浮法玻璃的成形装置及浮法玻璃的制造方法

摘要

浮法玻璃的成形装置，其为具备收纳熔融锡的熔融锡槽，在该熔融锡槽内的熔融锡上使熔融玻璃流动以形成带板状的玻璃带的浮法玻璃的成形装置，其还具备突出壁和供气管，上述突出壁从上述熔融锡槽的侧壁耐火砖上部突出，在与上述熔融锡槽内的熔融锡中没有被上述玻璃带覆盖的露出部分之间形成间隙；上述供气管通过该突出壁的贯穿孔向上述间隙供给还原性气体。

说明书

技术领域

本发明涉及浮法玻璃的成形装置及浮法玻璃的制造方法。

背景技术

浮法玻璃的成形装置具备收纳熔融锡的熔融锡槽，在熔融锡槽内的熔融锡 上使熔融玻璃流动，形成带板状的玻璃带。玻璃带在熔融锡槽的下游区域被从 熔融锡提升，退火后，进行切割。由此，得到玻璃板。

浮法玻璃的成形装置还具备配置在熔融锡槽的上方的顶部(例如参照专利 文献1)。顶部形成有向顶部和熔融锡槽之间的空间(成形装置的上部空间)供给 还原性气体的气体供给通路。还原性气体与自外部混入成形装置的上部空间的 氧反应，抑制熔融锡槽内的熔融锡的氧化。作为还原性气体，通常使用包含氮 气和氢气的混合气体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2006-16291号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

可是，自外部混入成形装置的上部空间的氧的一部分溶入熔融锡中。因此， 熔融锡包含作为杂质的氧，氧化锡蒸气从熔融锡的露出部分挥发。挥发的氧化 锡蒸气被冷却而形成氧化锡粒子。该氧化锡粒子落在玻璃带上，有时会产生缺 陷。

本发明是鉴于上述技术问题而完成的发明，其目的在于提供可得到品质良 好的玻璃板的浮法玻璃的成形装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的一种形态是如下的浮法玻璃的成形装 置：具备收纳熔融锡的熔融锡槽，在该熔融锡槽内的熔融锡上使熔融玻璃流动 以形成带板状的玻璃带，该浮法玻璃的成形装置还具备突出壁和供气管，上述 突出壁从上述熔融锡槽的侧壁耐火砖上部突出，在其与上述熔融锡槽内的熔融 锡中没有被上述玻璃带覆盖的露出部分之间形成间隙；上述供气管通过该突出 壁的贯穿孔向上述间隙供给还原性气体。

发明的效果

根据本发明，提供可得到品质良好的浮法玻璃的成形装置。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的浮法玻璃的制造装置的剖视图。

图2是表示本发明的一实施方式的浮法玻璃的成形装置的剖视图。

图3是表示本发明的一实施方式的浮法玻璃的成形装置的下部结构的俯 视图。

图4是图3的IV-IV剖视图。

图5是表示第1变形例的浮法玻璃的成形装置的下部结构的剖视图。

图6是表示第2变形例的浮法玻璃的成形装置的下部结构的俯视图。

图7是表示第3变形例的浮法玻璃的成形装置的下部结构的剖视图。

图8是表示第4变形例的浮法玻璃的成形装置的下部结构的俯视图。

图9是表示第5变形例的浮法玻璃的成形装置的下部结构的俯视图。

图10是表示第6变形例的浮法玻璃的成形装置的下部结构的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明用于实施本发明的形态。以下的附图中，对相同的或 相应的构成标以相同的或相应的符号，并省略其说明。各附图中，X方向表示 玻璃带的流动方向，Y方向表示玻璃带的宽度方向。X方向和Y方向是相互正 交的方向。

图1是表示本发明的一实施方式的浮法玻璃的制造装置的剖视图。如图1 所示，浮法玻璃的制造装置100具备将玻璃原料10熔化而形成熔融玻璃12的 熔化装置200，将从熔化装置200供给的熔融玻璃12成形为带板状以制成玻璃 带14的成形装置300，将由成形装置300成形的玻璃带14退火的退火装置400。

熔化装置200具备收纳熔融玻璃12的熔化槽210、在收纳于熔化槽210 内的熔融玻璃12的上方形成火焰的燃烧器220。投入至熔化槽210内的玻璃原 料10利用来自燃烧器220所形成的火焰的辐射热，慢慢地熔入熔融玻璃12中。 熔融玻璃12自熔化槽210被连续地供给至成形装置300。

