KR800000327B1 - 판유리의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

판유리의 제조방법

제1도는 본 발명의 방법에 의하여 얇은 판유리를 제조하는 부유공정에 사용되 는 용융금속조를 함유한 탱크 구조물의 평면도

제2도는 제1도 탱크 구조물의 마루의 종단면도.

제3도는 유리 리본을 도시해 주는 제2조의 부분확대도.

제4도는 제1도의 부분확대도.

제5도는 제1-4도의 장치를 변형시킨 제4도와 유사한 부분확대도.

제6도는 제1-4도의 장치를 더욱 변형시킨 제5도와 유사한 부분확대도.

제7도는 제1-4도의 장치를 더욱 변형시킨 제5도와 유사한 부분확대도.

제8도는 마루를 제조하는 다른방법을 나타내주는 탱크구조물 마루의 부분종단면도.

본 발명은 판유리(flat glass)를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세히 설명하면 본 발명은 부유공정에 의하여 예컨대 두께가 1.5 내지 5㎜, 특히 1.5 내지 3㎜인 부유 유리(float glass)와 같은 얇은 판유리의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

판유리를 제조하는 부유공정에서, 용융유리는 길이가 긴 탱크구조물내에 담지된 용융금속조의 한쪽 단부 즉 가열단부까지 조절속도로 전달된다. 통상적으로 용융금속조는 용융주석(tin)으로 구성되거나 주석이 지배적인 용융주석합금으로 구성된다. 유리의 최종대상체(ribbon)는 보통 구동견인 롤러와 같은 견인장치에 의하여 상술한 금속조로부터 끌어내는데, 이 견인장치는 견인력을 가하여 상기 금속조를 따라 대상체의 유리를 끌어낸다.

일부 부유공정방법에서는 가해진 견인력의 조절은 소기의 넓이와 두께로 대상체를 조절하기 위하여 유리가 받는 열조건을 조절함으로서 행한다.

예컨대 주당 2,000톤 이상으로 용융유리를 금속조에 공급하는 경우와 같은 높은 장입조건하에서 작동될때 유리를 3㎜ 이하의 두께로 얇게 제조하려면, 금속조로부터 유리대상체의 높은 방출속도(예컨대 분당10m 이상)가 필요하다. 금속조로부터 끌어내기 위하여 균일한 높은 속도로 조절되는 동안, 전진 유리대상체가 가속하고 있을 때 금속조의 출구단부를 향하여 금속조표면을 따라 대상체는 금속조의 용융금속 상당량을 동반하는데, 이 표면유동은 유리 대상체가 감쇠(減衰)되기 시작하는 금속조의 대역을 향하여 금속조의 출구판부로부터 금속조의 저부를 따라 냉각 용융금속의 상류복귀유동을 유도한다. 이 대역에서 유리는 용융금속조의 표면과 만나는 온도변화에 아주 민감한 점도이며, 이 감쇠대역에서 유리대상체의 저부면에 도입된 비틀림이 최종리본에 존재하고 있음이 발견되었다.

금속조 표면의 온도변화는 금속조 깊이의 모든 온도구배로 부터 발생할수 있으며, 특히 감쇠대역에서는 그와같은 온도구배를 최소화 하는것이 바람직하다. 그러나 비교적 낮은 온도구배는 낮은 대상체 속도로 비교적 깊이가 얕은 금속조에 의하여 달성할 수 있기는 하나, 깊이가 얕은 금속조상에서 대상체의 속도를 높이면 용융금속조에 난류가 발생하여 대상체내에 비틀림이 생길 수 있다. 깊이가 깊은 금속조는 높은 대상체속도에서 난류를 감소시킬수는 있으나 금속조 깊이의 모든곳에서 대상체에 비틀림이 생길수 있는 큰온도구배를 본질적으로 부여한다.

감쇠대역에서 그와같은 비틀림이 유리 대상체에 생기는 것을 처치하기위한방법이 영국특허 제1,452,625호에 이미 제안되었다.이 방법은 상술한 감쇠대역의 하류단부지역의 제1위치에 제1차단기를 설치하여그 위치에서 용융금속의 유동을 억제시켜, 대상체 아래로 동반된 용융금속의 유동과 그 위치의 하류로부터 대상체를 따라 이동하는 용융금속의 역류를 전진시키고, 유리의 최대가속 지역이며 상술한 제1위치로부터 상류에 일정한 간격을 이룬 제2위치에 제2차단기를 설치하여 제2위치에 있는 용융금속 유동을 억제시켜, 가속하는 유리 아래로 등반하는 용융금속유동과 제2위치의 하류로부터 대상체를 따라 이동하는 용융금속의 역류를 전진시킴으로서 감쇠대역내에서 유리대상체에 비틀림이 생기는 것을 처치하는 방법인바, 제 1및 제2위치사이의 조절대역에 금속조의 용융금속을 보충하기 위하여 제1위치에 있는 용융금속의 역류용으로 제 1 및 제2위치 사이에서 대상체를 담지해 주는 금속조의 대역에 측면입구가 설치되어 있다. 그와 같은 설비는 감쇠대역내의 표면 용융금속과 표면아래의 용융금속 사이의 온도차를 감소시켜주며 그로인하여 대상체에 비틀림이 생기기 쉬운 감쇠대역의 온도변화를 감소시켜 준다.

본 발명의 주요목적은 조절대역에 있는 용융금속조를 보충하는 용융금속의 역류온도조절을 단순화하는데 있다.

본 발명에 따르면 용융금속조를 따라 유리대상체를 전진시키고, 최종 방출속도로 유리를 가속시키기 위하여 최종 유리대상체에 견인력을 가하고, 이에 따라 유리가 가속될때 금속조의 출구단부로 부터 냉각용융금속의 상류복귀유동상으로 금속조의 용융금속의 동반을 점진적으로 증가시키고, 대상체의 최종방출속도가 성취되는 금속조의 지역에서 그 지역에 인접한 금속조의 깊이보다 깊은 지역에서 냉각용융금속의 상류복귀유동을 받아들이고 금속조의 깊은지역으로부터 상류 용융 금속유동을 인출시켜 촉진하는 대상체에 의하여 동반된 용융금속을 보충하는 것으로 구성됨을 특징으로 하는 판유리의 제조방법을 제공한다.

