WO2019151782A1 - 플로트 유리 제조 장치 - Google Patents

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WO2019151782A1
WO2019151782A1 PCT/KR2019/001314 KR2019001314W WO2019151782A1 WO 2019151782 A1 WO2019151782 A1 WO 2019151782A1 KR 2019001314 W KR2019001314 W KR 2019001314W WO 2019151782 A1 WO2019151782 A1 WO 2019151782A1
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WO
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glass ribbon
cooling
float
glass
cooling gas
Prior art date
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PCT/KR2019/001314
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김우현
문원재
박희준
황두선
최준보
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주식회사 엘지화학
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C03B18/20—Composition of the atmosphere above the float bath; Treating or purifying the atmosphere above the float bath
    • C03B18/22—Controlling or regulating the temperature of the atmosphere above the float tank
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C03B18/04—Changing or regulating the dimensions of the molten glass ribbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C03B18/16—Construction of the float tank; Use of material for the float tank; Coating or protection of the tank wall
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C03B18/18—Controlling or regulating the temperature of the float bath; Composition or purification of the float bath
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a float glass manufacturing apparatus, and more particularly, to a float glass manufacturing apparatus having a cooling module capable of cooling a glass ribbon formed during a process of manufacturing a plate glass by a float method.
  • a plate glass manufacturing apparatus by a float method forms a glass ribbon while continuously supplying and flowing molten glass onto molten metal contained in a float bath, and the shaped glass ribbon is formed at the outlet of the float bath.
  • the process is supplied to an adjacent slow cooling furnace to be slowly cooled, discharged out of the slow cooling furnace, cooled to around room temperature, and then cut into a predetermined dimension to produce a sheet glass.
  • cooling of the glass ribbon may be required.
  • the cooling is mainly performed by arranging a water-cooled cooler extending in the width direction of the glass ribbon on top of the glass ribbon. Can be considered.
  • such a water-cooled cooler is formed extending in the width direction of the glass ribbon, in which case the cooler sag occurs due to the load on the center of the cooler, thereby unintentionally forming the liquid level of the glass ribbon. And volatiles present around the float bath may condense on the surface of the cooler and fall on the glass ribbon liquid level to cause defects.
  • the background art described above is technical information possessed by the inventors for the derivation of the embodiments of the present invention or acquired in the derivation process, and may be referred to as a publicly known technology disclosed to the general public before the application of the embodiments of the present invention. none.
  • the float glass manufacturing apparatus is capable of producing a high-quality glass plate by providing a cooling module for uniformly forming a temperature with respect to the entire width of the glass ribbon and supplying a cooling gas for cooling the glass ribbon Provided is a float glass manufacturing apparatus.
  • the float glass manufacturing apparatus is arranged to be spaced apart upward from the float bath, the float bath to accommodate the molten metal so that the glass ribbon flows along the first direction on the liquid surface of the molten metal.
  • Floating glass manufacturing apparatus comprising a cooling module for supplying a cooling gas which is disposed in at least a portion of the entire region in the first direction of the ceiling portion and the ceiling portion extending in one direction downward to cool the glass ribbon. It starts.
  • the cooling module may supply the cooling gas to at least the center portion of the entire width in the second direction crossing the first direction of the glass ribbon.
  • the cooling rate which is the degree to which the glass ribbon is cooled through the cooling module may not be the same within the entire width of the glass ribbon.
  • the cooling rate may be lower in the outer portion of the center portion than in the center portion of the overall width of the glass ribbon.
  • the discharge flow rate through which the cooling gas supplied through the cooling module is discharged may not be the same within the entire width of the glass ribbon.
  • the discharge flow rate of the cooling gas may be smaller in the outer portion of the central portion than in the central portion of the entire width of the glass ribbon.
  • the float glass manufacturing apparatus may include a heating module having a heating unit positioned between the float bath and the ceiling to heat the glass ribbon.
  • the heating unit and the cooling module may be spaced apart from each other in the first direction.
  • the first separation distance which is the distance between the discharge position where the cooling gas supplied through the cooling module is discharged and the float bath, may be less than or equal to the second separation distance, which is the distance between the heating part and the float bath.
  • the cooling module may be disposed in an area corresponding to a section in which the width of the glass ribbon is reduced among the entire areas in the first direction of the ceiling part.
  • the cooling module may include a plurality of discharge pipes along which the cooling gas is discharged along the second direction.
  • the float glass manufacturing apparatus may include a sensor unit for detecting a temperature change of the glass ribbon between an upstream point located upstream than the cooling module and a downstream point located downstream from the cooling module based on the first direction.
  • the cooling module may include a chamber disposed above the ceiling to accommodate the cooling gas supplied from the outside, and a discharge tube disposed to penetrate the ceiling upward and downward and discharge the cooling gas contained in the chamber downward. have.
  • the discharge position at which the cooling gas supplied through the cooling module is discharged may not be the same to be spaced upwardly from the float bath within the entire width of the glass ribbon.
  • the discharge position of the cooling gas may be greater in the outer part of the center than in the center of the entire width of the glass ribbon.
  • the chamber may be partitioned into a plurality of unit chambers along a second direction crossing the first direction of the glass ribbon by the partition wall.
  • the temperature is uniformly formed with respect to the entire width of the glass ribbon and comprises a cooling module for supplying a cooling gas capable of cooling the glass ribbon to uniform the flow of the glass ribbon It is possible to produce an optically good quality plate glass.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a float glass manufacturing apparatus according to embodiments of the present invention in a lateral direction.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the float bath shown in FIG. 1 from above to below.
  • FIG 3 is a front view schematically showing the float glass manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention in a front direction.
  • FIG. 4 is a front view schematically showing a float glass manufacturing apparatus according to a modification of the first embodiment of the present invention in a front direction.
  • FIG. 5 is a front view schematically showing the float glass manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention in a front direction.
  • FIG. 6 is a front view schematically showing the float glass manufacturing apparatus according to the third embodiment of the present invention in a front direction.
  • roller 1200 ceiling
  • cooling module 1211 discharge position
  • heating unit 1230 sensor unit
  • FIG. 1 is a side view schematically showing a float glass manufacturing apparatus according to embodiments of the present invention in a lateral direction.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing the float bath shown in FIG. 1 from above to below.
  • Figure 3 is a front view schematically shown in the front direction showing a float glass manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • the first embodiment of the present invention relates to a float glass manufacturing apparatus 1000, when forming a glass ribbon in the plate glass manufacturing process manufactured by the float method, the glass ribbon on the basis of the width direction
  • a float glass manufacturing apparatus 1000 having a cooling module 1210 capable of cooling a glass ribbon while reducing a non-uniform temperature difference therein.
  • the float glass manufacturing apparatus 1000 may include a float bath 1100, a ceiling portion 1200, a cooling module 1210, and a heating module 1220.
  • the float bath 1100 may be an accommodating passage having an upper opening to accommodate the molten metal.
  • the molten metal may include, for example, molten tin or molten tin alloy and may have a specific gravity greater than that of the molten glass.
  • the molten metal may be maintained at a high temperature (about 600 ° C to about 1100 ° C).
  • the float bath 1100 may contain a refractory material to accommodate a hot molten metal.
  • the float bath 1100 may include an inlet portion through which molten glass is supplied, and an outlet portion formed by carrying out a glass ribbon while the molten glass flows.
  • the glass ribbon flows on the liquid level of the molten metal along the first direction d1, which is a direction from which the molten glass is directed from the inlet to the outlet of the float bath 1100, and extends along the first direction d1.
  • the ceiling part 1200 may be disposed to be spaced apart upward from the float bath 1100 and have a shape extending in the first direction d1 to isolate the float bath 1110 from the outside from above.
  • the ceiling part 1200 may be formed in a shape in which the brick part 1240 having a predetermined thickness is arranged along the first direction d1.
