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WO2014171295A1 - フロートガラスの製造方法と製造装置 - Google Patents

フロートガラスの製造方法と製造装置 Download PDF

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WO2014171295A1
WO2014171295A1 PCT/JP2014/059042 JP2014059042W WO2014171295A1 WO 2014171295 A1 WO2014171295 A1 WO 2014171295A1 JP 2014059042 W JP2014059042 W JP 2014059042W WO 2014171295 A1 WO2014171295 A1 WO 2014171295A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
lift
out roll
pipe
glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/059042
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田中　俊幸
高弘 木下
正徳 中野
嗣治 若松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to CN201480021754.3A priority Critical patent/CN105121366A/zh
Priority to KR1020157029653A priority patent/KR20150143503A/ko
Publication of WO2014171295A1 publication Critical patent/WO2014171295A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B18/00—Shaping glass in contact with the surface of a liquid
    • C03B18/02—Forming sheets
    • C03B18/16—Construction of the float tank; Use of material for the float tank; Coating or protection of the tank wall
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
    • C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
    • C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
    • C03B35/181—Materials, coatings, loose coverings or sleeves thereof

Definitions

  • the present invention relates to a float glass manufacturing method and manufacturing apparatus.
  • molten glass is continuously supplied to a horizontal liquid surface of a molten metal bath to form a strip-like glass (usually referred to as a glass ribbon). Is pulled out from the outlet side of the molten metal bath and drawn out of the molten metal bath. Next, the glass ribbon is transported by a transport roll (lift-out roll), carried into a slow cooling furnace, slowly cooled while being moved in the slow cooling furnace, and cut into a required length by a cutting device, thereby obtaining a plate-like float glass. Is manufacturing.
  • a transport roll lift-out roll
  • one surface of the glass is formed by the molten metal liquid surface, and the other surface of the glass is formed by spreading the molten glass on the molten metal. It can be made extremely high and is known as a production method suitable for mass production. For this reason, the float process is widely applied to the production of flat glass such as automotive glass and display glass.
  • FIG. 6 shows an example of a float glass manufacturing apparatus applied to this kind of float method.
  • the apparatus of this example includes a float bath 101 having a molten metal bath 100 of tin, and a downstream side of the float bath 101. It is comprised from the dross box 102 and the slow cooling furnace 103 installed in this. A plurality of lift-out rolls 105 are installed horizontally inside the dross box 102, and a plurality of layer rolls 106 are installed horizontally inside the slow cooling furnace 103 (see Patent Document 1). In the manufacturing apparatus shown in FIG.
  • the molten glass 107 is supplied to the bath surface of the molten metal bath 100 and stretched to a necessary thickness and width, and then the glass ribbon 108 is pulled out by the pulling force of the lift-out roll 105 to the slow cooling furnace 103 side. Can be transported.
  • a gas supply pipe 109 is laid in the vicinity of each lift-out roll 105 of the dross box 102, and a plurality of injection ports 109 a are formed in each gas supply pipe 109. Yes.
  • These gas supply pipes 109 are connected to a carbon-containing gas supply source 110 such as acetylene and a purge gas supply source 111 such as nitrogen gas.
  • a carbon-containing film can be formed on the surface side of the lift-out roll 105 by supplying a carbon-containing gas from the injection port 109 a of each gas supply pipe 109 to the surface side of the lift-out roll 105.
  • the carbon protective film is formed on the lift-out roll 105 because the lift-out roll 105 is in direct contact with the high-temperature glass ribbon 108. This is to prevent contamination.
  • a mixed gas of a carbon-containing gas such as acetylene gas and a purge gas such as nitrogen gas is ejected from the gas supply pipe 109 to form a carbon protective film on the surface of the lift-out roll 105. It was.
  • the interior space of the dross box 102 provided with the lift-out roll 105 is a space through which the high-temperature glass ribbon 108 passes, and the interior space of the float bath 101 in the previous stage is also at a high temperature. It is considered as a high temperature environment.
  • the carbon-containing gas is ejected from the gas supply pipe 109 under such a high temperature environment, a part of the acetylene gas undergoes a decomposition reaction while passing near the gas ejection part of the gas supply pipe 109, and the gas supply pipe 109
  • carbon is deposited inside and the gas supply pipe 109 is partially blocked.
  • since carbon is consumed inside the gas supply pipe 109, the amount of carbon deposited on the surface side of the lift-out roll 105 is reduced, and there is a possibility that a carbon film having a required thickness cannot be formed.
  • the carbon-containing gas can reach the lift-out roll 105 side before decomposition. I think that the. However, if the carbon-containing gas is injected toward the lift-out roll 105 at a high speed, the surface temperature of the lift-out roll 105 is lowered more than necessary, and as a result, the glass ribbon 108 may be cooled more than necessary.
  • the residence time under the lift-out roll 105 is short, the temperature of the carbon-containing gas does not increase, and the decomposition rate of acetylene deteriorates. May contaminate the surface.
  • the present inventors have studied the formation mechanism of the protective film formed on the surface of the lift-out roll, and have reached the present invention by paying attention to the supply temperature of the carbon-containing gas for forming the protective film.
  • the present invention has been made based on the above-mentioned background, and an object thereof is to provide a float glass manufacturing method and a manufacturing apparatus capable of efficiently forming a carbon protective film on the surface of a lift-out roll.
  • the float glass manufacturing method of the present invention is a float in which molten glass is supplied to a molten metal liquid surface to form a glass ribbon, and the glass ribbon is drawn out from the molten metal liquid surface by a lift-out roll and conveyed to the next process.
  • a glass manufacturing method wherein a hydrocarbon gas whose temperature is controlled to 400 ° C. or less is sent to the surface of the lift-out roll to form a carbon protective film on the surface of the lift-out roll, and a glass ribbon is formed by the lift-out roll. It is characterized by conveying. Since the hydrocarbon gas whose temperature is controlled to 400 ° C.
  • the hydrocarbon gas supplied to the surface of the said lift-out roll shall be 30% or more of density
  • a carbon protective film can be efficiently generated on the surface side of the lift-out roll.
  • a carbon protective film can be generated with the highest efficiency by sending hydrocarbon gas to the surface side of the lift-out roll with a high concentration.
  • the hydrocarbon gas is supplied by a gas pipe, the gas pipe is cooled by a refrigerant pipe provided along the gas pipe, and the temperature of the hydrocarbon gas flowing through the inside is controlled to 400 ° C. or lower. Can do.
  • the gas pipe is cooled by the refrigerant pipe, and the temperature of the hydrocarbon gas can be easily and reliably controlled to 400 ° C. or lower.
  • the decomposition of the hydrocarbon gas inside the gas pipe is suppressed to suppress the precipitation of carbon, and the unreacted hydrocarbon gas is efficiently supplied to the surface side of the lift-out roll to the surface side of the lift-out roll.
  • a carbon protective film can be formed efficiently.
  • a seal block is provided on the bottom side of the lift-out roll along the longitudinal direction of the lift-out roll, a gas pipe for conveying hydrocarbon gas is provided along the seal block, and the gas pipe is intermittently provided.
  • a seal block is provided along the longitudinal direction of the lift-out roll, and hydrocarbon gas is supplied to the surface side of the lift-out roll from a plurality of positions of the gas pipes installed along the seal block.
  • a carbon protective film can be uniformly formed on the entire surface along the surface.
  • the float glass manufacturing apparatus of the present invention includes a float bath that supplies molten glass to a molten metal liquid surface to form a glass ribbon, and a float glass that includes a lift-out roll that lifts and conveys the glass ribbon from the molten metal.
  • a pedestal provided along the longitudinal direction of the lift-out roll below the lift-out roll, a gas pipe for supplying a hydrocarbon gas provided along the pedestal, and the gas A gas that includes a refrigerant pipe provided along a pipe and a seal block that is disposed on the pedestal and that is close to the bottom of the lift-out roll, and that allows hydrocarbon gas from the gas pipe to flow inside the seal block A flow path is formed, and hydrocarbon gas supplied from the gas pipe is provided at the top of the seal block at the bottom of the lift-out roll.
  • Selfish ejection port for ejecting is formed, wherein the refrigerant pipe has a cooling capacity to control the temperature of the hydrocarbon gas flowing through the gas pipe to 400 ° C. or less.