금속조의 깊은지역은 상술한 복귀유동의 용융금속을 금속조의 깊은 지역을 구성하고 있는 용융금속과 혼합하기에 충분하게 하류의 예정된 거리까지 확장되는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은 상부면이 용융금속조의 저부의 수준을 형성하는 내화물질의 블록을 인접시키므로서 형성된 마루를 가진 탱크구조물 내에 용융금속조를 내포시키는 것, 및 상부면이 상술한 지역에 인접한 금속조의 깊이를 형성하는 블록의 상부면보다 낮은 수준의 블록에 의하여 금속조의 깊이가 깊은 상술한 대역을 형성하는 것으로 구성된다.

본 발명의 다른 방법은 냉각용융금속의 상술한 상류복귀유동을 금속조의 깊이가 깊은 상술한 지역의 깊이보다 얕은깊이에 억제시키므로서, 복귀유동이 금속조의 깊이가 깊은 상술한 지역으로 들어갈 때 복귀유동의 속도는 감소되고, 복귀유동이 상술한 지역내의 용융금속과 혼합할 때는 복귀유동의 속도가 향상되는것으로 구성된다.

또한 본발명은 금속조깊이가 깊은 상술한 지역의 바로 상류위치에 용융금속유동을 억제시켜 대상체 아래로 동반된 유동을 금속조 깊이가 깊은 상술한 대역으로부터 대상체와 나란히 이동하는 역류를 전진시키는 것, 및 금속조깊이가 깊은 상술한 지역으로부터 나오는 용융금속의 상술한 역류용으로 상술한 위치의 상술한 대상체를 담지하는 금속조의 지역에 측면입구를 설치하는 것으로 구성된다.

또한 본 발명은 가해진 견인력을 조절하여 유리가 금속조를 따라 촉진되는 감쇠대역에서 대상체를 소기와 폭과 두께로 감쇠시키는 것, 및 감쇠대역의 하류단부지역의 위치로 상술한 억제된 용융금속유동을 보내는 것으로 구성된다.

금속조측부를 따라 이동하는 용융금속의 세로(종방향)유동을 상술한 위치의 상류지점에서 차단시킬수도있다. 세로유동은 상술한 위치의 일정한 간격을 두고 있는 다수의 상류지점에서 차단시킬수도 있다. 세로유동은 간격을 가진 두 지점에서 차단시킬 수도 있다.

또한 본 발명은 상술한 측면입구를 통하여 용융금속의 유동을 상술한 위치의 상류대상체를 담지하는 금속조의 지역까지 전자식으로 유도하는 것으로 구성된다.

용융금속의 유동을 역류와 혼합시키기 위하여 상술한 위치의 상류대상체 아래로부터 전자식으로 유도시킬수도 있다. .

대상체와 나란히 이동하는 상술한 역류를 선택적으로 가열할수도 있다.

또한 본 발명은 대상체의 폭과 두께의 감소를 조절하기 위하여 금속조를 따라 일정한 간격을 이룬 일련의 서로 마주보고 배치된지점에서 가속하는 유리에 한계력(限界力)을가하는것, 및 감쇠대역의 하류단부 지역에 있는 위치 및 한계력이, 대상체에 가해지는 가장먼 하류지점으로부터 일정한 간격을 이룬 하류에 상술한 억제된 용융금속유동을 보내는 것으로 구성된 1.5-3mm 범위의 두께를 갖는 부유유리를 제조하는 방법을 제공한다.

금속조 측부를 따라 이동하는 용융금속의 세로유동은 상술한 위치로부터 최소한 하나의 상류지점 및 한계력이 유리에 가해지는 가장 먼 하류지점으로부터 일정한 간격을 이룬 하류에서 차단될 수도 있다.

또한 본 발명은 판부벽, 측벽 및 용융금속조를 담지하는 마루가 있는 긴 탱크구조를, 유리를 조절속도로 금속조에 전달시키고 유리를 금속조를 따라 대상체형태로 전진시키는 장치, 및 최종 방출속도로 유리를 촉진시키기 위하여 유리의 최종리본에 견인력을 가하는 장치로 구성됨을 특징으로 하는 판유리 제조장치를 포함한다. 대상체가 최종 방출속도를 성취하는 탱크구조물의 지역에 있는 탱크 구조물의 마루는 유리의 전진대상체에 의한 가열 용융금속의 동반에 의하여 상류방향으로 마루위로 보내지는 냉각용융금속유동을 수용하기 위한 보존대역을 형성하도록 깊게 되어있다.

장치의 바람직한 예에서는 상술한 깊은 탱크마루의 바로 상류위치에 있는 탱크구조물의 마루위에 횡축차단기를 함유하고 있다. 이 차단기는 그 지점에서 용융금속유동을 억제시켜 대상체 아래로 동반되는 용융금속유동 및 대상체와 나란히 이동하는 용융금속의 역류를 전진시키기에 효과적인 거리로 금속조표면의수준 아래에 위치한 차단기의 끝이 대상체의 가장자리 지점을 지나서 연해있다.

차단기는 대상체의 가장자리의 지점을 지나서 연할수 있으나 탱크 측벽에 연할수는 없다.

상술한 차단기의 바로 하류인 탱크구조물의 마루에 형성된 대역은 상술한 차단기의 금속조 상류보다 더 깊다.

보존대역의 깊이는 상술한 대역에 인접한 금속조깊이의 약 2배이다.

보존대역은 탱크구조물의 마루 전체폭을 가로질러 연해있는 것이 바람직하다.

바람직한 예에서, 탱크구조물은 금속케이스내에 싸여 있으며 탱크 구조물의 마루는 금속케이스에 고착된 내화물질의 블록을 인접시켜 구성되어 있으며, 금속조 깊이가 깊은 상술한 보존대역은 상부면이 인접한 블록의 상부면보다 낮은 수준인 블록에 의해 형성되었다.

보존대역의 상류 및 하류블록의 상부면은 똑같은 수준이며, 블록은 알루미노-실리케이트 내화물질로 형성된 것이 바람직하다.

