JPH0360779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の背景 本発明はガラスの融解に関し、更に詳しくは融
解炉に供給するガラスバツチ材料を処方するに当
り、炉の運転における、より良好なエネルギー効
率を達成するための改良に関する。 ガラスバツチ材料は通常には微粉砕状態におい
てガラス融解炉に供給される。該バツチの微細な
部分が燃焼ガスの流れ中に同伴されて来ることが
あり、しかも排出ガスの流れによつて炉から運び
出されることがある。この同伴された粉じんの部
分は再生室又は排出ガス通路の他の部分に沈積し
て来ることがある。これらの沈積物の蓄積はそこ
を通る流れを制限する場合があり、これは炉の転
効率に負の影響を与え、かつ詰まりを緩和するた
めの高価な保守費を必要とすることがある。これ
らの、及びその他の理由からガラス工業界におい
てはガラスバツチを炉に供給するに先立つてそれ
を湿潤させることによつてラスバツチのダステイ
ングを抑制することが通常に行なわれている。 最も普通に使用されている湿潤剤は水であるけ
れども、場合によつては苛性ソーダ溶液が使用さ
れる。ケイ酸ナトリウム溶液もまた湿潤剤として
提案された（米国特許第2975555号明細書）。しか
しながら、バツチ中に水が存在するということ
は、炉中の水の蒸発が炉に供給されるエネルギー
の一部の消費するので融解操作の効率に対して不
利である。エネルギーについての不利を受けずに
ガラスバツチを湿潤させることが望ましい。 ガラスの融解及び精製を促進するためにガラス
バツチ処方物中に硫黄原料、通常には芒硝 （Na₂SO₂）は石こう（CaSO₄）のような硫酸
塩を慣用的に包含させる。或る場合には粉末石炭
のような固体炭素質材料を包含させることもあ
り、これが硫黄化合物の作用を促進させることが
知られている。しかしながら不必要に大量の硫黄
を使用すること、又は炭素によつて過度に作用を
激しくすることは不経済であり、しかも融解炉か
らの望ましくない量の硫黄排出をもたらすこがあ
る。したがつてガラス工業界においてガラス融解
助剤としての硫黄の、より一層効率的な使用方法
が探求されている（例えば米国特許第4138235号
及び第4270945号各明細書参照）。 発明の要約 本発明においては、水と混和しない燃料油を、
ガラスバツチを湿潤させるために、水と組み合わ
せて使用する。炉の燃焼帯域に入つた場合に燃焼
する燃料油により水の少なくとも一部を置き換え
ることによつて、水のみの蒸発に伴なうエネルギ
ー消費と対照的に、湿潤剤が融解操作に対する熱
に寄与する。そのほか炭素質液体の存在が硫黄含
有バツチにおける硫黄と、石炭が相互作用する以
上に効果的に相互作用することににより融解操作
を促進すると思われる。特に、バツチ中における
燃料油の存在により融解操作の初期段階がより一
層迅速に行われることが観察された。これらの利
点の故に、炉によつて融解ガラスの単位当り消費
されるエネルギーを前記燃料油の燃料価格を補う
以上の量だけ減少させることができる。 詳細な記載 本発明の目的に対し、燃料油をガラスバツチ湿
潤剤として使用することができる。勿論、湿潤剤
が不当に揮発性又は爆発性でないこと、及び製造
されるガラス製品を汚染する要素を含有しないこ
とが好都合である。また湿潤剤は発熱燃焼を行う
こともできるべきである。経済的な理由がなけれ
ば、工業的ガラス製造操作においては天然産有機
液体を使用することが好ましく、最も好ましいタ
イプは石油製品である。原油を使用することがで
きるけれど石油の燃料油留分はより一層容易に市
場から入手することができる。燃料油の留出分及
び残留分の両方が好適であるけれど、第２燃料油
として知られている留出分は最も普通に入手でき
る燃料油であり、しかもその室温における取扱い
及び噴霧の容易さの故に好ましい。第６燃料油
（船舶用重油）のような燃料油のより重質の留分
もまた満足されることがあるけれど、通常には噴
霧及びバツチ材料との混合を容易にするために加
熱する必要がある。第１燃料油のような、より軽
質の留分、又は燈油さえも使用することができる
けれどそれらは高度に揮発性であるので余り魅力
的でない。 ガラスバツチのダステイング防止のために必要
な液体の量は変動する。なぜなら種々のガラス処
方物は組成及び粒度分布が変動するからである。
一般的に液体の量は、粒子間の凝集性を生じさせ
るようにガラスバツチ粒子の周りに遊離液体を有
意にに存在させるのに十分な量である。板ガラス
バツチを水で湿潤する慣用的な実施においてはバ
ツチと混合する水の量はバツチの約２重量％から
約８重量％までの範囲にわたることができる。最
も普通には約４重量％である。若干の水は若干の
バツチ材料と水和することがあり、したがつてバ