  • the ceiling 1200 and the float bath 1100 may be disposed above and below each other to form a float chamber 1300 which is a space therebetween.
  • the brick part 1240 forming the ceiling part 1200 may be formed of a refractory brick to accommodate the hot air inside the float chamber 1300 formed due to the heat generation of the hot molten metal and the molten glass.
  • Refractory brick is a brick that can withstand high temperatures, and does not have excessive softening or volume change at high temperatures, and may be erosion resistant to gas or slag and excellent in wear resistance.
  • the float chamber 1300 may be filled with a reducing gas containing nitrogen (N2) and hydrogen (H2) to prevent oxidation of the molten metal and to prevent chemical reaction between the molten metal and the fine material formed by volatilization from the molten glass. have.
  • the ceiling part 1200 may include a gas supply path 1250 capable of supplying a reducing gas.
  • the gas supply path 1250 may be a tubular member disposed in the space itself or the space between the brick parts 1240.
  • the reducing gas may be supplied to the float chamber 1300 through a gas supply path 1250 formed in the ceiling 1200 from an upper space of the ceiling 1200.
  • the float chamber 1300 may be set to a pressure higher than atmospheric pressure to prevent the inflow of air from the outside.
  • the cooling module 1210 may be disposed in at least a portion of the entire region of the ceiling portion 1200 in the first direction d1 to supply cooling gas for cooling the glass ribbon downward.
  • the cooling gas may be a low temperature reducing gas containing nitrogen (N 2) and hydrogen (H 2) to prevent oxidation of the molten metal and to prevent chemical reaction between the molten metal and the fine material formed by volatilization from the molten glass.
  • the low temperature reducing gas may be supplied to the upper space of the ceiling portion 1200 at a temperature of about 30 ° C.
  • the reducing gas may be heated to a temperature of about 100 ° C. or more and about 150 ° C. or less by heat transferred from the float chamber 1300.
  • the cooling module 1210 may be disposed along a second direction d2 crossing the first direction d1 that is a flow direction of the glass ribbon.
  • the second direction d2 may be a width direction of the glass ribbon.
  • the cooling module 1210 may include a discharge tube 1213 through which cooling gas is discharged.
  • the discharge tube 1213 is formed to penetrate up and down through the discharge tube block disposed in a block shape protruding downward on the ceiling portion 1200, thereby providing a space for fluid flow.
  • the cooling gas may be discharged through the discharge tube 1213.
  • the discharge tube 1213 may be formed to extend in the second direction d2 so that the cooling gas may be supplied over a predetermined length area along the width direction of the glass ribbon. Cooling gas may be supplied over the entire width of the glass ribbon.
  • the overall width of the glass ribbon may be a virtual region formed from one end to the other end having a predetermined width along the first direction d1 which is the flow direction of the glass ribbon to form the width of the glass ribbon.
  • the discharge tube 1213 may be provided in plurality in the second direction d2 of the glass ribbon.
  • the plurality of discharge tubes 1213 may be disposed at regular intervals along the second direction d2 to supply cooling gas to the entire width of the glass ribbon.
  • the cooling module 1210 may include a chamber 1212 in which cooling gas is accommodated.
  • the chamber 1212 is disposed above the ceiling portion 1200 and has a space for accommodating cooling gas supplied from the outside, and may communicate with the discharge tube 1213 disposed through the ceiling portion 1200 up and down. It may include a communication port.
  • the cooling gas contained in the chamber 1212 may be discharged through the communication port, and may be guided along the discharge tube 1213 and supplied downward.
  • the chamber 1212 may extend in the second direction d2.
  • the temperature can be lowered.
  • the inlet portion into which the molten glass flows is formed in a portion located at the center of the float bath 1100 based on the width of the float bath 1100, and the width of the inlet portion is greater than that of the float bath 1100.
  • the cooling module 1210 has a full width in the second direction d2 crossing the first direction d1 of the glass ribbon. It is preferable to supply a cooling gas to at least center part M among them.
  • the cooling gas is supplied to at least the center portion M of the entire width of the glass ribbon, the flow rate of the low temperature cooling gas in the center portion M is relatively higher than that of the outer portion near the widthwise end of the glass ribbon.
  • the temperature drop of the center portion M may occur more than the temperature drop of the outer portion. Therefore, the temperature of the central part M which is relatively high temperature and the outer part of low temperature can be formed uniformly.
  • the cooling rate which is the degree to which the glass ribbon is cooled through the cooling module 1210, may not be the same within the entire width of the glass ribbon. Specifically, the cooling rate may be equal to the center portion (M) of the entire width region of the glass ribbon. The outer side of M) may be lower.
  • the cooling rate may mean the amount of heat lost from the surface unit area of the glass ribbon per unit time or the amount of temperature drop in the surface unit area of the glass ribbon per unit time. Since the cooling rate of the outer portion is lower than the central portion M of the entire width of the glass ribbon, the temperature of the entire width region of the glass ribbon can be formed uniformly.
  • the discharge flow rate from which the cooling gas supplied through the cooling module 1210 is discharged is within the entire width of the glass ribbon. May not be the same in.
  • the discharge flow rate of the cooling gas may be smaller in the outer portion of the central portion M than in the central portion M of the entire width region of the glass ribbon.
  • the discharge flow rate may be adjusted by varying the cross sectional area a1 of the discharge pipe 1213.
  • the cross-sectional area a1 may be an area of a cross section formed when the discharge pipe 1213 is cut into a virtual plane that is substantially parallel to the liquid surface of the glass ribbon.
  • the discharge flow rate is the discharge tube 1213 in which the cooling gas is discharged in correspondence with the position of the outer side of the cross-sectional area a1 of the discharge tube 1213 in which the cooling gas is discharged in correspondence with the position of the center portion M of the glass ribbon.
  • the discharge flow rate can be adjusted by varying the position for supplying the cooling gas to the chamber 1212 extending in the second direction (d2). Specifically, when the cooling gas is intensively supplied to the central portion M of the chamber 1212, the cooling gas flows through the diffusion to the outer portion of the chamber 1212, but the flow rate of the cooling gas is relatively at the central portion M.
  • the discharge tube 1213 formed at the position corresponding to the center portion M of the chamber 1212 has a higher flow rate of cooling gas than the discharge tube 1213 formed at the position corresponding to the outer portion of the chamber 1212. It can be supplied to a glass ribbon.
  • the cooling module 1210 may be disposed in an area corresponding to a section in which the width of the glass ribbon is reduced among the entire areas of the ceiling 1200 in the first direction d1.
  • the float glass manufacturing apparatus 1000 may include a roller 1110 disposed at both ends of the width of the glass ribbon.
  • the roller 1110 may be disposed downstream in the first direction d1 than the inlet of the float bath 1100 to which the molten glass is supplied.
  • the rollers 1110 may be disposed in plurality at both ends of the width of the glass ribbon along the first direction d1. As the roller 1110 rotates in contact with the glass ribbon, the width and thickness of the glass ribbon may be formed.
  • the roller 1110 is disposed to form a predetermined angle ⁇ 1 in a direction closer to the side of the float bath 1100 and a line c parallel to the first direction d1 of the flow direction of the glass ribbon.
  • the rotation of the glass ribbon may increase the width of the glass ribbon, and when the rotation speed is increased, the glass ribbon may be thinned.
  • the width of the glass ribbon may be gradually reduced due to the viscosity of the glass ribbon when the glass ribbon passes through a section in which the roller 1110 capable of stretching the width of the glass ribbon in the second direction d2 is disposed.
  • the glass ribbon may be cooled and molded more efficiently.
  • the upstream section of the section in which the roller 1110 is disposed or the section in which the roller 1110 is disposed may be a section in which thickness molding of the glass ribbon is performed. If the cooling is performed by arranging the cooling module 1210 in the corresponding area of the ceiling portion 1200 formed in the upper portion of the section, the heating and cooling of the glass ribbon can be performed at the same time, the efficiency may be reduced, and the stability of the process may be lowered.
