JP2008266057A - Device for manufacturing glass fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶融ガラスからガラス繊維を製造するための装置に関する。また、この装置を使用したガラス繊維の製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for producing glass fibers from molten glass. Moreover, it is related with the manufacturing method of the glass fiber which uses this apparatus.
ガラス繊維の製造法としては、図４のようなブッシングを適用する製造工程が一般的である。この工程においては、ガラス原料（カレット）を高温加熱して得られる溶融ガラスを清澄・均質化した後、流路を通過させて溶融ガラスをブッシングブロック及びブッシングに供給する。ブッシングは多数のノズルが形成されたベースプレートを底面に備える箱型の構造体であり、このノズルから繊維状の溶融ガラスが吐出される。ノズルから吐出されたガラス繊維は冷却されつつ巻き取られる（ブッシングブロックを使用したガラス繊維の製造工程の例としては、特許文献１がある。）。
ブッシングブロック及びブッシングは、高温の溶融ガラスと接するものであるから、溶融ガラスを汚染することがないよう高い安定性、強度を有する材料からなる。ここで、従来のブッシングブロックは、電鋳煉瓦やデンスジルコン等の緻密質の耐火物材料が用いられている。電鋳煉瓦とは、電気溶融鋳造（電鋳）により製造される煉瓦であり、電気炉にて溶融したレンガ原料（Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 −ＳｉＯ2 質セラミックやＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 質セラミック等）を鋳型に流し込んで冷却させたものである。電鋳煉瓦は、セラミック故に硬度及び融点が高く、その上、緻密であることから、高温の溶融ガラスを取り扱うのに好適である（電鋳煉瓦の製法の例として、特許文献２がある。）。
また、ブッシングの構成材料としては、白金、白金合金等の貴金属材料が用いられる。貴金属及びその合金は、化学的安定性、高温強度に優れ、特に高温クリープ特性が良好であり、ガラス製造装置のような高温下で応力負荷を受ける構造体の構成材料として適格である（高温クリープ特性の改善を目的とした貴金属材料の例として特許文献３がある。）。
ところで、従来のガラス繊維製造装置においては、いくつかの問題がある。第１に、使用に伴うブッシングの変形がある。この変形の要因としては、ブッシングが高温の溶融ガラスの加重を絶えず受けるものであることから、高温クリープ変形が主であると考えられてきた。そのため、ブッシングの変形の問題については、上記のような、高温クリープ特性等を改善するといった材料面での対応が重要とされてきたが、実際にはそれのみでは不十分であり、ブッシングの変形による定期的な交換を余儀なくされていた。 By the way, the conventional glass fiber manufacturing apparatus has several problems. First, there is a deformation of the bushing that accompanies use. As a factor of this deformation, high temperature creep deformation has been considered to be the main because the bushing constantly receives the load of high temperature molten glass. Therefore, as for the problem of deformation of bushing, it has been considered important to deal with the material such as improving the high-temperature creep characteristics as described above, but in fact it is not enough, and deformation of bushing Had to be replaced regularly.
従来のガラス繊維製造装置における第２の問題としては、溶融ガラス中への異物（ストーン）の混入である。かかる混入物の存在は、溶融ガラスの汚染に加えて、ガラス繊維紡糸の際に断線の要因にもなり、製品の品質を低下させることとなる。 As a second problem in the conventional glass fiber manufacturing apparatus, foreign matter (stone) is mixed into the molten glass. The presence of such contaminants causes not only contamination of the molten glass but also disconnection during the spinning of the glass fiber, thereby reducing the quality of the product.
更に、従来技術においては、第３の問題として、ガラス繊維製造中において溶融ガラスの温度分布が不均一となり、特に、ブッシングの四隅の温度が中央部よりも低くなる傾向がある。このような場合、ブッシング内の溶融ガラスの粘度が不均一となって安定的な紡糸が困難となり、ガラス繊維の製造効率も低下する。 Furthermore, in the prior art, as a third problem, the temperature distribution of the molten glass becomes non-uniform during glass fiber production, and in particular, the temperatures of the four corners of the bushing tend to be lower than the central portion. In such a case, the viscosity of the molten glass in the bushing becomes non-uniform so that stable spinning becomes difficult, and the production efficiency of the glass fiber also decreases.
