JP2001010822A - Melting of glass - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスの溶融に際
してガラス中に検出される白金を減少させることを可能
とするガラスの溶融方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for melting glass which makes it possible to reduce the amount of platinum detected in the glass when the glass is melted.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガラス製品中に白金からなる金属異物
（以下白金異物という）が検出される場合があり、ガラ
ス製品の用途によっては品質欠陥の一つとなる。2. Description of the Related Art In some cases, metallic foreign matter made of platinum (hereinafter referred to as platinum foreign matter) is detected in a glass product, which is one of quality defects depending on the use of the glass product.
【０００３】ガラスの持つ光学特性を利用した分野とし
て画像表示部品用途のガラス、例えば、液晶ディスプレ
イやＣＣＤカメラ等に用いられるガラスがある。この用
途のガラスには極めて高い光学的品質が要求され、この
ようなガラスを製造する場合、白金や白金合金（以下白
金等という）からなる製造装置が使用される。その理由
は、白金が高温の溶融ガラスに対する耐浸食性に優れ、
ガラス中に不純物を生成させることの少ない金属である
ことである。ガラスの製造装置、特に、高温で溶融され
るガラスと接触する領域に白金等からなる材料を使用す
ることにより、不純物の少ない高品質のガラス生地が得
られるといった効果が認められている。As a field utilizing the optical characteristics of glass, there is glass for use in image display parts, for example, glass used for liquid crystal displays, CCD cameras and the like. Extremely high optical quality is required for glass for this purpose, and when manufacturing such glass, a manufacturing apparatus made of platinum or a platinum alloy (hereinafter referred to as platinum or the like) is used. The reason is that platinum has excellent erosion resistance to high-temperature molten glass,
It is a metal that hardly generates impurities in glass. By using a material made of platinum or the like in a glass manufacturing apparatus, particularly in a region that comes into contact with glass that is melted at a high temperature, an effect that a high-quality glass fabric with few impurities can be obtained has been recognized.
【０００４】しかしながら、高温の溶融ガラスに対する
白金の耐浸食性は必ずしも完全とは言えず、僅かながら
白金が溶出してガラス中に混入する現象が見られる。ま
た、白金は耐酸化性にも優れた金属であるが、ガラスが
溶融されるような高温域では酸化されて揮発し、その
後、再びガラス中に析出することもある。溶融ガラス中
に混入した白金は、金属イオンの状態でガラス中に溶け
込んでいる限り光学特性を損なうことはないが、還元さ
れて金属として検出される場合には光学特性に悪い影響
を及ぼす。However, the erosion resistance of platinum to molten glass at a high temperature is not always perfect, and a phenomenon in which platinum elutes and mixes into glass slightly is observed. Platinum is also a metal having excellent oxidation resistance, but may be oxidized and volatilized in a high temperature range where glass is melted, and then may be deposited again in glass. Platinum mixed in the molten glass does not impair the optical properties as long as it is dissolved in the glass in the form of metal ions, but has a bad influence on the optical properties when reduced and detected as a metal.
【０００５】通常、ガラス中に混入している白金は、直
径が数ミクロンから数十ミクロンの比較的小さい粒子状
のものであるが、少なくとも、高い光学特性が要求され
るガラスにおいては、このような白金の粒子は白金異物
と称される品質欠陥となり、製品歩留まりを著しく低下
させる原因となる。[0005] Usually, platinum mixed into glass is in the form of relatively small particles having a diameter of several microns to several tens of microns. At least in glass that requires high optical characteristics, such platinum is used. Such platinum particles cause quality defects called platinum foreign matters, which cause a significant reduction in product yield.
【０００６】上記のように、高度の光学特性が要求され
るガラスの製造においては、ガラス中に含まれる白金異
物が品質欠陥となり製品歩留まりを低下させるために、
これを除去あるいは減少させる必要がある。白金等から
なる製造装置を使用しなければ、白金異物の問題は発生
しないが、その場合はガラスに対する耐浸食性の低下に
伴う製造装置の毀損等、白金異物とは別の問題が現れ、
製品歩留まりを一層低下させるので現実的な対応ではな
い。従って、この種のガラスの製造においては白金等を
製造装置に使用することは不可欠であり、必然的に白金
異物の混入問題に遭遇することになる。[0006] As described above, in the production of glass requiring high optical properties, platinum foreign matter contained in the glass becomes a quality defect and lowers the product yield.
