WO2010013575A1 - フロートガラスの製造装置および製造方法 - Google Patents

フロートガラスの製造装置および製造方法 Download PDF

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spout
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信之 伴
元一 伊賀
徹 上堀
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旭硝子株式会社
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02Forming sheets
    • C03B18/20Composition of the atmosphere above the float bath; Treating or purifying the atmosphere above the float bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B18/02Forming sheets
    • C03B18/16Construction of the float tank; Use of material for the float tank; Coating or protection of the tank wall

Definitions

  • the present invention relates to a float glass manufacturing apparatus and manufacturing method.
  • molten glass is continuously supplied onto the surface of the molten tin provided in the float bath, and the molten glass is heated along the surface of the molten metal while being heated by a plurality of heaters. It is made to flow in the direction, and a glass ribbon having a desired width and thickness is formed to obtain a plate glass.
  • the productivity is high and the flatness is excellent.
  • it is widely used in the manufacture of glass for architectural use and glass for display panel substrates, and proposals for improving the quality have been made conventionally (for example, Patent Document 1).
  • the manufacturing method of the float glass disclosed in Patent Document 1 blows nitrogen gas into a space (twill space) formed by two twill and a molten glass for adjusting the flow rate of the molten glass supplied from the melting furnace.
  • the pressure of the twill space is maintained higher than the pressure of the spout, which is the section from the twill to the float bath.
  • This pressure difference prevents the tin vapor flowing from the float bath into the spout from flowing into the twill space, and the cassiterite (SnO 2 ) crystal produced by the reaction of tin vapor and oxygen in the twill is a movable part. Prevents adhesion.
  • the cassiterite crystal can be a disadvantage of glass when it falls onto the molten glass.
  • the float bath and spout are separated by the front wall, that is, the front lintel, but the molten glass contacts the front lintel when the amount of molten glass flowing into the float bath fluctuates relatively greatly at the start of production. In order to avoid this, the distance between the front lintel and the molten glass is relatively wide.
  • the spout atmosphere temperature is lower than the float bath atmosphere temperature, and the float bath atmosphere tends to flow into the spout. When tin vapor contained in the float bath atmosphere flows into the spout, it reacts with a small amount of oxygen that flows in through the gaps in the structure such as refractory bricks that constitute the spout, thereby generating cassiterite crystals.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a float glass manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of obtaining high-quality glass.
  • the tin vapor concentration in the spout atmosphere is 0.3-1 mg / m 3
  • the hydrogen concentration is 0-0.4% by volume
  • the supply amount of nitrogen in the spout atmosphere is more than 20 per 1 m 3 of the spout atmosphere
  • An apparatus for producing float glass which is 1000 Nm 3 / hr.
  • the front lintel gap between the front lintel separating the spout and the float bath and the molten glass surface is set to more than 40 mm to 100 mm, In a steady state, the front lintel gap is 10 mm to 40 mm, In a steady state, the tin vapor concentration in the float bath atmosphere is 3 to 10 mg / m 3 , the hydrogen concentration is 4 to 10% by volume, and the supply amount of nitrogen in the float bath atmosphere is 5 per 1 m 3 of the float bath atmosphere.
  • tin vapor concentration in the spout atmosphere is 0.3 to 1 mg / m 3
  • hydrogen concentration is 0 to 0.4% by volume
  • the supply amount of nitrogen in the spout atmosphere is the spout A method for producing float glass, characterized in that the atmosphere is 20 to 1000 Nm 3 / hr per 1 m 3 of atmosphere.
  • the tin vapor concentration and the hydrogen concentration in the float bath atmosphere and the spout atmosphere are appropriately maintained, so that the formation of cassiterite crystals in the spout is suppressed and the reduction of the molten glass is suppressed. I have to. Thereby, high quality glass can be obtained.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a float glass manufacturing apparatus according to the present invention.