そこで、本発明は、上記の問題が改善されたガラス繊維の製造装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a glass fiber production apparatus in which the above problems are improved.
本発明者等は、ブッシングの変形の抑制、ストーン低減、温度分布の均一化を図るため、それぞれの問題の要因を再検討した。まず、ブッシングの変形について、その要因としてクリープ変形以外のものがあると考えた。図４のように、従来のブッシングは、箱型形状をしており、その周囲はモルタル等の耐火物で被覆・拘束されている。ブッシングを耐火物で被覆するのは、ブッシングの支持に加えて、高温に晒されるブッシングの断熱及び白金揮発の防止のためである。そして、ブッシングは、ガラス繊維製造に当たって昇温され熱膨張するが、このような拘束状態では、熱膨張の際のストレスを開放することができないため、変形によってストレスを吸収せざるを得ない。本発明者等によれば、このような熱膨張の影響は、ブッシングにかかる応力（ガラスのヘッド圧、ガラス繊維巻き取り時の下方からのトルク等）による影響（クリープ変形）よりも大きい。つまり、ブッシング変形の要因としては、その箱型形状及び周囲の拘束状態にあるといえる。 The present inventors have reexamined the factors of each problem in order to suppress the deformation of the bushing, reduce the stone, and make the temperature distribution uniform. First, we thought that there was something other than creep deformation as a factor in the deformation of bushings. As shown in FIG. 4, the conventional bushing has a box shape, and its periphery is covered and restrained with a refractory such as mortar. In addition to supporting the bushing, the bushing is covered with a refractory material in order to insulate the bushing exposed to a high temperature and prevent platinum volatilization. The bushing is heated and thermally expanded during the production of the glass fiber, but in such a restrained state, the stress during the thermal expansion cannot be released, so the stress must be absorbed by deformation. According to the present inventors, the influence of such thermal expansion is greater than the influence (creep deformation) due to the stress applied to the bushing (the head pressure of the glass, the torque from below when winding the glass fiber, etc.). That is, it can be said that the bushing deformation is due to the box shape and the surrounding restraint state.
一方、溶融ガラスへのストーン混入の要因は比較的明確であり、ブッシングブロックとして用いられる耐火物の磨耗・溶解によるものが考えられる。電鋳煉瓦やデンスジルコンのような緻密質の耐火物であっても溶融ガラスによる侵食が全く生じないわけではなく、長時間の使用により溶解するからである。従って、この問題は、ブッシングブロックの材料に要因があるといえる。 On the other hand, the factor of stone mixing into the molten glass is relatively clear, and it can be attributed to wear and melting of the refractory used as a bushing block. This is because even a dense refractory material such as electroformed brick or dense zircon does not cause erosion by molten glass, but dissolves when used for a long time. Therefore, it can be said that this problem is caused by the material of the bushing block.
また、溶融ガラスの温度分布については、その流れに伴って生じる放熱のバランスによるものである。溶融ガラスは、ブッシングブロックやブッシングを構成する耐火物、金属との接触により放熱され温度低下するが、例えば、ブッシングブロックの四隅を流れる溶融ガラスは、他の部分よりも接触面積が大きいため放熱も大きくなるため、より温度が低下する。 Moreover, about the temperature distribution of molten glass, it is based on the balance of the thermal radiation which arises with the flow. Molten glass dissipates heat due to contact with the bushing block, the refractory that constitutes the bushing, and metal, and the temperature drops.For example, the molten glass that flows through the four corners of the bushing block has a larger contact area than other parts, so heat dissipation is also possible. Since it becomes large, temperature falls more.
本発明者等は、以上のような検討を前提に、ガラス繊維製造装置の構造として、箱型形状のブッシングに替えて板状のベースプレートのみを用い、これを適宜の数のブッシングブロックに直接固定することとした。また、ブッシングブロックの溶融ガラスとの接触面（内面）に、貴金属の被覆層を備えるものとした。そして、以上の構成を有するガラス製造装置においては、溶融ガラスは、ガラス繊維として吐出されるまでの間、貴金属と接触状態にある。そこで、本発明は、ブッシングブロックの被覆層、ベースプレート等の構造物を通電加熱することで、装置内を通過する溶融ガラスの温度低下を防止し、粘度低下や凝固を抑制し、ガラス繊維製造の安定化を図ることとした。 Based on the above considerations, the present inventors use only a plate-shaped base plate instead of a box-shaped bushing as the structure of the glass fiber manufacturing apparatus, and directly fix it to an appropriate number of bushing blocks. It was decided to. Further, a noble metal coating layer was provided on the contact surface (inner surface) of the bushing block with the molten glass. And in the glass manufacturing apparatus which has the above structure, a molten glass is in a contact state with a noble metal until it is discharged as glass fiber. Therefore, the present invention prevents the temperature drop of the molten glass passing through the apparatus by energizing and heating the structure such as the covering layer of the bushing block and the base plate, suppresses the viscosity drop and solidification, and produces the glass fiber. Stabilization was planned.
