質。

本案主張2010年6月1日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請書編號10-2010-0051988之優先權，並且其內容完全併入本發明中，以供參酌。

一般而言，平板玻璃應用於工業上，如車輛或建築物的窗玻璃(例如：鈉鈣玻璃)，其大部分是利用習知的浮選工序(floating process)所生產。另外，用於薄膜電晶體顯示器(TFT displays)之薄玻璃片或玻璃膜(例如：無鹼性玻璃)或其類似物亦為一種經由浮選工序所生產之浮法玻璃。

傳統浮法玻璃製造裝置為了確認浮槽(float bath)內的形成條件，利用熱電偶測量熔融金屬的溫度，或利用高溫計測量玻璃帶狀物的溫度。

然而，當熱電偶直接浸入熔融金屬確認其溫度，或直接利用高溫計測得玻璃帶狀物的溫度時，會遇到一些狀況，如測量位置受到限制。因此，無法偵測浮室操作條件 的變化及一致地維持形成熔融玻璃的品質，如熔融玻璃整體的厚度變化。

本發明之例示實施例係為了解決先前技術的問題，因此，該些例示實施例提供一種製備浮法玻璃之裝置與方法，其中具有一改良結構，其可藉由環狀墊塊而間接確認浮室內之溫度梯度，其裝設位置並不受限，因此，可更準確地測量及控制浮室內的溫度。

於一態樣中，該例示實施例提供一種製備浮法玻璃之裝置，其包括：一底座墊塊，其中熔融金屬浮動儲存於該底座墊塊；一環狀墊塊，其覆蓋該底座墊塊；以及複數個熱電偶，其以一預定圖案埋置於環狀墊塊內，用以測量環狀墊塊的溫度，俾可量測及/或控制底座墊塊及環狀墊塊所形成之浮室內部環境的溫度梯度。

較佳地，該熱電偶以固定間距排列於環狀墊塊之寬度及/或長度方向上。

於另一態樣中，該例示實施例提供一種製備浮法玻璃之方法，其包括：自製備浮法玻璃裝置之一進口，持續地提供熔融玻璃至熔融金屬之上；使該熔融玻璃於熔融金屬上形成一玻璃帶狀物；以及，自該裝置之一出口，持續地拉出該玻璃帶狀物。

根據本發明例示實施例之製備浮法玻璃裝置與方法，提供了下述功效。

首先，複數個熱電偶在環狀墊塊之寬度及/或長度方向上排列成一預定圖案，據此，不論其裝設位置，皆可更準確地得知根據玻璃帶狀物狀態之浮室內操作狀況，其中，環狀墊塊由耐火磚所組成。

再者，由於可精確地控制浮室內部環境及設置於浮槽之加熱器，因此精確地控制著裝置之操作狀況，可藉以應用作為其工作條件。

本發明之其他目的及觀點，將參考所附圖式並於以下實施例敘述中明顯地指出。

下文將參考所附圖式，根據例示實施例詳細敘述製備浮法玻璃之裝置及方法。

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，不意欲限制本發明之範疇，應了解的是，可作其他不悖離本發明精神及範疇的相等物及修飾。

圖1係一例示實施例之製備浮法玻璃裝置分解透視示意圖；圖2係圖1裝置之截面圖；以及圖3係一環狀墊塊平面圖，其顯示圖1及2之熱電偶分布於環狀墊塊上之圖案。

參考圖1至3，根據此實施例製備浮法玻璃裝置(或浮槽)100，其包括：一底座墊塊110，其中熔融金屬M填充並浮動於該底座墊塊110；一環狀墊塊120，其位於底座墊塊110之上並覆蓋該底座墊塊110；以及一側邊密封130，其介於環狀墊塊120與底座墊塊110之間。

