JP5074543B2 - フロートガラスの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、フロートガラスの製造装置に関し、より詳しくは、フロートガラス法（ｆｌｏａｔ ｇｌａｓｓ ｐｒｏｃｅｓｓ）によるフロートガラスの製造装置に関する。

本出願は、２００９年２月１３日出願の韓国特許出願第１０−２００９−００１１９８２号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。

一般に、フロートガラス法によるフロートガラス（シートガラス、フラットガラス、または板ガラスとも知られている）の製造装置は、フロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）に貯蔵されて流動する溶融金属（溶融錫など）上に溶融ガラスを連続的に供給して溶融金属上に溶融ガラスを浮遊させながら、表面張力と重力によって平衡厚さの付近に到達した溶融ガラスリボンを形成し、フロート槽の出口に接した徐冷炉（ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｌｅｈｒ）に向いて溶融ガラスリボンを引っ張ることで、一定幅の帯またはリボン状のフロートガラスを連続的に製造する装置である。

ここで、溶融金属は、例えば、溶融錫または溶融錫合金を含んでおり、溶融ガラスより比重が大きく、還元性水素（Ｈ_２）及び／または窒素（Ｎ_２）ガスで満たされたフロートチャンバー（ｆｌｏａｔ ｃｈａｍｂｅｒ）内に収容されている。溶融金属が収容されるフロートチャンバー内のフロート槽は、水平に延びた構造であり、内部に耐熱性の高い材料（例えば、耐火れんが）を含む。溶融ガラスはフロート槽の上流端から下流端に向いて移動しながら溶融金属の表面で溶融ガラスリボンとして成形される。その後、溶融ガラスリボンはフロート槽の下流端に設定された、いわゆるテイクオフポイント（ｔａｋｅ−ｏｆｆ ｐｏｉｎｔ）で溶融金属から離されて引き上げられ、次の工程である徐冷炉に送られる。

しかし、フロートチャンバー内部の溶融金属は高温（約６００〜１１００℃）状態であるため、溶融金属、溶融ガラス、雰囲気中のＮ_２、Ｈ_２、微量のＯ_２、Ｈ_２Ｏ及びＳなどが化学的に反応して、一般にドロス（Ｄｒｏｓｓ）と呼ばれる不純物を発生させる。特に、フロート槽の下流端（クールエンド）のテイクオフポイント付近はその上流端（ホットエンド）に比べて低温であるため、溶融金属の溶解度が下流端で減少することで、微細な金属酸化物、例えばＳｎＯ_２などのドロスが下流端で生成され易いだけでなく、その周辺にたまり易い。このようなドロスはテイクオフポイントから溶融ガラスリボンを引き上げるとき、溶融ガラスリボンの下面に付着してフロート槽から取り出されるので、後工程及び／または最終製品のフロートガラスの品質を著しく低下させるスクラッチ、染みなどの原因になる恐れがある。

このような問題を解決するための多様な従来技術が開示されている。特許文献１に開示されているように、従来のフロートガラスの製造装置は、フロート槽の長さ方向の終端部の側壁と端壁によって幅方向に少し拡張した、平面が略Ｔ字状のポケット部を有する回収流路を備える。該回収流路は露出流域から回収流路内に収集されたドロスをポケット部に向いて誘導できるように所定の角度で設けられ、ポケット部からドロスをフロート槽の外に排出させる。

特許文献２に開示されているように、他の従来のフロートガラスの製造装置は、フロートガラスの引き抜き方向に対して交差する方向に沿って延びる第１流路、及び第１流路の端部に接続し、側壁の外側からダム部に連通するように配置された第２流路を備え、溶融金属をフロート槽に対して別の通路を用いて下流端から上流端まで還流させる。

上記のような従来技術では、フロート槽内で発生する汚染によって生じたドロスを下流端の両側で除去する。しかし、このような従来技術によれば、下流端の溶融ガラスリボンの中央下部にたまったドロスを除去し難く、このドロスを除去するためには、別の木材で作られたストラップ状のツールでサイドシーリング（ｓｉｄｅ ｓｅａｌｉｎｇ）を開放しなければならない。このような作業環境下では、サイドシーリングの開放によってフロート槽の２次汚染が生じる恐れがあるだけでなく、作業の安全性が保証されないので、フロートガラス製品の品質及び工程安定性を低下させるという問題点があった。

特公昭４５−３０７１１号公報 特開２０００−１２８５５２号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、フロート槽の床れんがのうち下流端部位の「リップブロック（ｌｉｐ ｂｌｏｃｋ）」の幅方向に複数の排出スリットを形成し、その排出スリットを通って流入されるドロスをフロート槽の側面に回収することで、溶融金属上に浮遊するドロスを安定的に除去できるように構造が改善されたフロートガラスの製造装置を提供することをその目的とする。