  • the float glass manufacturing apparatus 1 of the present embodiment has a molten glass 4 that flows on a lip 2 from a melting furnace (not shown) and is supplied to the float bath 3. It is made to flow along the surface of the tin 5 and is formed into a strip-like glass ribbon. The glass ribbon is taken out from the outlet of the float bath 3 and then slowly cooled in a layer (slow cooling furnace) (not shown). After cleaning, the glass ribbon is cut into a predetermined size.
  • a twill 6 for controlling the flow rate of the molten glass 4 flowing on the lip 2 is provided between the melting furnace and the float bath 3.
  • the molten glass 4 whose flow rate is controlled through the twill 6 is supplied to the float bath 3 from the front wall of the float bath 3, that is, before the front lintel 12, from the tip of the lip 2.
  • a gas mainly containing an inert gas such as nitrogen gas is supplied in order to prevent the molten glass 4 flowing on the surface of the molten tin 5 from deteriorating. Inflow of outside air (oxygen) is suppressed.
  • This gas contains reducible hydrogen gas in order to prevent the vapor of molten tin 5 from being oxidized to produce a cassiterite crystal.
  • the supply amount of nitrogen in the atmosphere of the float bath 3 is 5 to 20 Nm 3 / hr per 1 m 3 of the atmosphere of the float bath 3.
  • the gas supplied into the float bath 3 is discharged outside through a duct (not shown) provided in the ceiling structure 11 of the float bath 3.
  • the atmosphere in the float bath 3 is maintained at a tin vapor concentration of 3 to 10 mg / m 3 and a hydrogen concentration of 4 to 10% by volume by supplying the gas into the float bath 3.
  • the front lintel 12 that separates the float bath 3 and the spout 7 includes a front lintel main body 21 fixed to the ceiling structure 11, a front lintel gap adjusting plate 22 attached to the front lintel main body 21, have.
  • the front lintel gap adjusting plate 22 is supported by a guide 23 provided in the front lintel body 21 and can be moved up and down so as to approach or separate from the molten glass 4 flowing on the surface of the molten tin 5 of the float bath 3. Yes.
  • illustration is abbreviate
  • the float glass manufacturing apparatus 1 of the present embodiment at the time of start-up such as the start of production, that is, when the fluctuation rate of the inflow amount (ton / hour) of the molten glass 4 to the float bath 3 is more than ⁇ 5%,
  • the front lintel gap 24 between the lower edge of the front lintel gap adjusting plate 22 and the molten glass 4 is set to be more than 40 mm and 100 mm.
  • the fluctuation rate can be grasped by the drawing amount (ton / hour) of the glass ribbon drawn from the float bath 3.
  • the front lintel gap adjusting plate 22 When the fluctuation rate of the inflow amount (ton / hour) of the molten glass 4 into the float bath 3 is within ⁇ 5%, the front lintel gap adjusting plate 22 is lowered and the front lintel gap adjusting plate is moved.
  • the front lintel gap 24 between the lower edge 22 and the molten glass 4 is narrowed. This suppresses the atmosphere of the float bath 3 from flowing into the spout 7 through the front lintel gap 24.
  • the front lintel gap 24 is preferably 10 mm to 40 mm, more preferably 10 mm to 30 mm.
  • a gas mainly containing an inert gas such as nitrogen gas is supplied into the spout 7 to suppress the flow of outside air (oxygen) into the spout 7.
  • the atmosphere in the spout 7 is maintained at a tin vapor concentration of 0.3 to 1 mg / m 3 and a hydrogen concentration of 0 to 0.4% by volume.
  • the front lintel gap adjusting plate 22 can be formed of, for example, brick, carbon, or carbon coated with SiC in consideration of fire resistance, heat resistance, oxidation resistance, and the like. Coated carbon is preferred.
  • the tin vapor concentration and the hydrogen concentration in the float bath atmosphere and the spout atmosphere are appropriately maintained, and the cathelite crystal is generated in the spout 7. And the reduction of the molten glass 4 is suppressed. Thereby, high quality glass can be obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and improved.
  • the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
  • the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is used, and the glass for the PDP substrate is float-molded under the conditions shown in Table 1 in a steady state.
