JP2012162422A - ガラス物品の製造方法、及びガラス熔融炉 - Google Patents
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Abstract
【課題】棒状電極を備えたガラス熔融炉において、ガラス熔融炉内に浸漬された複数の棒状電極の損耗量を正確に把握し、適正な挿入長を熔融炉内へと挿入することで、熔融ガラスの加熱条件を所望の条件に維持し続けることを可能とし、安定した品位のガラス物品を高い製造効率で長期に亘り製造できるガラス物品の製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス物品の製造方法は、熔融ガラス滞留槽中に配設した棒状電極対間に交流電流を直接通電し、熔融ガラスを加熱し、成形することでガラス物品を製造するガラス物品の製造方法で、熔融ガラス中に浸漬した該棒状電極と、熔融ガラスの加熱には関与しない照合電極との間に交流印加電圧Vを付与し、電圧値Vを電流値Iで除した値Kを計測する計測工程と、計測工程によって得られた計測値K及びTから定められる該棒状電極の長手方向の損耗長を回復する損耗長回復工程を有する。
【選択図】図1
【解決手段】ガラス物品の製造方法は、熔融ガラス滞留槽中に配設した棒状電極対間に交流電流を直接通電し、熔融ガラスを加熱し、成形することでガラス物品を製造するガラス物品の製造方法で、熔融ガラス中に浸漬した該棒状電極と、熔融ガラスの加熱には関与しない照合電極との間に交流印加電圧Vを付与し、電圧値Vを電流値Iで除した値Kを計測する計測工程と、計測工程によって得られた計測値K及びTから定められる該棒状電極の長手方向の損耗長を回復する損耗長回復工程を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、直接通電加熱を行う電極対を有するガラス熔融炉によって、長期に亘り安定した品位のガラス物品を製造し続けることを可能とするガラス物品の製造方法に関する。
ガラスに直接通電して熔融状態とするガラス製造技術は、多くのガラス熔融炉で採用されてきた。この製造方法の長所は、LPGや重油等を用いるバーナー加熱と比較し、燃料起源の排ガスが発生せず、ガラス原料の飛散も抑えることができ、環境保護の観点で優れ、高温化が容易で、均熱加熱が行い易い等がある。一方、この方法の短所としては、以下のものがある。熱源を電気のみに頼る場合に、多数の電極を炉内の熔融ガラス中に挿入せねばならない。このため、管理や施工に手間がかかる。また、長期間使用された電極表面が変質して脆くなると、ガラス物品中へ異物として混入する。また、ガラス成分中で還元され易い成分が還元されると、異物発生の原因となる。さらに折損により電極が数cm程度にまで短くなると、炉壁、炉床の電極設置付近を過度に加熱しすぎる傾向となり、炉壁や炉床から余剰な熱エネルギーが離散し、省エネルギー化を妨げる状態となりやすい。
しかし、この技術には数多くの問題があるにもかかわらず、上述した長所を有効に活かし、これらの短所を克服するため、これまでも多数の発明が提案されてきた。
例えば、特許文献1には、PbO等、還元され易い金属酸化物を含有するガラスをMo電極と補助電極を備えたガラス熔融炉により熔融する際、Mo電極側だけでなく、補助電極側でも金属異物を析出させずに直接通電加熱できるガラス熔融炉が提案されている。このガラス熔融炉は、直流電源の正極に接続されたモリブデン電極対が、熔融炉内の熔融ガラスと直接接触する熔融炉壁に装着され、且つ直流電源の負極に接続された補助電極が前記熔融ガラスと直接接触しない熔融炉壁に装着されている。
特許文献2には、電極として使用されるモリブデンが大気中において酸化して、消耗するのを防ぐため、モリブデンからなるガラス熔融部と、鉄−アルミニウム−クロム合金製の耐酸化性を有する耐熱合金からなる保持部とを接合した構造を有するガラス熔融用接合電極が示されている。
特許文献3に示されたガラス溶融用電極は、熔融ガラスと特性の異なる異質物がガラス熔融炉の床面に設けられた貫通孔中の電極棒の周囲に流入するのを防止し、下方からガラス熔融炉内に電極棒を容易に押出すことができる。このガラス熔融用電極は、加熱用の電極棒と、電極棒の上部がガラス熔融炉内の熔融ガラス中に突出されるように保持する保持部、及び冷却機構部を備えた電極ホルダーを有している。そして、ガラス熔融用電極には、ガラス熔融炉の床面から熔融ガラス中に突出する電極棒の側面を覆って前記電極ホルダーに接触する耐熱材料製の電極保護管が付設されている。
しかし、これらの発明は、熔融ガラスの直接通電加熱によるガラス物品の製造の根本的な問題を解決できるには至っていない。例えば、一般にガラス熔融炉は長期間使用されるほど製造原価の低減に繋がるため、長期稼働を行うことはガラス製造業にとって絶えることのない課題である。一方、棒状の電極は、長期間使用されると電極表面、特にその先端部が熔融ガラス中へと熔解し、損耗してゆき、棒状電極の浸漬長さが初期設置時よりも短くなると、熔融ガラスの加熱条件が変化し、均熱加熱ができなくなるからである。