  • the gas discharge position 1211 of the cooling module 1210 is disposed close to the glass ribbon, it may be difficult to secure the installation space of the roller 1110. Therefore, it is preferable to cool the glass ribbon by arranging the cooling module 1210 in a corresponding region of the ceiling portion 1200 positioned above the section a2 where the width of the glass ribbon is reduced.
  • the cooling module 1210 may be disposed. Thereby, cooling of the center part M of a glass ribbon can be performed before an outer part of a glass ribbon, and the width direction temperature difference of a glass ribbon can be reduced.
  • the heating module 1220 may apply heat to the glass ribbon to prevent solidification caused by cooling of the glass ribbon and to induce slow cooling.
  • the heating module 1220 may be arranged in plurality in the ceiling portion 1200 in the first direction d1.
  • the heating module 1220 may include a heating unit 1221.
  • the heating part 1221 may be positioned between the float bath 1100 and the ceiling part 1200 to supply heat to the glass ribbon.
  • the heating unit 1221 may be provided as a plurality of heat generating members.
  • the heating unit 1221 may have a coil capable of generating heat therein, and may generate heat by supplying a current to the coil.
  • the heating part 1221 may be disposed along the second direction d2 to supply heat to the entire width of the glass ribbon.
  • the temperatures of the plurality of heating portions 1221 may be controlled to uniformly form the temperature of the entire width of the glass ribbon.
  • the heating module 1220 and the cooling module 1210 including the heating unit 1221 may be spaced apart from each other along the first direction d1.
  • the order in which the cooling module 1210 and the heating part 1221 are disposed along the first direction d1 may be variously designed in consideration of an optimal process of the glass ribbon.
  • FIG. 1 illustrates a plurality of heating parts as an example. 1221 is disposed along the first direction d1, and the cooling module 1210 is disposed between the regions where the plurality of heating units 1221 are disposed along the first direction d1, respectively. .
  • the position of the heating part 1221 is higher than the discharge position 1211.
  • the first separation distance h1 which is a distance between the discharge position 1211 where the cooling gas supplied through the cooling module 1210 is discharged and the float bath 1100, is heated 1221.
  • a second separation distance h2 which is a distance between the float bath 1100.
  • the discharge position 1211 is a position where the discharge gas leaves the discharge tube 1213 and may be a lower end of the discharge tube 1213.
  • the first separation distance h1 may be a distance between the discharge position 1211 and the liquid level of the glass ribbon flowing over the molten metal accommodated in the float bath 1100.
  • the second separation distance h2 may be a distance between the lower end of the heating part 1221 and the liquid level of the glass ribbon flowing in the upper portion of the molten metal accommodated in the float bath 1100.
  • FIG. 4 is a front view schematically showing a float glass manufacturing apparatus according to a modification of the first embodiment of the present invention in a front direction.
  • the first separation distance h1 may be smaller than the second separation distance h2.
  • the cooling gas discharged from the discharge tube 1213 may not be affected by the heating unit 1221, and the temperature of the cooling gas may not be increased. You may not.
  • the cooling gas since the cooling gas may be supplied at a position closer to the glass ribbon than when the first separation distance h1 and the second separation distance h2 are the same, the cooling efficiency may be better.
  • the float glass manufacturing apparatus 1000 may further include a sensor unit 1230.
  • the sensor unit 1230 may detect a temperature change of the glass ribbon between an upstream point located upstream than the cooling module 1210 and a downstream point located downstream from the cooling module 1210 based on the first direction d1. .
  • the sensor unit 1230 is disposed in the upper space of the ceiling 1200, it is preferable to use a radiation pyrometer for detecting heat.
  • the float glass manufacturing apparatus 1000 may adjust the flow rate of the cooling gas supplied to the chamber 1212 based on a temperature change pattern formed along the width direction and the progress direction of the glass ribbon detected through the sensor unit 1230. That is, the flow rate of the cooling gas supplied to the glass ribbon can be adjusted so as to converge to the optimum condition for making the width direction reference temperature distribution of the glass ribbon uniform.
  • FIG. 5 is a front view schematically showing the float glass manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention in a front direction.
  • a section having a different height is formed at a discharge position 1211 in which cooling gas is discharged based on a width direction of a glass ribbon.
  • the cooling rate difference between the central portion M located at the center and the outer portion located at the outside thereof may be formed with respect to the entire width of the glass ribbon. That is, the discharge position 1211 in which the cooling gas supplied through the cooling module 1210 is discharged may not be the same in the total width of the glass ribbon to be spaced upwardly from the float bath 1100.
  • the discharge position 1211 of the cooling gas is spaced apart upward from the float bath 1100 in the distance between the center portion M discharge position 1211a and the liquid level of the glass ribbon of the entire width of the glass ribbon (
  • the distance h4 between the outer side discharge position 1211b of the center portion M and the liquid level of the glass ribbon may be larger than h3).
  • the cooling gas supplied to the outer portion of the glass ribbon is supplied at a higher position relative to the liquid level of the glass ribbon than the cooling gas supplied to the center portion M, the cooling gas is not concentrated at the outer portion and is supplied to the surroundings. Diffusion occurs well, and the cooling rate of the outer portion may be lower than that of the central portion M of the glass ribbon.
  • FIG. 6 is a front view schematically shown in a front direction showing a float glass manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • the chamber 1212 of the float glass manufacturing apparatus 1000 has a second cross that intersects the first direction d1 of the glass ribbon by the partition wall 1214.
  • a plurality of unit chambers 1212a may be partitioned along the direction d2.
  • the partition 1214 may be a member capable of blocking the flow of gas between the space formed by partitioning the space. Gas flow may be blocked between the unit chambers 1212a.
  • a discharge tube 1213 may be provided to correspond to the number and positions of the unit chambers 1212a. Cooling gas having different temperatures may be supplied to the unit chamber 1212a, and cooling gas having different temperatures may be supplied to the glass ribbon through the discharge pipe 1213 formed corresponding to the unit chamber 1212a.
  • a low-temperature cooling gas is supplied to the unit chamber 1212a disposed above the ceiling portion 1200 corresponding to the center portion M with respect to the entire width of the glass ribbon, and the ceiling portion corresponding to the outer portion of the glass ribbon is provided.
  • the cooling gas having a relatively lower temperature may be supplied to the center portion M than the outer portion of the glass ribbon. Therefore, the cooling rate of an outer part can be made lower than the center part M of a glass ribbon, and the temperature of the full width of a glass ribbon can be formed uniformly.
  • a cooling gas of about 200 ° C. or more and 300 ° C. or less is supplied to the central portion M of the glass ribbon, and a cold gas of about 600 ° C. or more and 700 ° C. or less is supplied to the outer portion of the glass ribbon to provide a temperature of the entire glass ribbon. Can be formed uniformly.
  • the molten glass may flow into the inlet of the float bath 1100 and form a glass ribbon along the first direction d1 on the upper surface of the molten metal accommodated in the float bath 1100.
  • the width and thickness of the glass ribbon may be molded by the plurality of rollers 1110 disposed at both ends in the width direction thereof.
  • the heating part 1221 may adjust the temperature so that the glass ribbon is disposed in the ceiling portion 1200 along the first direction d1 so that the glass ribbon may gradually cool while the glass ribbon flows.
  • the glass ribbon may decrease in width as it passes through the region where the roller 1110 is disposed, and may be cooled through the cooling module 1210 disposed above the area where the width is reduced.
  • the cooling rate of the center part M and the outer part may be different with respect to the whole width of a glass ribbon, and it can be guide
  • the glass ribbon may be gradually cooled, molded to a desired width and thickness, and discharged through the outlet of the float bath 1100.