일예에서, 상술한 차단기의 하류인 탱크구조물의 마루는 하류방향으로 고려하여 상술한 차단기의 하류금속조 깊이보다 더 깊은 상술한 보존대역, 상술한 보존대역보다 깊이가 낮은지역, 및 상술한 차단기의 상류금속조 깊이보다 더 깊은 다른지역을 형성하도록 만들어져 있다. 상술한 다른지역은 탱크구조물의 출구단부까지 연해있다.

마루에 금속조깊이에 변화를 형성하는곳에 돌출부를 설비할 수도 있다.

가장 바람직한예에서, 긴 탱크구조물은 금속조 폭이큰 상류부분을 금속조 폭이작은 하류부분에 연결시키는 견부 부분을 가지고있으며, 금속조 깊이가 깊은 상술한 보존대역은 상술한 견부지역에 설치되어있고, 차단기는 상술한 견부지역의 바로 상류에 설치되어 있다.

상부 롤러는 대상체의 폭과 두께의 감소를 조절하기 위하여 금속조를 따라 일련의 서로 마주보고 배치된 지점에서 대상제의 가장자리의 상부 표면을 계합하도록 배열시킬수도 있으며, 가장 먼 하류에 있는 한쌍의 상부롤러는 상술한 차단기로부터 상류지점에 있다.

최소한 한쌍의 차폐장치를 상술한 차단기로부터 서로 마주보고 배치된 상류지점과 가장 먼 하류이 있는 한쌍의 상술한 상부롤러로부터 일정한 간격을 가진 하류에 금속조측벽과 인접하게 설치하여 이들 지점에서 금속조측벽을 따라 이동하는 용융금속의 세로유동을 차단시킬 수 있다.

또한 본 발명의 장치는 용융금속의 유동을 전자식으로 유도하기 위하여 차단기 지역의 금속조 표면상이 장착된 선형의 유도 모터를 포함한다.

가열장치를 차단기의 상류 탱크측벽과 인접하게 장착시켜 용융금속의 역류에 국부적인 열을 가할 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명의 방법에 의하여 제조된 판유리를 포함한다. 본 발명을 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 부유공정에 의하여 판유리를 제조하기위한 긴 탱크구조물의 평면도이다. 탱크구조물은 입구단부에 끝벽(1), 출구단부에 끝벽(2) 및 평행한 측벽(3)을 구성하고 있는데, 상술한 측벽(3)은 입구단부로부터 측벽(3)이 출구단부까지 연해 있는 다른 평행한 측벽(5)과 연결시키는 내부로 기울어진 측벽부분(4)에 의하여 형성된 견부지역까지 연해있다. 탱크구조물은 일반적으로 용융주석인 용융금속조를 함유하고있다. 탱크구조물의 크기는 견부지역의 넓은 상류부분인 측벽(3)사이에서 금속조표면상에 최대 소요유리층을 수용할 수 있고, 견부지역의 좁은 하류부분인 측벽(5)사이에서 최대로 요구되는 최종 대상체폭을 수용할수 있는 그러한 크기이다.

용융 소다-라임-실리카유리는 탱크구조물의 입구단부에 입구단부벽(1)위로 연해있는 스파우트(spout)(6)로부터 주입하므로서 금속조까지 전달된다.조절용 트윌(tweel)(7)은 스파우트를 지나는 용융유리의 유동율을 금속조 표면(8)에 까지 조절한다.

부유공정에 널리 공지된 방법으로 온도 조절장치가 탱크구조물상에 장착된 지붕구조물(도시되지 않았음)에 설치되어 있는데 이 지붕구조물은 보호대기가 유지되는 금속조상에 헤드 스페이스(head space)을 형성한다. 금속조의 입구단부 온도조건은 금속조상에 도착하는 용융유리(9)가 금속조를 따라서 그의 첫부분이 전진하는 동안 방해받지 않고 자유로이 측면으로 유동할 수 있는 그러한 조건이다. 유리의 온도는 최대 확산이 이루어일때 990℃ 이고 유리두께는 정연하게 7㎜이다. 용융유리의 층은 대상체 형태로 전진되는데 리본은 주로 점도가 낮은 유리, 예컨데 104.8포이즈(poise)의 점도를 갖는 유리로 구성되어있다. 이 유리는 금속조를 따라 초기 전진하는동안 점차로 냉각되고 점도는 서서히 증가한다.

지붕구조물에 설치된 온도 조절장치는 전진하는 유리가 받는 온도대역을 조절하여, 이 온도대역은 탱크구조물의 출구단부벽(2)을 지나 설치된. 구동롤러(11)에 의하여 최종 유리대상체에 적용된 견인력의 작용하여 유리 점도는 증가함에 따라 유리가 점진적으르 감쇠되는 길이로 연한 리본대역상에 변형가능한 상태로 유리를 유지시켜 준다. 유리의 점도가 증가하면 유리대상체를 연신하는 롤러(11)로부터 생기는 길이로. 향한 견인력의 작용은 증가한다. 유리의 폭과 두께의 점진적인 감소는 유리가장자리의 상부 표면을 개합하는 상부롤러를 사용함으로서 조절된다.

처음에 유리가 낮은 점도일 때는 대상체의 가장자리는 축(13)에 마주 향해 배치된 위치에 강착된 한쌍의 경사진 상부롤러(12)에 의하여 계합되며, 이 축(13)은 탱크측벽(3)을 통하여 연해 있으며 모터(14)에 의해 구동된다. 상부롤러(12)는 내부의 물이 냉각되는 흑연 스텐레스스틸 또는 연강롤러이다. 롤러의 축은 금속조를 따라 유리대상체의 전진방향에 직각인 선에 각을 이루어 기울어져 있다. 그로 인해 외부로 향하고 길이로 향한 힘은 생성되는 대상체의 가장자리에 가해지고 외로 향한 힘분력은 폭의 과도한 감소를 억제하여 준다. 대상체의 근소한 감쇠가 이 지역에서 일어나기 시작한다.