ツチを湿潤することに対して自由ではなく、それ
故水の添加量はバツチの水和状態及び融解場所の
天候状態によつて変動する。 バツチを湿潤させる目的に対し、燃料油を重量
基準でほぼ等しい割合の水の代りりに置き換える
ことができる。燃料油は水よりもわずかに低い湿
潤能力を有することが観察され、それ故水の量を
燃料油の添加量よりもわずかに少なく減少させる
ことが好ましい。またこの理由の故に、すべての
水を油によつて取り代えないで、油と水との両方
を使用してバツチを湿潤させることが好ましい。 表における実施例１〜６は透明板ガラスに対
する典型的なバツチ処方であり、そらの全部が本
発明にしたがつて燃料油を包含している。実施例
１，２及び３は水に対する燃料油の部分置換を示
し、この場合全液含量はバツチの４重量％に保た
れる。実施例４及び５は同様に４％の全液体含量
を基準とするものであるけれど水の代りに苛性ソ
ーダ溶液を使用する。全液体含量は、同一の燃料
油対水の比を使用して典型的にはバツチの２重量
％から８重量％にわたつて変動させることができ
る。そし実施例１〜５が以前において４％の水又
は苛性ソーダ溶液のに、よつて湿潤されていたバ
ツチの代りに使用されるべきであるらば、同一の
湿潤程度を得るために、表に示したよりもわずか
に多量の燃料履を包含させ、全液体含量を約4.25
〜５％に上げることが好ましい場合がある。 板ガラスのような、酸化することの必要なガラ
スに対して、３％以上の量の油はガラスの過度な
還元と変色とを生ずることがあることがわかつ
た。したがつてこの種のガラスに対しては燃料油
の量は約３重量％よりも多くないことが好まし
い。しかしながら還元され、着色されたガラスに
対しては、この制限は適用されない。

【表】 湿潤機能とは別に、バツチ中における燃料油の
存在が融解操作を促進することが観察された。燃
料油により湿潤させたバツチを使用することから
得られるエネルギー節約は、バツチ中における水
の量の減少に帰することのできる節約を上廻る。
実験室的融解によれば、バツチ中における燃料油
の存在が融解操作の最初の部分の間にバツチ粒子
の溶解を促進することが示される。この燃料油の
効果の情況はガラスバツチ混合物に屡々包含され
る粉末石炭の効果の情況に類似し、それ故燃料油
を石炭に代用することかできる。しかしながら、
燃料油の使用によつて得られる融解成績の改良は
石炭の使用によるものよりも予想外に大きい。精
製剤としての硫黄（通常には硫酸塩の形態）を含
有するガラスバツチにおいては、燃料油は融解操
作に対する硫黄の有益な効果をより良く利用する
ような態様において硫黄と共同作用することがわ
かつた。この効果については十分にわかつてはい
ないけれど、融解炉のバツチ層表面における燃料
油の揮発及び燃焼がバツチ材料への酸素の接近を
制限することが理論づけられている。バツチ排出
物付近の蒸気はツチを大気中の酸素から隔離する
のみならずバツチ材料、特にバツチ中における最
も還元し易い物質である硫酸塩から酸素を抜き取
る。 硫酸塩の主目的は分散剤としてその機能にある
と思われる。すなわち硫酸塩は砂粒の塊状化を防
止する傾向があり、この塊状化は防止しなければ
シリカに富む塊状物や浮きかすを形成するに至
る。燃料油の蒸気は若干の硫酸塩をを硫化物に還
元し、このことはシリカの溶解速度を促進するも
のとして知られている。硫化物の生成は若干お硫
酸塩が残留して分散機能を果すらば全般的な融解
操作を促進すると思われる。バツチ中における芒
硝又はその硫黄源の量が不十分な場合、又は燃料
油又はその他の還元剤が過剰な故に硫酸塩の硫化
物状態への過剰な還元が行われる場合は砂粒の塊
状化に起因して全般的な融解速度が妨害されるこ
とが観察された。典型的な板ガラスバツチにおい
ては砂1000重量部当り芒硝約５重量部が、分散機
能を果すための最低量であると思われる。それ
故、一部を硫化物に還元すべき場合には芒硝５重
量部以上を必要とする。例えば大部分の用途に対
して両方の機能を果すためには芒硝10重量部が適
度である場合がある。融解速度を促進するために
は、２重量％以下の燃料油をバツチに使用して、
適量に含まれる硫酸塩の過度の還元を回避するこ
とが好ましい。本発明のこの観点から、湿潤のた
めにバツチに添加する水の量は通常に有機湿潤剤
を使用することなく使用される量から減少させる
必要はない。すなわち表における実施例６は従
来単独の湿潤剤として使用されていた水のまるま
る４％を保持するけれど融解促進のために添加し
た0.25％の燃料油と共に保持するバツチ処方を示
す。 硫黄含有ガラスバツチにおける石炭の使用と燃
料油の使用との間のもう一つの相違はバツチの約
0.5重量％の量の石炭はガラスにおける強度な還
元と変色とを生ずるが、これに対し燃料油によつ