成形装置300具备收纳熔融锡310的熔融锡槽320。熔融玻璃12被连续 地供给到熔融锡槽320内的熔融锡310上。成形装置300中，在熔融锡槽320 内的熔融锡310上使熔融玻璃12流动，形成带状的玻璃带14。玻璃带14一边 沿规定方向流动，一边被慢慢冷却，慢慢凝固。玻璃带14在熔融锡槽320的 下游区域被从熔融锡310中提升，通过提升辊510搬运至退火装置400。

退火装置400对由成形装置300成形的玻璃带14进行退火。退火装置400 包括例如隔热结构的退火炉(日语：レア)410、和配置在退火炉410内且将玻 璃带14沿规定方向搬运的多个搬运辊420。退火炉410内的气氛温度自退火炉 410的入口越靠近出口温度越低。退火炉410内的气氛温度通过设置在退火炉 410内的加热器440等进行调整。自退火炉410的出口搬运出来的玻璃带14 被切割机切割成规定的尺寸，得到作为制品的玻璃板。

图2是表示本发明的一实施方式的浮法玻璃的成形装置的剖视图。图3 是表示本发明的一实施方式的浮法玻璃的成形装置的下部结构的俯视图。图4 是图3的IV-IV剖视图。

成形装置300，如图2所示，由收纳熔融锡310的熔融锡槽320、和设置 在熔融锡槽320的上方的顶部302等构成。顶部302设置有向顶部302和熔融 锡槽320之间的空间(成形装置300的上部空间)304供给还原性气体的气体供 给通路330。此外，气体供给通路330中插入有作为加热源的加热器332。

气体供给通路330向成形装置300的上部空间304供给还原性气体，以抑 制熔融锡310的氧化。还原性气体包含例如1～15体积％的氢气和85～99体 积％的氮气。为了抑制外部气体的混入，成形装置300的上部空间304的气压 高于大气压。

为了调节玻璃带14的温度分布，例如在玻璃带14的流动方向(X方向)和 宽度方向(Y方向)上隔以间隔设置多个加热器332。加热器332的输出功率以 自上游侧越靠近下游玻璃带14的温度变得越低的方式进行控制。此外，加热 器332的输出功率按照玻璃带14的厚度在宽度方向上达到均匀的条件进行控 制。

熔融锡槽320包括朝上方开口的金属制的外壳322、以及设置在外壳322 内的底部耐火砖324和侧壁耐火砖326。外壳322用于防止外部气体的混入。 外壳322的下表面暴露于外部气体中，可自然冷却。底部耐火砖324保护外壳 322的内侧底面，侧壁耐火砖326保护外壳322的内侧侧面。多个底部耐火砖 324沿X方向和Y方向上二维排列。以包围多个底部耐火砖324的方式，多个 侧壁耐火砖326沿着外壳322的内侧侧面排列成四边形环状。

在熔融锡槽320内的熔融锡310的上面，如图3所示，自上游侧起依次具 备幅宽宽的宽阔区域Z1、幅宽慢慢变窄的中间区域Z2、和幅宽窄的狭窄区域 Z3。宽阔区域Z1的温度在含碱玻璃的情况下，设定为700℃以上。此外，宽阔 区域Z1的温度在无碱玻璃的情况下，设定为900℃以上。

熔融锡槽320内的熔融锡310的上表面，如图4所示，包括没有被玻璃带 14覆盖的露出部分311、和被玻璃带14覆盖的被覆部分312。露出部分311 如图3所示，位于玻璃带14的宽度方向的两侧。

成形装置300如图4所示，还具备突出壁340，该突出壁340从熔融锡槽 320的侧壁耐火砖326的上部突出，在其与熔融锡槽320内的熔融锡310的露 出部分311之间形成间隙306。突出壁340例如是板状，水平地设置在熔融锡 310的上方。突出壁340限制自外部混入突出壁340上方的空间的氧气与熔融 锡310的接触，抑制熔融锡310中的氧浓度的增加。此外，突出壁340接住从 上方落下的氧化锡粒子314，防止氧化锡粒子314落到熔融锡310中。

此外，本实施方式的突出壁340相对于熔融锡310的液面水平地设置，也 可以例如相对于熔融锡310的液面倾斜地设置。

此外，成形装置300还具备供气管350，该供气管350通过突出壁340的 贯穿孔，向突出壁340和熔融锡310的露出部分311之间的间隙306供给还原 性气体。供气管350的还原性气体包含例如氢气(H₂)。供气管350的还原性气 体也可以是包含氮气(N₂)等惰性气体的混合气体，为了降低成本，也可以是与 气体供给通路330的还原性气体相同种类的气体。供气管350的还原性气体可 以是不会将熔融锡310或玻璃带14冷却的高温气体，供气管350上可以卷绕 带状加热器。