底座墊塊110、環狀墊塊120及側邊密封130裝設成一密封的浮室106，其具有一進口102及一出口104。浮室106之內部充滿氮氣(N₂ )及氫氣(H₂ )之混合氣體，此混合氣體之壓力保持在稍微大於大氣壓力。利用設置於環狀墊塊120磚層內之加熱器122，將熔融金屬M及帶狀熔融玻璃G維持在溫度約600℃至1300℃。該熔融玻璃G為無鹼性玻璃、鈉鈣玻璃、或其類似物。在浮室106中產生熔融金屬M流動之原理或結構，及熔融玻璃G之置入、形成帶狀物、移動或排出之過程，係本領域所熟知之浮選工序，在此不再加以詳述。元件符號141代表頂部軋輥(top-roller)，其用於形成熔融玻璃G。元件符號142代表變壓器，其用以提供及/或控制電力於加熱器122。元件符號143代表匯流排，其電性連接變壓器142與加熱器122。元件符號145代表錫阻屏障(tin barrier)，其用以控制熔融金屬M的浮動方向。元件符號146代表排氣系統，其用以排放在浮室106內的氣體至外部。元件符號147代表冷卻構件，其用於冷卻底座墊塊110。

底座墊塊110係由複數個磚B所構成，該些磚B係排列於浮室106之長度方向，使得熔融金屬M(如熔融錫、熔融錫合金、或其類似物)可儲存於其上。該些磚B由金屬外殼所包圍(圖未示)。

側面密封130位於底座墊塊110之上表面及環狀墊塊120之下表面，其幾乎隔離了浮室106之內部與外部，以密封浮室106。側邊密封130係為複數個具有基本六面體形狀之結構，其相鄰排列在浮室106之長度方向。側邊密封130可在幾個位置上具有排出孔，使得排出孔與排氣系統146相通。

環狀墊塊120包含：鋼環狀外殼(steel loop casing)124，其懸掛自設置浮室106之上部結構(圖未示，如建築物中的橫樑)；以及，側邊墊塊126，其由內層保溫磚組成，且位於環狀外殼124的下方空間。環狀墊塊120的內部空間以環狀磚層(loop brick layer)劃分出上部空間與下部空間。

例示實施例之浮室106包括複數個熱電偶150，其係於環狀墊塊120之長度及厚度方向上，以一預定圖案排列於浮室106之環狀墊塊120。利用熱電偶150，可間接地得知浮室106內部環境的溫度梯度。換言之，利用自熱電偶150測得之環狀墊塊120溫度，可精確地量測及控制浮室106內部環境溫度。

每一個熱電偶150設置於環狀墊塊120中，其一端自環狀墊塊120之上部空間延伸穿越環狀墊塊120至接近環狀墊塊120之下端。

參考圖3，5個熱電偶150在環狀墊塊120之寬度方向上大致互相平行排列。相鄰裝設於浮槽100長度方向之熱電偶150，可沿著浮室106之長度方向，較密集地排列於內部環境溫度需被更精確地測量之區域；同時，熱電偶150可沿著浮室106之長度方向，較稀疏地排列於內部環境溫度非必要精確得知之區域。

熱電偶150可為本領域已知之任何一種熱電偶，其適用於量測浮槽內部環境溫度。元件符號60代表孔洞，其中高溫計設置於此。

例示實施例之浮法玻璃製備方法係藉由浮選工序，使用上述實施例之製備浮法玻璃裝置100來製造具形成溫度600至1,300℃之玻璃。換言之，熔融玻璃G相較於熔融金屬M具有較低的黏度，且熔融玻璃G的比重約為熔融金屬M的2/3。經由浮室106之進口102，持續地提供熔融玻璃G至裝置100內，而後熔融玻璃G會朝著浮室106的下游端前進，並於熔融金屬M上浮動展開。在此過程中，藉由表面張力及重力，使熔融玻璃G可達到相等的厚度，進而形成凝固至特定程度之玻璃條狀物(strip)或玻璃帶狀物(ribbon)GR。藉由鄰近於浮室106出口104之提升軋輥(lift-out rollers)(圖未示)，將玻璃帶狀物GR拉出並拉向退火緩冷窯內(圖未示)。此外，可根據置入進口102之熔融玻璃G總量或取決於上升軋輥轉速之拉引速度，或者於控制或改變形成元件(如設置於浮室106之頂部軋輥141)時，改變製成玻璃帶狀物GR的厚度。因此，本實施例之製備浮法玻璃裝置100可進行無休止地循環程序且不中斷其運作。事實上，此實施例之裝置100可長達幾年不間斷地製造浮法玻璃。在此，玻璃帶狀物GR之拉引速度一般而言為1至200 ton/day。在此過程中，藉由以預定圖案設置於浮室106環狀墊塊120之熱電偶150，可測得環狀墊塊120上多個不同位置之溫度。藉由所測得的環狀墊塊120溫度，可間接地得知對應於其位置之浮室106內部環境溫度。因此，可以確認相對位置之熔融金屬M的溫度及/或熔融玻璃G的溫度梯度。所測得溫度可與其形成玻璃帶狀物之所需厚度相互對照，俾可依所測得溫度作為參考數據，以控制相對位置之加熱器122溫度。