上記の目的を達成するため、流動可能な溶融金属が貯蔵され、該溶融金属上で溶融ガラスが流動するフロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）を有する本発明によるフロートガラスの製造装置は、前記下流端の壁面に衝突する前記溶融金属及び溶融金属上で浮遊するドロスを排出するように、前記壁面に貫設された複数の排出スリットと、前記排出スリットと連通し、前記フロート槽の幅方向に形成された回収通路と、前記回収通路を通って流動する前記ドロスを回収するためのドロス回収部材とを備える。

望ましくは、前記複数の排出スリットの各々は、前記溶融金属がオーバーフローされるように前記溶融金属と実質的に同じ高さを持つ入口、及び前記入口から遠くなる方向に傾いた斜面を備える。

望ましくは、前記ドロス回収部材は、前記回収通路と連通するように前記フロート槽の下流端の両側に設けられた回収ボックス、及び前記フロート槽の両側面に沿って還流する前記溶融金属に浮遊するドロスを前記回収ボックス内に掻き集められるように前記回収ボックスの入口に回転自在に設けられたパドルを備える。

望ましくは、前記回収通路は前記フロート槽の中央から両側面に行くほど通路の面積が増加する。

望ましくは、前記複数の排出スリットの各々は前記フロート槽の中央から両側面に行くほどその幅が減少する。

望ましくは、前記複数の排出スリット及び前記回収通路を流れる前記溶融金属を加熱するための加熱部をさらに備える。

望ましくは、前記加熱部はヒーターを含む。

本発明によるフロートガラスの製造装置によれば、フロート槽の下流端部位のリップブロックにたまるドロス（不純物）をフロート槽の両側に効果的に還流させ回収することで、フロートガラス製品の品質が一層高められ、工程の安定性を図ることができる。

本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の望ましい実施例によるフロートガラスの製造装置の概略平面図である。 図１の側面図である。 本発明の代案的な実施例によるフロートガラスの製造装置の概略平面図である。 図１のドロス回収部材を示した側面図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例によるフロートガラスの製造装置を詳しく説明する。

本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

図１は本発明の望ましい実施例によるフロートガラスの製造装置を示した概略平面図であり、図２は図１の側面図である。

図１及び図２を参照すれば、本実施例によるフロートガラスの製造装置１００は、いわゆる、フロートガラス法によってフロートガラスを製造するためのものであって、下部のフロート槽１１０及びフロート槽１１０の上部を覆っている屋根１２０を含むフロートチャンバを備える。フロートチャンバは入口（図示せず）と出口１１２を持つ密閉された形態である。

フロート槽１１０は、溶融錫、溶融錫合金などの溶融金属Ｍを貯蔵する。このような溶融金属Ｍは、フロート槽１００の上流端（図面の左側）から供給されて溶融ガラスＧによって下流端（図面の右側）に移動する。また、溶融金属Ｍはフロート槽１００内部の温度勾配によってフロート槽１１０の上流端から下流端に流動すると同時に、フロート槽１１０の中心から両側に流動する。温度勾配とは下流端と比較的高温に保持される上流端との温度の差である。溶融ガラスＧは上流端から下流端に向いて移動した後、テイクオフポイントＴＯで溶融金属Ｍの表面から離されて引き上げられ、次の工程の徐冷炉（図示せず）に向いて引き抜かれる（矢印Ｃ参照）。

前記フロートチャンバー内の雰囲気は窒素と水素との混合気体からなる。このような混合気体は外部大気より少し高い圧力で維持される。溶融金属Ｍ及びリボン状の溶融ガラスＧは、電気ヒーター（図示せず）によって約８００ないし１３００℃程度に維持される。溶融ガラスＧは無アルカリガラスまたはソーダ石灰ガラスなどである。フロート槽１１０の内部における溶融金属Ｍの流動発生原理と構造、及び溶融ガラスＧの投入、リボン化、移動及び排出などは一般的なフロートガラス法で公知されているため、本実施例ではその詳細な説明を省く。

前記フロート槽１１０は、下流端の壁面、すなわち、リップブロック１１４の壁面に貫設された複数の排出スリット１３０、それぞれの排出スリット１３０からフロート槽１１０の側面と連通する回収通路１４０、及び回収通路１４０を通って流動する溶融金属及びドロスを回収するためのドロス回収部材１５０を備える。

それぞれの排出スリット１３０は溶融金属Ｍがオーバーフローされるように溶融金属Ｍと実質的に同じ高さを持つ入口１３２、及び入口１３２から遠くなる方向に傾いた斜面１３４を備える。斜面１３４の最大深さはフロート槽１１０の深さと実質的に同一であることが望ましい。