そこで、電極の消耗による加熱条件の変化ができるだけ小さくなるよう様々な対応がなされてきた。例えば、定期的に浸漬状態の全ての棒状電極を一定量だけ炉内に押し込む操作を定期的に繰り返す方法や、製造終了時に判明した棒状電極の寸法計測値などから挿入長を決める方法、あるいは熔融ガラス温度の低下や棒状電極間の電気抵抗の上昇に応じて、挿入長を決める方法等が採用されてきた。しかし、これらの対応は、いずれも正確な挿入長が判らずに挿入していることになる。このため、挿入長の過不足が生じる。すなわち、棒状電極の挿入長が長すぎると、高粘性ガラス融液の対流による外力が大きくなり、棒状電極の固定位置で折損する等して棒状電極の耐用期間が短くなる危険性がある。棒状電極の挿入長が不揃いになると、加熱条件が変わり棒状電極の耐用期間が短くなる。一方、棒状電極の挿入長が短すぎると、棒状電極周辺の耐火物表面を導通し、直接通電が不十分になる場合もあり、耐火物を異常に損耗し、生地漏れ等の突発的な災害に繋がる危険性がある。この結果、ガラス熔融炉の操業条件が乱され、安定した熔融炉の操業に支障をきたし、ガラス物品中の泡不良や異物不良の増加、成形寸法精度の乱れなどが生じる。
本発明は、このような状況に鑑みて行われたものである。すなわち、本発明は、棒状電極を備えたガラス熔融炉において、ガラス熔融炉内に浸漬された複数の棒状電極の損耗量を従来よりも正確に把握し、適正な挿入長を熔融炉内へと挿入することによって、熔融ガラスの加熱条件を所望の条件に維持し続けることを可能とし、安定品位のガラス物品を高い製造効率で長期に亘り製造できるガラス物品の製造方法の提供を課題とする。
本発明者らは、熔融ガラスの温度T、加熱に寄与しない照合電極の電圧値Vを電流値Iで除した値K、及び棒状電極の熔融ガラス中への挿入長さ寸法Dには相関関係があることを見出し、この相関関係を利用し、T及びKの値からDの値を導き、このDの値に基づいて棒状電極の熔融ガラス浸漬長を一定値とすることで熔融ガラスの加熱条件を安定化できることを見出し、ここにその方法の詳細を提示する。
すなわち、本発明のガラス物品の製造方法は、熔融ガラス槽中に配設した棒状電極対間に加熱用交流電流を印加通電し、熔融ガラス槽中の熔融ガラスを通電加熱し、成形することでガラス物品を製造するガラス物品の製造方法であって、熔融ガラス中に浸漬した該棒状電極と、熔融ガラスの加熱には関与しない照合電極との間に交流電圧Vを付与し、照合電極と棒状電極間の交流電圧Vを照合電極に流れる電流値Iで除した値Kと、照合電極近傍の熔融ガラス温度Tとを計測する計測工程と、計測工程によって得られた計測値K及びTから定められる該棒状電極の長手方向の損耗長を回復する損耗長回復工程を有することを特徴とする。
本発明では、熔融ガラス槽中の熔融ガラスに浸漬状態に保持された2本以上の棒状電極を炉床や炉壁などに配設する。なお、棒状電極は、長さが50mmから2000mm、横断面の円相当径が10mmから200mm程度の形態を呈している。棒状電極は、複数の材料を複合化した構造であってもよい。
また、この加熱用の棒状電極以外に、加熱に用いられない照合電極を設ける。照合電極は、棒状電極の経時的な損耗寸法を的確に計測するために用いられる。照合電極は、棒状電極と同材質でも異材質でもよい。照合電極の形状は、棒以外の形状でもよく、計測時のみに熔融ガラス中に浸漬されるような使用方法でもよい。
照合電極により構成される計測回路は、加熱用の交流電源とは別に予め配設された計測用の交流電源により構成される回路である。この計測用の交流電源から計測回路に印加される電圧は、加熱用の交流電源の電圧よりも小さくすることが好ましい。具体的には、加熱用交流電源による印加電圧を1とすれば、計測用の交流電源の印加電圧は0.5以下とすることが好ましく、さらに好ましくは0.1以下とすることであり、一層好ましくは0.05以下とすることである。こうすることによって、照合電極は熔融ガラスの加熱に係わらず、このため照合電極の損耗を確実に抑止できるため、浸漬長が変わらないので正確な計測値を得ることができるからである。
計測工程は、計測回路の通電により得られる照合電極の電圧値V、電流値I及び熔融ガラス温度Tから棒状電極の熔融ガラス中への挿入長さ寸法Dを導く工程である。計測は、棒状電極に印加される計測用交流電源により計測回路に電圧を印加して行われる。こうして棒状電極と照合電極との間に付与した交流印加電圧Vを計測専用の照合電極の電流値Iで除した値K(以下、V/Iとも記す)、及び熔融ガラス温度Tを計測し、事前に調査して得られているK、T及びDの関係から正確なDを得ることができる。事前調査は、シミュレーションでも、小規模な実験によるものでもよい。
損耗長回復工程は、計測工程における計測の結果に従い、高温のため直接監視できない棒状電極の熔融ガラス浸漬長を適正寸法となるように復元する工程である。復元のためには、予め十分に長尺の電極を準備して使用すればよいが、それでも長さが足りなければ、短くなった棒状電極の端面に新規の棒状電極を接合して延長し、棒状電極の長さを復元すればよい。