  • the hydrocarbon gas whose temperature is controlled to 400 ° C. or lower is sent to the lift-out roll surface side through the gas pipe, it can be supplied to the lift-out roll surface side without decomposing the hydrocarbon gas inside the gas pipe. For this reason, a carbon protective film can be efficiently formed on the surface of the lift-out roll. In addition, since the deposition of carbon is difficult to occur inside the gas pipe, the inside of the gas pipe is not clogged with carbon deposits.
  • a refrigerant pipe can be installed along both sides of the gas pipe, and the gas pipe and the refrigerant pipe can be installed on the bottom side of the seal block via a sealing material.
  • a purge gas pipe for supplying a purge gas around the gas pipe and the refrigerant pipe can be provided in the vicinity of the gas pipe and the refrigerant pipe.
  • the hydrocarbon gas leaked from between the seal block and the pipe can be diluted with the purge gas, and carbon can be prevented from being generated between the spray unit including the seal block, the gas pipe and the refrigerant pipe and the base.
  • the decomposition of the hydrocarbon gas can be suppressed, a hydrocarbon gas having a high concentration can be supplied to the surface side of the lift-out roll. For this reason, a carbon protective film having a necessary thickness can be efficiently formed on the surface of the lift-out roll. Further, since no carbon deposit is deposited in the middle of the hydrocarbon gas supply path, the gas pipe is not clogged with carbon deposits. Therefore, the glass ribbon can be transported without being scratched or dusted using a lift-out roll provided with a carbon protective film having a target thickness.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the float glass manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing a lift-out roll provided in the manufacturing apparatus and the surrounding structure.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a lift-out roll provided in the manufacturing apparatus, a pedestal and a gas supply pipe provided therebelow.
  • FIG. 4 is a diagram showing a device configuration in which the acetylene gas decomposition temperature was measured in the examples.
  • FIG. 5 is a graph showing the temperature dependence of the acetylene gas decomposition rate tested in the examples.
  • FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional float glass manufacturing apparatus.
  • FIG. 7 is a configuration diagram showing an example structure of a carbon-containing gas supply pipe provided in the apparatus shown in FIG.
  • the float glass manufacturing apparatus 1 is configured so that the molten glass G supplied to the float bath 2 flows along the surface of molten tin (molten metal) 3 held in the float bath 2. It is configured as a device for forming a glass ribbon 5 in the form of a strip by flowing and pulling out the glass ribbon 5 with a lift-out roll 7 provided in the dross box section 6.
  • the glass ribbon 5 is taken out from the outlet portion of the dross box portion 6 and then drawn into the slow cooling furnace 10 by the layer roll 9 to be cooled and washed, and then cut into a predetermined size. A size float glass is obtained.
  • the molten glass G sent from the melting furnace (not shown) through the supply passage 11 is supplied to the inlet portion 2 a of the float bath 2 through the lip 12 provided at the terminal portion of the supply passage 11. Yes.
  • a front wheel 13 for adjusting the flow of the molten glass G is installed in the supply passage 11 on the upstream side of the lip 12.
  • the supply passage 11 and the float bath 2 are each configured by assembling a plurality of heat-resistant materials such as refractory bricks, but are simplified in FIG.
  • the float bath 2 is composed of a molten metal bath 2A filled with molten tin 3 and an upper structure 2B installed on the upper portion of the molten metal bath 2A.
  • the atmosphere is cut off as much as possible.
  • a front lintel (front wall) 15 is formed at the entrance 2 a of the float bath 2, and the upper portion of the front lintel 15 is connected to the ceiling wall 16.
  • a rear end wall 17 is provided on the downstream end side of the float bath 2 so as to be connected to the ceiling wall 16, and an outlet 18 of the glass ribbon 5 is formed in the rear end wall 17 at a position near the liquid level of the molten tin 3. ing.
  • the upper structure 2 ⁇ / b> B is configured by the front lintel 15, the ceiling wall 16, and the rear end wall 17.
  • the upper structure 2B is provided with a pipe (not shown), and a reducing mixed gas composed of hydrogen and nitrogen is supplied from the pipe, and the internal space of the float bath 2 is always maintained in a reducing atmosphere at atmospheric pressure or higher. .
  • the reducing atmosphere inside the float bath 2 slightly flows out from the outlet 18 from which the glass ribbon 5 is drawn to the dross box 6 side.
  • the dross box portion 6 provided on the rear stage side of the float bath 2 includes a lower casing 6A and an upper casing 6B.
  • three lift-out rolls 7 are provided horizontally on the lower casing 6A.
  • the lift-out roll 7 is schematically composed of, for example, a roll body portion made of quartz and a shaft that supports the roll body portion, and a protective film 7a made of carbon is formed on the peripheral surface of the body portion.
  • the number of liftout rolls 7 is not limited to three as in this embodiment, and any number of liftout rolls 7 may be provided as long as the glass ribbon 5 can be conveyed to the slow cooling furnace 10 side.
  • the lower casing 6 ⁇ / b> A is provided below the upper casing 6 ⁇ / b> B so as to connect the float bath 2 and the slow cooling furnace 10.
  • a wall-shaped pedestal 22 having a graphite seal block 21 at the upper part is arranged in order to block the air flow between the molten metal bathtub 2A and the slow cooling furnace 10.
  • the seal block 21 is provided on the upper portion of the base 22 so that the upper surface thereof is in contact with the roll surface of the lift-out roll 7, and the seal block 21 is partitioned so as to be somewhat airtight with the peripheral surface of the lift-out roll 7. ing.
  • the pedestal 22 is formed in a hollow wall shape from a thick metal piece such as ductile cast iron, and is erected so as to partition the inside of the lower casing 6A.
  • the upper casing 6B of the dross box section 6 is configured as a steel sealing gate, a ceiling wall 24 installed between the float bath 2 and the slow cooling furnace 10, and a stainless steel drape 25 suspended from the ceiling wall 24. And is installed on the upper side of the lower casing 6A.
  • the inner three drapes 25 are arranged along the upper position of the contact position between the three lift-out rolls 7 and the glass ribbon 5 moving thereabove. Yes. That is, these drapes 25 are arranged above the central axis of the lift-out roll 7 so as to cover the entire length in the longitudinal direction of the lift-out roll 7, and partition the internal space of the upper casing 6B into a plurality.
  • a plurality of layer rolls 9 are installed horizontally in the slow cooling furnace 10, and the glass ribbon 5 that has moved through the dross box portion 6 can be conveyed through the slow cooling furnace 10 by the plurality of layer rolls 9.
  • a combination of the base 22, the seal block 21, and the lift-out roll 7 is arranged at a predetermined interval in the transport direction of the three glass ribbons 5, so that The internal space of the lower casing 6A is divided into four regions.
  • a supply pipe 23 is disposed in each of these areas, and the supply pipe 23 is extended to the outside of the dross box portion 6 so that a non-oxidizing gas can be supplied to each area from a non-oxidizing gas supply source such as nitrogen gas. It is configured. Since both end portions of each lift-out roll 7 are disposed close to a side wall of the lower casing 6A (not shown), the lower casing 6A is a box-like region having an upper surface opened.
  • each lift-out roll 7 passes through the side wall of the lower casing 6A as it is, and in that case, the gap between the side wall and the lift-out roll 7 is made small so as to have a sealed structure as much as possible.
  • a structure in which the gap is formed and covered with a heat-resistant cloth or the like can be adopted.
  • a graphite seal block 21 is provided on the lower side of the lift-out roll 7 in the longitudinal direction of the lift-out roll 7 along the entire length thereof.
  • the seal block 21 is formed in a side-recessed long and narrow block shape having a groove 21a over its entire length at the center of the upper part thereof, so that the lift-out roll 7 can rotate while rubbing the bottom part against the upper side of the seal block 21. Is arranged.
  • a sealing material 34 such as a gasket made of a heat insulating material is provided on the lower side of the sealing block 21.
  • Two refrigerants having a rectangular cross section are provided under the sealing material 34. Pipes 33 and 33 and a gas pipe 35 having a rectangular cross section sandwiched between them are provided.
  • the gas pipe 35 from the gas supply source 37 is disposed along the entire length of the seal block 21 below the concave groove 21a of the seal block 21, and refrigerant pipes 33 and 33 for circulating a refrigerant such as water are installed on the left and right sides thereof. ing.
