本發明專利技術的第一目的是提供能夠以優異的品質制造含高濃度的添加劑成分的改性熔融玻璃的玻璃熔融爐、玻璃坯料的改性方法、和熔融玻璃的制造方法。本發明專利技術的玻璃熔融爐(10)是將添加劑加入到熔融狀態的玻璃坯料中以制成改性熔融玻璃，并將該改性熔融玻璃排出的玻璃熔融爐(10)，其包括：將玻璃原料熔融以制成熔融狀態的玻璃坯料的熔融槽(30)；和與熔融槽(30)連通、且將熔融槽(30)內的玻璃坯料導入后移送至排出部的前爐(20)，該前爐(20)具備投入添加劑的投入部，和用于形成上述玻璃坯料的液面上方的加熱氣相部的加熱單元，上述加熱氣相部在上述投入部的下方將來自上述投入部的上述添加劑制成熔融添加劑粒子。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及玻璃熔融爐、玻璃坯料的改性方法、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造方法和玻璃制品的制造裝置。
技術介紹
隨著近年來的對節能化的要求和全球對削減CO2的要求，汽車的窗等為了遮蔽太陽輻射熱而具有深色化的傾向。這是因為，通過減少侵入車內的熱能，可以抑制車內的溫度上升、提高冷氣設備的效率，以期達到削減溫室效應氣體的排出量的效果。特別是近年來，傾向于要求熱遮蔽性極高的玻璃。為了提高玻璃的熱遮蔽性，已采取了在玻璃的表面構成反射膜等的對策，但由于膜的強度和耐久性以及強烈的反射光成為問題的情況較多，所以還要求通過在基底玻璃中添加著色成分來改變玻璃組成，提高熱射線吸收的對策。著色玻璃的制造通常通過改變在熔融槽的上游投入的玻璃原料的組成來進行。但是，該方法的情況下，在接著之前的著色玻璃的制造來制造組成不同的其他著色玻璃時，必須清除熔融槽內的之前的著色玻璃，交換中的中間色玻璃通常不能作為制品而被利用，所以存在浪費較多、或者到顏色更換為止需要長時間的問題。所以，已知有將熔融槽中的在玻璃原料中占大半的組成成分的基底玻璃熔融后，在熔融槽的下游投入作為著色劑的碎玻璃的方法(例如，參照專利文獻I 3)。圖8中示出專利文獻I中記載的分批式材料熔融裝置。圖8中的箭頭A、B、C、D、E表示玻璃在裝置整體中的流動方向。該分批式材料熔融裝置100由組件111、組件112、組件113和移送管106構成， 上述組件111是具備電熔融(利用埋電極形態的加熱單元的電熔融)和/或燃料燃燒型熔融(利用天花板燃燒器的形態的加熱單元的熔融)的熔融室101 ;上述組件112是具備浸沒燃燒器的熔融室102 ;上述組件113是通過移送管104與熔融室101連通，且通過移送管105與熔融室102連通的混合室103 ;上述移送管106將上述組件113和下游側的裝置連通。該熔融裝置100中，在熔融室101中熔融的熔融玻璃和在熔融室102中熔融的熔融玻璃在組件113中混合、均質化，通過移送管106流向下游側。該熔融裝置100中，為了調節從熔融室101出來的玻璃的組成而采用熔融室102，從而能夠例如改變混合后的玻璃的粘度特性、氧化還原特性或光譜學特性。專利文獻2記載的技術中，在爐的內部，在熔融玻璃的上方配置輔助槽，向該輔助槽中導入具有高濃度的追加物的料，利用來自供給裝置的氣流對料加熱使其熔融，使熔融的料流入熔融玻璃。專利文獻3記載的技術中，利用配置于玻璃熔融爐的下游的腰部(爐喉)的供給裝置向在玻璃熔融爐的熔融帶處熔融的基底玻璃中添加改性物質。在專利文獻3記載的技術中，供給裝置的一例的結構是，相對于水平流動的熔融的基底玻璃配置垂直管，通過該垂直管來供給改性物質。此外，還記載了在連接于供給裝置的中空熔融器中，利用電加熱方法等將改性物質熔融后，將其供給至熔融的基底玻璃。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本專利特表2005-510439號公報專利文獻2:日本專利特開昭49-31725號公報專利文獻3:日本專利特表平11-513972號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的技術問題 但是，根據本專利技術人研究的結果可知，如果是使用燃燒器的通常的熔融方法，則按照近年來的節能實施政策所要求的含高濃度的著色劑的玻璃將難以均勻地熔融。