2本以上の棒状電極間に印加する交流電圧の周波数よりも高周波の周波数の印加電圧を照合電極と該棒状電極との間に印加することが必要である。具体的には、棒状電極対間に印加する交流電圧の周波数を1とすると、照合電極と該棒状電極との間に印加する交流電圧の周波数は2以上とすることが好ましく、さらに好ましくは5以上とすることである。
また、棒状電極対間に印加する交流電圧の周波数に夾雑周波数として、照合電極と該棒状電極との間に印加する周波数成分が含まれる場合には、夾雑周波数を誤って計測しないように、必要に応じてカットフィルタを設けて夾雑周波数を除いた状態で計測すればよい。
また本発明のガラス物品の製造方法は、照合電極1本に対応する棒状電極の本数が、複数本であってもよい。
また本発明のガラス物品の製造方法は、前記計測工程が、棒状電極対間の交流電圧が一時的に印加されない状態下で行なわれるならば、加熱回路の交流電源と、計測回路の交流電源とを同じ電源によって賄うことができ、製造に係る装置を効率的に利用することができる。
本発明のガラス物品の製造方法は、1回毎に熔融ガラスを炉外に導出するバッチ式のガラス熔融ポットを用いたガラス熔融炉に適用してもよいが、バッチ式炉は長期に亘り電極が熔融ガラスに晒され続けることはまれである。このような観点から、本発明のガラス物品の製造方法は、長期に亘り連続生産を行う形式のガラス熔融炉に適用するのが好ましい。
また本発明のガラス物品の製造方法は、ガラス物品がガラス繊維であり、ブッシングを使用する紡糸工程により得られるならば、細番手のガラス繊維であっても紡糸時に糸切れ等の発生し難い安定した品位のガラス繊維を長期に亘り製造し続けることができる。
本発明のガラス熔融炉は、本発明のガラス物品の製造方法によりガラス物品の製造を行うガラス熔融炉であって、棒状電極対、照合電極、及び温度計測手段を配した耐火物槽を備えてなることを特徴とする。
耐火物槽は、1000℃以上の熔融ガラスとの化学反応性に乏しく、電気抵抗が十分に高く、高温強度を有する耐火材によって構成されていればよい。
以上のように、本発明は、棒状電極を備えたガラス熔融炉において、ガラス熔融炉内に浸漬された複数の棒状電極の損耗量を正確に把握し、適正な挿入長を熔融炉内へと挿入することにより、熔融ガラスの加熱条件が所望の最適な条件内に維持できる。このため、ガラス物品中の泡不良や異物不良の増加、成形寸法精度の乱れなどに繋がらない。よって長期に亘り優れた品位のガラス物品が高い製造効率で製造できる。また棒状電極の耐用期間が短くなることはない。電極周辺の耐火物の耐用期間が短くなることもないので、ガラス物品の製造における製造費用を抑えることができる。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、以下の実施形態は、単なる例示である。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。
本発明は、多様なガラス物品の製造に適用できるが、ここではプリント配線基板やFRP等の複合材料を構成するガラス長繊維の製造に用いる場合について、具体的に示す。
図1(A)には、本発明を適用するガラス熔融炉に関し、その概略断面説明図を示す。このガラス熔融炉は、ガラス繊維の連続成形に対応し、均質な熔融ガラスの製造に用いられる連続熔融炉である。図1では、2は投入口、3は原料、4はスロート、5はフォアハース、10はガラス熔融炉、11は熔融ガラス上部の雰囲気、12は熔融ガラス、13は熔融ガラス液面、15は耐火物、20は照合電極、21は照合電極冷却装置、25、25aは熱電対、30a、30bは棒状電極、31は棒状電極冷却装置、40、41は電力供給源、45は電流検出器、50は電圧検出器、SW1、SW2は計測回路用スイッチ、SW3は加熱回路用スイッチをそれぞれ表している。
このガラス溶融炉10では、Eガラス材質となるように選定された複数のガラス原料は均質に混合された後、コンベヤによって投入口2に運ばれ、セラミックス製耐火物15製の熔融槽内へと投入される。投入された混合ガラス原料3は、炉内雰囲気11、及び既に熔融した状態にある周囲の熔融ガラス12からの伝熱等により加熱され、反応して多数の気泡が熔融ガラス液面13から雰囲気11中に放出され、熔融状態となる。
炉床に備えられた棒状電極30a、30bから熔融ガラス12への直接通電により、熔融ガラス12は、104.0dPa・sより低粘性となるように高温へと加熱され、均質な状態になる。次いで熔融ガラス12は、スロート4を経てフォアハース5へと至り、成形域に配置されたブッシング(図示省略)により細いストリーム状に引き出され、冷却され、所望のサイジング剤などを塗布されて集束され、複数本を束ねてガラス長繊維に成形される。
ガラス熔融炉10には、図1(A)に示すように、計4本の棒状電極30a、30bが備えられ、各々2本に対して1本の照合電極20が割り当てられて配設されている。棒状電極30a、30bは、いずれもモリブデン(Mo)製の電極である。図1(B)には、図1(A)のX−X断面を示す。図1(B)で、棒状電極30a、加熱回路用スイッチSW3、電力供給源40、電流検出器45、及び棒状電極30bを互いに連結した回路が、加熱回路であり、この回路により熔融ガラス12に直接通電が行われる。