  • the float glass manufacturing apparatus 1000 includes a cooling module 1210 which uniformly forms a temperature with respect to the entire width of the glass ribbon and supplies a cooling gas capable of cooling the glass ribbon.
  • the flow of the glass ribbon is made uniform, and optically good plate glass can be produced.
  • the float glass manufacturing apparatus 1000 may include a first separation distance that is a distance between a discharge position 1211 where the cooling gas supplied through the cooling module 1210 is discharged and the float bath 1100. Since h1 may be less than or equal to the second separation distance h2, which is a distance between the heating part 1221 and the float bath 1100, the cooling gas may be affected by the heating part 1221, and thus the cooling efficiency may decrease. Can be prevented.
  • the float glass manufacturing apparatus 1000 includes a heating module 1220 including a heating unit 1221, to prevent solidification of the glass ribbon and to adjust the temperature of the glass ribbon to provide slow cooling. Can be induced.
  • the float glass manufacturing apparatus 1000 may include a sensor unit 1230 to detect a temperature change of the glass ribbon and to adjust a flow rate of the cooling gas supplied to the chamber 1212. Accordingly, the flow rate of the cooling gas supplied to the glass ribbon may be adjusted to adjust the temperature of the glass ribbon.
  • Float glass manufacturing apparatus 1000 by adjusting the flow rate of the cooling gas supplied to the glass ribbon to adjust the temperature of the glass ribbon, and to reduce the temperature difference over the entire width of the glass ribbon Can be.
  • the temperature of the glass ribbon is adjusted by adjusting the flow rate of the cooling gas supplied to the glass ribbon. Can be adjusted and the temperature difference over the full width of the glass ribbon can be reduced.
  • the float glass manufacturing apparatus 1000 includes a unit chamber 1212a formed by partitioning a chamber in which the cooling gas is accommodated, so that each of the cooling gases contained in the unit chamber 1212a
  • the temperature of the glass ribbon may be adjusted by adjusting the temperature or by adjusting the capacity of the cooling gas accommodated in the unit chamber 1212a, and the temperature difference with respect to the entire width of the glass ribbon may be reduced.

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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 플로트 유리 제조 장치는, 용융금속을 수용하여 용융금속의 액면 상에 제1방향을 따라 유리 리본이 유동되도록 하는 플로트 배스, 플로트 배스로부터 상방으로 이격되어 배치되며 제1방향을 따라 길게 연장되는 천장부 및 천장부의 제1방향으로의 전체 영역 중 적어도 일부 영역에 배치되어 유리 리본을 냉각할 수 있는 냉각가스를 하방으로 공급하는 냉각모듈을 포함하는, 플로트 유리 제조 장치를 개시한다.

Description

플로트 유리 제조 장치
본 발명의 실시예들은 플로트 유리 제조 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 플로트 법으로 판유리를 제조하는 공정 중에 형성되는 유리 리본을 냉각할 수 있는 냉각모듈이 구비된 플로트 유리 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플로트 법에 의한 판유리 제조 장치는, 플로트 배스(float bath)에 수용되는 용융금속 상에 용융유리를 연속적으로 공급 및 유동시키면서 유리 리본을 성형하며, 성형된 유리 리본은 플로트 배스의 출구에 인접한 서냉로에 공급되어 서냉되고, 서냉로 밖으로 배출되어 실온 부근까지 냉각된 후, 소정의 치수로 절단되어 판유리로 제조되는 공정을 수행한다.
한편, 용융유리가 플로트 배스에 공급되어 그 폭이 확장되며 유동하여 유리 리본을 형성하는 과정에서, 용융유리의 점도 등 유동에 영향을 미치는 특성으로 인하여, 유리 리본의 전체 폭에 중 중앙에 형성되는 중앙부의 온도가 유리 리본의 폭 단부에 가까워지는 외측부의 온도보다 높게 형성된다. 이러한 온도의 차이는 유리 리본의 유동에 영향을 미쳐서 양질의 판유리를 제조하는데 어려움이 있다.
아울러, 유리 리본을 성형하는 과정에서, 유리 리본의 냉각이 요구될 수 있는데, 일반적으로 그 냉각은 주로 유리 리본의 상부에 유리 리본의 폭 방향으로 연장 형성되는 수냉식 냉각기를 배치하여 유리 리본과 열교환을 하는 방법이 고려될 수 있다.
다만, 폭이 넓은 판유리를 생산하는 공정에서 이러한 수냉식 냉각기는 유리 리본의 폭방향으로 연장되어 형성되는데, 이 경우에 냉각기 중앙부의 하중으로 인해 냉각기의 처짐이 발생되어 유리 리본의 액면을 의도치 않게 성형할 수 있고, 플로트 배스 주위에 존재하는 휘발성 물질이 냉각기의 표면에서 응축되었다가 유리 리본 액면 상에 낙하하여 결점을 유발하는 등의 문제가 있을 수 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 실시예들은, 플로트 유리 제조 장치가 유리 리본의 전체 폭에 대하여 온도를 균일하게 형성하며 유리 리본을 냉각할 수 있는 냉각가스를 공급하는 냉각모듈을 구비하여 양질의 판유리를 제조할 수 있는 플로트 유리 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치는, 용융금속을 수용하여 용융금속의 액면 상에 제1방향을 따라 유리 리본이 유동되도록 하는 플로트 배스, 플로트 배스로부터 상방으로 이격되어 배치되며 제1방향을 따라 길게 연장되는 천장부 및 천장부의 제1방향으로의 전체 영역 중 적어도 일부 영역에 배치되어 유리 리본을 냉각할 수 있는 냉각가스를 하방으로 공급하는 냉각모듈을 포함하는, 플로트 유리 제조 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 냉각모듈은 유리 리본의 제1방향과 교차하는 제2방향으로의 전체 폭 중 적어도 중앙부에 냉각가스를 공급할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 냉각모듈을 통해 유리 리본이 냉각되는 정도인 냉각률은 유리 리본의 전체 폭 내에서 동일하지 않을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 냉각률은 유리 리본의 전체 폭 중 중앙부보다 중앙부의 외측부가 더 낮을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 냉각모듈을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출유량은 유리 리본의 전체 폭 내에서 동일하지 않을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 냉각가스의 토출유량은 유리 리본의 전체 폭 중 중앙부보다 상기 중앙부의 외측부가 더 적을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 플로트 유리 제조 장치는 유리 리본을 가열하기 위해 플로트 배스와 천장부 사이에 위치하는 가열부를 구비하는 가열모듈을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 가열부와 냉각모듈은 제1방향을 따라 서로 이격 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 냉각모듈을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출위치와 플로트 배스 사이의 거리인 제1이격거리는, 가열부와 플로트 배스 사이의 거리인 제2이격거리보다 작거나 같을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 냉각모듈은 천장부의 제1방향으로의 전체 영역 중 유리 리본의 폭이 줄어드는 구간에 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 냉각모듈은 냉각가스가 토출되는 토출관을 제2방향을 따라 복수 개 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 플로트 유리 제조 장치는 제1방향 기준으로 냉각모듈보다 상류에 위치하는 상류지점 및 냉각모듈보다 하류에 위치하는 하류지점 간의 유리 리본의 온도변화를 감지하는 센서부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 냉각모듈은 천장부의 상부에 배치되어 외부로부터 공급된 냉각가스를 수용하는 챔버와, 천장부를 상하로 관통하여 배치되며 챔버에 수용된 냉각가스를 하방으로 토출하는 토출관을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 있어서, 냉각모듈을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출위치는 상기 플로트 배스로부터 상방을 향하여 이격되어 있는 정도가 상기 유리 리본의 전체 폭 내에서 동일하지 않을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 냉각가스의 토출위치는 플로트 배스로부터 상방을 향하여 이격되어 있는 정도가 유리 리본의 전체 폭 중 중앙부보다 중앙부의 외측부에서 더 클 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 있어서, 챔버는 격벽에 의해 유리 리본의 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 복수의 단위챔버로 구획될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 플로트 유리 제조 장치는, 유리 리본의 전체 폭에 대하여 온도를 균일하게 형성하며 유리 리본을 냉각할 수 있는 냉각가스를 공급하는 냉각모듈을 구비하여 유리 리본의 유동을 균일하게하여 광학적으로 양질의 판유리를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 플로트 유리 제조 장치를 측방향에서 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플로트 배스를 상방에서 하방으로 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치를 정면 방향에서 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예의 변형에 따른 플로트 유리 제조 장치를 정면 방향에서 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치를 정면 방향에서 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치를 정면 방향에서 개략적으로 나타낸 정면도이다.