前記回収通路１４０は、それぞれの排出スリット１３０に連通し、排出スリット１３０を通って流れ出る溶融金属Ｍと不純物（ドロスＤ）をフロート槽１１０の両側に復帰させるように、フロート槽１１０の幅方向と実質的に平行にリップブロック１１４の内部に形成される。また、回収通路１４０はフロート槽１１０の両側に連通した側面孔１４２と連結される。

前記排出スリット１３０と回収通路１４０は、リップブロック１１４を改造するか、改造された部分に別途の配管を設備することで形成することができ、または最初から排出スリット１３０と回収通路１４０を形成することもできる。

前記排出スリット１３０は、下流端の壁面（リップブロック１１４）に衝突する溶融金属Ｍ及びその上に浮遊し得るドロスを排出させるためのものであって、リップブロック１１４の壁面に所定形状で複数形成される。すなわち、それぞれの排出スリット１３０は一定幅を持ち、その断面は実質的に長方形である。それぞれの排出スリット１３０はフロート槽１１０の中央から両側面に行くほどその幅が減少することが望ましい（Ｄ_１＞Ｄ_２＞…＞Ｄ_Ｎ）。なぜなら、フロート槽１１０の中央における溶融金属Ｍの流動量がその両側面における流動量より小さく、側面に行くほど溶融金属Ｍの量が増えるので、それぞれのスリットにおける入力体積と出力体積を均一に維持して溶融金属Ｍの渦流など不必要な流動を防止し、排出スリット１３０と回収通路１４０間の円滑な流れを維持するためである。

代案的な実施例において、前述した実施例と異なって図３に示されたように、それぞれの排出スリット１３０の入口の幅は同一にし、回収通路１４０の面積を変更させることで、溶融金属Ｍの流動を安定化させることができる。すなわち、フロート槽１１０の中央からその両側面に行くほど回収通路１４０の面積が広くなるようにし、中央部位の回収通路１４０の面積がその両側面の回収通路の面積より狭い。

図４に示されたように、前記ドロス回収部材１５０は回収通路１４０と連通するようにフロート槽１１０の下流端の両側に設けられた回収ボックス１５２、及びフロート槽１１０の両側面に沿って還流する溶融金属Ｍに浮遊するドロスＤを回収ボックス１５２内に掻き集められるように回収ボックス１５２の入口付近に回転自在に設けられたパドル１５４を備える。

前記回収ボックス１５２は、フロート槽１１０とは別に設けられ、フロート槽１１０の下流端から還流する溶融金属Ｍの流動を収容するのに十分な程度のサイズであって、フロート槽１１０と同じく密閉雰囲気であることが望ましい。また、回収ボックス１５２はその内部に流入されるドロスＤをフロート槽１１０から完全に除去できるように、選択的に開放可能な別のドア（図示せず）を設ける。

前記パドル１５４は回収ボックス１５２の側壁に設けられた回転軸１５６に設けられた複数のブレード１５８を備える。前記回転軸１５６はモーターなどのような駆動源１５５によって所定速度で回転される。前記ブレード１５８はその回転される終端が回収ボックス１５２の入口側の溶融金属Ｍの高さと実質的に同じ位置に置かれるように設けられる。すなわち、ブレード１５８の終端と溶融金属Ｍとの位置関係は、回転軸１５６の回転によってブレード１５８が回転するとき、溶融金属Ｍの流動には実質的に影響を及ぼさず、その上に浮遊するドロスＤを回収ボックス１５２内に掻き集められるものであれば良い。

上述した実施例によれば、フロート槽１１０のテイクオフポイントＴＯ付近で発生するドロスＤはそれぞれの排出スリット１３０を通って下流端にさらに流れ、このようなドロスＤは回収通路１４０を通ってフロート槽１１０の下流端の両側に還流する。このような還流過程でドロスＤはパドル１５４のブレード１５８の回転によって回収ボックス１５２の内部に流入される。この過程で排出スリット１３０及び回収通路１４０の上部にはリップブロック１１４によって一種の天井が形成されるため、その経路に存在するドロスＤは移動する溶融ガラスＧに付着することがなく、特に、溶融ガラスＧの全体幅に亘ってドロスＤの付着を防止できるので、従来技術と比べてフロートガラスの不良率を減少させることができる。