即ち、本発明は、 溶融ガラスを流通させてガラス繊維を製造する装置において、溶融ガラスとの接触面に白金又はその合金からなる被覆層を備える少なくとも一つのブッシングブロックと、前記ブッシングブロックの下端に固定され、複数のノズルを有する白金又はその合金からなる板状のベースプレートと、前記ブッシングブロック及び前記ベースプレートのいずれか又は全てを通電加熱する少なくとも一つの通電手段と、を備えるガラス繊維の製造装置である。 That is, the present invention relates to an apparatus for producing glass fibers by circulating molten glass, at least one bushing block having a coating layer made of platinum or an alloy thereof on a contact surface with the molten glass, and a lower end of the bushing block. A glass fiber manufacturing apparatus comprising: a fixed base plate made of platinum having a plurality of nozzles or an alloy thereof; and at least one energizing means for energizing and heating any or all of the bushing block and the base plate. is there.
以下、本発明における構成について詳細に説明する。本発明では、板状のベースプレートをブッシングブロックに固定してガラス繊維の紡糸を行う。これは、ブッシングブロックとベースプレートとの組み合わせにより箱型形状を得るものである。従来の一体化された箱型形状のブッシングにおいては、その周囲が拘束されており、熱応力による変形が生じる。これに対し、本発明においては、従来から拘束を行わないブッシングブロックを利用することで、このような問題を生じさせることがない。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail. In the present invention, the glass fiber is spun by fixing the plate-like base plate to the bushing block. This is to obtain a box shape by combining the bushing block and the base plate. In the conventional integrated box-shaped bushing, its periphery is constrained and deformation due to thermal stress occurs. On the other hand, in the present invention, such a problem does not occur by using a bushing block which has not been restrained conventionally.
ベースプレートは、ガラス紡糸用の複数のノズルを備える板状の部材である。ノズルは、内径０．５〜３．０ｍｍの筒体であり、通常、２００〜８０００個のノズルを備える。ベースプレートの材質は、白金及びその合金からなり、好ましくは、白金、白金−ロジウム合金（ロジウム濃度：５〜２０ｗｔ％）の他、強度向上の目的で分散型強化白金合金、分散型強化白金−ロジウム合金が適用される。ベースプレートの厚さは、１．０〜２．０ｍｍである。また、ノズルを除くプレート部分の板厚分布は均一なものでも良いが、通電加熱の際に溶融ガラスを均一に加熱するために部分的に板厚を変化させても良い。また、ベースプレートは、完全な平板であっても良いが、ブッシングブロックの開口部分において平坦であればよいのであって、ブッシングブロックへの固定状況、通電のための電極の配置等に合わせて、適宜の加工、例えば、端部の曲げ加工等を行っていても良い。 The base plate is a plate-like member having a plurality of nozzles for glass spinning. The nozzle is a cylinder having an inner diameter of 0.5 to 3.0 mm, and usually includes 200 to 8000 nozzles. The material of the base plate is made of platinum or an alloy thereof, preferably platinum, platinum-rhodium alloy (rhodium concentration: 5 to 20 wt%), dispersion strengthened platinum alloy or dispersion strengthened platinum-rhodium for the purpose of improving strength. Alloy is applied. The thickness of the base plate is 1.0 to 2.0 mm. Further, the plate thickness distribution of the plate portion excluding the nozzle may be uniform, but the plate thickness may be partially changed in order to uniformly heat the molten glass during energization heating. The base plate may be a perfect flat plate as long as it is flat at the opening of the bushing block. The base plate may be appropriately selected according to the fixing condition to the bushing block, the arrangement of electrodes for energization, etc. For example, end bending may be performed.