This needs to be eliminated or reduced. Unless a manufacturing device made of platinum or the like is used, the problem of platinum foreign matter does not occur, but in that case, problems other than platinum foreign matter appear, such as damage to the manufacturing device due to deterioration of erosion resistance to glass,
This is not a realistic measure because it further lowers the product yield. Therefore, in the production of this type of glass, it is indispensable to use platinum or the like in a production apparatus, and inevitably encounter the problem of contamination of platinum foreign matter.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】酸化性の雰囲気の下で
ガラスを溶融すると、ガラス中のある種の金属の溶解を
促進することが知られている。これは、ガラス中に含ま
れる特定の金属が酸化されてイオンとなりガラス中に溶
け込んでしまうからである。この方法を白金が含まれて
いるガラスの溶融に適用し、酸化性雰囲気の中でガラス
を溶融すれば、上記の白金異物問題への対応に有効と思
われる。この場合、酸化性雰囲気を形成する手段とし
て、ガラス溶融炉内の酸素濃度を高めることが考えられ
る。It is known that melting glass in an oxidizing atmosphere promotes the dissolution of certain metals in the glass. This is because a specific metal contained in the glass is oxidized and turns into an ion and dissolves in the glass. If this method is applied to the melting of glass containing platinum and the glass is melted in an oxidizing atmosphere, it seems to be effective in coping with the problem of platinum foreign matter. In this case, as a means for forming the oxidizing atmosphere, it is conceivable to increase the oxygen concentration in the glass melting furnace.
【０００８】ガラスの溶融方法として、重油等の化石燃
料を熱源とし、予熱した空気を燃焼補助気体として燃焼
させる方法（空気燃焼方式）が一般的であるが、空気中
には酸素が約２０％しか含まれていないため、空気を用
いてガラス溶融炉内の燃焼空間の酸素濃度を高く保持す
ることは容易ではない。As a method for melting glass, a method of burning fossil fuel such as heavy oil as a heat source and burning preheated air as a combustion auxiliary gas (air combustion method) is generally used. Therefore, it is not easy to keep the oxygen concentration in the combustion space in the glass melting furnace high using air.
【０００９】これに加えて、空気燃焼方式によるガラス
の溶融でガラス溶融炉内の酸素濃度を高くしようとすれ
ば大量の空気が必要であり、空気中に多量に含まれる窒
素（Ｎ）が高温のガラス溶融炉内で酸化されて有害物質
である窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出が増加するといった
懸念もあるため、空気を過剰に供給してガラスを溶融す
ることは環境保全の面からも好ましくない。In addition, if the oxygen concentration in the glass melting furnace is to be increased by melting the glass by the air combustion method, a large amount of air is required, and nitrogen (N) contained in a large amount in the air has a high temperature. There is a concern that nitrogen oxide (NOx), which is a harmful substance, may be oxidized in the glass melting furnace and increase the emission of harmful substances. Therefore, it is preferable to melt the glass by supplying excess air from the viewpoint of environmental protection. Absent.
【００１０】従来の空気燃焼方式に代わって、近年、高
純度の酸素を燃焼補助気体として用いるガラスの溶融方
法（酸素燃焼方式）が実用化されている。In recent years, instead of the conventional air combustion method, a glass melting method (oxygen combustion method) using high-purity oxygen as a combustion auxiliary gas has been put to practical use.
【００１１】酸素燃焼方式によれば、燃料の燃焼を補助
するために供給される酸素の量を自在に調節することが
可能であるため、酸素の供給量を増加してガラス溶融炉
内の酸素の濃度を高い値に保持することは容易である。According to the oxyfuel combustion system, the amount of oxygen supplied to assist the combustion of fuel can be freely adjusted, so that the amount of oxygen supplied is increased to increase the amount of oxygen in the glass melting furnace. Is easily maintained at a high value.
【００１２】半面、ガラス溶融炉内の酸素濃度を高くす
ると、燃焼に寄与しない酸素がガラス溶融炉内に過剰に
存在することになり燃焼効率が低下するという問題があ
る。また、自然界に存在する空気とは異なって酸素は人
工的に生産される高価な気体であり、必要以上に酸素濃
度を高くすることは製造コストの上昇を招くことにもな
る。さらに、ガラス溶融炉から出る排ガスに酸素が多く
含まれると、排ガスが煙道を通過する際に煙道の構成材
料である金属を腐食させてしまうといった問題もある。On the other hand, when the oxygen concentration in the glass melting furnace is increased, oxygen which does not contribute to combustion is excessively present in the glass melting furnace, and there is a problem that the combustion efficiency is reduced. Also, unlike air that exists in nature, oxygen is an artificially produced expensive gas, and increasing the oxygen concentration more than necessary also increases the production cost. Furthermore, if the exhaust gas discharged from the glass melting furnace contains a large amount of oxygen, there is a problem that the exhaust gas corrodes the metal constituting the flue when passing through the flue.