  • the adhesion of the cassiterite crystals was evaluated with the naked eye.
  • the SiC-coated carbon front lintel gap adjustment plate is raised and lowered so that the front lintel gap is set to 90 mm, so that the molten glass at the start-up is smooth. was able to flow into the float bath.
  • the glass plate of the example had a defect of 1/5 or less due to the adhesion of the cathelite crystals compared to the glass plate of the comparative example. Moreover, from Table 1, since the hydrogen concentration in the spout was reduced, it was found that high-quality glass was obtained as display panel substrate glass, such as the occurrence of yellowing of the PDP substrate glass was suppressed. Moreover, the glass can be float-molded for a long time using the manufacturing apparatus of FIG. 1, and high-quality glass can be obtained stably.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

 高品質のガラスを得ることができるフロートガラスの製造装置および製造方法を提供する。  フロートガラスの製造装置1は、定常時において、スパウト7とフロートバス3とを隔てるフロントリンテル12と、溶融ガラス4の表面と、の間のフロントリンテル隙24が10mm~40mmであり、フロートバス3の雰囲気中の錫蒸気濃度が3~10mg/m、水素濃度が4~10体積%であり、フロートバス3の雰囲気中の窒素の供給量がフロートバス3の雰囲気1m当り5~20Nm/hrであり、スパウト7の雰囲気中の錫蒸気濃度が0.3~1mg/m、水素濃度が0~0.4体積%であり、スパウト7の雰囲気中の窒素の供給量がスパウト7の雰囲気1m当り20超~1000Nm/hrである。

Description

フロートガラスの製造装置および製造方法
 本発明は、フロートガラスの製造装置および製造方法に関する。
 フロートガラスの製造は、フロートバスに湛えられた溶融錫の表面上に溶融ガラスを連続的に供給し、複数のヒータにより溶融ガラスを加熱しつつ、溶融ガラスを溶融金属の表面に沿って所定の方向に流動させ、所望の幅・厚みの帯板状のガラスリボンを成形して板ガラスを得るものである。フロート成形によると生産性が高く、また平坦度に優れるので、例えば建築用板ガラスやディスプレイパネル基板用ガラスの製造などに広く用いられ、品質の向上を図るための提案が従来なされている(例えば、特許文献1参照)。
 特許文献1に開示されたフロートガラスの製造方法は、溶融炉から供給される溶融ガラスの流量を調節する2つのトウィルと溶融ガラスで形成される空間(トウィル空間)に窒素ガスを吹き込んで、このトウィル空間の圧力を、トウィルからフロートバスまでの区間であるスパウトの圧力より高く保持している。この圧力差により、フロートバスからスパウトに流入した錫蒸気がトウィル空間に流入することを防止し、錫蒸気と酸素とが反応して生成されるキャシテライト(SnO)結晶が可動部であるトウィルに付着することを防止している。尚、キャシテライト結晶は溶融ガラスに落下するとガラスの欠点となりうる。
日本国特開平7-109130号公報
 近年、ディスプレイの大型化に伴い、表示品質のさらなる向上・安定化が要請され、それに用いるガラス基板には一層の欠点の抑制など、品質の向上が求められている。そこで、ディスプレイ用ガラスとしてさらなるキャシテライト結晶の抑制が求められるようになった。