また棒状電極30a、電流検出器45、電力供給源41、計測回路用スイッチSW2、及び照合電極20を互いに連結した回路が、棒状電極30aについて、その損耗量を計測するために用いられる計測回路であり、棒状電極30b、電流検出器45、電力供給源41、計測回路用スイッチSW1、照合電極20を互いに連結した回路が、棒状電極30bについて、その損耗量を計測するための計測回路である。なお、図1(B)には、判りやすくするために図示しないが、図1(B)の電流検出器45、電圧検出器50等の計測結果は、いずれも集中管理を行う表示端末に接続され、計測結果は記録媒体に記録されている。
このガラス熔融炉10により、Eガラス製のガラス繊維を長期に亘り製造する際は、定期的に炉床に配設された棒状電極の損耗量の計測を行い、棒状電極の浸漬全長の10%を超える損耗量が検知された場合は、損耗長回復工程として棒状電極の熔融ガラス12中への浸漬長さを回復させる操作を人力により行う。棒状電極の浸漬全長の10%を超えなければ、操炉条件に大きな影響を与えないことは、シミュレーションやこれまでの管理の経験から判明したものである。
損耗量の計測工程、及び損耗長回復工程について、図1の電極配置を模式的に示した図2、及び図3に従い、以下で説明する。
図2では、前述した図1に加えて、Lは照合電極と棒状電極間の最適距離であり、ここでは、300mmである。ΔLは棒状電極の損耗長さ(=棒状電極の挿入長さ)、Dは棒状電極の熔融ガラス中への挿入長さ寸法であり、初期寸法は200mmである。Pは棒状電極の挿入方向、30は棒状電極をそれぞれ表している。
図2(A)は、棒状電極30の先端が損耗していない初期状態を表している。照合電極20の先端と棒状電極30、2つの電極はいずれも熔融ガラス12中に浸漬されており、その互いの先端は、距離Lだけ離れている。
図2(B)は、熔融ガラス中に長期間浸漬された後の状態を表している。熔融ガラスに直接通電するために利用されたため、棒状電極の先端は熔融ガラス中に熔解するなどし、寸法がΔLだけ短くなり、照合電極20の先端と棒状電極30の先端とは、L+ΔLだけ離れた状態となる。このため、棒状電極と照合電極間の電圧値Vを電流値Iで除した値Kは、ΔLの変化分だけ大きくなる。
計測工程として、この際の熔融ガラス温度を照合電極近傍の熱電対(図示省略)で計測した熔融ガラス温度Tは、t1となる。照合電極の電圧値Vを電流値Iで除した値Kをk1とする。このTと、K(V/I)の関係に対して、このEガラス材質について、予め小規模な熔融ガラス熔解設備を併用した実験により求めた値をプロットして描かれた図3に示す3次元グラフの曲面Jを使用し、現時点の棒状電極の長さを知ることができる。このグラフは、照合電極の電圧値Vを電流値Iで除した値K、熔融ガラス温度T、及び熔融ガラス中の棒状電極の浸漬長さDを直交する3軸とし、計測したK及びTの値からDの値を導出するために用いることができる。
図3で、照合電極の電圧値Vを電流値Iで除した値Kはk1、及び熱電対25による熔融ガラス温度Tがt1であったとすると、この2軸についての交点の座標(k1、t1)からKT平面に対しての垂線が、曲面Jと交差する縦軸Dの位置d1が、熔融ガラス中の棒状電極の浸漬長さを表している。例えば、d1が175mmであるとすると、浸漬長は初期の浸漬長、200mmよりも、25mm短くなっており、10%を超えているので、損耗長の回復が必要となる。こうして判明した棒状電極の欠損分を補うため、以下の損耗長回復工程によって棒状電極の浸漬長が回復される。
図2(C)に示すように、損耗長回復工程は、棒状電極冷却装置31による冷却を弱め、挿入方向Pにジャッキにより棒状電極30をΔL、すなわち42mmだけ熔融ガラス12中に押し込み、熔融ガラス12中に浸漬された棒状電極30の長さを初期状態の適正寸法(200mm)に戻すことからなる。
こうして、棒状電極の長さが加熱条件を大幅に変えるようになるのを防ぎつつ操炉が行われると、ガラスの熔融条件を安定させることができ、熔融ガラスは、均質な熔融状態を維持できる。このため安定した品位のガラス繊維を長期に亘り製造できた。また棒状電極自体も、熔融ガラス中への浸漬長さが短すぎたり長すぎたりせず、劣化が進行しすぎて、耐用期間が著しく短くなることもなかった。また棒状電極周辺の耐火物の劣化も認められなかった。
ここでは、熔融ガラス温度Tを熱電対25により計測したが、予め2つの照合電極を使用すれば、熱電対の使用は不要となる。この場合、予め実験的に同材質の熔融ガラス中に浸けた照合電極対間に通電し、V/Iの値Kと、熔融ガラスの温度Tとの関係について、浸漬長Dを様々に変えて計測しておくか、あるいは予めシミュレーションにより求めてグラフ化しておく。このようにすれば、製造用のガラス熔融炉では照合電極対を準備し、照合電極対間に電圧Vを印加し、照合電極対間の電圧Vを電流値Iで除した値Kを求めれば、製造用のガラス熔融炉では熔融ガラス温度Tを熱電対により実測せずとも、2以上の照合電極についてのV/I値Kから、熔融ガラス温度Tを導くこともできる。