  • a purge gas pipe 36 having a rectangular cross section from the purge gas supply source 39 is installed below the refrigerant pipes 33 and 33 and the gas pipe 35 from the refrigerant supply source 38.
  • the lateral width of the purge gas pipe 36 is substantially equal to the lateral width of the refrigerant pipe 33, the gas pipe 35, and the refrigerant pipe 33.
  • the internal flow path of the purge gas pipe 36 is divided into two, and the purge gas pipe 36 has a structure in which two pipes having a rectangular cross section are integrated by welding.
  • a hollow wall-shaped pedestal 22 is provided below the seal block 21, and two refrigerant pipes 33, a gas pipe 35, and two purge gas pipes 36 are accommodated inside the pedestal 22.
  • the refrigerant pipe 33 needs to circulate a liquid refrigerant such as water
  • the refrigerant pipe 33 is configured by connecting one of the refrigerant pipes 33 as an outgoing pipe and the other as a return pipe and connecting the forward pipe and the distal end side of the return pipe.
  • the refrigerant can be circulated using the refrigerant pipes 33 and 33.
  • the purge gas pipes 36, 36, the gas pipe 35 and the refrigerant pipes 33, 33 are inserted from one side of the dross box portion 6, but may be inserted from both the left and right sides.
  • one side end of each gas pipe 35 penetrates the side wall of the dross box portion 6 and is led out to the outside of the dross box portion 6, and a supply source 37 of acetylene gas which is one kind of hydrocarbon gas outside. It is connected to the.
  • each refrigerant pipe 33, 33 passes through the side wall of the dross box 6 and is led out to the outside, connected to a circulation pump (not shown) for water supply / drainage, and circulates water through the refrigerant pipe 33, 33. It is possible to cool the gas pipe 35 disposed between them.
  • the purge gas pipe 36 is independent of other pipes, and the purge gas that has passed through the purge gas pipe 36 is supplied between the base 22 and the seal block 21.
  • the purge gas that has passed through the purge gas pipe 36 dilutes the hydrocarbon gas leaked from between the seal block 21 and the gas pipe 35, and carbon is generated between the spray unit including the seal block 21 and the gas pipe 35 and the base 22. It is provided for the purpose of preventing.
  • acetylene gas is used as one kind of hydrocarbon gas, but ethylene gas may be used.
  • a plurality of gas ejection portions 35a composed of nozzles and the like are formed at predetermined intervals in the gas pipe 35 positioned below the concave groove 21a of the seal block 21, and each gas ejection section of the gas pipe 35 is formed on the bottom surface side of the concave groove 21a.
  • Gas flow paths 21b connected to 35a and communicating with the bottom surface of the concave groove 21a are formed at predetermined intervals. In the example of FIG. 3, the upper end part of the gas flow path 21b is opened at the bottom surface of the concave groove 21a as the ejection port 21c.
  • the same amount of gas is generated from any of the gas ejection portions 35a arranged from one end side to the other end side in the longitudinal direction of the lift-out roll 7 by applying pressure loss to the entire nozzle for constituting the gas ejection portion 35a. It is preferable that the amount can be injected.
  • the acetylene gas supplied from the gas pipe 35 to the lift-out roll 7 side is temperature-controlled to 400 ° C. or lower, and is preferably ejected after preheating to the highest possible temperature of 400 ° C. or lower. This is because the temperature of the acetylene gas is controlled to 400 ° C. or less so as to suppress the decomposition reaction of the acetylene gas in the gas pipe 35, and the temperature under the lift-out roll is lowered by the acetylene gas ejection, and the decomposition rate of acetylene This is to prevent the fall.
  • the dross box portion 6 is provided with a heater (not shown) so that the temperature of the glass ribbon 5 can be adjusted to a target temperature.
  • the molten glass G is supplied from the melting furnace to the supply passage 11 and the flow rate of the molten glass G flowing over the lip 12 is adjusted to the front tube.
  • the molten glass G is supplied onto the molten tin 3 at the inlet portion 2a of the float bath 2 while being adjusted by the amount of damming of the reel 13.
  • the molten glass G flowed on the molten tin 3 is formed into a strip-shaped glass ribbon 5 having a predetermined width and a predetermined thickness.
  • the glass ribbon 5 is pulled from the liquid surface of the molten tin 3 by the rotating lift-out roll 7 and moved to the dross box portion 6 side, and then the glass ribbon 5 is cooled while being conveyed through the slow cooling furnace 10 by the layer roll 9. After the glass ribbon 5 cooled in the slow cooling furnace 10 is cooled, the glass ribbon 5 is cut into a length and a width necessary for the cutting step, whereby a float glass having a desired width and length can be manufactured.
  • the glass ribbon 5 is formed while supplying the non-oxidizing gas from the supply pipe 23 to each region of the dross box portion 6. Since the glass ribbon 5 passes through the dross box 6 and a plurality of lift-out rolls 7 are provided inside the dross box 6, the inside of the dross box 6 is completely sealed. It cannot be. For this reason, the supply pipe 23 is provided to supply the non-oxidizing gas to the internal region of the dross box 6, and the internal region is positively pressured with the non-oxidizing gas, thereby preventing oxygen from entering the inside of the dross box 6. It is effective.
  • the inside of the dross box portion 6 will be described as a closed space.
  • the dross box portion 6 is connected to the float bath 2 and the slow cooling furnace 10 and the periphery of the bearing portion of the lift-out roll 7 also communicates with the outside. Some outgassing also occurs from these portions.
  • a state in which the dross box portion 6 is closed to such an extent that gas escape from these portions is collectively referred to as a closed space in the present embodiment.
  • the glass ribbon 5 is conveyed while the lift-out roll 7 is rotating in the dross box section 6 which is the above-described closed space, but the bottom of the lift-out roll 7 rotates while rubbing against the upper part of the seal block 21.
  • the glass ribbon 5 is transported by the lift-out roll 7, for example, when acetylene gas having a concentration of 100% is supplied from the gas ejection part 35 a of the gas pipe 35 to the concave groove 21 a side of the seal block 21, the acetylene gas flows into the concave groove 21 a. It reaches the surface of the lift-out roll 7 that extends along and rotates above it.
  • water as a refrigerant is circulated through the refrigerant pipes 33 and 33 to cool the acetylene gas flowing through the gas pipe 35 to 400 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower.
  • Most of the acetylene gas flowing inside the gas pipe 35 is not decomposed at 400 ° C. or lower, and hardly decomposes at 300 ° C. or lower, so that no carbon deposit is deposited inside the gas pipe 35. Therefore, when acetylene gas with a concentration of 100% is used, the acetylene gas with a concentration of 100% can be supplied almost as it is to the surface of the lift-out roll 7, and a carbon protective film can be efficiently applied to the surface of the lift-out roll 7. Can be formed.
  • the lower limit value of the acetylene gas to be cooled is preferably 0 ° C., because the temperature under the lift-out roll is lowered by the ejection of the acetylene gas, the acetylene decomposition rate is lowered, and it is difficult to form a carbon protective layer on the roll surface. ° C is more preferred.
  • acetylene gas leaking between the spray block including the seal block 21 and the gas pipe 35 and the pedestal 22 is diluted, and carbon is generated around these parts.
  • a carbon protective film having a required thickness can be formed on the surface of the lift-out roll 7 using the acetylene gas having a target concentration.
  • the concentration of acetylene gas is preferably 30% or more.
  • the carbon protective film has a temperature of around 650 ° C. inside the dross box section 6 and thus gradually burns during the continuous production of the glass ribbon 5 to reduce its thickness. For this reason, acetylene gas is continuously supplied to continuously generate a protective film, or after supplying acetylene gas for a certain period of time, the supply of acetylene gas is stopped for a certain period of time, and acetylene gas is sent again after a predetermined time has elapsed. It is preferable to produce a glass ribbon while repeating the operation of generating a protective film.
  • acetylene gas having a concentration of 100% when acetylene gas having a concentration of 100% is used, the operation of stopping the supply of acetylene gas after supplying for a predetermined time and supplying the acetylene gas again after a predetermined time has elapsed can be performed.