 フロートバスとスパウトとは、前壁、即ち、フロントリンテルで隔てられているが、生産スタート時などにフロートバスへの溶融ガラスの流入量が比較的大きく変動した際に溶融ガラスがフロントリンテルに接触しないよう、フロントリンテルと溶融ガラスとの間隔は比較的広く設けられている。また、スパウト雰囲気温度はフロートバス雰囲気温度よりも低く、フロートバス雰囲気がスパウトに流入しやすい。フロートバス雰囲気に含まれる錫蒸気がスパウトに流入すると、スパウトを構成する耐火煉瓦等の構造物の隙間から流入した微量の酸素と反応して、キャシテライト結晶が生成する。
 また、フロートバス雰囲気に含まれる水素ガスがスパウトに流入すると、溶融ガラスの表面が還元される。それにより、例えば、PDP基板用ガラスの黄変(電極生成工程での銀ペースト焼成後のガラスの黄色発色)が発生しやすくなる等、ディスプレイパネル基板用ガラスの品質低下を招く。
 本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、高品質のガラスを得ることができるフロートガラスの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
 上記の目的は、本発明に係る下記(1)のフロートガラスの製造装置および下記(2)のフロートガラスの製造方法により達成される。
(1)溶融炉からスパウトを介してフロートバスに供給される溶融ガラスを、該フロートバスに湛えた溶融錫の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形するフロートガラスの製造装置であって、
 定常時において、前記スパウトと前記フロートバスとを隔てるフロントリンテルと、溶融ガラス表面と、の間のフロントリンテル隙が10mm~40mmであり、
 前記フロートバス雰囲気中の錫蒸気濃度が3~10mg/m、水素濃度が4~10体積%であり、前記フロートバス雰囲気中の窒素の供給量が前記フロートバス雰囲気1m当り5~20Nm/hrであり、
 前記スパウト雰囲気中の錫蒸気濃度が0.3~1mg/m、水素濃度が0~0.4体積%であり、前記スパウト雰囲気中の窒素の供給量が前記スパウト雰囲気1m当り20超~1000Nm/hrであることを特徴とするフロートガラスの製造装置。
(2)溶融炉からスパウトを介してフロートバスに供給される溶融ガラスを、該フロートバスに湛えた溶融錫の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形するフロートガラスの製造方法であって、
 スタートアップ時に、前記スパウトと前記フロートバスとを隔てるフロントリンテルと、溶融ガラス表面と、の間のフロントリンテル隙を40mm超~100mmとし、
 定常時に、前記フロントリンテル隙を10mm~40mmとし、
 定常時において、前記フロートバス雰囲気中の錫蒸気濃度を3~10mg/m、水素濃度を4~10体積%とし、前記フロートバス雰囲気中の窒素の供給量を前記フロートバス雰囲気1m当り5~20Nm/hrとし、且つ前記スパウト雰囲気中の錫蒸気濃度を0.3~1mg/m、水素濃度を0~0.4体積%とし、前記スパウト雰囲気中の窒素の供給量を前記スパウト雰囲気1m当り20超~1000Nm/hrとすることを特徴とするフロートガラスの製造方法。
 本発明によれば、フロートバス雰囲気およびスパウト雰囲気それぞれの錫蒸気濃度、水素濃度を適切に保ち、スパウトでキャシテライト結晶が生成されるのを抑制するとともに、溶融ガラスが還元されるのを抑制するようにしている。それにより、高品質のガラスを得ることができる。
本発明に係るフロートガラスの製造装置の一実施形態を示す断面図である。 図1のフロートガラスの製造装置の要部斜視図である。
 以下、図面を参照して、本発明に係る板ガラスの製造方法の一実施形態を詳細に説明する。
 図1は、本発明に係るフロートガラスの製造装置の一実施形態を示す断面図、図2は図1のフロートガラスの製造装置の要部斜視図である。
 図1に示すように、本実施形態のフロートガラスの製造装置1は、不図示の溶融炉からリップ2上を流れてフロートバス3に供給された溶融ガラス4を、フロートバス3に湛えた溶融錫5の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形する。ガラスリボンは、フロートバス3の出口から取り出され、その後、不図示のレヤー(徐冷炉)にて徐冷され、洗浄後、所定の寸法に切断される。