ただ、照合電極を熔融ガラスに浸漬し、常時通電すると棒状電極のように経時的な損耗を生じる危険性があるため、照合電極の熔融ガラスとの接触面の面積は、なるべく大きくすることが好ましい。照合電極の熔融ガラスとの接触面が僅かに損耗することがあっても、測定精度が低下することを防ぐことができるからである。
なお、図1(B)は加熱回路用スイッチSW3がオンで、加熱回路がつながっており、一方2つの計測回路では、計測回路用スイッチSW1、SW2は、計測時を除き、オフになっている。しかし、計測回路に接続される電力供給源41の交流周波数は、加熱回路の電力供給源40の交流周波数とは異なった周波数とすれば、SW1、SW2を常にオンの状態にしてもよい。例えば、加熱回路の電力供給源40の交流周波数は、10kHz以上3GHz以下とするのが好ましく、ここでは加熱回路の電力供給源41の交流周波数は100kHzであるが、それに対して計測回路に接続される電力供給源41の交流周波数は、700kHzと、5倍以上の値になっている。また加熱回路の電力供給源40の電圧は、100Vであり、計測回路の電力供給源41の電圧は、2.5Vであるから、40分の1になっている。すなわち加熱回路の電力供給源40の電圧を1とすると、計測回路の電力供給源41の電圧は、0.025となっている。また、計測回路には、図示を省略したがサージアブソーバ、及びカットフィルタを備えており、この回路に影響するノイズを抑止する構成になっている。こうすることによって、計測回路での計測値へのノイズの混入が抑止でき、正確な計測画が可能となる。
ただ、照合電極も常時通電すると、棒状電極同様に経時的に損耗する危険性があるため、通電するのは計測時のみに限定する方がよい。すなわち図1(B)では、計測回路用スイッチSW1、SW2のいずれも、通常はオフにしておき、計測時のみオンにすればよい。図1(B)では、電力供給源40を複数配設した構成にしているが、計測回路の配線を互いに対向して配設された複数の棒状電極の一方側でだけ共用して電力供給源40も共用し、配設数を減らしてもよい。
また、照合電極の損耗を極力抑制するため、照合電極の熔融ガラス中への浸漬は、計測を行う際のみとするように、照合電極を上下方向に所定長さだけ駆動する機構を設けてもよい。
ここでは、棒状電極をガラス熔融炉の炉床から挿入する形式のガラス熔融炉を例示したが、棒状電極の挿入位置は炉床とは限らず、必要に応じて側壁からの挿入や、熔融ガラス表面の天井側からの挿入でもよい。また特定の角度をもたせ、傾斜状態となるように挿入してもよい。
他のガラス熔融炉でのガラス物品の製造について、以下に説明する。図4には、ガラス長繊維の製造に用いられるガラス熔融炉の説明図を示す。ここでは、実施例1よりも照合電極の数を減らしている。図4(A)はガラス熔融炉を上方から見た部分平面図、図4(B)は、図4(A)のY領域の部分斜視拡大図である。図4では、10aはガラス熔融炉、25a、25bは熱電対、30c、30c1、30c2、30c3、及び30c4はモリブデン製の棒状電極を表している。ガラス熔融炉10a内のガラス原料3の化学反応などの挙動、さらにブッシングによる紡糸については、実施例1同様である。
棒状電極30cは、4本を1組とし、1本の照合電極20aにより2つの計測回路が形成できる。なお、加熱回路の電力供給源(図示省略)の交流周波数は、10kHz以上3GHz以下とするのが好ましく、ここでは180kHzであるが、それに対して計測回路に接続される電力供給源(図示省略)の交流周波数は、10倍以上の値、すなわち2.3MHzになっている。また加熱回路の電力供給源の印加電圧は、200Vで、計測回路に接続される電力供給源は、10Vであり、20分の1の値、すなわち加熱回路の電力供給源の印加電圧を1とすると、0.05になっている。これにより各棒状電極30cの熔融ガラス12中の浸漬長が計測できる。すなわち、図4(B)に示すように、熔融ガラスを加熱する際には、棒状電極30c1、30c2の2本を一対とし、棒状電極30c3、30c4の2本を他の一対として加熱回路を構成して使用する。そして、4本の棒状電極の熔融ガラス中への浸漬長を計測する際には、中央の照合電極20aと各棒状電極とで構成される計測回路を用いればよい。
4本の棒状電極について、1本の照合電極を用いて、計測回路を形成するため、少ない照合電極本数で、効率よく正確な計測が行える。そして、得られた計測値に応じ、損耗長を的確に回復できる。
また、4本で1組の棒状電極30cに対して、2本の熱電対25a、25bが、1本の照合電極20aを挟む位置の炉床内に配設され、測定を行う先端のみが熔融ガラスに接触している。これは1カ所の温度計測よりも、さらに正確な温度を測定するためのものである。
温度計測については、この例のように2カ所の温度計測を行う方法以外に、炉床に配設した照合電極20a以外に熔融ガラスの融液面側にもう1本の照合電極を設け、炉床に配設した照合電極と融液面側に設けた照合電極の間のV/I値Kを計測して予め求めたKと温度Tとの関係から熔融ガラスの温度を導くことで温度計測の代用としてもよい。