  • supplying acetylene gas having a concentration in the range of 30 to 100% it can be continuously supplied in accordance with the concentration of acetylene gas, or can be continuously operated by appropriately increasing or decreasing the supply amount.
  • the supply amount of acetylene gas when 100% concentration of acetylene gas is used, in order to generate a necessary amount of protective film on the surface of the lift-out roll 7, as an example, acetylene gas of about 1 L / min is supplied. Thus, a protective film having a necessary film thickness can be generated. If it is such a gas supply amount, the lift-out roll 7 is not cooled more than necessary, and the glass ribbon 5 is not cooled more than necessary. Further, if the gas supply amount is in the above range, the dust present inside the dross box portion 6 is not rolled up by the gas flow. Therefore, it is possible to produce the glass ribbon 5 while conveying the glass ribbon 5 without making it dirty.
  • the decomposition rate of acetylene gas was measured when the concentration of acetylene gas used for measurement was 100%, the flow rate was 0.1 L / min, and the temperature in the gas piping was 300, 400, 500, 600, 700, 800 ° C. .
  • the acetylene gas is decomposed, any compound such as hydrogen, ethylene, benzene, or methane is generated. Therefore, the decomposition rate can be measured according to the amount of these compounds produced. The result is shown in FIG.
  • acetylene gas reacts and decomposes at 700 to 800 ° C., and about half of the acetylene gas reacts and decomposes at 600 ° C. Moreover, it turns out that about several percent acetylene gas reacts and decomposes
  • the decomposition reaction of acetylene gas is an exothermic reaction, and once the decomposition reaction starts, there is a high possibility that the heat will be generated and the decomposition further proceeds.
  • the decomposition reaction can be expressed as, for example, C 2 H 2 ⁇ 2C + H 2 +55 kcal / mol. For this reason, in view of the results of FIG. 5, if the gas temperature when supplying acetylene gas can be maintained at 400 ° C. or lower, unreacted acetylene gas is supplied to the surface side of the lift-out roll with a concentration of almost 100%. I think I can do it.
  • the concentration of acetylene gas supplied to the above test was changed to 100, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, and 10%, respectively, and a retest was performed to determine the reaction rate of acetylene gas. .
  • the heating temperature of the annular electric furnace 40 was 800 ° C.
  • Table 1 The results are shown in Table 1 below. In Table 1, in order to supply the same amount of acetylene gas to the lift-out roll side, the inflow volume is increased in accordance with the decrease in the acetylene concentration, in other words, the same amount is obtained by increasing the gas supply rate. Acetylene was supplied.
  • the inflow volume (gas supply amount) is 10 times that of the test with acetylene concentration of 100%.
  • the inflow volume indicates a ratio of the gas supply amount at each acetylene concentration when the gas supply amount under the condition of 100% acetylene concentration is 1.
  • the residence time indicates the ratio of the gas heating time at each acetylene concentration when the gas heating time under the condition of 100% acetylene concentration is 1.
  • the concentration-corresponding reaction rate indicates the rate at which acetylene contained in the gas at each acetylene concentration reacted.
  • the reaction rate indicates the ratio of the acetylene reaction amount per gas unit volume at each acetylene concentration when the reaction amount of acetylene per gas unit volume under the condition of acetylene concentration of 100% is 1.
  • this is assumed to be supplied at a rate of 1 L / min in the case of a test with an acetylene concentration of 100%, this is a gas supply amount of 20 L / min. Assuming that gas is supplied from the gas pipe to the dross box at a gas supply rate of 20 L / min, a fast gas flow is generated inside the dross box, and the seal block and liftout roll are cooled more than necessary. There is a risk that. Moreover, there is a possibility that dust is wound up inside the dross box portion.