供气管350通过向突出壁340和熔融锡310的露出部分311之间的间隙 306供给还原性气体，可将与熔融锡310的露出部分311接触的气氛气体的组 成调整为所需的组成。因此，如后面详述，能够限制从熔融锡310的露出部分 311蒸发的氧化锡蒸气(SnO)的挥发，此外，能够降低熔融锡310中的氧浓度。

从供气管350供给至间隙306的还原性气体(例如H₂)与从熔融锡310的露 出部分311蒸发的氧化锡蒸气(SnO)反应，生成锡蒸气(Sn)和水蒸气(H₂O)。间 隙306中的锡的蒸气量超过饱和蒸气量时，新生成的锡蒸气成为锡液滴，落到 熔融锡310上。另一方面，水蒸气与未反应的还原性气体一起通过成形装置300 的上部空间304，被排出至成形装置300的外部。

由此，从供气管350供给至间隙306的还原性气体(例如H₂)将从熔融锡 310的露出部分311蒸发的氧化锡蒸气(SnO)分解，抑制氧化锡蒸气的挥发。因 此，能够抑制能由氧化锡蒸气生成的氧化锡粒子落在玻璃带14上。自熔融锡 310的氧化锡蒸气(SnO)的挥发容易在700℃以上发生，在800℃以上较为显著， 在1000℃以上特别显著。

此外，从供气管350供给至间隙306的还原性气体(例如H₂)与熔融锡310 的露出部分311接触，与熔融锡310中的氧反应，生成水蒸气。该水蒸气与未 反应的还原性气体一起通过成形装置300的上部空间304，被排出至成形装置 300的外部。

由此，从供气管350供给至间隙306的还原性气体(例如H₂)降低熔融锡 310中的氧浓度。因此，能够减少从熔融锡310的露出部分311蒸发的氧化锡 蒸气的量。

从供气管350供给至间隙306的还原性气体中的氢气浓度(体积％)较好是 比从气体供给通路330供给至成形装置300的上部空间304的还原性气体中的 氢气浓度(体积％)高。与没有设置供气管350的情况相比，与熔融锡310的露 出部分311接触的气氛气体的还原能力高。从供气管350供给至间隙306的还 原性气体可以实质上仅由氢气构成，也可以具有99体积％以上的氢气浓度。

此外，本实施方式的供气管350的还原性气体中，作为具有还原能力的气 体含有氢气，但具有还原能力的气体不局限于氢气。例如供气管350的还原性 气体，作为具有还原能力的气体可以含有乙炔气(C₂H₂)。乙炔气具有比氢气高 的还原能力。该情况下，从供气管350供给至间隙306的还原性气体中的乙炔 气浓度(体积％)可以比从气体供给通路330供给至成形装置300的上部空间 304的还原性气体中的氢气浓度(体积％)低。与没有设置供气管350的情况相 比，只要与熔融锡310的露出部分311接触的气氛气体的还原能力高即可。

突出壁340由碳(C)形成，可以暴露于从供气管350供给至间隙306的还 原性气体中。碳具有还原能力，在氧浓度低的环境下可生成一氧化碳气体(CO)。 碳与从熔融锡310的露出部分311蒸发的氧化锡蒸气(SnO)反应，生成锡蒸气 (Sn)和一氧化碳气体(CO)。间隙306中的锡的蒸气量超过饱和蒸气量时，新生 成的锡蒸气成为锡液滴，落到熔融锡槽320内的熔融锡310上。另一方面，一 氧化碳气体与未反应的还原性气体一起通过成形装置300的上部空间304，被 排出至成形装置300的外部。

由此，由碳形成的突出壁340将从熔融锡310的露出部分311蒸发的氧化 锡蒸气(SnO)分解，抑制氧化锡蒸气的挥发。因此，能够抑制能由氧化锡蒸气 生成的氧化锡粒子落在玻璃带14上。基于碳的还原反应在450℃以上容易进 行。

此外，由碳形成的突出壁340与熔融玻璃的润湿性良好，所以在玻璃带 14的流动不稳定、玻璃带14与突出壁340接触的情况下，不容易妨碍玻璃带 14的流动性。

突出壁340如图3所示，可被分割成沿着玻璃带14的流动方向(X方向) 连续地配置的多个区段341～346。区段341～346能够分别进行设置，所以设 置操作容易。