※ 부호의 설명
1000: 플로트 유리 제조 장치 1100: 플로트 배스
1110: 롤러 1200: 천장부
1210: 냉각모듈 1211: 토출위치
1212: 챔버 1213: 토출관
1214: 격벽 1220: 가열모듈
1221: 가열부 1230: 센서부
1240: 벽돌부 1250: 가스공급로
M: 중앙부 d1: 제1방향
d2: 제2방향 h1: 제1이격거리
h2: 제2이격거리
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 플로트 유리 제조 장치를 측방향에서 개략적으로 나타낸 측면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 플로트 배스를 상방에서 하방으로 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치를 보여주는 정면 방향에서 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예는 플로트 유리 제조 장치(1000)에 관한 것으로서, 플로트 법으로 제조되는 판유리 제작 공정에서 유리 리본을 성형할 때, 폭 방향 기준으로 유리 리본 내에서 균일하지 않은 온도 차이를 줄이면서, 유리 리본을 냉각시킬 수 있는 냉각모듈(1210)을 구비한 플로트 유리 제조 장치(1000)에 관한 것이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)는 플로트 배스(1100), 천장부(1200), 냉각모듈(1210) 및 가열모듈(1220)을 포함할 수 있다.
플로트 배스(1100)는 용융금속을 수용할 수 있도록 상방이 개구된 형상의 수용로일 수 있다. 여기서, 용융금속은 예를 들어, 용융 주석 또는 용융 주석 합금을 포함하고 용융유리보다 비중이 클 수 있다. 용융금속은 고온(약 600 ˚C 내지 약 1100 ˚C) 상태로 유지될 수 있다. 고온의 용융금속을 수용하기 위해 플로트 배스(1100)는 내화 재료가 내장될 수 있다. 플로트 배스(1100)는 용융유리가 공급되는 입구부와, 용융유리가 유동하면서 유리 리본으로 성형되어 반출되는 출구부를 포함할 수 있다. 유리 리본은 용융유리가 플로트 배스(1100)의 입구부로부터 출구부를 향하는 방향인 제1방향(d1)을 따라 용융금속의 액면 상에서 유동하여, 제1방향(d1)을 따라 길게 연장되는 리본형태로 성형될 수 있다.
천장부(1200)는 플로트 배스(1100)로부터 상방으로 이격되어 배치되며 제1방향(d1)을 따라 길게 연장된 형태를 가져 플로트 배스(1110)를 상방에서 외부와 격리할 수 있는 부분일 수 있다. 천장부(1200)는 소정의 두께를 가진 벽돌부(1240)가 제1방향(d1)을 따라 배열되는 형태로 형성될 수 있다. 천장부(1200)와 플로트 배스(1100)가 각각 서로의 상부와 하부에 배치되면서 그 사이 공간인 플로트 챔버(1300)를 형성할 수 있다. 천장부(1200)를 형성하는 벽돌부(1240)는 고온의 용융금속 및 용융유리의 발열로 인해 형성되는 플로트 챔버(1300) 내부의 고온 공기를 수용하기 위해 내화 벽돌로 형성될 수 있다. 내화 벽돌은 고온에서 견딜 수 있는　벽돌로서, 고온에서 지나친 연화나 체적변화가 없으며, 가스나 슬래그에 대하여 내침식성이며 내마모성이 우수할 수 있다. 플로트 챔버(1300)는 용융금속의 산화를 방지하고 용융금속과 용융유리로부터 휘발되어 형성되는 미세 물질과의 화학반응을 방지하기 위해 질소(N2) 및 수소(H2)를 포함하는 환원성 가스로 채워질 수 있다. 천장부(1200)는 환원성 가스를 공급할 수 있는 가스공급로(1250)를 포함할 수 있다. 가스공급로(1250)는 각각의 벽돌부(1240) 사이의 공간 그 자체 또는 그 사이의 공간에 배치되는 관형부재일 수 있다. 환원성 가스는 천장부(1200)의 상부 공간으로부터 천장부(1200)에 형성된 가스공급로(1250)를 통해 플로트 챔버(1300)로 공급될 수 있다. 또한, 플로트 챔버(1300)는 외부로부터의 공기 유입을 방지하기 위해 대기압보다 높은 기압으로 설정될 수 있다.
냉각모듈(1210)은 천장부(1200)의 제1방향(d1)으로의 전체 영역 중 적어도 일부 영역에 배치되어 유리 리본을 냉각할 수 있는 냉각가스를 하방으로 공급할 수 있다.
냉각가스는 용융금속의 산화를 방지하고 용융금속과 용융유리로부터 휘발되어 형성되는 미세 물질과의 화학반응을 방지하기 위해 질소(N2) 및 수소(H2)를 포함하는 저온의 환원성 가스일 수 있다. 예를 들어, 저온의 환원성 가스는 30℃ 정도의 온도를 가지고 천장부(1200)의 상부 공간에 공급될 수 있다. 환원성 가스는 천장부(1200)의 상부 공간에 수용되면 플로트 챔버(1300)로부터 전달되는 열에 의하여 약 100℃이상 약 150℃이하의 온도로 승온될 수 있다.
냉각모듈(1210)은 유리 리본의 유동 방향인 제1방향(d1)과 교차하는 제2방향(d2)을 따라 배치될 수 있다. 제2방향(d2)은 유리 리본의 폭 방향일 수 있다. 냉각모듈(1210)은 냉각가스가 토출되는 토출관(1213)을 포함할 수 잇다. 토출관(1213)은 천장부(1200) 상에 하방으로 돌출된 블록형상으로 배치되는 토출관블록에 상하로 관통되어 형성됨으로써, 유체가 유동할 수 있는 공간을 구비할 수 있다. 냉각가스는 토출관(1213)을 통해 토출될 수 있다. 토출관(1213)은 유리 리본의 폭 방향을 따라 소정 길이 영역에 걸쳐 냉각가스가 공급될 수 있도록, 제2방향(d2)을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 냉각가스는 유리 리본의 전체 폭에 걸쳐 공급될 수 있다. 여기서, 유리 리본의 전체 폭은 유리 리본의 유동방향인 제1방향(d1)을 따라 소정의 너비를 가지고 유리 리본의 폭을 형성하는 일단부에서 타단부까지에 걸쳐 형성되는 가상의 영역일 수 있다. 토출관(1213)은 유리 리본의 제2방향(d2)을 따라 복수로 구비될 수 있다. 복수의 토출관(1213)은 유리 리본의 전체 폭에 냉각가스를 공급할 수 있도록 제2방향(d2)을 따라 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
냉각모듈(1210)은 냉각가스가 수용되는 챔버(1212)를 포함할 수 있다. 챔버(1212)는 천장부(1200)의 상부에 배치되어 외부로부터 공급된 냉각가스를 수용할 수 있는 공간을 가지며, 천장부(1200)를 상하로 관통하여 배치되는 토출관(1213)과 연통될 수 있는 연통구를 포함할 수 있다. 챔버(1212)에 수용된 냉각가스는 연통구로 배출되고, 토출관(1213)을 따라서 가이드되어 하방으로 공급될 수 있다. 챔버(1212)는 제2방향(d2)을 따라 연장된 형태일 수 있다.