  • the acetylene concentration it is preferable to set the acetylene concentration to 30% or more in order to secure a concentration-corresponding reaction rate of 60% or more and select a range in which the inflow volume is not increased more than necessary. Moreover, in order to ensure 70% or more in the reaction rate corresponding to the concentration and not to increase the inflow volume, it is more preferable to set the acetylene concentration to 50% or more.
  • the technology of the present invention can be widely applied to glass ribbon production technology in general by the float process.

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Abstract

　本発明は、リフトアウトロール表面の保護膜の原料となる炭化水素ガスを送るガス配管に目詰まりを生じさせない製造方法と製造装置の提供を目的とする。本発明は、溶融金属の液面に溶融ガラスを供給してガラスリボンを成形し、このガラスリボンを溶融金属の液面からリフトアウトロールで引き出して次工程に搬送するフロートガラスの製造方法であって、前記リフトアウトロールの表面に４００℃以下に温度制御した炭化水素ガスを送って前記リフトアウトロールの表面に炭素の保護膜を形成し、前記リフトアウトロールでガラスリボンを搬送するフロートガラスの製造方法に関する。

Description

フロートガラスの製造方法と製造装置
　本発明は、フロートガラスの製造方法と製造装置に関する。
　フロート法によるガラスの製造方法においては、まず、溶融金属浴の水平な液面に溶融ガラスを連続的に供給して帯状のガラス（通常、ガラスリボンと称される）を形成し、このガラスリボンを溶融金属浴の出口側から引き上げて溶融金属浴の槽外へ引き出す。次いで、このガラスリボンを搬送ロール（リフトアウトロール）により搬送させて徐冷炉に搬入し、徐冷炉内を移動させながら徐冷し、切断装置により必要な長さに切断することで、板状のフロートガラスを製造している。
　上述のフロート法によるフロートガラスの製造方法は、ガラスの一面を溶融金属の液面によって形成し、溶融金属上に溶融ガラスを広げることによりガラスの他の面を形成するので、ガラスの平坦性を極めて高くすることが可能であり、大量生産にも好適な製造方法として知られている。このため、フロート法は、自動車用ガラス、ディスプレイ用ガラスなどの板ガラス生産に広く適用されている。
　図６は、この種フロート法に適用されるフロートガラス製造装置の一例を示し、この例の装置は、錫の溶融金属浴１００を備えたフロ－トバス１０１と、このフロ－トバス１０１の下流側に設置されたドロスボックス１０２と徐冷炉１０３とから構成されている。ドロスボックス１０２の内部には複数のリフトアウトロール１０５が水平に設置され、徐冷炉１０３の内部には複数のレヤーロール１０６が水平に設置されている（特許文献１参照）。
　図６に示す製造装置において溶融金属浴１００の浴面に溶融ガラス１０７を供給し、必要な厚さと幅に引き延ばした後、リフトアウトロール１０５の牽引力によりガラスリボン１０８を引き出して徐冷炉１０３の側に搬送できる。
　前述のフロートガラス製造装置において、図７に示すように、ドロスボックス１０２の各リフトアウトロール１０５の近傍にガス供給管１０９が敷設され、各ガス供給管１０９に複数の噴射口１０９ａが形成されている。これらのガス供給管１０９にはアセチレン等の炭素含有ガスの供給源１１０と窒素ガス等のパージガスの供給源１１１が接続されている。そして、各ガス供給管１０９の噴射口１０９ａからリフトアウトロール１０５の表面側に炭素含有ガスを供給することで、リフトアウトロール１０５の表面側に炭素の保護膜を形成できる構成となっている。
ＷＯ２００９／０１４０２８号公報
　ところで、前記リフトアウトロール１０５に炭素の保護膜を形成するのは、高温のガラスリボン１０８に直接リフトアウトロール１０５が接触することから、ガラスリボン１０８との摩擦を減らし、ガラスリボン１０８に疵や汚れを生じさせないためである。
　図７に示す装置においては、従来、アセチレンガス等の炭素含有ガスと窒素ガスなどのパージガスとの混合ガスをガス供給管１０９から噴出し、リフトアウトロール１０５の表面に炭素の保護膜を形成していた。
　ところが、リフトアウトロール１０５を設けたドロスボックス１０２の内部空間は高温のガラスリボン１０８が通過する空間であり、また、前段のフロートバス１０１の内部空間も高温であるがために、６５０℃程度の高温環境とされている。このような高温環境下にガス供給管１０９から炭素含有ガスを噴出すると、ガス供給管１０９のガスの噴出部付近を通過する間にアセチレンガスの一部が分解反応を起こし、ガス供給管１０９の内部に炭素が堆積し、ガス供給管１０９が部分的に閉塞する問題があった。また、ガス供給管１０９の内部で炭素が消費されるため、リフトアウトロール１０５の表面側において炭素の析出量が少なくなり、必要な厚さの炭素膜を形成できない可能性を有していた。
　尚、ガス供給管１０９を通過する炭素含有ガスの流速を上げてガス供給管１０９を通過する時間を短縮すれば、炭素含有ガスを分解前にリフトアウトロール１０５側に到達させることも可能であると思われる。ところが、リフトアウトロール１０５に向けて炭素含有ガスを高速で噴射するとリフトアウトロール１０５の表面温度を必要以上に下げてしまい、ひいてはガラスリボン１０８を必要以上に冷やすおそれがある。また、ドロスボックス１０２の内部に炭素含有ガスを高速で噴射すると、リフトアウトロール１０５の下での滞留時間が短く、炭素含有ガスの温度が上がらずアセチレンの分解率が悪くなり、ガラスリボン１０８の表面を汚染するおそれがある。
　これらの背景に基づき、本発明者は、リフトアウトロールの表面に形成する保護膜の形成機構について研究し、保護膜形成用の炭素含有ガスの供給温度に着目することにより本願発明に到達した。
　本発明は前記背景に基づきなされたもので、リフトアウトロールの表面に効率良く炭素の保護膜を形成できるフロートガラスの製造方法と製造装置の提供を目的とする。
　本発明のフロートガラスの製造方法は、溶融金属の液面に溶融ガラスを供給してガラスリボンを成形し、このガラスリボンを溶融金属の液面からリフトアウトロールで引き出して次工程に搬送するフロートガラスの製造方法であって、前記リフトアウトロールの表面に４００℃以下に温度制御した炭化水素ガスを送って前記リフトアウトロールの表面に炭素の保護膜を形成し、前記リフトアウトロールでガラスリボンを搬送することを特徴とする。
　４００℃以下に温度制御した炭化水素ガスをリフトアウトロール表面側に送るので、炭化水素ガスを分解させることなくリフトアウトロール表面側にまで供給できる。このため、リフトアウトロールの表面に効率良く炭素の保護膜を形成できる。また、炭化水素ガスの供給路の途中で炭素の堆積物を析出させないため、その供給路の途中で炭素の堆積物で閉塞しない。
　本発明において、前記リフトアウトロールの表面に供給する炭化水素ガスを濃度３０％以上とすることが好ましい。
　濃度３０％以上の炭化水素ガスを用いて４００℃以下に温度制御しつつ炭化水素ガスをリフトアウトロール側に送ることにより、炭化水素ガスの供給路の途中で炭化水素ガスの分解を抑制しつつリフトアウトロールの表面側において効率良く炭素の保護膜を生成できる。炭化水素ガスを高濃度としてリフトアウトロールの表面側に送ることで最も高い効率で炭素の保護膜を生成できる。
　本発明において、前記炭化水素ガスをガス配管によって供給し、該ガス配管に沿って設けた冷媒配管により前記ガス配管を冷却し、その内部を流れる炭化水素ガスの温度を４００℃以下に制御することができる。
　冷媒配管によりガス配管を冷却し、炭化水素ガスの温度を４００℃以下に容易かつ確実に制御できる。これにより、ガス配管の内部において炭化水素ガスの分解を抑制して炭素の析出を抑制し、リフトアウトロールの表面側に効率良く未反応の炭化水素ガスを供給してリフトアウトロールの表面側に効率良く炭素の保護膜を形成できる。
　本発明において、前記リフトアウトロールの底部側に該リフトアウトロールの長手方向に沿ってシールブロックを設け、該シールブロックに沿って炭化水素ガスの搬送を行うガス配管を設け、該ガス配管に間欠的に設けたガス噴出部から前記シールブロックの上部側に前記炭化水素ガスを導く複数のガス流路を設け、これらガス流路から前記リフトアウトロールの表面側に炭化水素ガスを噴出することで前記リフトアウトロールの表面に炭素の保護膜を形成することができる。