突出壁340可以设置在高温的宽阔区域Z1。宽阔区域Z1的温度通常是氧 化锡蒸气(SnO)开始挥发的700℃以上，所以由氧化锡蒸气生成包含氧的气体 (例如水蒸气或一氧化碳气体)和锡液滴的反应进行。

突出壁340的X方向尺寸L1可以是熔融锡槽320内的熔融锡310的X方 向尺寸L2的10％以上，较好是30％以上，更好是L2的50％以上，进一步更 好是L2的70％以上，特别好是L2的90％以上。

突出壁340可以设置在从上方观察时与玻璃带14不重合的位置。操作者 可以确认玻璃带14的侧端的位置。为了充分获得供给至间隙306的还原性气 体的效果，突出壁340的前端与玻璃带14的侧端之间的玻璃带宽度方向(Y方 向)上的间隔W(参照图4)在例如150mm以下，较好是100mm以下，更好是50mm 以下，特别好是25mm以下。此外，为了确认玻璃带14的侧端的位置，间隔W 例如是大于0mm，更好是在10mm以上，更好是在15mm以上。

另外，如图8所示，不要确认玻璃带14的侧端的位置的部分，在从上方 观察时，可以与突出壁340A重合。换言之，突出壁340A的前端部在从上方观 察时，可以具有与玻璃带14重合的部分、和与玻璃带14不重合的部分这两者， 可以是凹凸形状。该情况下，为了抑制玻璃带14暴露于从供气管350供给的 还原能力强的还原性气体中，从上方观察时，突出壁340A和玻璃带14重合的 区域的Y方向尺寸V在150mm以下，较好是100mm以下，更好是50mm以下， 特好是25mm以下(图8)。

为了抑制后述的换气次数的增加，突出壁340的下表面和熔融锡310的露 出部分311之间的间隔H(参照图4)例如在100mm以下，较好是50mm以下，更 好是25mm以下，进一步更好是10mm以下。此外，没有外力的自然状态下的熔 融玻璃的平衡板厚约为7mm，所以为了防止突出壁340和玻璃带14的接触，间 隔H例如大于7mm。

突出壁340和熔融锡310之间的间隙306的每1小时的换气次数如果过少 则不能充分进行净化处理，如果过多则成本较高，较好是3～20次，更好是8～ 10次。这里，换气次数通过1小时的期间内供给至间隙306的还原性气体的标 准状态(1气压、25℃)下的体积(Nm³)与间隙306的体积的比值算出。

图5是表示第1变形例的浮法玻璃的成形装置的下部结构的剖视图，是与 图4相对应的图。图5示出的成形装置1300，在还具备从突出壁340的下表面 突出的铅垂壁360的方面与图4所示的成形装置300不同。以下，主要对不同 点进行说明。

铅垂壁360从突出壁340的下表面突出。铅垂壁360可以与突出壁340 整体形成。铅垂壁360如图5所示，可以从突出壁340的前端朝下方延伸，也 可以自突出壁340的前端和后端(日文：基端)的中途朝下方延伸。铅垂壁360 可以沿着玻璃带14的侧缘，从突出壁340的上游端到下游端而形成。

此外，本实施方式中，作为从突出壁340的下表面突出的壁，设置相对于 熔融锡310的液面为铅垂的铅垂壁360，但也可以设置例如相对于熔融锡310 的液面为倾斜的壁。

供气管350的前端部所连接的突出壁340的贯穿孔位于支承突出壁340 的侧壁耐火砖326和铅垂壁360之间的位置。由此，从供气管350供给至间隙 306的还原性气体容易沿着铅垂壁360遍布整个间隙306。

铅垂壁360可以设置在从上方观察时与玻璃带14不重合的位置。为了充 分获得供给至间隙306的还原性气体的效果，铅垂壁360与玻璃带14的侧端 之间的玻璃带宽度方向(Y方向)上的间隔G在例如150mm以下，较好是100mm 以下，更好是50mm以下，特别好是25mm以下。此外，为了确认玻璃带14的 侧端的位置，间隔G例如是大于0mm，更好是在10mm以上，更好是在15mm以 上。