다른 유사한 상부롤러(15,16,17,18 및 19)가 일정한 간격으르 탱크 구조물을 따라 설비되어 있으며 모터(25,26,27,28 및 29)에 의하여 구동되는 축(20,21,22,23 및 24)에 각각 장착되어 있는데, 각 쌍의 상부롤러는 서로 마주 향하여 배치된 위치에 있다. 금속조를 따라 일련의 일정한 간격을 가진 위치에 그와 같은 각 쌍의 상부롤러를 가지므로서 대상체 폭과 두께의 점진적인 감소조절이 성취된다. 유리가 마지막 한쌍의 상부롤러(19)를 지나 통과할때 온도는 정도 10^5.2포이즈에 상당하는 880℃이하로 냉각하기 시작한다. 유리가 가장 먼 하류에 있는 한쌍의 상부롤러(19)를 떠난후 폭과 두께는 탱크구조물의 견부지역에 있는 위치 또는 견부 부분 가까이의 위치까지 감소하기 시작하는데 이 위치에서 점도는 가해진 온도대역하에서 매우 높으므로 대상체는 그의 최종폭과 두께가 되며, 롤러(11)의 유효표면속도인 최종방출속도를 성취한다.

견부부분에서 또는 가까이에서 통상의 소다-라임-실리카 유리는 750℃의 온도에 상당하는 10⁷파우즈의 점도를 가지며 가해진 견인작용하에서 더 이상의 입체변화가 발생할수 없는 상태이다. 대상체는 측벽(5)사이로 금속조의 출구단부까지 이동하는 동안 더 냉각된다.

유리는 가속되고 대상체는 탱크구조물의 견부부분 상류대역에서 감쇠된다. 이 감쇠대역의 하류단부는 일반적으로 견부 부분에 또는 가까이에 있으며 유리의 최대가속 지점은 일반적으로 마지막 한쌍의 상부롤라(19)를 향하여있는 상류이다. 대상체가 감쇠대역내에서 가속하고 있을때 금속조의 출구단부를 동향하여 이동하는 전진표면 유동내에서 금속조의 용융금속 동반이 점진적으로 증가한다. 이 전진표면 유동은 금속조의 출구단부로부터 유동하는 냉각용융금속의 상류복귀유동 이상이며, 용융금속은 연속적으로 대상체아래로 인출되어 동반되는 용융금속을 보충하여 준다. 이것은 금속조의 깊이를 통하여 상부와 저부온도구배를 야기시키는 금속조의 저부를 따라 이동하는 냉각 용융금속의 보편화한 복귀유동이며, 상술한 온도구배는 빠르게 가속하는 대상체가 감쇠하기 시작하는 금속조의 대역, 특히 마지막 상부롤러(19)와 견부지역에서 다루기 힘들다.

이러한 결과를 극복하기 위하여 냉작용융금속의 상류복귀유동을 깊이가 더 깊은 지역에 인접한 금속조 깊이보다 더 큰지역에 받아들인다.

제2도는 금속조길이를 따라 상이한 지역에 상이한 금속조 깊이를 제공하여 주는 탱크구조물의 마루(FL)의 종단면도이다. 금속조의 입구단부에서 마루는 그다음에 오는 하류인 얕은지역(3)보다 깊이가 큰 초기지역을 형성하는데, 이 얕은지역(31)은 견부의 상류인 금속조의 대부분의 길이를 제공하여 실제로 전감쇠대역의 기초를 이룬다. 초기지역(30)은 하류지역(31)의 깊이보다 약 1배반의 깊이를 가질수도 있다. 예를들면 지역(30)은 83㎜의 깊이를 가질수 있으며 지역(31)은 58㎜의 깊이를 가질수 있다.

지역(31)은 견부지역에 가까운 지점까지, 예를들면 견부측벽(4)의 상류단부를 연결하는 선의 상류 1m또는 2m 지점까지 하류를 확장하고 있다. 이 지점에서 그지역에 인접한 금속조깊이보다 큰 금속조깊이 지역이 시작한다. 포켓트(pocket) 지역(32)을 형성하는 탱크구조물의 가장깊은 마루는 금속조의 전폭을 가로질러 연해 있는 마루내에 요부와 같은 형상을 이루고 있다. 이 포켓트지역(32)은 견부지역을 포함하고 있으며, 견부측벽(4)의 하류단부를 연결하는 선을 지나 약 3m 거리의 하류를 확장하고 있다. 포켓트지역(32)은 예컨데 총 7.5m 거리이상으로 금속조의 길이로 전해있으며 냉각 용융금속유동을 받아들이는 보존 대역을 제공하여 주는데, 이 냉각용융금속유동은 전진하는 유리대상체에 의한 가열 용융금속의 동반에 의하여 마루위로 상류방향으로 이동하는 유동이다. 지역(32)의 깊이는 인접한 상류지역(31)금속초의 약 2배이다. 예를들면 지역(31)의 깊이가 58㎜일때 보존대역(32)의 깊이는 108㎜이다.

요부(32)의 하류로부터 마루는 예컨데 보존대역 상류인 지역(31)의 깊이와 똑같은 깊이를 보존대역에 인접한 지역(33)에 제공하기 위하여 길이 3m 이상이 다시 높아진다. 지역(33)으로부터 금속조의 출구단부까지의 마루수준은 금속조의 입구단부지역(30)에서아 똑같은 깊이를 갖는, 즉 보존대역의 깊이보다 적은 지역(34)을 제공하기 위한 그러한 수준이다.

금속조 깊이에 변화를 제공해주는 마루수준에 변화가 있는 곳에는 마루에 제2도에 도시한 바와같이 둥근홈이 파여있거나 제8도에 도시한 바와같이 돌출부가 있다.

대상체의 최종 방출속도가 이루어지는 금속조의 대역에 요부형 포켓트(32)와 같은 깊은 보존대역만의 설비는 포켓트가 냉작용융금속의 상류복귀유동을 수용하여 냉각용융금속이 가열되도록 냉각용융금속을 보존대역에 보지된 용융금속과 혼합하여 주기때문에 유익하며 촉진하는 대상체에 의하여 이동되는 용융금속을 보충하기 위하여 보존대역으로부터 상류로 인출되는 용융금속유동으로 인하여 가속하는 유리아래로 불균일한 열의 도입에 대한 위험을 최소화하여 준다는 것이 발견되었다.