　リフトアウトロールの長手方向に沿うシールブロックを設け、シールブロックに沿って設置したガス配管の複数の位置からリフトアウトロールの表面側に炭化水素ガスを供給することで、リフトアウトロールの長手方向に沿ってその表面全域に均一に炭素の保護膜を形成できる。
　本発明のフロートガラスの製造装置は、溶融金属の液面に溶融ガラスを供給してガラスリボンを成形するフロートバスと、前記溶融金属からガラスリボンを持ち上げて搬送するリフトアウトロールを備えたフロートガラスの製造装置であって、前記リフトアウトロールの下方に該リフトアウトロールの長手方向に沿って設けられた台座と、該台座に沿って設けられた炭化水素ガスを供給するガス配管と、前記ガス配管に沿って設けられた冷媒配管と、前記台座上に配置されて前記リフトアウトロールの底部に近接するシールブロックとを備え、前記シールブロックの内部に前記ガス配管からの炭化水素ガスを流すガス流路が形成され、前記シールブロックの上部に前記ガス配管から供給される炭化水素ガスを前記リフトアウトロールの底部に向かって噴出する噴出口が形成され、前記冷媒配管が前記ガス配管内を流れる炭化水素ガスの温度を４００℃以下に制御する冷却能力を有したことを特徴とする。
　４００℃以下に温度制御した炭化水素ガスを、ガス配管を介しリフトアウトロール表面側に送るので、ガス配管の内部で炭化水素ガスを分解させることなくリフトアウトロール表面側に供給できる。このため、リフトアウトロールの表面に効率良く炭素の保護膜を形成できる。また、ガス配管の内部で炭素の析出が起こり難いため、ガス配管の内部が炭素の堆積物で詰まらない。
　本発明において、前記ガス配管の両側に沿うように冷媒配管が設置され、前記ガス配管及び前記冷媒配管が前記シールブロックの底部側にシール材を介し設置された構造にできる。
　ガス配管の両側に冷媒配管を設けることでガス配管の両側から効率良くガス配管を冷却でき、その内部を流れる炭化水素ガスを効率良く冷却できる。このため、ガス配管の途中で炭化水素ガスの分解を抑制できる。
　また、シール材を設けたので、炭化水素ガスがシールブロックと配管の間から漏れない。
　本発明において、前記ガス配管と前記冷媒配管の近傍に、前記ガス配管及び前記冷媒配管の周囲にパージガスを供給するパージガス配管が設置された構造にできる。
　シールブロックと配管の間から漏れた炭化水素ガスをパージガスで薄めることができ、シールブロック、ガス配管と冷媒配管等を含めた噴霧ユニットと台座の間にカーボンが生成するのを防止できる。
　本発明によれば、炭化水素ガスの分解を抑制できるので、濃度の高い炭化水素ガスをリフトアウトロールの表面側に供給できる。このため、リフトアウトロールの表面に必要な厚さの炭素の保護膜を効率よく形成できる。また、炭化水素ガスの供給路の途中で炭素の堆積物を析出させないため、ガス配管の内部を炭素の堆積物で詰まらせることがない。
　よって、目的厚さの炭素の保護膜を備えたリフトアウトロールを用いてガラスリボンに傷や塵を付けることなく、搬送できる。
図１は、本発明に係る第一実施形態のフロートガラス製造装置の全体構成を示す概略図である。 図２は、同製造装置に設けられるリフトアウトロールとその周囲の構造を示す構成図である。 図３は、同製造装置に設けられるリフトアウトロールとその下方に設けられる台座およびガス供給管を示す構成図である。 図４は、実施例においてアセチレンガス分解温度を測定した装置構成を示す図である。 図５は、実施例において試験したアセチレンガス分解率の温度依存性を示すグラフである。 図６は、従来のフロートガラス製造装置の一例を示す構成図である。 図７は、図６に示す装置に設けられる炭素含有ガスの供給管の一例構造を示す構成図である。
　以下、添付図面を参照して本発明に係るフロートガラスの製造装置およびフロートガラスの製造方法の一実施形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
　図1に示すように、本実施形態のフロートガラスの製造装置１は、フロートバス２に供給された溶融ガラスＧを、フロートバス２に湛えられた溶融錫（溶融金属）３の表面に沿って流動させて帯板状のガラスリボン５を成形し、このガラスリボン５をドロスボックス部６に設けたリフトアウトロール７で引き出す装置として構成されている。本実施形態の装置においてガラスリボン５はドロスボックス部６の出口部から取り出された後、レヤーロール９にて徐冷炉１０に引き込まれて冷却され、洗浄された後、所定の寸法に切断され、目的の大きさのフロートガラスが得られる。
　フロートバス２の入口部２ａには、図示略の溶解炉から供給通路１１を介し送られてきた溶融ガラスＧが供給通路１１の終端部に設けられたリップ１２を介し供給されるようになっている。リップ１２の上流側の供給通路１１には溶融ガラスＧの流れを調節するためのフロントツイール１３が設置されている。前記供給通路１１、フロートバス２はそれぞれ耐火レンガ等の耐熱材を複数組み付けて構成されるが、図１では簡略化して記載している。
　フロートバス２は、図１に示すように溶融錫３が満たされた溶融金属浴槽２Ａと、該溶融金属浴槽２Ａの上部に設置された上部構造体２Ｂとからなり、フロートバス２の内部が外部雰囲気とは極力遮断される構成とされている。
　フロートバス２の入口部２ａにはフロントリンテル（前面壁）１５が形成され、フロントリンテル１５の上部が天井壁１６に接続されている。フロートバス２の下流端側には後端壁１７が天井壁１６と接続するように設けられ、後端壁１７において溶融錫３の液面近くの位置にガラスリボン５の出口部１８が形成されている。フロートバス２においてフロントリンテル１５と天井壁１６と後端壁１７とから上部構造体２Ｂが構成されている。
　上部構造体２Ｂには図示略のパイプが備えられ、このパイプから水素及び窒素からなる還元性混合ガスが供給され、フロートバス２の内部空間が常に大気圧以上の還元性雰囲気に保持されている。フロートバス２の内部の還元性雰囲気は、ガラスリボン５が引き出される出口部１８からドロスボックス部６側にも若干流出するようになっている。
　フロートバス２の後段側に設けられているドロスボックス部６は、下部ケーシング６Ａと上部ケーシング６Ｂからなり、本実施形態では下部ケーシング６Ａに３つのリフトアウトロール７が水平に設けられている。リフトアウトロール７は、例えば石英で形成されたロール胴部とこのロール胴部を支持するシャフトから概略構成され、胴部の周面に炭素（カーボン）からなる保護膜７aが形成されている。リフトアウトロール７の設置本数は本実施形態のように３本に限らず、ガラスリボン５を徐冷炉１０側に搬送できるならば何本設けてもよい。下部ケーシング６Ａは、フロートバス２と徐冷炉１０とを接続するように上部ケーシング６Ｂの下方に設けられている。
　前記リフトアウトロール７の下部には、溶融金属浴槽２Ａと徐冷炉１０との間の気流を遮断するために、グラファイト製のシールブロック２１を上部に備えた壁状の台座２２が配置されている。前記シールブロック２１は、その上面をリフトアウトロール７のロール面と接するように台座２２の上部に設けられ、シールブロック２１がリフトアウトロール７の周面との間をある程度気密になるように仕切っている。前記台座２２は、ダクタイル鋳鉄などの厚手の金属片から中空壁状に構成され、下部ケーシング６Ａの内部を仕切るように立設されている。
　ドロスボックス部６の上部ケーシング６Ｂは鋼材製のシーリングゲートとして構成され、フロートバス２と徐冷炉１０の間に設置された天井壁２４と、この天井壁２４から垂下されたステンレス鋼製のドレープ２５とを備えて構成され、下部ケーシング６Ａの上側に設置されている。天井壁２４に垂下された複数のドレープ２５のうち、内側の３つのドレープ２５は、３つのリフトアウトロール７とその上方を移動するガラスリボン５との接触位置の上方に沿うように配置されている。即ち、これらのドレープ２５はリフトアウトロール７の長手方向の全長に渡るようにリフトアウトロール７の中心軸の上方に配置され、上部ケーシング６Ｂの内部空間を複数に仕切っている。
　徐冷炉１０にはレヤーロール９が水平に複数設置されており、ドロスボックス部６を通過して移動してきたガラスリボン５を複数のレヤーロール９によって徐冷炉１０内を搬送できる。
　前記ドロスボックス部６の下部ケーシング６Ａの内部には台座２２とシールブロック２１とリフトアウトロール７の組み合わせが３基ガラスリボン５の搬送方向に所定の間隔をあけて配置されているので、これらによって下部ケーシング６Ａの内部空間は４つの領域に仕切られている。これらの領域にはそれぞれ供給管２３が配置され、供給管２３はドロスボックス部６の外部に延出されて窒素ガス等の非酸化性ガス供給源から各領域に非酸化性ガスを供給できるように構成されている。
　各リフトアウトロール７の両端部分は下部ケーシング６Ａの図示略の側壁近くに近接配置されているので、下部ケーシング６Ａは上面側が開口された箱状の領域とされている。なお、各リフトアウトロール７が、下部ケーシング６Ａの側壁をそのまま貫通している構造を採用することもでき、その場合は、できるだけ密閉構造となるように側壁とリフトアウトロール７との隙間を小さく形成し、隙間については耐熱性のクロス等で覆う構造を採用できる。