 溶融炉とフロートバス3との間には、リップ2上を流れる溶融ガラス4の流量を制御するトウィル6が設けられている。トウィル6を経て流量を制御された溶融ガラス4は、フロートバス3の前壁、即ち、フロントリンテル12の手前でリップ2の先端からフロートバス3に供給される。
 フロートバス3内には、溶融錫5の表面上を流動する溶融ガラス4の変質を防止するため、窒素ガス等の不活性なガスを主たる成分とするガスが供給され、フロートバス3内への外気(酸素)の流入を抑制している。このガスには、溶融錫5の蒸気が酸化してキャシテライト結晶が生成されることを防止するために、還元性の水素ガスが含まれる。また、フロートバス3の雰囲気中の窒素の供給量は、フロートバス3の雰囲気1m当り5~20Nm/hrである。フロートバス3内に供給された上記のガスは、フロートバス3の天井構造11に設けられた不図示のダクトを通して外部に排出される。その際、溶融錫5の蒸気も共に排出される。本実施形態では、フロートバス3内への上記のガスの供給により、フロートバス3内の雰囲気が、錫蒸気濃度3~10mg/m、水素濃度4~10体積%に保たれている。
 トウィル6とフロントリンテル12との間はスパウト7として区画されている。
 さらに図2を参照して、フロートバス3とスパウト7とを隔てるフロントリンテル12は、天井構造11に固定されるフロントリンテル本体21と、フロントリンテル本体21に取り付けられるフロントリンテル隙調整板22と、を有している。フロントリンテル隙調整板22は、フロントリンテル本体21に設けられたガイド23に支持されて、フロートバス3の溶融錫5の表面上を流れる溶融ガラス4に接近または離間するように昇降可能とされている。尚、図2において、フロントリンテル12以外のスパウト7を区画する耐火構造物については、図示を省略している。
 本実施形態のフロートガラスの製造装置1では、生産開始時等のスタートアップ時、即ち、フロートバス3への溶融ガラス4の流入量(ton/時間)の変動率が±5%超であるとき、フロントリンテル隙調整板22の下縁と溶融ガラス4との間のフロントリンテル隙24は40mm超~100mmに設定される。それにより、流入量の変動によっても溶融ガラス4とフロントリンテル隙調整板22との接触が回避され、スムーズに溶融ガラス4をフロートバス3に流入させることができる。変動率は、フロートバス3から引き出されるガラスリボンの引出し量(ton/時間)で把握できる。
 そして、定常時、即ち、フロートバス3への溶融ガラス4の流入量(ton/時間)の変動率が±5%以内のときは、フロントリンテル隙調整板22が降下され、フロントリンテル隙調整板22の下縁と溶融ガラス4との間のフロントリンテル隙24が狭められる。それにより、このフロントリンテル隙24を通してフロートバス3の雰囲気がスパウト7へ流入することが抑制される。このときのフロントリンテル隙24は、好ましくは10mm~40mm、より好ましくは10mm~30mmである。また、スパウト7内には、窒素ガス等の不活性なガスを主たる成分とするガスが供給され、スパウト7内への外気(酸素)の流入を抑制している。スパウト7の雰囲気中の窒素の供給量は、スパウト7の雰囲気1m当り20超~1000Nm/hr、好ましくは50~500Nm/hrである。以上により、スパウト7内の雰囲気は、錫蒸気濃度0.3~1mg/m、水素濃度0~0.4体積%に保たれる。スパウト7の雰囲気が、上記濃度に保たれることで、スパウト7でキャシテライト結晶が生成されることが抑制されるとともに、溶融ガラス4が還元されることが抑制される。
 フロントリンテル隙調整板22は、耐火性、耐熱性、耐酸化性、等を考慮して、例えばレンガ、カーボン、SiCがコートされたカーボンで形成され得るが、特に、耐酸化性に優れるSiCがコートされたカーボンが好ましい。
 以上、説明したように、本実施形態のフロートガラスの製造装置1によれば、フロートバス雰囲気およびスパウト雰囲気それぞれの錫蒸気濃度、水素濃度を適切に保ち、スパウト7でキャシテライト結晶が生成されるのを抑制するとともに、溶融ガラス4が還元されるのを抑制するようにしている。それにより、高品質のガラスを得ることができる。
 尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