図5には、炉床に配設した照合電極20aに加えて、融液面側に設けた照合電極20bについて示している。図5では、Mo製の棒状体の端面にMo製の矩形状板状体を接合した電極20bを採用している。このようにすると、照合電極20bの比表面積が大きくなるので、電極長の変化に対応する抵抗値の変化の割合が小さくなりすぎることがなく、好ましい。
また、2本の照合電極を設ける位置については、上述した以外に、炉床に設けた2本の照合電極間のV/I値Kの計測によって温度計測の代用としてもよい。
ちなみに、1本の照合電極が併用して計測できる棒状電極の本数は、8本までである。8本を超えると各棒状電極間相互の影響が大きくなり、正確な計測に支障をきたすことになる。
本発明のガラス物品の製造方法は、前述したように、予め棒状電極の熔融ガラス中の浸漬長D、V/I値K、熔融ガラス温度Tの関係を特定の熔融ガラスを用いた試験を行うことで明確になる。
炉床に30mm直径の円柱形状の棒状電極を使用した場合について、実験を行った。ここでは、1500℃のEガラス中に26mm角柱状の棒状電極を用いた。そして、この棒状電極の浸漬長を100mm、150mm、200mmとした各々の場合に、天井側に長さ30mm、2.2mm角の照合電極を設置し、V/I値Kがどれだけ変化するかを調べた。その結果、100mmから150mmとなった時点でV/I値Kは100mmの値の0.95であり、150mmから200mmとなった時点でV/I値Kは、150mmの値の0.92であった。このことからV/I値Kを利用すれば、棒状電極の長さを計測するに十分な変化を示すことが明瞭になった。このため、さらに温度条件を変えて調査を行い、本発明に係る状電極の熔融ガラス中の浸漬長D、V/I値K、熔融ガラス温度Tの関係を明示できた。
本発明に係るガラス熔融炉とこれを使用するガラス物品の製造方法については、実施例中ではガラス長繊維の製造について例示したが、それ以外にもディスプレイ用の板ガラスや200μm以下の厚みのガラスフィルム、各種管ガラスや光部品用途、太陽電池、太陽発電等のガラス物品を得るためにも利用できる。
2 投入口
3 原料
4 スロート
5 フォアハース
10、10a ガラス熔融炉
11 熔融ガラス上部の雰囲気
12 熔融ガラス
13 熔融ガラス液面
15 耐火物
20、20a、20b、20c 照合電極
21 照合電極冷却装置
25、25a、25b 熱電対
30、30a、30b、30c、30c1、30c2、30c3、30c4 棒状電極
31 棒状電極冷却装置
40、41 電力供給源
45 電流検出器
50 電圧検出器
SW1、SW2 計測回路用スイッチ
SW3 加熱回路用スイッチ
D 棒状電極の熔融ガラス中への挿入長さ寸法
L 照合電極と棒状電極の最短距離
ΔL 棒状電極の損耗長さ(=棒状電極の挿入長さ)
P 棒状電極の挿入方向
3 原料
4 スロート
5 フォアハース
10、10a ガラス熔融炉
11 熔融ガラス上部の雰囲気
12 熔融ガラス
13 熔融ガラス液面
15 耐火物
20、20a、20b、20c 照合電極
21 照合電極冷却装置
25、25a、25b 熱電対
30、30a、30b、30c、30c1、30c2、30c3、30c4 棒状電極
31 棒状電極冷却装置
40、41 電力供給源
45 電流検出器
50 電圧検出器
SW1、SW2 計測回路用スイッチ
SW3 加熱回路用スイッチ
D 棒状電極の熔融ガラス中への挿入長さ寸法
L 照合電極と棒状電極の最短距離
ΔL 棒状電極の損耗長さ(=棒状電極の挿入長さ)
P 棒状電極の挿入方向
Claims (5)
- 熔融ガラス槽中に配設した棒状電極対間に加熱用交流電流を印加通電し、熔融ガラス槽中の熔融ガラスを通電加熱し、成形することでガラス物品を製造するガラス物品の製造方法であって、
熔融ガラス中に浸漬した該棒状電極と、熔融ガラスの加熱には関与しない照合電極との間に交流電圧Vを付与し、照合電極と棒状電極間の交流電圧Vを照合電極に流れる電流値Iで除した値Kと、照合電極近傍の熔融ガラス温度Tとを計測する計測工程と、
計測工程によって得られた計測値K及びTから定められる該棒状電極の長手方向の損耗長を回復する損耗長回復工程を有することを特徴とするガラス物品の製造方法。 - 2以上の棒状電極間に印加する交流電圧の周波数よりも高周波の周波数の印加電圧を照合電極と該棒状電極との間に印加することを特徴とする請求項1に記載のガラス物品の製造方法。
- 前記計測工程が、棒状電極対間の交流電圧が一時的に印加されない状態下で行なわれることを特徴とする請求項1または2に記載のガラス物品の製造方法。
- ガラス物品がガラス繊維であり、ブッシングを使用する紡糸工程により得られるものであることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のガラス物品の製造方法。
- 請求項1から4の何れかに記載のガラス物品の製造方法によりガラス物品の製造を行うガラス熔融炉であって、