本発明においてブッシングブロックは、従来のガラス繊維製造装置での機能である、流通する溶融ガラスの整流に加えて、ベースプレートと組み合わせにより箱型形状を形成し溶融ガラスを滞留させるという機能が期待されている。従って、それぞれの機能を発揮させるため、本発明では、複数のブッシングブロックを積層して用いることが好ましい。本発明で用いられるブッシングブロックは、溶融ガラスと接触する内面に白金又はその合金からなる被覆層を備える肉厚の筒体である。 In the present invention, the bushing block is expected to have a function of retaining the molten glass by forming a box shape in combination with the base plate in addition to the rectification of the circulating molten glass, which is a function in the conventional glass fiber manufacturing apparatus. Yes. Therefore, in order to exhibit each function, in the present invention, it is preferable to use a plurality of stacked bushing blocks. The bushing block used by this invention is a thick cylinder provided with the coating layer which consists of platinum or its alloy on the inner surface which contacts molten glass.
この被覆層は、好ましくは、白金や白金合金（白金−ロジウム合金、白金−イリジウム合金、白金−金合金）等からなり、その厚さは、１００〜５００μｍのものが好ましい。被覆の形態は、ライニングのような薄板を張り合わせたものでも良く、溶射により形成されたものでも良い。特に、溶射による被覆は、厚さ制御を容易にしつつ均質な被覆を行う点で有利である。被覆層は、所定の基材上に形成されるものであるが、基材としては従来から適用されている電鋳煉瓦やデンスジルコン等の耐火物でもよいが、本発明においては、このような緻密質の耐火物を用いる必要はない。被覆層により溶融ガラスの侵食が抑制されているからである。そこで、基材としては、安価で入手が容易な焼結煉瓦を用いることができる。焼結煉瓦とは、アルミナ、シリカ、ジルコニアを主成分とするセラミック原料と適宜の結合材とを混練し成形した後、焼成することによって得られる煉瓦材料であり、電鋳煉瓦等よりも緻密性には欠けるが、高温での強度においては十分なものがある。また、緻密性が低いため熱伝導性も低くなり、溶融ガラスの熱を放出しにくいという利点もある。 This coating layer is preferably made of platinum, platinum alloy (platinum-rhodium alloy, platinum-iridium alloy, platinum-gold alloy) or the like, and the thickness is preferably 100 to 500 μm. The form of the coating may be a laminate of thin plates such as a lining, or may be formed by thermal spraying. In particular, the coating by thermal spraying is advantageous in that uniform coating is performed while the thickness control is facilitated. The coating layer is formed on a predetermined base material, and the base material may be a refractory material such as electroformed brick or dense zircon conventionally applied. There is no need to use dense refractories. This is because erosion of the molten glass is suppressed by the coating layer. Therefore, as the base material, it is possible to use a sintered brick that is inexpensive and easily available. Sintered brick is a brick material obtained by kneading and molding a ceramic raw material mainly composed of alumina, silica, and zirconia and an appropriate binder, followed by firing, and is denser than electroformed bricks, etc. Is lacking, but there is sufficient strength at high temperatures. Further, since the denseness is low, the thermal conductivity is also low, and there is an advantage that it is difficult to release the heat of the molten glass.
ブッシングブロックの内面形状は、入口側面積と出口側面積とが等しいストレート形状のものでも良いが、出口側面積を大きくしたラッパ形状又は台形状としたものでも良い。出口側面積を増加させることで、ベースプレートのノズル設置数を増加させることができ、従来と同様の製造量を確保することができる。 The inner shape of the bushing block may be a straight shape in which the area on the inlet side and the area on the outlet side are equal, or may be a trumpet shape or a trapezoidal shape with a larger area on the outlet side. By increasing the area on the outlet side, the number of nozzles installed on the base plate can be increased, and the same production amount as in the conventional case can be secured.
ブッシングブロックへのベースプレートの固定方法については、特に限定されるものはないが、ブッシングブロック内面とベースプレートとで形成され、溶融ガラスを収容する空間の密閉性を維持できるようにすることが好ましい。また、ボルト等によりベースプレートをブッシングブロックへ直接固定しても良いが、フレーム等の締結部材を用いても良い。 The method for fixing the base plate to the bushing block is not particularly limited, but it is preferable to form the bushing block inner surface and the base plate so as to maintain the sealing property of the space for accommodating the molten glass. Further, the base plate may be directly fixed to the bushing block with a bolt or the like, but a fastening member such as a frame may be used.