铅垂壁360以不妨碍熔融锡310和玻璃带14的流动的方式设置在熔融锡 310和玻璃带14的上方。铅垂壁360的下端和熔融锡310的露出部分311之间 的间隔h较好是50mm以下，更好是25mm以下，进一步更好是10mm以下，以 使得从供气管350供给至间隙306的还原性气体容易遍布整个间隙306。此外， 没有外力的自然状态下的熔融玻璃的平衡板厚约为7mm，所以为了防止铅垂壁 360和玻璃带14的接触，间隔h例如大于7mm。

此外，铅垂壁360如图9所示，从上方观察时，其一部分可以从与玻璃带 14重合的突出壁340A的下表面突出。铅垂壁360比突出壁340A更容易与玻璃 带14接触，所以与突出壁340A不同，可以设置在从上方观察时与玻璃带14 不重合的位置。还可以抑制玻璃带14暴露于自供气管350供给的还原能力强 的还原性气体中。铅垂壁360和玻璃带14的侧端之间的玻璃带宽度方向(Y方 向)上的间隔G可以是上述范围。

但是，如图10所示，铅垂壁360A与突出壁340A同样，可以具有从上方 观察时与玻璃带14重合的部分。该部分从玻璃带14的侧端向玻璃带14的宽 度方向内侧仅突出距离F。为了抑制玻璃带14暴露于自供气管350供给的还原 能力强的还原性气体中，距离F为150mm以下，较好是100mm以下，更好是50mm 以下，特好是25mm以下。

图6是表示第2变形例的浮法玻璃的成形装置的下部结构的俯视图，是与 图3相对应的图。图6所示的成形装置2300在还具备排气管352方面与图3 所示的成形装置300不同，排气管352通过突出壁340的贯穿孔，将突出壁340 和熔融锡310的露出部分311之间的间隙306的气体排出。以下，主要对不同 点进行说明。

排气管352将从供气管350供给至间隙306的还原性气体导至排气管352。 因此，还原性气体容易遍布整个间隙306。在排气管352的基底端部(日文： 基端部)可以设置吸气源。此外，排气管352抑制玻璃带14暴露于自供气管 350供给的还原能力强的还原性气体中。此外，供气管350和排气管352的位 置不限定于图6，例如图6中供气管350和排气管352的位置可以颠倒。此外， 可以分别设置多个供气管350和排气管352。

此外，在排气管352所连接的突出壁340的下表面，可以与第1变形例同 样地设置铅垂壁360。该情况下，排气管352的前端部所连接的突出壁340的 贯穿孔位于支承突出壁340的侧壁耐火砖326和铅垂壁360之间的位置。

图7是表示第3变形例的浮法玻璃的成形装置的下部结构的剖视图，是与 图4相对应的图。图7所示的成形装置3300在包括突出壁347方面与图4所 示的成形装置300不同，突出壁347包括由碳形成的突出壁主体348、和保护 突出壁主体348的抗氧化膜349。以下，主要对不同点进行说明。

突出壁主体348由碳形成。为了抑制碳的燃烧损失，突出壁主体348设有 抗氧化膜349。

抗氧化膜349由碳化硅(SiC)等陶瓷形成。作为抗氧化膜349的形成方法， 例如有喷镀法等。抗氧化膜349可以覆盖突出壁340的整个表面。

此外，在突出壁340的下表面突出设置铅垂壁360的情况下，铅垂壁360 可由用碳形成的铅垂壁主体、和保护铅垂壁主体的抗氧化膜构成。该情况下， 突出壁主体和铅垂壁主体可以整体形成。

以上对浮法玻璃的成形装置的实施方式等进行了说明，但本发明不局限于 上述实施方式等，在专利权利要求书记载的范围内可以进行各种变形和改良。

例如，上述实施方式的突出壁340由碳形成，但也可由陶瓷形成，突出壁 340的材料只要是具有耐热性的材料即可。

本专利申请要求基于2012年11月22日向日本专利局提出申请的日本专 利申请2012-256510号的优先权，并将日本专利申请2012-256510号的全部内 容引用至本专利申请中。

符号说明

12  熔融玻璃

14  玻璃带

100 浮法玻璃的制造装置

300 浮法玻璃的成形装置

302 顶部

304 顶部和熔融锡槽之间的空间(成形装置的上部空间)

306 突出壁和熔融锡之间的间隙

310 熔融锡

311 露出部分

312 被覆部分

320 熔融锡槽

322 外壳

324 底部耐火砖

326 侧壁耐火砖

340 突出壁

348 突出壁主体

349 抗氧化膜

350 供气管

352 排气管

360 从突出壁的下表面突出的壁(铅垂壁)