棒状電極対、照合電極、及び温度計測手段を配した耐火物槽を備えてなることを特徴とするガラス熔融炉。
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JP2011024515A JP2012162422A (ja) | 2011-02-08 | 2011-02-08 | ガラス物品の製造方法、及びガラス熔融炉 |
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014050826A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | AvanStrate株式会社 | ガラスの溶解方法、ガラス基板の製造方法及びガラスの溶解装置 |
WO2014050825A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板の製造方法 |
CN104926080A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 郑弘� | 间歇式玻璃电熔炉 |
CN110510867A (zh) * | 2018-05-21 | 2019-11-29 | 杨德宁 | 一种采用新的全电溶窑的工艺方法所生产的超高铝玻璃制品 |
WO2019230277A1 (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法 |
WO2020068567A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Corning Incorporated | Apparatus and method for mitigating electrochemical attack of precious metal components in a glass making process |
WO2020068568A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Corning Incorporated | Apparatus and method for mitigating electrochemical attack of precious metal components in a glass making process |
CN111362563A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-03 | 郑州旭飞光电科技有限公司 | 玻璃窑炉的监测装置和方法 |
JPWO2019093129A1 (ja) * | 2017-11-08 | 2020-09-24 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板 |
CN115196855A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-10-18 | 青岛融合光电科技有限公司 | 一种载板玻璃电助熔电极损耗量自动测量及自动推入*** |
JP7469743B2 (ja) | 2020-12-15 | 2024-04-17 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス溶融炉及びガラス物品の製造方法 |
-
2011
- 2011-02-08 JP JP2011024515A patent/JP2012162422A/ja not_active Withdrawn
Cited By (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015157756A (ja) * | 2012-09-27 | 2015-09-03 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板の製造方法 |
WO2014050825A1 (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板の製造方法 |
CN103930381A (zh) * | 2012-09-27 | 2014-07-16 | 安瀚视特控股株式会社 | 玻璃基板的制造方法 |
JP5735662B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2015-06-17 | AvanStrate株式会社 | ガラス基板の製造方法 |
CN105985003A (zh) * | 2012-09-27 | 2016-10-05 | 安瀚视特控股株式会社 | 玻璃基板的制造方法 |
CN103917498A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-07-09 | 安瀚视特控股株式会社 | 玻璃的熔解方法、玻璃基板的制造方法及玻璃的熔解装置 |