一方、溶融金属Ｍに浮遊するドロスＤは排出スリット１３０または回収通路１４０の周辺またはフロート槽１１０の下流端の両側に設けられた別の回収手段（図示せず）によって回収することもできる。ここで、回収手段としては、例えば、溶融金属Ｍを加熱することでドロスＤを分解する手段、溶融金属Ｍを冷却させることで分離したドロスＤを機械的に捕らえる手段などを採択することができる。

本実施例によれば、フロートガラスの製造装置１００は回収通路１４０に沿って流れながら冷却された溶融金属Ｍの温度を上昇させるため、該当回収通路１４０に配置された加熱部１６０をさらに備えることができる。このような加熱部１６０は電気ヒーターであり得、フロート槽１１０の下流端で溶融金属Ｍの温度が減少するときに発生し得る不要のガスを防止するために備えられる。

代案的な実施例において、フロート槽１１０は排出スリット１３０を通って流れ出る溶融金属Ｍに対して移動磁界を印加することで排出スリット１３０及び回収通路１４０内で溶融金属Ｍ及びドロスの還流を発生させる機能を持つリニアモーター（図示せず）をさらに備えることができる。リニアモーターは、溶融金属Ｍの表面、またはフロート槽１１０の排出スリット１３０及び／または回収通路１４０の側面、下部などの場所に任意の個数を設けることができる。このようなリニアモーターは、溶融金属Ｍを非接触式で直接駆動できるので、流量制御が容易である。リニアモーターはコアの回りに櫛状の一次コイルを形成し、該コイルに三相交流電圧を印加し、コイルを順に磁化させることで、一定方向に移動磁界を発生させる。このように生成された移動磁界は溶融金属Ｍに駆動力を提供する。溶融金属Ｍの流動制御は、フロートガラスの製造装置の稼動前に予め制御して設定しても良く、フロートガラスの製造装置の稼動した後、ガラスを生産する過程で必要に応じて制御して設定しても良い。リニアモーターを駆動して移動磁界を励起すれば、排出スリット１３０及び回収通路１４０内に帰還流が発生する。すなわち、ドロスの浮遊し得る溶融金属Ｍは下流端から排出スリット１３０及び回収通路１４０を経って側面孔１４２を介してフロート槽１１０の両側に還流するようになる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、適切な変形、改良などが可能である。本発明の目的を達成できる範囲内でフロート槽、溶融金属、溶融ガラス、テイクオフポイント、排出スリット、回収通路、ドロス回収部材などの材質、形状、寸法、形態、数、配置個所などは適宜選択でき、限定されることはない。

本発明のフロートガラスの製造装置によれば、溶融金属が排出スリット及び回収通路を通って側面に還流し、この過程でドロス回収部材が溶融金属上に浮遊しているドロスを回収するため、従来技術と比べて溶融金属の下流端にドロスが滞留することを防止でき、これによってフロートガラスの不良率を低減させることができる。

以上、本発明を限定された実施例と図面に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。

Claims (7)

1. 流動可能な溶融金属が貯蔵され、該溶融金属上で溶融ガラスが流動するフロート槽（ｆｌｏａｔ ｂａｔｈ）を有するフロートガラスの製造装置であって、
   下流端の壁面に衝突する前記溶融金属及び溶融金属上で浮遊するドロスを排出するように、前記壁面に貫設された複数の排出スリットと、
   前記排出スリットと連通し、前記フロート槽の幅方向に形成された回収通路と、
   前記回収通路を通って流動する前記ドロスを回収するためのドロス回収部材と、を備えることを特徴とするフロートガラスの製造装置。
2. 前記複数の排出スリットの各々は、前記溶融金属がオーバーフローされるように前記溶融金属と実質的に同じ高さを持つ入口、及び前記入口から遠くなる方向に傾いた斜面を備えることを特徴とする請求項１に記載のフロートガラスの製造装置。
3. 前記ドロス回収部材は、前記回収通路と連通するように前記フロート槽の下流端の両側に設けられた回収ボックス、及び前記フロート槽の両側面に沿って還流する前記溶融金属に浮遊するドロスを前記回収ボックス内に掻き集められるように前記回収ボックスの入口に回転自在に設けられたパドルを備えることを特徴とする請求項１に記載のフロートガラスの製造装置。
4. 前記回収通路は前記フロート槽の中央から両側面に行くほど通路の面積が増加することを特徴とする請求項１に記載のフロートガラスの製造装置。
5. 前記複数の排出スリットの各々は前記フロート槽の中央から両側面に行くほどその幅が減少することを特徴とする請求項１に記載のフロートガラスの製造装置。
6. 前記複数の排出スリット及び前記回収通路を流れる前記溶融金属を加熱するための加熱部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフロートガラスの製造装置。
7. 前記加熱部はヒーターを含むことを特徴とする請求項６に記載のフロートガラスの製造装置。

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