 次に、本発明の効果を確認するために、図1の製造装置を用い、定常時において、表1の条件にて、PDP基板用ガラスのフロート成形を行い、ガラス板表面上の単位面積当りのキャシテライト結晶の付着を肉眼で評価した。尚、定常時に入る前のスタートアップ時においては、SiCがコートされたカーボン製のフロントリンテル隙調整板を昇降して、フロントリンテル隙が90mmになるようにセットしたので、スタートアップ時の溶融ガラスをスムーズにフロートバスに流入させることができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例のガラス板は、比較例のガラス板に対し、キャシテライト結晶の付着による欠点が1/5以下に減少した。また、表1より、スパウトにおける水素濃度が低減していることから、PDP基板用ガラスの黄変の発生が抑えられる等、ディスプレイパネル基板用ガラスとして高品質のガラスが得られることがわかった。また、図1の製造装置を用いて長期間ガラスのフロート成形を行うことができ、高品質のガラスを安定して得ることができる。
 以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は、2008年7月28日出願の日本特許出願2008-193716に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 1  フロートガラスの製造装置
 3  フロートバス
 4  溶融ガラス
 5  溶融錫
 6  トウィル
 7  スパウト
 12  フロントリンテル
 21  フロントリンテル本体
 22  フロントリンテル隙調整板
 24  フロントリンテル隙

Claims (5)

  1.  溶融炉からスパウトを介してフロートバスに供給される溶融ガラスを、該フロートバスに湛えた溶融錫の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形するフロートガラスの製造装置であって、
     定常時において、前記スパウトと前記フロートバスとを隔てるフロントリンテルと、溶融ガラス表面と、の間のフロントリンテル隙が10mm~40mmであり、
     前記フロートバス雰囲気中の錫蒸気濃度が3~10mg/m、水素濃度が4~10体積%であり、前記フロートバス雰囲気中の窒素の供給量が前記フロートバス雰囲気1m当り5~20Nm/hrであり、
     前記スパウト雰囲気中の錫蒸気濃度が0.3~1mg/m、水素濃度が0~0.4体積%であり、前記スパウト雰囲気中の窒素の供給量が前記スパウト雰囲気1m当り20超~1000Nm/hrであることを特徴とするフロートガラスの製造装置。
  2.  前記フロントリンテルが、位置を固定された耐火製のフロントリンテル本体と、該フロントリンテル本体に昇降可能に設けられたフロントリンテル隙調整板と、を有しており、スタートアップ時において、前記フロントリンテル隙が40mm超~100mmであることを特徴とする請求項1に記載のフロートガラスの製造装置。
  3.  前記フロントリンテル隙調整板が、SiCがコートされたカーボン製であることを特徴とする請求項2に記載のフロートガラスの製造装置。
  4.  溶融炉からスパウトを介してフロートバスに供給される溶融ガラスを、該フロートバスに湛えた溶融錫の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボンに成形するフロートガラスの製造方法であって、
     スタートアップ時に、前記スパウトと前記フロートバスとを隔てるフロントリンテルと、溶融ガラス表面と、の間のフロントリンテル隙を40mm超~100mmとし、
     定常時に、前記フロントリンテル隙を10mm~40mmとし、
     定常時において、前記フロートバス雰囲気中の錫蒸気濃度を3~10mg/m、水素濃度を4~10体積%とし、前記フロートバス雰囲気中の窒素の供給量を前記フロートバス雰囲気1m当り5~20Nm/hrとし、且つ前記スパウト雰囲気中の錫蒸気濃度を0.3~1mg/m、水素濃度を0~0.4体積%とし、前記スパウト雰囲気中の窒素の供給量を前記スパウト雰囲気1m当り20超~1000Nm/hrとすることを特徴とするフロートガラスの製造方法。
  5.  前記フロントリンテルが、位置を固定された耐火製のフロントリンテル本体を有しており、
     前記フロントリンテル本体にフロントリンテル隙調整板を昇降可能に設け、
     前記フロントリンテル隙調整板を昇降して前記フロントリンテル隙を調整することを特徴とする請求項4に記載のフロートガラスの製造方法。
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