보존대역의 효과는 깊이가 보다 큰 금속조의 지역(32)이 바로 상류지점에 예로서 도시한 바와 같이 마루로부터 상방으로 돌출한 횡단차단기(35)을 설비함으로서 향상된다. 차단기(35)는 곧 추선 장방형 단면을 가진 탄소봉이며 제3도와 같이 기저(36)을 가지고 있는데, 이 차단기(35)는 지역(31)의 하류단부, 즉 감쇠대역의 하류단부지역에 있는 마루에 금속조 탱크 구조물에 횡으로 형성된 홈(37)속에 맞추어져 있다. 탄소봉의 평평한 정부는 대상체 전진방향으로 길이가 약 50㎜ 이며, 리본아래로 이동된 유동을전진시키기 위하여 그 지점에서 용융금속유동 및 대상체와 나란히 지역(32)으로부터 이동하는 억류를 억제하기에 충분한 거리로 금속조표면(8)의 수준으로부터 일정한 간격을 두어 위치하여 있다. 차단기(35)는 전진유동의 용융금속의 하층이 제3도에 화살표(38)로 표시한바와 같이 하방으로 향한다음 상류방향으로 흐르게 한다. 통상 차단기(35)의 정부표면은 금속조표면 수준이하인 6㎜-15㎜이며, 최적거리는 대상체의 속도. 및 촉진에 따라 다르다. 주로 차단기(35)의 정부는 모든 전진유동의 용융금속이 차단기위를 지나 이동하나 용융금속의 복귀유동은 차단기를 통과할 수 없도록 정확히 되어있는 금속조표면(8)의 수준이하인 깊이 이다. 그러나 실제에 있어 그와 같은 정확한 설치한 설치는 성취하기 어려우며, 그러므로 차단기 높이는 전진유동의 용융금속의 하층이 화살표(38)로 표시한것처럼 향하도록 상술한 바와 같이 설치하는 것이 바람직하다.

용융금속유동(38)은 바깥쪽으로 향하여 하술하는 바와 같이 보존대역으로 부터 냉각상류역류와 혼합함으로서 대상체와 나란한 용융금속의 온도에 유익한 효과를 준다.

도시한 예에서, 차단기(35)는 리본의 가장자리를 지나 금속조를 횡으로 연해있으나 층벽(3)에는 도달하지 않는다. 따라서 차단기(35)의 단부는 제4도에 화살로(40)표 도시한 바와같이 차단기의 하류 보존대역(32)으로 부터 차단기의 상류대역속으로 용융금속의 역류가 통하는 통로를 형성하기 위하여 측벽(3)으로부터 일정한 간격을 두고 있다.

차단기(35)는 차단기위치의 상류지역속으로 금속조저부를 따라 용융금속이 직접 복귀유동하는 것을 저지하나 금속조의 깊이가 큰지역으로부터 차단기의 단부를 돌아 역류하도록 차단기지점의 상류유리의 가속에 의하여 감쇠되기 때문에 대상체를 담지하는 금속조의 대역까지 측면입구가 형성되어 있다.

횡단차단기(37)는 금속조의 깊은지역의 상류단부의 바로 상류에 위치해 있다. 예를들면 차단기(37)은 포켓트지역(32)의 상류로부터 150㎜ 지점에 있다. 제3도 및 제4도에 화살표(41)로 나타낸 바와같이 차단기 위치를 향하여 상류방향으로 금속조저부를 따라 이동하는 냉각용융금속의 상류유동은 차단기(35)의 바로 하류인 깊은 포켓트지역(32)에 수용된다. 이것은 냉각복귀유동의 속도를 감소시켜 상술한 복귀유동의용융금속이 금속조의 깊이가 보다큰 상술한 지역을 구성하고 있는 용융금속과 혼합할 시간을 제공하여 주는데, 이때 복귀유동의 용융금속의 가열이 일어난다. 포켓트지역내의 용융금속은 완충제로서 효과적으로 작용한다.

가속하는 유리를 담지해주는 용융금속의 보충은 포켓트지역(32)으로 부터 차단기(32)의 단부를 돌아 그의 상류지역속으로 이동하는 용융금속의 역류(35)에 의하여 보충되며, 형성된 측면입구는 대상체 아래로 이들 역류가 인출되게 한다.

용융금속의 복귀냉각유동이 수용되는 지역(40)의 설비는 차단기(32)의 단부를 돌아 대상체와 나란히 이동하는 용융금속의 역류가 표면 용융금속과 표면 아래의 용융금속 사이에서와 같이 비교적 적은 온도차를 가질수 있게 한다. 용융금속의 상부와 하부사이에서와 같이 그러한 적은 온도차는 유리대상체가 가속될 때 운반되는 용융금속에서 국부적 온도변화가 일어나는 위험을 감소시켜주며, 그로 인해 대상체의 저면에서 생기는 비틀림이 최소화 된다.

대상체의 가장자리와 아주 나란히 한 위치에서 측정한 상부 및 하부 용융금속온도의 예는 하기와 같은바, 이 온도는 차단기(35)의 하류 6m 지점인 포켓트(32)의 하류 단부를 향한 위치(A), 차단기(35)의 하류 3m 지점인 포켓트(32)의 중심부인 위치(B), 포켓트(32)의 상류판부인 차단기(35)의 바로 하류위치(C), 차단기(35)의 바로 상류위치(D), 차단기(35)의 상류 3m 지점인 위치(E),및 마지막 상부롤러(19)의 하류 2m 지점이며 차단기(35)의 상류 6m 지점인 위치(F)에서 측정한 것이다.

조작의 일예로서 용융유리를 주당 3,326톤의 비율로 금속조에 전달하여 시간당 865m의 속도로 이동하는 총폭 3.74m이며 2.5㎜ 두께의 최종리본을 제조하였다. 각쌍의 상부롤러(12,15,16,17,18및 19)를 차단기(35)의 상류 8.2m에 위치한 마지막 상부롤러(l9)와 함께 금속조를 따라 3m 간격으로 일정하게 놓고 대상체전진방향에 직각인 축에 회전각으로 축을 배열시켜 다음과 같은 외면 속도로 구동시켰다.