【００１３】本発明のガラスの溶融方法は、上記の問題
に鑑みてなされたものであり、その目的は、酸素燃焼方
式によるガラスの溶融において、ガラス中に混入する白
金異物を減少させることができるガラスの溶融方法を提
供することにある。[0013] The glass melting method of the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the amount of platinum contaminants mixed in the glass when the glass is melted by the oxyfuel combustion method. An object of the present invention is to provide a method for melting glass.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明のガラスの溶融方
法は、酸素を用いて燃料を燃焼させてガラス溶融炉内で
ガラスを溶融する方法において、ガラス溶融炉内の燃焼
空間の酸素濃度を５％以上５０％以下に保持することを
特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The glass melting method of the present invention is a method of melting a glass in a glass melting furnace by burning a fuel using oxygen. It is characterized by being maintained at 5% or more and 50% or less.
【００１５】本発明のガラスの溶融方法では、燃料の燃
焼を補助する気体として高純度の酸素を使用し、燃焼装
置を介してガラス溶融炉内への酸素の供給を自在に増減
することが可能であるため、酸素の供給量を増加してガ
ラス溶融炉内の燃焼空間に存在する酸素の濃度を高い値
に保持することが容易である。In the glass melting method of the present invention, high-purity oxygen is used as a gas for assisting the combustion of fuel, and the supply of oxygen into the glass melting furnace via the combustion device can be freely increased or decreased. Therefore, it is easy to increase the supply amount of oxygen and maintain the concentration of oxygen present in the combustion space in the glass melting furnace at a high value.
【００１６】また、本発明のガラスの溶融方法では、ガ
ラス溶融炉内の燃焼空間の酸素濃度を５％以上に保持し
ているので、ガラス中に存在する白金をイオン化してガ
ラス中に溶解させることが可能である。また、本発明の
ガラスの溶融方法では、ガラス溶融炉内の燃焼空間の酸
素濃度を５０％以下に保持しているので、燃焼効率の低
下や製造コストの上昇を最小限に抑えることができると
ともに、ガラス溶融炉から出る排ガスによって煙道を構
成する金属材料が腐食されるのを防止することができ
る。Further, in the glass melting method of the present invention, since the oxygen concentration in the combustion space in the glass melting furnace is maintained at 5% or more, platinum existing in the glass is ionized and dissolved in the glass. It is possible. Further, in the glass melting method of the present invention, since the oxygen concentration in the combustion space in the glass melting furnace is kept at 50% or less, it is possible to minimize a decrease in combustion efficiency and an increase in manufacturing cost. Further, it is possible to prevent the metallic material constituting the flue from being corroded by the exhaust gas discharged from the glass melting furnace.
【００１７】また、本発明のガラス溶融方法では、高純
度の酸素を燃焼補助気体として使用しており、これには
不純物である窒素（Ｎ）が含まれないために燃焼による
窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出がない。Further, in the glass melting method of the present invention, high-purity oxygen is used as a combustion auxiliary gas. Since nitrogen (N) which is an impurity is not contained, nitrogen oxide (NOx No) emissions.
【００１８】[0018]
【作用】酸素燃焼方式のガラス溶融においては、燃焼装
置である酸素燃焼バーナーへの酸素の供給を、燃料の燃
焼に必要とされる量を超えて多くし、ガラス溶融炉内の
燃焼空間の酸素濃度を高く保持することにより、ガラス
を容易に酸化性雰囲気の下に置くことができるので、ガ
ラス中に存在する白金は、酸化されてイオン状態でガラ
ス中に溶け込み、白金異物を減少させることができる。In the oxy-combustion type glass melting, the supply of oxygen to the oxy-combustion burner, which is a combustion device, is increased beyond the amount required for fuel combustion, and the oxygen in the combustion space in the glass melting furnace is increased. By keeping the concentration high, the glass can be easily placed under an oxidizing atmosphere, and the platinum present in the glass can be oxidized and dissolved in the glass in an ionic state to reduce platinum foreign matter. it can.