本発明のブッシングブロック及びベースプレートは、通電加熱のための電極（ターミナル）を備える。ベースプレートへの通電加熱については、ブッシングへの通電加熱が従来から行われているところであり、電極の構成も同様のものが適用できる。一方、ブッシングブロックへの電極の形態としては、ブッシングブロックの表面（裏面）上を横断するもの、ブロックの内部貫通するもの等いずれでも良いが、貴金属皮膜に接触し、皮膜全体に通電できるものであれば良い。電極の材質としては、ガラス繊維製造装置が高温となることを考慮して、白金がより好ましい。各部の通電の方法としては、ブッシングブロック、ベースプレートのいずれかの１箇所の電極のみから装置全体に一括しても良い。この場合、ベースプレートとブッシングブロック（の被覆層）とが電気的に接続された状態で取り付ける必要がある。但し、このような通電方法では、各部の通電量に偏りが生じ温度制御が困難となるおそれがある。また、ベースプレート、ブッシングブロックに別々の通電用ターミナルを設置し、それぞれを通電することで高精度の温度制御が可能となる。このとき、ベースプレートとブッシングブロックとを電気的に絶縁状態で接続して通電することにより、各部の温度制御を行うことで制御精度を更に良好にすることができる。 The bushing block and the base plate of the present invention include electrodes (terminals) for energization heating. As for the current heating to the base plate, the current heating to the bushing has been conventionally performed, and the same electrode configuration can be applied. On the other hand, the shape of the electrode to the bushing block may be any one that crosses the surface (rear surface) of the bushing block or that penetrates the inside of the block, but can contact the noble metal film and energize the entire film. I just need it. As a material for the electrode, platinum is more preferable in consideration of the high temperature of the glass fiber manufacturing apparatus. As a method for energizing each part, the entire apparatus may be integrated from only one electrode of either the bushing block or the base plate. In this case, it is necessary to attach the base plate and the bushing block (the coating layer thereof) in an electrically connected state. However, with such an energization method, the energization amount of each part may be biased, and temperature control may be difficult. In addition, by installing separate energization terminals on the base plate and the bushing block and energizing each of them, high-precision temperature control becomes possible. At this time, by connecting the base plate and the bushing block in an electrically insulated state and energizing them, the control accuracy can be further improved by controlling the temperature of each part.
本発明に係るガラス繊維製造装置は、スクリーンプレートを少なくとも1枚備えていても良い。スクリーンプレートとは、溶融ガラスの供給口からベースプレートまでの間に設けられ、溶融ガラスが通過する孔を多数備えた板体であって、溶融ガラスをろ過するものである。また、スクリーンプレートを通電加熱することで、通過する溶融ガラスの温度低下の抑制にも寄与することができる。スクリーンプレートは、その断面形状が平坦なストレート形状のものや、略Ｖ字形状、略Ｗ字形状をしたものが用いられる。また、その材質は、ベースプレート同様の白金、白金合金からなる。本発明でのスクリーンプレートの設置位置は、ベースプレートが固定されたブッシングブロックの上部分とするのが好ましく、構成によりその上にブッシングブロックを重ねることができる。また、その上に更にスクリーンプレートを設置しても良い。 The glass fiber manufacturing apparatus according to the present invention may include at least one screen plate. The screen plate is a plate body provided between a molten glass supply port and a base plate and having a large number of holes through which the molten glass passes, and the molten glass is filtered. Moreover, it can contribute also to suppression of the temperature fall of the molten glass to pass by energizing and heating a screen plate. As the screen plate, a straight plate having a flat cross-sectional shape, a substantially V-shaped or a substantially W-shaped one is used. The material is made of platinum or a platinum alloy similar to the base plate. The installation position of the screen plate in the present invention is preferably the upper part of the bushing block to which the base plate is fixed, and the bushing block can be stacked on the upper part depending on the configuration. Further, a screen plate may be further provided thereon.