상기표로부터 알 수 있는 바와같이 차단기(35)의 바로 상류인 위치(D)에서는 상부와 저부금속조 온도차는 0 이였으며, 3m 상류지 점인 위치(E)에서는 온도차가 5℃이하였다.

만약 금속조 측벽에 인접한 세로로 운동하는 용융금속유동을 차단기 위치로부터 상류지점에서 차단시키므로서 온도일치를 더욱 향상시킬 수 있음이 즉 용융금속의 상부와 저부 온도차를 차단기의 다른 상류지점에서 감소시킬 수 있음을 발견하였다. 이것을 성취하기 위하여 한쌍의 탄소차폐장치 즉 판석(42)을 제5도에 도시한 바와 같이 차단기(35)로부터 상류에 일정한 간격을 둔 마주향한 위치에서 각각 측벽(3)에 인접하게 장착시킨다. 판석 즉 차폐장치(42)는 금속조 깊이보다 높이가 크다, 마루에 위치해 있으며 측벽에 인접한 세로로 이동하는 용융금속유동을 완전히 차단하도록 측벽에 대향하여 인접해 있다. 그러한 측면유 동의 차단은 화살표(43)로 표시한 바와같이 대상체 아래로부터 비교적 뜨거운 표면의 용융금속의 외부로 향하는 유동과 차단기의 하류인 보다깊은 금속조대역으로부터 나오는 냉각용융금속의 역류(40)와의 혼합을 향상시켜 주는데, 그러한 혼합은 대상치 아래서 발생하는 것이 아니라 대상체를 따라 발생한다고 생각된다.

판석 즉 차폐장치(42)는 역류(40)가 유동(43)과 혼합함이 없이 금속조측벽을 따라 상류지점에 있는 대상체 아래로 이동하는 것을 저지하여 준다고 생각된다.

조작의 일예에서, 탄소판석 즉 차폐장치(42)를 차단기 위치의 상류 3m지점의 대항하는 위치에 측벽(3)과 인접하게 장착시키되, 상술한 차폐장치를 460㎜ 거리로 측벽으로부터 내부로 돌출시킨다. 용융금속을 주당 3,400톤의 비율로 금속조에 전달하여 총폭이 3.62m이며 시간당 865m 속도로 이동하는 2.5㎜ 두께의 최종대상체를 생산한다. 상부롤러의 위치는 이미 상술한 예에서와 똑같으나 마지막 세쌍의 회전각은 변경시켰다. 속도는 다음과같이 아주 약간 상이하다.

상술한 배열에서 차단기의 상류대상체 가장자리와 바로 나란히한 위치에서 상부 및 저부온도를 측정하였다. 이경우 실제위치는 차단기로부터 상류 3m 지점이며 탄소 판석 즉 차폐장치(42)의 하류 1m지점인 위치(G), 탄소판석 즉 차폐장치(42)의 상류 2.lm 지점인 위치(H), 및 마지막 상부롤러(19)의 지점에 가까운 위치(I)였다. 측정된 온도는 다음과 같다.

탄소판석 즉 차폐장치(42)의 바로 하류위치(G)에서 상부와 저부 온도차는 2℃에 불과하였으머, 금속조처부는 사실상 상부보다 뜨거웠으며, 판선 즉 차폐장치의 상류위치(H)에서의 온도차는 9°었는데 이것은 전술한 예의 대략 동일한 위치(F)에서의 15° 차이와 상당한 비교가 됨을 알 수 있다. 마지막 상부 롤러위치(I)에서까지도 상부와 저부 금속조 온도차이는 12℃에 불과하였다.

금속조 측벽과 인접한 세로 용융금속유동은 차단기 위치로부터 상류의 하나 이상의 지점에서 차단될 수도 있다. 예를들면 제6도에 도시한 바와 같이 서로 마주보게 배치된 지점의 측벽(3)과 인접하여 장착되었으며 차단기 위치에 밀접하면서도 약간 상류에 설치되도록 판석 즉 차폐장치(42)로부터 하류에 일정한 간격을 두어 배치된 다른 한쌍의 탄소판석 즉 차폐장치(44)가 설비될 수도 있다. 차단기(35)의 단부와 판석 즉 차폐장치(44)의 단부 사이의 간격은 용융금속의 역류(40)가 그 사이를 통하여 지나가기에 충분한 간격이다. 판석 즉 차폐장치(42 및 44)의 크기 즉 금속조측벽(3)으로부터 내부로 돌출하는 길이는 조작상 특별한 요구조건에 알맞도록 선택되며, 상류판석 즉 차폐장치(42)는 하류판석 즉 차폐장치(44)와 상이한 길이로 내부로 돌출시킬 수도 있다. 제6도에 도시한 바와 같은 다른 한쌍의 판석 즉 차폐장치(44)의 효과는 제1의 한쌍의 차폐장치(42)의 효과와 유사한 바, 이들은 대상체 아래로부터 뜨거운 용융금속의 외부유동을 대상체와 나란한 지점에 있는 역류(40)와 잘 혼합되게 하고 역류(40)가 혼합하지 않고는 금속조측벽을 따라 상류지점에 있는 대상체 아래로 이동하지 못하도록 한다고 생각된다.

또한 제6또는 상부 롤러(19)의 하류에 서로 마주보며 배치된지점에서 모터(47)에 의하여 구동되는 축(46)에 장착된 다른 한쌍의 상부 롤러(45)를 도시해 주고 있다. 이 한쌍의 상부 롤러(45)는 전술한 예의두께보다 더 얇은 유리를 제조할 때 유용하다.