한편, 유리 리본의 폭 방향인 제2방향(d2)으로 형성되는 유리 리본의 전체 폭 내에서 상대적으로 중앙에 위치한 중앙부(M)에서 유리 리본의 폭을 형성하는 폭 방향 단부에 가까워지는 외측부로 갈수록 온도가 낮아질 수 있다. 그 이유는, 용융유리가 유입되는 입구부는 플로트 배스(1100) 일단부에 플로트 배스(1100)의 폭을 기준으로 중앙에 위치한 부분에 형성되어 있으며, 입구부의 폭은 플로트 배스(1100)의 폭보다 작을 수 있고, 입구부로부터 용융유리가 유입되면 제1방향(d1)을 따라 플로트 배스(1100)의 폭을 기준으로 중앙 영역에 집중적으로 유입되면서 유리 리본이 형성되는데, 유입된 용융유리의 폭이 확장됨에도 불구하고, 점도 등 용융유리의 유동에 영향을 미치는 특성으로 인하여, 용융유리가 중앙부(M)에 더 밀집되어 유동되므로, 유리 리본의 외측부보다 중앙부(M)의 열방출이 더 어렵기 때문이다. 이러한 온도의 차이는 유리 리본의 유동에 영향을 미치며, 유리 리본의 유동 속도 등이 달라지면 유리 리본의 두께 및 유리 입자가 불균일하게 분포되는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 유리 리본의 전체 폭에 걸쳐서 균일한 온도를 형성시키며 유리 리본을 냉각하기 위하여, 냉각모듈(1210)은 유리 리본의 제1방향(d1)과 교차하는 제2방향(d2)으로의 전체 폭 중 적어도 중앙부(M)에는 냉각가스를 공급하는 것이 바람직하다. 유리 리본의 전체 폭 중 적어도 중앙부(M)에 냉각가스를 공급하게 되면, 중앙부(M)에 저온의 냉각가스의 유량이 유리 리본의 폭 방향 단부에 가까운 외측부보다 상대적으로 더 많아지고, 냉각가스와 유리 리본의 열교환이 중앙부(M)가 외측부보다 더 원활하게 수행되면서, 중앙부(M)의 온도하강이 외측부의 온도하강보다 더 크게 일어날 수 있다. 따라서, 상대적으로 고온인 중앙부(M)와 저온의 외측부의 온도가 균일하게 형성될 수 있다.
냉각모듈(1210)을 통해 유리 리본이 냉각되는 정도인 냉각률은 유리 리본의 전체 폭 내에서 동일하지 않을 수 있으며, 구체적으로, 냉각률은 유리 리본의 전체 폭 영역 중 중앙부(M)보다 중앙부(M)의 외측부가 더 낮을 수 있다. 여기서, 냉각률은 단위시간 당 유리 리본의 표면 단위면적으로부터 소실되는 열량 또는 단위시간 당 유리 리본의 표면 단위면적에서의 온도강하량을 의미할 수 있다. 유리 리본의 전체 폭 중 중앙부(M)보다 외측부의 냉각률이 더 낮으므로, 유리 리본의 전체 폭 영역의 온도가 균일하게 형성될 수 있다.
유리 리본의 냉각률 차이를 토출관(1213)에서 토출되는 냉각가스의 유량을 조절하여 형성하는 경우에는, 냉각모듈(1210)을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출유량은 유리 리본의 전체 폭 내에서 동일하지 않을 수 있다. 구체적으로, 냉각가스의 토출유량은 유리 리본의 전체 폭 영역 중 중앙부(M)보다 중앙부(M)의 외측부가 더 적을 수 있다. 토출유량은 토출관(1213)의 횡단면적(a1)을 달리하여 조절할 수 있다. 여기서 단면적(a1)은 토출관(1213)을 유리 리본의 액면과 대략 평행한 가상의 면으로 자르는 경우 형성되는 단면의 면적일 수 있다. 구체적으로, 토출유량은 유리 리본의 중앙부(M)의 위치에 대응하여 냉각가스가 토출되는 토출관(1213)의 단면적(a1)을 외측부의 위치에 대응하여 냉각가스가 토출되는 토출관(1213)의 단면적(a1)보다 크게 형성하여 중앙부(M)에 냉각가스를 더 많이 공급하도록 조절할 수 있다. 또한, 토출유량은 제2방향(d2)으로 연장되는 챔버(1212)에 냉각가스를 공급하는 위치를 달리하여 조절할 수 있다. 구체적으로, 챔버(1212)의 중앙부(M)에 냉각가스를 집중적으로 공급하면, 챔버(1212)의 외측부로는 확산을 통해 냉각가스가 유동하게 되지만, 냉각가스 유량은 상대적으로 중앙부(M)에 더 많아 질 수 있다. 그리하여, 챔버(1212)의 중앙부(M)에 대응하는 위치에 형성되는 토출관(1213)이 챔버(1212)의 외측부에 대응하는 위치에 형성되는 토출관(1213)보다 더 많은 유량의 냉각가스를 유리 리본에 공급할 수 있다.
냉각모듈(1210)은 천장부(1200)의 제1방향(d1)으로의 전체 영역 중 상기 유리 리본의 폭이 줄어드는 구간에 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 플로트 유리 제조 장치(1000)는 유리 리본의 폭의 양측 단부에 배치되는 롤러(1110)를 포함할 수 있다. 롤러(1110)는 용융유리가 공급되는 플로트 배스(1100)의 입구부보다 제1방향(d1)을 따라 하류에 배치될 수 있다. 롤러(1110)는 제1방향(d1)을 따라 유리 리본의 폭의 양측 단부에 복수로 배치될 수 있다. 롤러(1110)가 유리 리본에 접촉하여 회전함에 따라 유리 리본의 폭과 두께를 성형 할 수 있다. 예를 들어, 롤러(1110)가 유리 리본의 유동방향인 제1방향(d1)에 평행한 선(c)와 플로트 배스(1100)의 측면에 가까워지는 방향으로 일정 각도(θ1)를 형성하며 배치되어 회전하면 유리 리본의 폭이 넓어질 수 있고, 회전 속도를 빠르게 하면 유리 리본의 두께가 얇아지도록 성형될 수 있다. 유리 리본은 폭 방향인 제2방향(d2)으로 유리 리본의 폭을 인장시킬 수 있는 롤러(1110)가 배치된 구간을 지나면 유리 리본의 점도 때문에 인장되었던 폭이 점차적으로 줄어들 수 있다. 폭이 줄어드는 구간(a2)의 상부에 위치하는 천장부(1200)의 대응 영역에 냉각모듈(1210)을 배치하면 더 효율적으로 유리 리본을 냉각 및 성형할 수 있다. 롤러(1110)가 배치된 구간의 상류 구간이나 롤러(1110)가 배치된 구간은 유리 리본의 두께 성형이 진행되는 구간일 수 있다. 이 구간의 상부에 형성된 천장부(1200)의 대응 영역에 냉각모듈(1210)을 배치하여 냉각을 실시하면, 유리 리본의 가열과 냉각이 동시에 이루어져서 효율이 떨어질 수 있고, 공정의 안정성도 낮아질 수 있다. 또한, 냉각모듈(1210)의 가스 토출위치(1211)가 유리 리본에 가깝게 배치되는 것을 고려하면, 롤러(1110)의 설치 공간 확보가 어려울 수 있다. 따라서, 유리 리본의 폭이 줄어드는 구간(a2)의 상부에 위치하는 천장부(1200)의 대응 영역에 냉각모듈(1210)을 배치하여 유리 리본의 냉각을 실시하는 것이 바람직하다. 변형된 실시예로서, 롤러(1110) 중에 가장 하류에 배치된 롤러(1110)의 상류방향으로 약 3m 이내의 구역에서 유동하는 유리 리본의 중앙부(M)의 상단에 형성된 천장부(1200)의 영역에 냉각모듈(1210)을 배치할 수 있다. 이로써, 유리 리본의 중앙부(M)의 냉각을 유리 리본의 외측부보다 먼저 실시하여 유리 리본의 폭방향 온도 차이를 감소시킬 수 있다.