　リフトアウトロール７の下部側にリフトアウトロール７の長手方向にその全長に沿ってグラファイト製のシールブロック２１が設けられている。シールブロック２１は、その上部中央側に全長に渡り凹溝２１ａを設けた側面凹型の細長いブロック状に形成され、シールブロック２１の上部側に対しリフトアウトロール７がその底部を擦り付けつつ回転できるように配置されている。このシールブロック２１の下方側には、図３に拡大して示すように、断熱材からなるガスケットなどのシール材３４が設けられ、このシール材３４の下に２本の横断面矩形状の冷媒配管３３、３３とそれらに挟まれた横断面矩形状のガス配管３５が設けられている。
　ガス供給源３７からのガス配管３５はシールブロック２１の凹溝２１aの下方にシールブロック２１の全長に沿って配置され、その左右両側に水などの冷媒を流通させる冷媒配管３３、３３が設置されている。また、冷媒供給源３８からの冷媒配管３３、３３とガス配管３５の下方に、パージガス供給源３９からの横断面矩形状のパージガス配管３６が設置されている。パージガス配管３６の横幅は、冷媒配管３３とガス配管３５と冷媒配管３３とが並んだ分の横幅と略等しくされている。パージガス配管３６の内部流路は２つに区分され、パージガス配管３６は２本の横断面矩形状の配管を溶接により一体化した構造とされている。
　シールブロック２１の下方には、中空壁状の台座２２が設けられ、２本の冷媒配管３３とガス配管３５と２本のパージガス配管３６が台座２２の内部側に収容されている。なお、冷媒配管３３は水などの液体冷媒を循環させる必要があるので、冷媒配管３３の一方を往管とし、他方を戻管として往管と戻管の先端側を接続して構成し、液体冷媒を冷媒配管３３，３３を用いて循環できる構造とされている。図２では、パージガス配管３６，３６、ガス配管３５および冷媒配管３３，３３は、ドロスボックス部６の片側から挿入するようになっているが、左右両側から挿入するようにしてもよい。
　本実施形態では各ガス配管３５の一側端がドロスボックス部６の側壁を貫通してドロスボックス部６の外部側に導出され、外部において炭化水素ガスの１種であるアセチレンガスの供給源３７に接続されている。また、各冷媒配管３３、３３の一端側がドロスボックス部６の側壁を貫通して外部に導出され、給排水用の循環ポンプ（不図示）に接続され、冷媒配管３３、３３を介して水の循環を行うことでそれらの間に配置されているガス配管３５を冷却できる。なお、パージガス配管３６は他の配管とは独立され、パージガス配管３６を通過したパージガスは台座２２とシールブロック２１の間に供給される。パージガス配管３６を通過したパージガスは、シールブロック２１とガス配管３５の間から漏れた炭化水素ガスを薄めて、シールブロック２１とガス配管３５を含む噴霧ユニットと台座２２の間にカーボンが生成することを防止する目的で設けられている。
　尚、本実施形態では、炭化水素ガスの１種として、アセチレンガスを用いたがエチレンガスを用いてもよい。
　前記シールブロック２１の凹溝２１ａの下方に位置するガス配管３５には所定の間隔でノズルなどからなるガス噴出部３５ａが複数形成され、凹溝２１ａの底面側にガス配管３５の各ガス噴出部３５ａに接続し、凹溝２１ａの底面に連通するガス流路２１ｂが所定の間隔で形成されている。図３の例では、ガス流路２１ｂの上端部が噴出口２１ｃとして凹溝２１ａの底面に開口されている。
　ガス配管３５のガス噴出部３５ａからガス流路２１ｂを介しアセチレンガスをシールブロック２１の凹溝２１ａ側に供給すると、アセチレンガスは凹溝２１ａに沿って広がり、その上方で回転しているリフトアウトロール７の表面に到達できる。なお、ガス配管３５の長手方向に沿って複数のガス噴出部３５ａが形成されているので、リフトアウトロール７の長手方向に沿ってできるだけ均一に炭化水素ガスを供給することが好ましい。このためには、ガス噴出部３５ａを構成するためのノズル全体に圧損をつけてリフトアウトロール７の長手方向一端側から他端側に配列されたいずれのガス噴出部３５ａからも同程度のガス量を噴射できる構成とすることが好ましい。
　本実施形態においてガス配管３５からリフトアウトロール７側に供給するアセチレンガスは、４００℃以下に温度制御されており、４００℃以下のできるだけ高い温度に予熱した後に噴出することが好ましい。これはアセチレンガスの温度を４００℃以下に制御することでアセチレンガスのガス配管３５内での分解反応を抑制するためと、アセチレンガスの噴出によってリフトアウトロール下の温度が下がり、アセチレンの分解率が下がるのを防ぐためである。
　ドロスボックス部６には図示略のヒータが設けられており、ガラスリボン５の温度を目的の温度に調節できるように構成されている。
　次に、前記構成のフロートガラスの製造装置１を用いてフロートガラスを製造する方法について説明する。
　図１～３に示す構成の製造装置を用いてガラスリボン５を製造するには、溶融炉から溶融ガラスＧを供給通路１１に供給し、リップ１２の上を流れる溶融ガラスＧの流量をフロントツイール１３の堰き止め量により調整しながらフロートバス２の入口部２ａの溶融錫３上に溶融ガラスＧを供給する。フロートバス２においては溶融錫３の上に流動させた溶融ガラスＧを所定幅、所定厚さの帯板状のガラスリボン５に成形する。このガラスリボン５を回転するリフトアウトロール７で溶融錫３の液面から牽引してドロスボックス部６側に移動させ、次いでレヤーロール９により徐冷炉１０の内部を搬送しながらガラスリボン５を冷却する。徐冷炉１０において冷却されたガラスリボン５は冷却後、切断工程において必要な長さ、幅に切断することで目的の幅と長さのフロートガラスを製造できる。
　前記溶融錫３に溶融ガラスＧを供給してガラスリボン５を成形する場合、ドロスボックス部６の各領域に供給管２３から非酸化性ガスを供給しながらガラスリボン５を成形する。前記ドロスボックス部６の内部を貫通するようにガラスリボン５が通過し、ドロスボックス部６の内部に複数のリフトアウトロール７が設けられているので、ドロスボックス部６の内部を完全な密閉空間とすることはできない。このため、供給管２３を設けてドロスボックス部６の内部領域に非酸化性ガスを供給し、内部領域を非酸化性ガスで正圧化し、ドロスボックス部６の内部に酸素の侵入を防止することが有効である。
　尚、本実施形態においてドロスボックス部６の内部を閉空間と説明するが、ドロスボックス部６はフロートバス２と徐冷炉１０に接続され、リフトアウトロール７の軸受け部分周りも外部に通じているのでこれらの部分からも若干ガス抜けは生じる。以上まとめてこれらの部分からガス抜けを生じる程度にドロスボックス部６を閉じた状態を本実施形態では閉空間と称している。
　前述の閉空間となっているドロスボックス部６においてリフトアウトロール７が回転しつつガラスリボン５を搬送するが、リフトアウトロール７の底部はシールブロック２１の上部と擦れながら回転する。
　リフトアウトロール７によりガラスリボン５を搬送する場合、一例としてガス配管３５のガス噴出部３５ａから濃度１００％のアセチレンガスをシールブロック２１の凹溝２１ａ側に供給すると、アセチレンガスは凹溝２１ａに沿って広がり、その上方で回転しているリフトアウトロール７の表面に到達する。更に、冷媒配管３３、３３を介して冷媒としての水を循環させてガス配管３５を流れるアセチレンガスを４００℃以下、より好ましくは３００℃以下に冷却する。ガス配管３５の内部を流れるアセチレンガスは４００℃以下では大部分が分解せず、３００℃以下ではほとんど分解しないので、ガス配管３５の内部に炭素の堆積物が堆積することはない。このため、濃度１００％のアセチレンガスを用いた場合、濃度１００％のアセチレンガスをほぼそのままリフトアウトロール７の表面に供給することができ、リフトアウトロール７の表面に効率よく炭素の保護膜を形成できる。冷却するアセチレンガスの下限値は、アセチレンガスの噴出によってリフトアウトロール下の温度が下がり、アセチレンの分解率が低下しロール表面における炭素の保護層が形成しにくくなるため、０℃が好ましく、５０℃がより好ましい。
　パージガス配管３６からパージガスを台座２２の内側に送ることにより、シールブロック２１とガス配管３５を含む噴霧ユニットと台座２２の間に漏れ出るアセチレンガスを薄めてこれらの部分と周囲にカーボンが生成することを防止する。
　所望の濃度としたアセチレンガスをリフトアウトロール７側に送ることにより、目的の濃度のアセチレンガスを用いてリフトアウトロール７の表面に必要な厚さの炭素の保護膜を形成できる。アセチレンガスを供給する場合、アセチレンガスの濃度は３０％以上とすることが好ましい。アセチレンガスの純度が低すぎる場合は、保護膜の形成割合が低すぎて十分な厚さの保護膜を形成できないおそれがある。
　尚、炭素の保護膜は、ドロスボックス部６の内部が６５０℃前後となっているのでガラスリボン５を連続生産している間、徐々に燃焼してその厚さが減少する。このため、アセチレンガスを連続的に供給して保護膜を連続的に生成するか、一定時間アセチレンガスを供給後、一定時間アセチレンガスの供給を停止し、所定時間経過後に再度アセチレンガスを送って保護膜を生成する操作を繰り返しながらガラスリボンを生産することが好ましい。
　一例として、濃度１００％のアセチレンガスを用いた場合、所定時間供給後、アセチレンガスの供給を停止し、一定時間経過後再度アセチレンガスの供給を行う操作を繰り返し行うことができる。また、濃度３０～１００％の範囲のアセチレンガスを供給する場合、アセチレンガスの濃度に合わせて連続的に供給することや、供給量を適宜増減して連続運転することもできる。