제6도에 도시한 바와 같은 설비로서 조작한 일예에서, 용융금속을 주당 3,380톤의 비율로 금속조에 전달하여 총 폭이 3.65m이여 시간당 940m 속도로 이동하는 두께 2.3m의 최종 대상체를 제조하였다. 탄소판석 즉 차폐장치(42)는 측벽(3)으로부터 내부로 610㎜ 돌출되어 있고 탄소판석 즉 차폐장치(44)는 측벽(3)으로부터 내부로 460㎜ 돌출되어 있다. 상부 롤러(12,15,16,17,18,19)의 위치는 전술한 예에서 기술한 바와 같으며 다른 상부 롤러(45)는 상부 롤러(19)로부터 하루 3m 지점 즉 차단기(35)로부터 상류 5.2m지점 및 판석 즉 차폐장치(42)로부터 상류 2.2m 지점에 있다.

구동 상부 롤러의 회전각 및 속도는 다음과 같다.

상부 및 저부 금속조 온도는 차단기(35)로부터 하류 3m 위치(J) 즉 포켓트(32) 내에 있는 위치(J), 포켓트(32)의 상류단부 지점이며 차단기(35)의 바로 하류 위치(K), 차단기(35)와 판석(44)의 바로 상류위치(L), 상부 롤러(45)의 위치에 가까운 위치(M), 및 상부 롤러(19)의 위치에 가까운 위치(N)에서 측정되었다. 측정된 온도는 다음과 같다.

상기 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 차단기(35)의 바로 상류 위치(L)에서의 상부와 저부 온도차이는 제4도에 관하여 상술한 예에서의 위치(D)에와 같이 또한 0이었다. 상부 롤러의 위치(N)에서의 상부와 저부 온도차이는 불과 9℃였다. 그러나 마지막 상부 롤러(45)의 위치(M)에서 상부와 저부금속조 온도차이는 17℃로서 다소 높았다.

그 다음 판석 즉 차폐장치(42 및 44)는 그들의 길이를 150㎜씩 증가시켜 차폐장치(42)는 측벽(3)으로부터 길이가 760㎜인 내부돌출부를 가지도록 하고 차폐장치(44)는 길이가 610㎜인 돌출부를 가지도록하였다. 차폐장치(42)의 내부판부는 대상체의 가장자리로 155이었다.

이 변형한 판석 즉 차폐장치를 설비한 조작의 일예에서, 용융금속을 주당 3,370톤의 비율로 금속조에 전달하여 총 폭이 3.38m이며 시간당 940m의 속도로 이동하는 두께 2.3㎜의 최종 리본을 제조하였다. 상부 롤러(45)의 위치를 상부 롤러(19)로부터 약 2.45m가 상류로 610㎜ 이동시켰다. 상부 롤러의 회전각 및 속도는 다음과 같다.

이 설비에서 마지막 상부 롤러(45)의 위치 즉 제6도의 위치(H)에서 상부와 저부 금속조 온도차이는 12℃까지 감소되었다.

제6도에 도시한 바와 같은 설비를 한 조작의 다른 예에서, 얇은 유리대상체가 상당히 증가된 최종 대상체 속도에서 제조되었다. 용융금속을 주당 3,410톤의 비율로서 금속조에 전달하여 총 폭이 3.37m이며 시간당 1,252m의 속도로 이동하는 두께 1.8mm의 최종 대상체를 제조하였다. 차폐장치(42 및 44)는 전술한두 예에서와 같은 위치였으나, 차폐장치(42)는 내부 돌출한 길이가 510mm였으며 차폐장치(44)는 길이가6 10mm이었다. 즉 본 예에서 하류 차폐장치(44)는 상류 차폐장치(42)보다 약간 더 길었다. 상부 롤러는 맨 나중에 전술한 예에서와 같은 위치였다. 상부 롤러의 회전각 및 속도는 다음과 같다.

상부와 저부 금속조 온도측정을 대상체의 가장자리와 바로 나란히 하여 전술한 위치(J,K,L,M및 N)및 다른 하류 위치 즉 포켓트(32)의 하류 단부의 바로 하류 위치(O) 및 포켓트(32)의 하류 단부의 바로상류 위치(P)에서 실시하였다.측정온도는 다음과 같다.

상기 표로부터 알 수 있는 바와 같이 상부와 저부 온도차이는 맨 마지막 상부롤러(45)에 있는 위치(M)에서 19℃ 및 상부 롤러(19)에 있는 위치(N)에서 14℃였다. 그러나 전술한 처음 두 예에서보다 45% 더 빠르고 후자의 예에서보다 33%나 더 빠른 이와같은 높은 대상체 속도에서까지도 차단기의 바로 상류인 위치(L)에서의 상부와 저부 금속조 온도차이가 불과 1℃였음을 알 수 있다. 더우기 비교적 깊은 포켓트 지역(32)의 효능은 포켓트의 하류 단부위치(O 및 P)에서의 상부와 저부 금속조 온도차이가 20℃ 였으며 포켓트의 상류단부위치(J 및 L)에서의 온도차이가 10℃까지 감소되었다는 점에서 본 예로부터 특히 명백 하여졌다.

또한 포켓트(32)와 차단기(35) 설비는 금속조를 가로지르는 측부온도변화와 대상체의 중앙온도변화를 감소시켜 주는 유익한 효과를 가지고 있음이 발견되었다.

차단기(35)는 예로서 도시한 바와 같이 탱크구조물의 측벽에 닿지 않게 중단시킬 필요는 없으나 깊은 지역(32)으로부터 배출된 용융금속의 역류용 통로를 제공하도록 대상체와 나란하게 차단기의 상부에 요부를 가진 측벽까지 직각으로 연하게 할 수도 있다.

지역(32)의 바로 하류인 금속조 깊이가 낮은 지역(33)은 차단기(35)의 상류지역(3l)과 똑같은 깊이 이다. 지역(33)은 깊은 지역(32)보다는 깊이가 낮고 지역(31 및 33)보다는 깊은 금속조 깊이를 가진 출구지역(34)으로부터 깊은 지역(32)를 분리시킨다. 직립한 지역(33)은 출구지역(34) 금속조의 아주 저부를 따라 이동하는 냉각용융금속의 복귀유동을 어느정도 차단하여 주는데 그것에 의하여 복귀유동이 금속조 깊이 큰 지역(32)으로 들어가서 복귀유등과 지역(32)에 있는 용융금속과의 혼합이 향상되기 때문에 복귀유동의속도가 감소된다. 또한 지역(33)은 금속조상에 장착된 선형모터가 용융금속유동을 억제시키는데 특히 효과적으로 사용될 수 있는 비교적 금속조 깊이가 낮은 지역을 제공하여 준다.