가열모듈(1220)은 유리 리본의 냉각으로 인해 발생하는 고체화를 방지하고 서냉을 유도하기위해 유리 리본에 열을 가할 수 있다. 가열모듈(1220)은 제1방향(d1)을 따라 천장부(1200)에 복수로 배치될 수 있다. 가열모듈(1220)은 가열부(1221)를 포함할 수 있다. 가열부(1221)는 플로트 배스(1100)와 상기 천장부(1200) 사이에 위치하여 유리 리본에 열을 공급할 수 있다. 가열부(1221)는 발열부재로서 복수로 구비될 수 있다. 예를 들어, 가열부(1221)는 내부에 발열할 수 있는 코일이 형성되고 코일에 전류를 공급하여 열을 발생시킬 수 있다. 가열부(1221)는 제2방향(d2)을 따라 배치되어, 유리 리본의 전체 폭에 열을 공급할 수 있다. 복수의 가열부(1221)의 온도는 유리 리본의 전체 폭의 온도를 균일하게 형성할 수 있도록 제어될 수 있다.
가열부(1221)를 포함하는 가열모듈(1220)과 냉각모듈(1210)은 제1방향(d1)을 따라 서로 이격 배치될 수 있다. 냉각모듈(1210)과 가열부(1221)가 제1방향(d1)을 따라 배치되는 순서는 유리 리본의 최적 공정을 고려하여 다양하게 설계될 수 있지만, 도 1에는 일 형태의 예로 복수의 가열부(1221)가 제1방향(d1)을 따라 배치되어 있고, 냉각모듈(1210)이 제1방향(d1)을 따라 복수의 가열부(1221)가 각각 배치된 구역 사이에 배치되는 형태로 도시하였다.
가열부(1221)와 냉각가스가 토출되는 토출위치(1211)가 제1방향(d1)을 따라 인접하여 배치되는 경우에, 가열부(1221)의 위치가 토출위치(1211)보다 천장부(1200)로부터 유리 리본을 향하여 더 가까이 배치되면, 냉각가스가 토출되면서 가열부(1221)에 의해 가열될 수 있기 때문에, 냉각 효율이 낮아질 수 있다. 이러한 문제점의 해결을 위해, 냉각모듈(1210)을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출위치(1211)와 플로트 배스(1100) 사이의 거리인 제1이격거리(h1)는, 가열부(1221)와 플로트 배스(1100) 사이의 거리인 제2이격거리(h2)와 같을 수 있다. 토출위치(1211)는 토출가스가 토출관(1213)을 떠나는 위치로서, 토출관(1213)의 하단부일 수 있다. 제1이격거리(h1)는 토출위치(1211)와 플로트 배스(1100)에 수용된 용용금속의 상부에서 유동하는 유리 리본의 액면 사이의 거리일 수 있다. 제2이격거리(h2)는 가열부(1221)의 하단부와 플로트 배스(1100)에 수용된 용용금속의 상부에서 유동하는 유리 리본의 액면 사이의 거리일 수 있다. 제1이격거리(h1)가 제2이격거리(h2)와 같으면, 토출관(1213)에서 토출되는 냉각가스가 가열부(1221)의 영항을 받지 않을 수 있고, 냉각가스의 온도가 상승되지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예의 변형에 따른 플로트 유리 제조 장치를 정면 방향에서 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 4를 참조하면, 제1이격거리(h1)는 제2이격거리(h2)보다 작을 수 있다. 제1이격거리(h1)가 제2이격거리(h2)보다 작으면, 토출관(1213)에서 토출되는 냉각가스가 가열부(1221)의 영항을 받지 않을 수 있고, 냉각가스의 온도가 상승되지 않을 수 있다. 또한 제1이격거리(h1)와 제2이격거리(h2)가 같은 경우보다 유리 리본에 더 가까운 위치에서 냉각가스를 공급할 수 있으므로 냉각 효율일 더 좋을 수 있다.
플로트 유리 제조 장치(1000)는 센서부(1230)를 더 포함할 수 있다.
센서부(1230)는 제1방향(d1) 기준으로 냉각모듈(1210)보다 상류에 위치하는 상류지점 및 냉각모듈(1210)보다 하류에 위치하는 하류지점 간의 유리 리본의 온도변화를 감지할 수 있다. 센서부(1230)는 천장부(1200)의 상부공간에 배치되며, 열을 감지하는 복사 고온계(radiation pyrometer)를 사용하는 것이 바람직하다. 플로트 유리 제조 장치(1000)는 센서부(1230)를 통하여 감지된 유리 리본의 폭방향 및 진행방향을 따라 형성되는 온도변화 양상을 토대로 챔버(1212)로 공급하는 냉각가스의 유량을 조절할 수 있다. 즉, 유리 리본의 폭방향 기준 온도 분포를 균일하게 하기 위한 최적 조건에 수렴할 수 있도록 유리 리본에 공급되는 냉각가스의 유량을 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치를 정면 방향에서 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)는 유리 리본의 폭 방향을 기준으로 냉각가스가 토출되는 토출위치(1211)의 높낮이가 다른 구간이 형성되도록 함으로써, 유리 리본의 전체 폭에 대하여 상대적으로 중앙에 위치하는 중앙부(M)와 그 외측에 위치하는 외측부의 냉각률 차이가 조성될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 냉각모듈(1210)을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출위치(1211)는 플로트 배스(1100)로부터 상방을 향하여 이격되어 있는 정도가 유리 리본의 전체 폭 내에서 동일하지 않을 수 있다. 구체적으로, 냉각가스의 토출위치(1211)는 플로트 배스(1100)로부터 상방을 향하여 이격되어 있는 정도가 유리 리본의 전체 폭 중 중앙부(M) 토출위치(1211a)와 유리 리본의 액면과의 거리(h3)보다 중앙부(M)의 외측부 토출위치(1211b)와 유리 리본의 액면과의 거리(h4)가 더 클 수 있다. 이 경우에, 유리 리본의 외측부에 공급되는 냉각가스는 중앙부(M)에 공급되는 냉각가스보다 유리 리본의 액면을 기준으로 더 높은 위치에서 공급되므로, 냉각가스가 외측부에 집중적으로 공급되지 않고 주변으로 확산이 잘 일어나게 되어, 유리 리본의 중앙부(M)보다 외측부의 냉각률이 낮아질 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치를 보여주는 정면 방향에서 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)의 챔버(1212)는 격벽(1214)에 의해 상기 유리 리본의 상기 제1방향(d1)과 교차하는 제2방향(d2)을 따라 복수의 단위챔버(1212a)로 구획될 수 있다. 격벽(1214)은 공간을 구획하여 형성된 공간 사이의 가스의 흐름을 차단할 수 있는 부재일 수 있다. 단위챔버(1212a) 사이에는 가스의 흐름이 차단될 수 있다. 또한, 단위챔버(1212a)의 개수 및 위치에 대응하여 토출관(1213)이 구비될 수 있다. 단위챔버(1212a)에는 각각 온도가 다른 냉각가스가 공급될 수 있고, 유리 리본에는 단위챔버(1212a)에 대응하여 형성된 토출관(1213)을 통하여 각각 온도가 다른 냉각가스가 공급될 수 있다. 구체적으로, 유리 리본의 전체 폭에 대하여 중앙부(M)에 대응하는 천장부(1200)의 상부에 배치된 단위챔버(1212a)에 상대적으로 저온의 냉각가스가 공급되고, 유리 리본의 외측부에 대응하는 천장부(1200)의 상부에 배치된 단위챔버(1212a)에 상대적으로 고온의 냉각가스가 공급됨으로써, 유리 리본의 외측부보다 중앙부(M)에 상대적으로 저온의 냉각가스를 공급 할 수 있다. 따라서, 유리 리본의 중앙부(M)보다 외측부의 냉각률을 더 낮게 할 수 있고, 유리 리본의 전체 폭의 온도를 균일하게 형성할 수 있다. 바람직하게는, 유리 리본의 중앙부(M)에 약 200℃ 이상 300℃ 이하의 냉각가스를 공급하고, 유리 리본의 외측부에 약 600℃ 이상 700℃이하의 냉가가스를 공급하여 유리 리본 전체 폭의 온도를 균일하게 형성할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)의 작동일례는 다음과 같다.