以上説明したように、本発明は、ベースプレートとブッシングブロックとの組み合わせにより箱型形状を得るものである。これにより、従来のブッシングのような拘束が不要となり、これに基づく変形が抑制されている。また、本発明で適用されるブッシングブロックは、内面に耐久性の高い被覆層を備えることから、溶融ガラスへの異物混入が抑制されている。更に、本発明では、ブッシングブロック及びベースプレートを通電加熱することにより、溶融ガラスの温度低下を抑制し、ガラス繊維の効率的・安定的製造を可能とする。 As described above, the present invention obtains a box shape by combining a base plate and a bushing block. Thereby, the constraint like the conventional bushing becomes unnecessary and the deformation | transformation based on this is suppressed. Moreover, since the bushing block applied by this invention equips an inner surface with a highly durable coating layer, the mixing of the foreign material to a molten glass is suppressed. Furthermore, in the present invention, the bushing block and the base plate are energized and heated, thereby suppressing the temperature drop of the molten glass and enabling efficient and stable production of glass fibers.
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るガラス繊維製造装置の構成を概略的に示すものである。図１においてガラス繊維製造装置は、２つのブッシングブロックと、ベースプレートを備える。そして、下段のブッシングブロックにベースプレートを固定することで箱型形状を形成する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 schematically shows a configuration of a glass fiber manufacturing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, the glass fiber manufacturing apparatus includes two bushing blocks and a base plate. Then, a box shape is formed by fixing the base plate to the lower bushing block.
ベースプレートは、白金製の板材であり（寸法：７５０ｍｍ×３００ｍｍ×１．５ｍｍ）、内径０．１５ｍｍのノズルを５０００個備えるものである。その端部は曲げ加工されており、その先端に通電用のターミナルを備える。 The base plate is a plate made of platinum (dimensions: 750 mm × 300 mm × 1.5 mm) and includes 5000 nozzles having an inner diameter of 0.15 mm. The end is bent, and a terminal for energization is provided at the tip.
図２は、本実施形態で使用したブッシングブロックの外観を示すものである。このブッシングブロックは、焼結煉瓦（商品名：Ｍ−１０６６、東芝セラミックス社製）を所定形状に成形し（寸法：５００ｍｍ×２５０ｍｍ×５０ｍｍ、穴部：３００ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ）、その内面にフレーム溶射法にて白金を溶射したものである。白金皮膜の膜厚は、２５０μｍとした。溶射後、白金皮膜を研磨ヤスリで表面粗さＲａが２０μｍとなるように研摩処理をしている。そして、通電加熱のための電極が、ブッシングブロックの表面に白金膜をフレーム溶射法で部分的に形成されている。この電極の膜厚は５００μｍである。そして、端部に外部リードと接続するための白金板電極を溶接している。 FIG. 2 shows the appearance of the bushing block used in this embodiment. This bushing block is formed by molding sintered brick (trade name: M-1066, manufactured by Toshiba Ceramics) into a predetermined shape (dimensions: 500 mm x 250 mm x 50 mm, hole: 300 mm x 50 mm x 50 mm), and a frame on the inner surface. Platinum is sprayed by a thermal spraying method. The film thickness of the platinum film was 250 μm. After the thermal spraying, the platinum film is polished with a polishing file so that the surface roughness Ra is 20 μm. An electrode for energization heating is partially formed by flame spraying a platinum film on the surface of the bushing block. The thickness of this electrode is 500 μm. And the platinum plate electrode for connecting with an external lead | read | reed is welded to the edge part.
本実施形態において、下段のベースプレートの上端部にはスクリーンプレートが固定されている。スクリーンプレートは、底部が平坦な略V字形状の白金製の板材であり、φ５ｍｍの孔を多数有するものである。 In the present embodiment, a screen plate is fixed to the upper end portion of the lower base plate. The screen plate is a substantially V-shaped platinum plate having a flat bottom and has a large number of holes of φ5 mm.
図３は、ベースプレートとブッシングブロックとの固定構造の概略を示すものである。この実施例においては、略Ｈ字形状のホルダーを用いてベースブロックを固定する。ホルダーはステンレス製であり、上下の端部を屈曲させてブッシングロックに取り付け可能としている。また、下側の端部のボルトａ、ｂによりベースプレートを固定する。尚、ベースプレート（フレーム）とブッシングブロックとは、セラミック製の絶縁材で絶縁されており、別々に通電可能としている。 FIG. 3 shows an outline of a fixing structure between the base plate and the bushing block. In this embodiment, the base block is fixed by using a substantially H-shaped holder. The holder is made of stainless steel, and the upper and lower ends can be bent and attached to the bushing lock. Further, the base plate is fixed by bolts a and b at the lower end. The base plate (frame) and the bushing block are insulated by a ceramic insulating material and can be separately energized.