ては燃料油の量が約４重量％又はそれ以上の水準
に増加するまで上記と同一程度の還元は生じない
ということが観察されたということである。 試験 １ 上記表おける実施例１の処方を有し、バツチ
湿潤剤としての水3.5重量％と共に第２燃料油0.5
重量％を有するガラスバツチを１日当り600トン
（545メートルトン）の割合でガラス融解炉に仕込
んだ。４％の水で湿潤させたバツチによる同一処
理量における炉の運転と比較して、炉中における
天然ガスの燃焼を１時間当り約6000立方フイート
減少させることができることがわかつた。ガス燃
焼速度におけるこの減少により節約される熱エネ
ルギーはバツチ中のの燃料油により炉に供給され
るエ瑠ルギー量を上廻つた。そのほか、より低い
燃焼速度はより低い炉構造温度をもたらし、これ
は炉の寿命を延ばすことができる。炉によつて融
解されるガラスの品質は試験により影響されなか
つた。 試験 ２ １日当り600トン（545メートルトン）において
運転する横だき（cross−fired）６開口（6ports）
板ガラス融解炉において実質的に表における実
施例６に示されるとおりの、ただし燃料油を有し
ないバツチ処方を使用した、排出ガスの硫黄含量
を、炉の供給端から最初の３個の開口において測
定した。最初はバツチ中に石炭又はその他の還元
物を存在させずに、次いで粉末石炭0.83重量部
（バツチの0.05重量％）を添加した。最初の３個
の開口における排出ガス中の硫黄の量はバツチ中
に石炭が存在する場合に10％増加することがわか
つた。このことは石炭が融解操作の早期段階中に
バツチからの硫黄の放出を促進することを示す。 実施例 ３ ７開口炉における同様な板ガラス融解操作にお
いて、0.5％の燃料油及び3.5％の水により湿潤さ
せた実施例２のバツチを４％の水のみで湿潤させ
た同一バツチと比較した。燃料油及び水により湿
潤させたバツチの場合においては最初の３個の開
口における排出ガスの平均硫黄含量が28％少ない
ことがわかつた。生成物のガラスの硫黄含量は実
質上不変のままで残り、したがつて燃料油は炉の
上流部分における硫黄の放出を抑制し、しかも硫
黄の放出を更に下流の領域に移動させ、これは硫
黄の、より一層効果的な利用に対して望ましいと
いう結論になる。 実施例 ４ ７個の開口を有し、かつ実施例４と同様に苛性
ソーダにより湿潤させたバツチを採用する類似の
ガラス融解炉において、還元体としての燃料油
8.2重量部の使用と、粉末石炭0.75重量部の使用
とを比較した。最初の３個の開口の開口における
排出ガスにおける平均硫黄濃度は燃料油について
35％〜37％少ないことがわかつた。 当業者に公知の変更及び改良は特許請求の範囲
に定められる本発明の要旨及び範囲内にある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラスバツチ材料を、このバツチのダステイ
   ングを阻止するのに十分な量の液体により湿潤さ
   せ、次いで融解炉に供給し、そこでバツチを前記
   バツチ材料が融解するまで加熱するガラスの融解
   方法において、バツチを融解炉に供給するに先立
   つて水と、水とは混和しない燃料油とより成る湿
   潤剤により湿潤させ、バツチが融解炉に供給され
   ている時にバラバラの状態、即ち、ペレツト状に
   結合していない状態で、かつ、湿潤状態にあるこ
   とを特徴とする前記方法。 ２ 燃料油をバツチの３重量％より少ない量にお
   いて供給する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 燃料油が炭化水素である特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ４ 湿潤剤が更に苛性ソーダ水溶液を包含する特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 燃料油をバツチの２重量％よりも多くない量
   において供給する特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ６ 湿潤剤が実質的に燃料油及び苛性ソーダ水溶
   液より成る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 燃料油をバツチの２重量％よりも多くない量
   において供給する特許請求の範囲第６項記載の方
   法。 ８ バツチが硫黄含有物質を包含する特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ９ 硫黄含有物質が芒硝より成る特許請求の範囲
   第８項記載の方法。 １０ バツチが板ガラスバツチ混合物である特許
   請求の範囲第９項記載の方法。