용융유리는 플로트 배스(1100)의 입구부에 유입되어 플로트 배스(1100)에 수용된 용융금속의 상면에서 제1방향(d1)을 따라 유리 리본을 형성하며 유동할 수 있다. 유리 리본은 그의 폭 방향 양측 단부에 배치된 복수의 롤러(1110)에 의해 그 폭과 두께가 성형될 수 있다. 가열부(1221)는 유리 리본이 제1방향(d1)을 따라 천장부(1200)에 배치되어 유리 리본이 유동하면서 서서히 냉각될 수 있게 온도를 조절할 수 있다. 유리 리본은 롤러(1110)가 배치된 구역을 지나면서 그 폭이 줄어들 수 있고, 그 폭이 줄어드는 영역의 상부에 배치된 냉각모듈(1210)을 통하여 냉각될 수 있다. 이 때에 유리 리본의 전체 폭에 대하여 중앙부(M)와 외측부의 냉각률을 다르게 하여 전체적으로 균일한 온도를 형성하도록 유도할 수 있다. 유리 리본은 계속 유동하면서 서서히 냉각되고 목표한 폭과 두께로 성형되어 플로트 배스(1100)의 출구부를 통하여 배출될 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)의 효과는 다음과 같다.
본 발명의 실시예들에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)는, 유리 리본의 전체 폭에 대하여 온도를 균일하게 형성하며 유리 리본을 냉각할 수 있는 냉각가스를 공급하는 냉각모듈(1210)을 구비하여 유리 리본의 유동을 균일하게 하며, 광학적으로 양질의 판유리를 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)는, 냉각모듈(1210)을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출위치(1211)와 플로트 배스(1100) 사이의 거리인 제1이격거리(h1)는, 가열부(1221)와 플로트 배스(1100) 사이의 거리인 제2이격거리(h2)보다 작거나 같을 수 있으므로, 냉각가스가 가열부(1221)의 영향을 받아서 냉각 효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)는, 가열부(1221)를 포함하는 가열모듈(1220)을 구비하여, 유리 리본의 고체화를 방지하고 유리 리본의 온도를 조절하여 서냉을 유도할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)는, 센서부(1230)를 포함하여 유리 리본의 온도변화를 감지하여 챔버(1212)로 공급하는 냉각가스의 유량을 조절할 수 있고, 이에 따라 유리 리본에 공급되는 냉각가스의 유량이 조절되어 유리 리본의 온도를 조절할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)는, 유리 리본에 공급되는 냉각가스의 유량을 조절하여 유리 리본의 온도를 조절하고, 유리 리본의 전체 폭에 대한 온도 차이를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)는, 냉각가스가 토출되는 토출위치(1211)의 높이를 달리하여, 유리 리본에 공급되는 냉각가스의 유량을 조절하여 유리 리본의 온도를 조절하고, 유리 리본의 전체 폭에 대한 온도 차이를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 플로트 유리 제조 장치(1000)는, 냉각가스가 수용되는 챔버를 구획하여 형성되는 단위챔버(1212a)를 포함하므로, 각각 단위챔버(1212a)에 수용되는 냉각가스의 온도를 조절하거나, 단위챔버(1212a)에 수용되는 냉각가스의 수용량을 조절하여 유리 리본의 온도를 조절하고, 유리 리본의 전체 폭에 대한 온도 차이를 감소시킬 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (16)

  1. 용융금속을 수용하여 상기 용융금속의 액면 상에 제1방향을 따라 유리 리본이 유동되도록 하는 플로트 배스;
    상기 플로트 배스로부터 상방으로 이격되어 배치되며 상기 제1방향을 따라 길게 연장되는 천장부;및
    상기 천장부의 상기 제1방향으로의 전체 영역 중 적어도 일부 영역에 배치되어 상기 유리 리본을 냉각할 수 있는 냉각가스를 하방으로 공급하는 냉각모듈;을 포함하는, 플로트 유리 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각모듈은 상기 유리 리본의 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로의 전체 폭 중 적어도 중앙부에 상기 냉각가스를 공급하는, 플로트 유리 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각모듈을 통해 상기 유리 리본이 냉각되는 정도인 냉각률은 상기 유리 리본의 전체 폭 내에서 동일하지 않은, 플로트 유리 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각률은 상기 유리 리본의 전체 폭 중 중앙부보다 상기 중앙부의 외측부가 더 낮은, 플로트 유리 제조 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 냉각모듈을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출유량은 상기 유리 리본의 전체 폭 내에서 동일하지 않은, 플로트 유리 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉각가스의 토출유량은 상기 유리 리본의 전체 폭 중 중앙부보다 상기 중앙부의 외측부가 더 적은, 플로트 유리 제조 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 냉각모듈을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출위치는 상기 플로트 배스로부터 상방을 향하여 이격되어 있는 정도가 상기 유리 리본의 전체 폭 내에서 동일하지 않은, 플로트 유리 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 냉각가스의 토출위치는 상기 플로트 배스로부터 상방을 향하여 이격되어 있는 정도가 상기 유리 리본의 전체 폭 중 중앙부보다 상기 중앙부의 외측부에서 더 큰, 플로트 유리 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유리 리본을 가열하기 위해 상기 플로트 배스와 상기 천장부 사이에 위치하는 가열부를 구비하는 가열모듈;을 포함하는, 플로트 유리 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가열부와 상기 냉각모듈은 제1방향을 따라 서로 이격 배치되는, 플로트 유리 제조 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 냉각모듈을 통해 공급되는 냉각가스가 토출되는 토출위치와 상기 플로트 배스 사이의 거리인 제1이격거리는, 상기 가열부와 상기 플로트 배스 사이의 거리인 제2이격거리보다 작거나 같은, 플로트 유리 제조 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 냉각모듈은 상기 천장부의 상기 제1방향으로의 전체 영역 중 상기 유리 리본의 폭이 줄어드는 구간에 대응되는 영역에 배치되는, 플로트 유리 제조 장치.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 냉각모듈은 상기 냉각가스가 토출되는 토출관을 상기 제2방향을 따라 복수 개 구비하는, 플로트 유리 제조 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1방향 기준으로 상기 냉각모듈보다 상류에 위치하는 상류지점 및 상기 냉각모듈보다 하류에 위치하는 하류지점 간의 유리 리본의 온도변화를 감지하는 센서부를 포함하는, 플로트 유리 제조 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 냉각모듈은 상기 천장부의 상부에 배치되어 외부로부터 공급된 상기 냉각가스를 수용하는 챔버와, 상기 천장부를 상하로 관통하여 배치되며 상기 챔버에 수용된 상기 냉각가스를 하방으로 토출하는 토출관을 포함하는, 플로트 유리 제조 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 챔버는 격벽에 의해 상기 유리 리본의 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 복수의 단위챔버로 구획되는, 플로트 유리 제조 장치.
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