그러나 금속조 깊이는 포켓트지역(32)의 하류단부로부터 금속조의 출구단자까지 일정하게 할 수도 있다. 차단기(35)의 상류지역(31)에 있는 금속조 깊이의 설비에 비하여 출구지역(34)을 따라 증가한 금속조 깊이의 설비는 금속조의 출구단부에 냉각기 설치를 효과적으로 촉진시켜 준다.

필요에 따라 차단기(35) 지역에서 용융금속 유동을 가속 또는 억제시키기 위하여 선형 유도모터를 사용할 수도 있다. 제7도는 역류(40)로부터 용융금속유동이 가속대상체 아래로 들어가도록 전자식으로 유도하기 위하여 차단기(35)의 상류금속조 표면상에 장착된 그와같은 한쌍의 모터(48)를 도시해 주고 있다. 한편, 모터(48)는 외부유동(38) 및/또는 (43)을 촉진시켜 이들 외부유동과 역류(40)의 혼합을 돕도록 외부 방향으로 용융금속유동을 유도할 수도 있다. 또한 선형유도모터를 역류(40) 속으로 포켓트(32) 내에 있는 용융금속의 이동을 돕도록 제7도에서 파선(49)으로 도시한 바와 같이 위치시킬 수도 있다. 역류를 똑바로 향하게 하기 위하여 다른 선형모터를 부호(50 및 51)로 표시한 바와 같이 위치시킬 수도 있다.

가열기 아래로 유동하는 용융금속을 선택적이며 국부적으로 가열시키기 위하여 적합된 완전히 잠겼가나 부분적으로 잠긴 가열기를 역류를 가열하기 위하여 또한 사용할 수도 있다. 예를들면, 역류를 가열시키기위하여 그와같은 한쌍의 가열기(52)를 차단기(35)의 각 단부에 인접하게 설치시킬 수도 있다. 만약 필요하다면, 소형의 조각(53)을 차단기의 각 단부에 설치하여 상술한 차단기 단부를 지나간 모든 용융금속유동을 각 가열기(52) 아래로 이동시킬 수도 있다. 가열기를 위치(50 및 51)에서 선형유도모터와 함께 또는 선형유도로서 대신 사용할 수도 있다.

제8도에 도시한 바와 같이 탱크구조물의 마루(FL)는 내화물질의 블록(54), 바람직하기로는 알루미노실리케이트 내화물질의 블록을 인접시키므로서 제조될 수도 있는데, 이들 물질은 공지방법으로 탱크구조물을 넣는 금속선반 즉 케이징(55)에 고착되어 있다. 블록의 상부면은 용융금속조의 저부를 형성한다. 큰 금속조 깊이의 보존대역(32)은 지역(31 및 33)에 인접한 블록의 높이보다 낮은 블록에 의하여 형성되기 때문에 대역(32)에 있는 블록의 상부면은 인접한 블록의 상부면보다 낮은 수준이다.

그러나 수직 높이가 수경 높이에 비하여 대단히 확대되있는 제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이 블록을 계단식 저부를 제공하도록 탱크구조물에 배열시켜 탱크구조물의 입구단부에 있는 똑같은 높이의 금속조 블록이 지역(30 및 31)에서 상이한 금속조 깊이를 제공하도록 상이한 수준의 상부단을 가지게 할 수도 있으며, 상이한 높이의 금속조 블록의 출구단부지역에서 지역(34)에 똑같은 금속조 깊이를 제공하도록 똑같은 수준으로 상부면을 가지게 할 수도 있다.

본 발명의 방법 및 장치는 1.5-3mm범위의 두께를 갖는 부유유리를 제조하는데 특히 유익하다. 본 발명은 장입 및 대상체 속도가 불리한 용융금속 이동이 일어나는 그러한 속도일 때 두께가 큰 부유유리, 예컨데 5㎜또는 그 이상의 두께를 갖는 부유유리를 제조하는데 유익하게 사용될 수 있다. 본 발명의 방법 및 장치는 더 두꺼운 유리를 제조할 때 사용될 수도 있다.

견부지역을 갖는 금속조에 대하여 특별히 상술하긴 하였으나, 본 발명은 탱크구조물의 입구단부로부터 출구단부까지 일정한 간격으로 연해있는 평행한 측벽을 갖는 탱크구조물에 이용할 수도 있다.

필요에 따라 예컨데 상술한 특허출원에서 기술한 바와 같이 차단기(35)로부터 상류에 일정한 간격을 두고 있는 위치에서 금속조 상방으로 효과적으로 돌출하도록 탱크구조물의 마루에 설치시킬 수도 있다.

더우기 차단기(35)는 상술한 바와 같이 마루에 효과적으로 고착시킨 형상으로 편리하게 제조되어 장착되었음에도 불구하고 예컨데 상술한 특허출원에서 기술된 바와 같은 상이한 형태를 가질 수 있으며 특히 원통형일 수도 있다. 또한 추가차단기는 상술한 특허출원서에 기술된 형태 중 어느 것일 수도 있으며, 필요에 따라 본 명세서에 기술된 바와 같이 금속조를 따라 상이한 위치 사이로 이동시킬 수도 있다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 도시한 바와 같이 대상체(Ribbon)의 최종 방출속도를 갖는 금속조의 지역에서 냉각용융금속의 상류복귀유동을 이 지역에 인접한 금속조 깊이보다 깊은 지역에서 받아들이고, 이로부터 상류용융금속유동을 인출시켜 가속하는 대상체에 딸려왔던 용융금속을 보충하는 것을 특징으로 하는 유리의 대상체를 용융금속조를 다라 전진시키고 견인력을 유리의 최종 대상체에 가하여 유리를 최종 방출속도로 가속시켜 유리가 가속함에 따라 금속조의 출구단부로부터 냉각용융금속의 상류복귀유동상으로 금속조의 용융금속의 동반을 점진적으로 증가시켜 판유리를 제조하는 방법.

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