【００１９】ガラス溶融炉内の液面付近にあるガラスは
燃焼空間と接しているので、ガラス中に粒子状で混入し
ている白金は、高い酸素濃度により形成される酸化性雰
囲気の下でガラス中への溶解が促進される。一方、ガラ
ス溶融炉の炉底付近にあるガラスは、燃焼空間と離間し
ているので酸化性雰囲気と遮断され、白金のガラス中へ
の溶解が進まない。しかし、ガラス溶融炉内ではガラス
の対流によって上昇流が生まれ、あるいは、ガラス中に
気体を吹き込むバブリングによって人工的に上昇流を起
こすことで、炉底付近にあったガラスが液面近くにまで
上昇してくるので、燃焼空間の高い濃度の酸素と接触す
ることになる。このようなガラスに上昇流が形成される
場所は、通常、ホットスポットと呼ばれるガラス溶融炉
の中央部付近であり、高価な酸素を有効利用するため
に、この付近の酸素濃度が他の場所の酸素濃度よりも高
い値になるように濃度分布を制御することが好ましい。Since the glass in the vicinity of the liquid level in the glass melting furnace is in contact with the combustion space, the platinum mixed in the glass in the form of particles is reduced in an oxidizing atmosphere formed by a high oxygen concentration. Dissolution in is promoted. On the other hand, the glass near the furnace bottom of the glass melting furnace is separated from the combustion space, so that it is cut off from the oxidizing atmosphere, and the platinum does not melt into the glass. However, in the glass melting furnace, an upward flow is generated by convection of the glass, or an artificial upward flow is caused by bubbling that blows gas into the glass, so that the glass near the furnace bottom rises to near the liquid level And comes into contact with the high concentration of oxygen in the combustion space. The place where such an upward flow is formed in the glass is usually near the center of the glass melting furnace called a hot spot, and in order to make effective use of expensive oxygen, the oxygen concentration in this area is different from that in other places. It is preferable to control the concentration distribution so as to be higher than the oxygen concentration.
【００２０】[0020]
【実施の形態】次に、本発明のガラスの溶融方法の実施
形態を図面を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the glass melting method of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２１】図１は、本発明のガラスの溶融方法による
ガラスの溶融状態を説明する断面図であり、１はガラス
溶融炉、２は酸素燃焼バーナー、Ａは溶融炉内の燃焼空
間、Ｇは溶融ガラスをそれぞれ示している。図２は、酸
素燃焼方式のガラス溶融炉で液晶ディスプレイに用いら
れるガラスを溶融した場合のガラス溶融炉から排出され
る排ガスの酸素濃度とガラス中に検出される白金粒子の
個数との関係を示している。FIG. 1 is a sectional view for explaining a glass melting state by the glass melting method of the present invention, wherein 1 is a glass melting furnace, 2 is an oxygen combustion burner, A is a combustion space in the melting furnace, and G is a combustion space in the melting furnace. Each shows a molten glass. FIG. 2 shows the relationship between the oxygen concentration of the exhaust gas discharged from the glass melting furnace and the number of platinum particles detected in the glass when the glass used for the liquid crystal display is melted by the glass melting furnace of the oxyfuel combustion method. ing.
【００２２】この実施形態では、酸素燃焼方式のガラス
溶融炉１で液晶ディスプレイ用のガラスを溶融し、ガラ
ス溶融炉１から排出される排ガス中の酸素濃度を測定
し、測定した酸素濃度に対応してガラス溶融炉１から取
り出されたガラス試料１ｋｇ中に含まれる直径２０ミク
ロン以上の白金粒子の個数をカウントした。In this embodiment, glass for a liquid crystal display is melted in an oxygen combustion type glass melting furnace 1, and the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the glass melting furnace 1 is measured. Then, the number of platinum particles having a diameter of 20 μm or more contained in 1 kg of the glass sample taken out of the glass melting furnace 1 was counted.
【００２３】なお、ガラス溶融炉１の燃焼空間Ａにおい
て燃焼により生じた排ガスは、燃焼空間Ａに連設された
煙道を通じて外部に排出されるので、煙道を通過する排
ガス中に含まれる酸素濃度を測定することにより、ガラ
ス溶融炉１内の燃焼空間Ａの酸素濃度を知ることができ
る。Exhaust gas generated by combustion in the combustion space A of the glass melting furnace 1 is discharged to the outside through a flue connected to the combustion space A, so that oxygen contained in the exhaust gas passing through the flue is discharged. By measuring the concentration, the oxygen concentration in the combustion space A in the glass melting furnace 1 can be known.