本發明詳細地說明於其上。然而，應了解的是，本發明較佳實施例時所提及的詳細敘述與具體實施例，僅供說明之用，藉由此處的詳細敘述，所屬技術領域中具有通常知識者可明顯知悉本發明精神與範疇內之各種變化及修飾。

100．．．製備浮法玻璃裝置

102．．．進口

104．．．出口

106．．．浮室

110．．．底座墊塊

120．．．環狀墊塊

121．．．頂部軋輥

122．．．加熱器

124．．．鋼環狀外殼

126．．．側邊墊塊

130．．．側邊密封

142．．．變壓器

143．．．匯流排

145．．．錫阻屏障

146．．．排氣系統

147．．．冷卻構件

150．．．熱電偶

160．．．孔洞

B．．．磚

G．．．熔融玻璃

GR．．．玻璃帶狀物

M．．．熔融金屬

圖1係一例示實施例之製備浮法玻璃裝置分解透視示意圖。

圖2係圖1裝置之截面圖。

圖3係一環狀墊塊平面圖，其顯示圖1及2之熱電偶分布於環狀墊塊上之圖案。

100‧‧‧製備浮法玻璃裝置

106‧‧‧浮室

110‧‧‧底座墊塊

120‧‧‧環狀墊塊

122‧‧‧加熱器

130‧‧‧側邊密封

150‧‧‧熱電偶

G‧‧‧熔融玻璃

M‧‧‧熔融金屬

Claims (3)

1. 一種製備浮法玻璃之裝置，包括：一底座墊塊，其中熔融金屬浮動儲存於該底座墊塊；一環狀墊塊，其覆蓋該底座墊塊，以形成一浮室；複數個加熱器，排列設置於該環狀墊塊之一磚層內，使得每一該些加熱器之下端暴露於該浮室之內部環境；以及複數個熱電偶，其以一預定圖案埋置於該環狀墊塊內，用以測量該環狀墊塊的溫度，使每一該些加熱器位於相鄰之該些熱電偶間，以及每一該些熱電偶係設置於該環狀墊塊內，使得其下端自環狀墊塊之上表面延伸穿越環狀墊塊至接近環狀墊塊之下端，其中，俾測量該底座墊塊及該環狀墊塊所形成之該浮室內部環境的溫度梯度，且控制相對位置之每一該些加熱器之溫度。
2. 如申請專利範圍第1項所述製備浮法玻璃之裝置，其中，該些熱電偶以固定間距排列於該環狀墊塊之寬度及/或長度方向上。
3. 一種使用一裝置製備浮法玻璃之方法，該裝置包括：一底座墊塊，其中熔融金屬浮動儲存於該底座墊塊；一環狀墊塊，其覆蓋該底座墊塊；複數個加熱器，設置於該環狀墊塊之一磚層內，使得每一該些加熱器之下端暴露於該浮室之內部環境；以及複數個熱電偶，其以一預定圖案埋置於該環狀墊塊內，以使每一該些加熱器位於相鄰之 該些熱電偶間，以及每一該些熱電偶係設置於該環狀墊塊內，使得其下端自環狀墊塊之上表面延伸穿越環狀墊塊至接近環狀墊塊之下端，該方法之步驟包括：自該裝置之一浮室之一進口，持續地提供熔融玻璃至熔融金屬之上；使該熔融玻璃於該熔融金屬上形成一玻璃帶狀物；自該裝置之一出口，持續地拉出該玻璃帶狀物；於該環狀墊塊多處，以該些熱電偶量測溫度；以及參考該量測溫度數值，以控制相對位置之該些加熱器之溫度。