　アセチレンガスの供給量については、濃度１００％のアセチレンガスを用いる場合、リフトアウトロール７の表面に必要量の保護膜を生成するために、一例として、１Ｌ/分程度のアセチレンガスを供給することで必要な膜厚の保護膜を生成できる。この程度のガス供給量であるならば、リフトアウトロール７を必要以上に冷却することはなく、ガラスリボン５を必要以上に冷却することもない。また、上述の範囲のガス供給量であるならば、ドロスボックス部６の内部に存在する塵埃をガス流で巻き上げてしまうこともない。よって、ガラスリボン５を汚すことなく搬送しつつガラスリボン５を生産できる。
　以下、本発明に係る実施例を説明し、本願発明を更に説明する。
　図１～３に示す構成のガラスリボンの製造装置を用い、ドロスボックス部にガス配管を介しアセチレンガスを供給することを想定し、ガス配管を通過するアセチレンガスの分解挙動について試験した。
　図４に示す環状電気炉４０を用意し、この環状電気炉４０内部を通過するＪＩＳ規定のステンレス鋼であるＳＵＳ３０４製の供給配管４１を設け、環状電気炉４０を通過した供給配管４１の末端を、電子イオン化法を利用した質量分析器（ＥＩ-ＭＳ）４２に接続した。供給配管４１の加熱される容積（環状電気炉４０内を通る容積）は、０．１５Ｌであった。
　測定用に用いるアセチレンガス濃度を濃度１００％、流量０．１Ｌ／分として、ガス配管内の温度を３００、４００、５００、６００、７００、８００℃とした場合のアセチレンガスの分解率を測定した。
　アセチレンガスは分解すると、水素、エチレン、ベンゼンあるいはメタンなどのいずれかの化合物が発生するのでこれら化合物の生成量に応じて分解率を計測できる。
　その結果を図５に示す。
　図５に示す結果から、７００～８００℃ではほとんどのアセチレンガスが反応して分解し、６００℃では半分程度のアセチレンガスが反応して分解する。また、５００℃において数％程度のアセチレンガスが反応して分解することがわかる。　
　アセチレンガスの分解反応は、発熱反応であり、一端分解反応が始まると熱を発生して分解が更に進む可能性が高い。分解反応は、例えば、Ｃ２Ｈ２→２Ｃ＋Ｈ２＋５５ｋｃａｌ／ｍｏｌと表記できる。
　このため、図５の結果から鑑み、アセチレンガスを供給する場合のガス温度を４００℃以下に保持できるならば、ほぼ１００％の濃度のまま未反応のアセチレンガスをリフトアウトロールの表面側に供給できると思われる。
　尚、濃度１００％のアセチレンガスに代えて、Ａｒガスを１０％含有させた濃度９０％のアセチレンガスを用いて上記と同様の試験を行ったところ、４００℃以下の温度でアセチレンガスが分解しないことを確認できた。
　このため、図１～３に示すガラスリボンの製造装置を運転してガラスリボンを生産する場合、冷媒配管３３，３３によりガス配管３５を冷却し、ガス配管３５を介し４００℃以下に冷却したアセチレンガスをリフトアウトロール７側に供給することで効率良く保護膜７ａを生成できると思われる。また、より確実にアセチレンガスの分解反応を抑えるためには、３００℃以下に冷却した状態でアセチレンガスをリフトアウトロール７側に供給することが好ましいと考えられる。
　次に、前述の試験に供給するアセチレンガスの濃度を１００、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１０％にそれぞれ変更して再試験を行い、アセチレンガスの反応率を求めた。環状電気炉４０の加熱温度は８００℃とした。その結果を以下の表１に示す。なお、表１においては、リフトアウトロール側に同等量のアセチレンガスを供給するために、アセチレン濃度の低下に合わせて流入体積を増加し、言い換えると、ガスの供給速度を上げることで同等量のアセチレンを供給した。よって、アセチレン濃度１００％の試験に対し、アセチレン濃度１０％の試験では流入体積（ガス供給量）を１０倍としている。
　具体的には、流入体積は、アセチレン濃度１００％の条件におけるガス供給量を１としたときの、各アセチレン濃度におけるガス供給量の割合を示す。滞留時間は、アセチレン濃度１００％の条件におけるガス加熱時間を１としたときの、各アセチレン濃度におけるガス加熱時間の割合を示す。濃度対応反応率は、各アセチレン濃度におけるガスに含まれるアセチレンが反応した割合を示す。反応率は、アセチレン濃度１００％の条件におけるガス単位体積当たりのアセチレンの反応量を１としたときの、各アセチレン濃度におけるガス単位体積当たりのアセチレン反応量の割合を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示す結果から、アセチレン分解量を同じにして、ロール表面の炭素の保護層を同じ厚みにするために、アセチレン濃度を１０％とした試験では、アセチレン供給量を同じにするためにアセチレン濃度１００％の試験に対しガス供給量を１０倍とするだけでは不十分である。このため、分解率が低くなる分を補うためにガス供給量をもっと多くする必要がある。すなわち、アセチレン濃度１００％と１０％では濃度対応反応率が１００％から５０％になっており、同じ量のアセチレンを分解させるためには、流入体積を２０倍にする必要がある。これは、アセチレン濃度１００％の試験の場合に１Ｌ／分の割合で供給すると仮定すると、２０Ｌ／分のガス供給量となる。仮に、２０Ｌ／分のガス供給量でガス配管からドロスボックス部にガスを供給すると仮定すると、ドロスボックス部の内部に速いガス流を生むこととなり、シールブロックやリフトアウトロールを必要以上に冷却してしまうおそれがある。また、ドロスボックス部の内部に塵埃を巻き上げるおそれもある。
　以上の結果に鑑み、濃度対応反応率において６０％以上を確保し、流入体積を必要以上に増大しない範囲を選択するためには、アセチレン濃度を３０％以上とすることが好ましい。また、濃度対応反応率において７０％以上を確保し、流入体積を高くしないためには、アセチレン濃度５０％以上とすることがより好ましい。
　本出願は、２０１３年４月１６日出願の日本特許出願２０１３－０８５８５６に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明の技術は、フロート法によるガラスリボンの製造技術一般に広く適用できる。
　１…フロートガラスの製造装置、２…フロートバス、２Ａ…溶融金属浴槽、３…溶融錫、５…ガラスリボン、６…ドロスボックス部、６Ａ…下部ケーシング、６Ｂ…上部ケーシング、７…リフトアウトロール、９…レヤーロール、１０…徐冷炉、２１…シールブロック、２１ａ…凹溝、２１ｂ…ガス流路、２１ｃ…噴出口、２２…台座、２３…供給管、３３…冷媒配管、３４…シール材、３５…ガス配管、３５ａ…ガス噴出部、３６…パージガス配管、３７…ガス供給源、３８…冷媒供給源、３９…パージガス供給源。

Claims (7)

  1. 　溶融金属の液面に溶融ガラスを供給してガラスリボンを成形し、このガラスリボンを溶融金属の液面からリフトアウトロールで引き出して次工程に搬送するフロートガラスの製造方法であって、
    　前記リフトアウトロールの表面に４００℃以下に温度制御した炭化水素ガスを送って前記リフトアウトロールの表面に炭素の保護膜を形成し、前記リフトアウトロールでガラスリボンを搬送するフロートガラスの製造方法。
  2. 　前記リフトアウトロールの表面に供給する炭化水素ガスを濃度３０％以上とする請求項１に記載のフロートガラスの製造方法。
  3. 　前記炭化水素ガスをガス配管によって供給し、該ガス配管に沿って設けた冷媒配管により前記ガス配管を冷却し、その内部を流れる炭化水素ガスの温度を４００℃以下に制御する請求項１または請求項２に記載のフロートガラスの製造方法。
  4. 　前記リフトアウトロールの底部側に該リフトアウトロールの長手方向に沿ってシールブロックを設け、該シールブロックに沿って炭化水素ガスの搬送を行うガス配管を設け、該ガス配管に間欠的に設けたガス噴出部から前記シールブロックの上部側に前記炭化水素ガスを導く複数のガス流路を設け、これらガス流路から前記リフトアウトロールの表面側に炭化水素ガスを噴出することで前記リフトアウトロールの表面に炭素の保護膜を形成する請求項１～３のいずれか一項に記載のフロートガラスの製造方法。
  5. 　溶融金属の液面に溶融ガラスを供給してガラスリボンを成形するフロートバスと、前記溶融金属からガラスリボンを持ち上げて搬送するリフトアウトロールを備えたフロートガラスの製造装置であって、
    　前記リフトアウトロールの下方に該リフトアウトロールの長手方向に沿って設けられた台座と、該台座に沿って設けられた炭化水素ガスを供給するガス配管と、前記ガス配管に沿って設けられた冷媒配管と、前記台座上に配置されて前記リフトアウトロールの底部に近接するシールブロックとを備え、
    　前記シールブロックの内部に前記ガス配管からの炭化水素ガスを流すガス流路が形成され、前記シールブロックの上部に前記ガス配管から供給される炭化水素ガスを前記リフトアウトロールの底部に向かって噴出する噴出口が形成され、前記冷媒配管が前記ガス配管内を流れる炭化水素ガスの温度を４００℃以下に制御する冷却能力を有したフロートガラスの製造装置。
  6. 　前記ガス配管の両側に沿うように冷媒配管が設置され、前記ガス配管及び前記冷媒配管が前記シールブロックの底部側にシール材を介し設置された請求項５に記載のフロートガラスの製造装置。
  7. 　前記ガス配管と前記冷媒配管の近傍に、前記ガス配管及び前記冷媒配管の周囲にパージガスを供給するパージガス配管が設置された請求項５または６に記載のフロートガラスの製造装置。
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