【００２４】上記の燃焼空間Ａの酸素濃度とガラス中に
ある白金粒子の検出個数との関係を調査したところ、図
２に示すような結果が得られた。最初、酸素燃焼バーナ
ー２に供給する酸素の量を調節して、ガラス溶融炉１か
ら排出される排ガスに含まれる酸素の濃度が３〜５％の
範囲になるようにし、その時のガラス試料中に検出され
る白金粒子の個数をカウントした結果、ガラス試料１ｋ
ｇ中に含まれる直径２０ミクロン以上の白金粒子の個数
は３〜１０個であった。その後、酸素燃焼バーナー２に
供給する酸素の量を増加させて、排ガスに含まれる酸素
の濃度が８〜１０％になるようにし、その時のガラス試
料中の白金粒子の個数をカウントしたところ、ガラス試
料１ｋｇ中に検出された直径２０ミクロン以上の白金粒
子は１〜３個と、酸素量を増加させる前の３分の１に減
少していた。When the relationship between the oxygen concentration in the combustion space A and the number of detected platinum particles in the glass was examined, the results shown in FIG. 2 were obtained. First, the amount of oxygen supplied to the oxyfuel combustion burner 2 is adjusted so that the concentration of oxygen contained in the exhaust gas discharged from the glass melting furnace 1 is in the range of 3 to 5%. As a result of counting the number of detected platinum particles, the glass sample 1k
The number of platinum particles having a diameter of 20 μm or more contained in g was 3 to 10. Thereafter, the amount of oxygen supplied to the oxyfuel combustion burner 2 was increased so that the concentration of oxygen contained in the exhaust gas became 8 to 10%, and the number of platinum particles in the glass sample at that time was counted. The number of platinum particles having a diameter of 20 μm or more detected in 1 kg of the sample was 1 to 3 and decreased to one third before increasing the oxygen amount.
【００２５】なお、酸素燃焼バーナー２に供給する酸素
は、排ガス中の酸素濃度が１０％を超えてさらに供給量
を増加させることが可能であるが、本発明の目的である
白金のガラス中への溶解促進を達成し、かつ、燃焼効率
低下や製造コスト上昇の抑制あるいは煙道の金属腐食の
防止等を実現することを考慮して、排ガス中の酸素濃度
が５０％以下になる範囲とするのが好ましい。The amount of oxygen supplied to the oxyfuel burner 2 can be further increased when the oxygen concentration in the exhaust gas exceeds 10%. The oxygen concentration in the exhaust gas should be within the range of 50% or less in order to achieve the promotion of dissolution of the gas, and to suppress the reduction of the combustion efficiency and the increase in the production cost or the prevention of the metal corrosion of the flue. Is preferred.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明のガラスの溶融方法によれば、従
来の空気燃焼方式では実現困難とされたガラス溶融炉内
の酸素濃度を高い値に保持することができ、ガラスを酸
化性雰囲気の下で溶融することが可能であるため、白金
のガラス中への溶解が促進されて白金異物を減少させる
ことができ、製品歩留まりを向上させることができる。According to the glass melting method of the present invention, the oxygen concentration in the glass melting furnace, which was difficult to realize by the conventional air combustion method, can be maintained at a high value, and the glass can be kept in an oxidizing atmosphere. Since it is possible to melt underneath, the dissolution of platinum in the glass is promoted, so that platinum foreign matter can be reduced, and the product yield can be improved.
【図１】本発明のガラスの溶融方法によるガラスの溶融
状態を説明する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a molten state of glass according to a glass melting method of the present invention.
【図２】酸素燃焼方式のガラス溶融炉で液晶ディスプレ
イに用いられるガラスを溶融した場合のガラス溶融炉か
らの排ガスの酸素濃度とガラス中の白金粒子の検出個数
との関係を示したものである。FIG. 2 shows the relationship between the oxygen concentration of exhaust gas from a glass melting furnace and the number of platinum particles detected in the glass when glass used for a liquid crystal display is melted in an oxygen combustion type glass melting furnace. .
１ ガラス溶融炉 ２ 酸素燃焼バーナー Ａ 燃焼空間 Ｇ 溶融ガラス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass melting furnace 2 Oxygen combustion burner A Burning space G Molten glass
Claims (1)
融炉内でガラスを溶融する方法において、ガラス溶融炉
内の燃焼空間の酸素濃度を５％以上５０％以下に保持す
ることを特徴とするガラスの溶融方法。1. A method for burning a fuel in a glass melting furnace by burning fuel using oxygen, wherein an oxygen concentration in a combustion space in the glass melting furnace is maintained at 5% or more and 50% or less. Glass melting method.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11180640A JP2001010822A (en) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Melting of glass |
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