JP5706544B2 (ja) * | 2012-09-28 | 2015-04-22 | AvanStrate株式会社 | ガラスの溶解方法、ガラス基板の製造方法及びガラスの溶解装置 |
CN106007340A (zh) * | 2012-09-28 | 2016-10-12 | 安瀚视特控股株式会社 | 玻璃的熔解方法、玻璃基板的制造方法及玻璃的熔解装置 |
WO2014050826A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | AvanStrate株式会社 | ガラスの溶解方法、ガラス基板の製造方法及びガラスの溶解装置 |
CN104926080A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 郑弘� | 间歇式玻璃电熔炉 |
JPWO2019093129A1 (ja) * | 2017-11-08 | 2020-09-24 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板 |
JP7421161B2 (ja) | 2017-11-08 | 2024-01-24 | 日本電気硝子株式会社 | 無アルカリガラス基板の製造方法及び無アルカリガラス基板 |
CN110510867A (zh) * | 2018-05-21 | 2019-11-29 | 杨德宁 | 一种采用新的全电溶窑的工艺方法所生产的超高铝玻璃制品 |
JP2019206461A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法 |
JP7118359B2 (ja) | 2018-05-30 | 2022-08-16 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法 |
WO2019230277A1 (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法 |
JP2022153571A (ja) * | 2018-05-30 | 2022-10-12 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品の製造方法 |
CN113015706A (zh) * | 2018-09-28 | 2021-06-22 | 康宁公司 | 用于在玻璃制作工艺中减轻对贵金属部件的电化学腐蚀的装置和方法 |
CN113165928A (zh) * | 2018-09-28 | 2021-07-23 | 康宁公司 | 用于在玻璃制作工艺中减轻贵金属部件的电化学腐蚀的装置和方法 |
WO2020068568A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Corning Incorporated | Apparatus and method for mitigating electrochemical attack of precious metal components in a glass making process |
WO2020068567A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Corning Incorporated | Apparatus and method for mitigating electrochemical attack of precious metal components in a glass making process |
CN113165928B (zh) * | 2018-09-28 | 2023-05-05 | 康宁公司 | 用于在玻璃制作工艺中减轻贵金属部件的电化学腐蚀的装置和方法 |
TWI821406B (zh) * | 2018-09-28 | 2023-11-11 | 美商康寧公司 | 用於在玻璃製作工序中減輕對貴金屬元件的電化腐蝕的裝置及方法 |
CN111362563B (zh) * | 2020-03-30 | 2022-04-19 | 郑州旭飞光电科技有限公司 | 玻璃窑炉的监测装置和方法 |
CN111362563A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-03 | 郑州旭飞光电科技有限公司 | 玻璃窑炉的监测装置和方法 |
JP7469743B2 (ja) | 2020-12-15 | 2024-04-17 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス溶融炉及びガラス物品の製造方法 |
CN115196855A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-10-18 | 青岛融合光电科技有限公司 | 一种载板玻璃电助熔电极损耗量自动测量及自动推入*** |
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