本実施形態に係るガラス繊維製造装置によるガラス繊維の製造は、基本的には従来の工程と相違はなく、予め調製された溶融ガラスを流通させるものである。本実施形態における工程で従来と相違するのは、ベースプレートの固定を所定温度になった段階で行うこと、及び、ブッシングブロックについて通電加熱を行うことである。 The production of glass fiber by the glass fiber production apparatus according to the present embodiment is basically the same as the conventional process, and a pre-prepared molten glass is distributed. What is different from the conventional process in the present embodiment is that the base plate is fixed when it reaches a predetermined temperature, and that the bushing block is energized and heated.
ベースプレートの固定については、装置組み上げ時においては、仮固定を行う。その後、通電加熱し、ベースプレートの温度が１０００℃程度の溶融ガラスが流れ込まない温度領域において増締めして固定する。これは、加熱前に固定を行うと、ベースプレートに熱膨張によるストレスが生じるからである。 The base plate is fixed temporarily when the apparatus is assembled. Then, it heats by electricity, and it tightens and fixes in the temperature area | region where the molten glass whose base plate temperature is about 1000 degreeC does not flow. This is because if the fixing is performed before heating, stress due to thermal expansion occurs in the base plate.
ブッシングブロックの通電加熱は、供給電力を７ｋＷ（被覆層の断面積当たりの電流密度：１０Ａ／ｍｍ２）とした。また、ベースプレートの通電加熱については、供給電力を３０ｋＷ（被覆層の断面積当たりの電流密度：１０Ａ／ｍｍ２）とした。 For the electric heating of the bushing block, the supplied power was 7 kW (current density per cross-sectional area of the coating layer: 10 A / mm 2 ). In addition, for energization heating of the base plate, the supplied power was 30 kW (current density per cross-sectional area of the coating layer: 10 A / mm 2 ).
そして、本実施形態に係るガラス繊維製造装置により、ガラス繊維製造を１年間行った。この間、装置の各部位における変形は殆ど見られなかった。そして、１年間の装置稼動後、装置をシャットダウンして内部検査を行ったところ、ブッシングブロックの白金溶射膜が形成された内面は清浄な面を呈していた。 And glass fiber manufacture was performed for one year with the glass fiber manufacturing apparatus which concerns on this embodiment. During this time, almost no deformation was observed in each part of the apparatus. Then, after the operation of the apparatus for one year, the apparatus was shut down and subjected to an internal inspection. As a result, the inner surface of the bushing block on which the platinum sprayed film was formed exhibited a clean surface.
装置稼動の間におけるガラス繊維の断線率を追跡したところ、平均した断線率は２％であった。これは、従来の装置による断線率６０％改善されており、この改善は白金皮膜による不純物溶解の抑制と、通電加熱による溶融ガラスの温度維持により生じたものと考えられる。 When the disconnection rate of the glass fiber was traced during the operation of the apparatus, the average disconnection rate was 2%. This is because the disconnection rate of the conventional apparatus is improved by 60%, and this improvement is considered to be caused by the suppression of impurity dissolution by the platinum film and the temperature maintenance of the molten glass by energization heating.
Claims (3)
溶融ガラスとの接触面に、白金又はその合金からなる被覆層を備える少なくとも一つのブッシングブロックと、
前記ブッシングブロックの下端に固定され、複数のノズルを有する白金又はその合金からなる板状のベースプレートと、
前記ブッシングブロック及び前記ベースプレートのいずれか又は全てを通電加熱する少なくとも一つの通電手段と、を備えるガラス繊維製造装置。 In an apparatus for producing glass fibers by circulating molten glass,
At least one bushing block having a coating layer made of platinum or an alloy thereof on a contact surface with the molten glass;
A plate-like base plate made of platinum or an alloy thereof fixed to the lower end of the bushing block and having a plurality of nozzles;
A glass fiber manufacturing apparatus comprising: at least one energization means for energizing and heating any or all of the bushing block and the base plate.
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