其原因是，利用燃燒器的輻射熱將玻璃原料熔融時，玻璃中所含的著色劑的熱射線吸收率過于高，所以導致熱射線在熔融的含著色劑的玻璃的上層被吸收，無法進行使熱量到達熔融槽底部的熔融玻璃的充分的輻射傳熱。通過投入大量的能量并將熔融槽設定在高溫來將含著色劑的玻璃熔融雖然在技術上能夠實現，但消耗能量增加，并且需要大型的設備。此外，含著色劑的玻璃如上所述，難以進行輻射傳熱，所以也難以將熔融的含著色劑的玻璃保持于規定溫度，槽底部的熔融玻璃容易變冷。例如在欲設計超高隔熱汽車天窗等用的玻璃時，必須在玻璃中添加作為著色劑的3 5%以上的氧化鐵成分。本專利技術人對將這種組成的玻璃熔融的情況通過模擬進行了研究。根據其結果可知，通常在熔融槽中熔融的玻璃被冷卻至適于成形等后續工序的溫度(1300°C左右)，但上述組成的玻璃導致該冷卻工序中槽底部的熔融玻璃過于冷，不流動而產生停滯的熔融玻璃區域。如果產生這種停滯區域，則在制造其他組成的玻璃而交換熔融玻璃時需要長時間，并且在不同的熔融玻璃作局部流動時，會成為導致波筋缺陷或泡缺陷的原因。此外，在冷卻槽及熔融工序的停滯部如果出現熔融玻璃溫度不能升高且不流動的熔融玻璃區域，則有可能使對熔融玻璃的澄清過程有貢獻的體積會顯著減小，使品質和生產性顯著降低或無法生產。通常還已知將電熔融活用于熔融玻璃的低層的因低溫而停滯的熔融玻璃的升溫的例子，本專利技術人對此通過模擬進行了研究。其結果是，對于特別容易低溫化、接近成形工序且對所制造的玻璃制品的品質具有強烈影響的冷卻槽等的熔融玻璃的低層部難以進行均勻的電加熱。另一方面，不需要來自上部的輻射加熱的電熔融槽熔爐也是將這種深色玻璃熔融的方法的候補，該方法中也同樣地，由電熔融槽熔爐熔融的玻璃在被送至后續工序的流路和冷卻槽中容易陷入熱量不足的狀態，發生在槽底部附近的熔融玻璃的低溫化和滯留。此外，如上述的專利文獻I 3記載的技術，在通過將作為著色劑的碎玻璃(以下，也稱為著色劑碎玻璃)投入熔融的基底玻璃的方法來制造以3 5%的高濃度包含著色劑的深色玻璃時，例如在使用含數十百分含量的著色劑的著色劑碎玻璃的情況下，相對于基底玻璃必須投入十到數十百分含量的著色劑碎玻璃。如專利文獻I 3中記載的技術，在采用浸沒燃燒器、加熱氣流、電等的加熱的情況下，難以將以這種高濃度包含著色劑的碎玻璃熔融，假設即使能熔融，在對一旦被冷卻的碎玻璃進行再加熱時，著色劑碎玻璃的溫度為數100°C左右，遠遠低于基底玻璃的溫度。例如，相對于1300°c的基底玻璃，投入10%的300°C的著色劑碎玻璃時，會導致玻璃整體溫度下降100°C左右。因該溫度下降，熔融玻璃的粘度上升，所以攪拌變得困難，且也不容易對分布的低溫的著色劑碎玻璃進行均勻的攪拌。如果采用專利文獻I記載的技術，如圖8所示，需要用于將著色劑等添加劑熔融的熔融室102，導致設備體積增大。此外，在相同的熔融室102中制造其他的著色玻璃時，必須完全地將熔融室102內的著色劑除去，顏色更換需要長時間。所以，不適合用于要求少量多品種生產的著色玻璃的制造。還有，在熔融室102的利用浸沒燃燒器的液中熔融法中，由于在玻璃融液中使燃燒器燃燒，所以所熔融的著色劑等添加劑容易包含大量的氣泡，在所制造的玻璃制品中有可能混入氣泡。根據如上所述的背景，本專利技術的目的是提供能夠以優異的品質制造含高濃度的添加劑成分的改性熔融玻璃的玻璃熔融爐、玻璃坯料的改性方法、和熔融玻璃的制造方法。此外，本專利技術的目的是提供使用上述的熔融玻璃的制造方法的玻璃制品的制造方法。還有，本專利技術的目的是提供具備上述的玻璃熔融爐的玻璃制品的制造裝置。解決技術問題所采用的技術方案本專利技術提供一種玻璃熔融爐，它是將添加劑加入到熔融狀態的玻璃坯料中以制成改性熔融玻璃，并將該改性熔融玻璃排出的玻璃熔融爐，其包括:將玻璃原料熔融以制成玻璃坯料的熔融槽；和與上述熔融槽連通、且將該熔融槽的玻璃坯料導入后移送至排出部的前爐，該前爐具備投入添加劑的投入部，和用于形成上述玻璃坯料的液面上本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：石川豐，田中千禾夫，
申請(專利權)人：旭硝子株式會社，
類型：
國別省市：
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