專利名稱：：玻璃熔融方法及玻璃熔爐的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種玻璃熔融方法及玻璃熔爐，在利用氧氣燃燒的玻璃產品的制造中，有效地制造玻璃產品。本申請基于2006年3月16日在日本國申請的特愿2006-72235號主張優先權，在此援用其內容。
背景技術：
：近年來，在工業上制造玻璃的玻璃熔爐中，對于需要高溫熔融的這一類玻璃，多利用氧氣燃燒(專利文獻1~3)。特別是對于日池窯等間歇式熔爐中需要高溫熔融的玻璃的熔融，由于在空氣燃燒中熱效率低，多采用氧氣燃燒。但是，若在玻璃的高溫熔融中利用氧氣燃燒，則由于該燃燒氣體中含有較多二氧化碳、水，所以擔心玻璃中的水分濃度升高。水以OH基的形式進入到玻璃中，根據高純度的氧化硅玻璃或無堿玻璃等玻璃的不同種類，該高OH基含量影響到玻璃結構，有可能對后續步驟帶來不良影響，所以擔心產品收獲率降低。而且，該水分濃度還有可能根據季節變化而變化，在玻璃熔融的后續步驟中對水分濃度的調整進行最優化是煩雜的。專利文獻4中公開了在玻璃熔爐中調節氣體中的水分濃度的方法。該方法的目的在于，在二次空氣管上設置加濕器，對供給到熔爐中的空氣進行加濕，從而保持一定的濕度，防止熔爐的溫度變化。該方法使空氣燃燒中的水蒸氣濃度增加。另一方面，對于氧氣燃燒來說，由于產生空氣燃燒的3倍以上的水分，因此以專利文獻4所述的方法無法進行如上所述的通過調節氣體中的水分濃度來調整玻璃中的水分濃度。因此，采用氧氣燃燒作為玻璃熔爐中的熱源時，需要如可以恰當地對熔融玻璃中的水分濃度進行管理的熔融法及熔爐。專利文獻1:日本特開平6-24752專利文獻2:日本特開平10-316434專利文獻3:日本特開平11-11954專利文獻4:日本特開平8-268724
發明內容本發明的目的在于提供一種玻璃熔融方法及玻璃熔爐，即使在利用氧氣燃燒方式作為玻璃熔爐中的玻璃熔融熱源時，也可以對玻璃中水分濃度進行調整。為了解決上述問題，本發明提供一種玻璃的熔融方法，使用具有熔融槽的玻璃熔爐，其中，通過將調整槽配置在該熔融槽中的熔融玻璃流的下游，對調整槽的溫度和導入到調整槽中的氣體量進行調整，從而對氣氛氣體與熔融玻璃表面的界面上的水分濃度的平衡狀態進行控制，調整熔融玻璃中的水分濃度。本發明中，由于在使用氧氣燃燒器熔融原料玻璃時效果特別好，優選將本發明適用于在所述熔融槽中使用氧氣燃燒器熔融原料玻璃的情況中。此外，為了適當地調整熔融玻璃中的水分濃度，優選將調整槽的壓力保持在正壓。此外，本發明提供一種玻璃熔爐，用于實施所述玻璃的熔融方法，熔融原料玻璃，其中，所述玻璃熔爐包括熔融槽；調整槽，用于對在熔融槽中熔融的玻璃的水分濃度進行調整；流液部，用于使熔融玻璃從熔融槽流到調整槽；和分隔壁，用于隔開熔融槽的上部空間與調整槽的上部空間，調整槽包括分隔堰，與分隔壁相比設置在熔融玻璃流的下游；熔融玻璃加熱單元，用于調整熔融玻璃溫度；和氣氛氣體導入口。本發明中，由于在具有氧氣燃燒器的熔爐中效果特別好，優選將本發明適用于所述熔融槽具有氧氣燃燒器的熔爐中。此外，所述熔融玻璃加熱單元優選為浸漬型電極和/或電加熱器。進一步地，所述調整槽優選設置有用于調整氣氛氣體溫度的氣氛氣體加熱單元。此外，氣氛氣體加熱單元優選為電加熱器。根據本發明，在玻璃熔爐中，在熔融槽中的熔融玻璃流的下游設置調整槽來對熔融玻璃中的水分濃度進行調整，因此即使使用氧氣燃燒方式作為玻璃熔融熱源也可以恰當地對熔融玻璃中的水分濃度進行管理。圖1為用于實施本發明的玻璃熔爐的截面圖。符號說明1玻璃熔爐2熔融槽3調整槽4分隔壁5流液部6分隔堰7調整浴8氧氣燃燒器10氣氛氣體導入口11電加熱器12浸漬型電^L14玻璃取出口22原料玻璃23熔融Jf皮璃具體實施方式基于圖1對本發明的實施方式進行說明。圖l為表示適于實施本發明的熔爐的截面示意圖。如圖1所示，熔爐1包括熔融槽2和調整槽3。熔融槽2和調整槽3的上部空間被分隔壁4隔開。向熔融槽2中通過原料加料器21投入原料料斗20中的原料玻璃22。原料玻璃22通過設置在熔融槽2中的多根氧氣燃燒器8,8…熔融，逐漸形成熔融玻璃23。將熔融玻璃23通過分隔壁4下部的流液部5導入到調整槽3中。調整槽3中設置有分隔堰6，熔融玻璃23溢過該分隔堰6并蓄積在調整浴7中。原料供給進行至調整浴7中的蓄積玻璃量達到規定的標準為止。調整槽3的上部空間設置有用于調整氣相中的水分濃度的氣氛氣體投入口10。從該氣氛氣體投入口IO導入干燥氮氣等，使氣氛氣體中的水分濃度低于熔融玻璃23中的水分濃度，由此在氣氛氣體與熔融玻璃23表面的界面上顯現玻璃中水分向氣氛氣體中的擴散，降低玻璃中的水分濃度。而且，在熔融槽2和調整槽3的上部空間中分別設置導出多余排氣的熔融槽用廢氣口9和調整槽用廢氣口24。為了進行熔融玻璃23的熱補償，調整槽3中優選設置熔融玻璃加熱單元。具體地說，通過在調整槽3的上部空間設置電加熱器11或在熔融玻璃23中設置浸漬型電極12并進行焦耳加熱來進行熱補償。電極12的材質優選為鉑，以不被熔融玻璃23侵蝕，但是根據玻璃成分也可以使用鉬。此外，為了調整氣氛氣體的溫度，調整槽3中優選設置氣氛氣體加熱單元。具體地說，可以舉出上述電加熱器11。分隔堰6優選其側壁在流液部5側和調整浴7側都傾斜，熔融玻璃23溢過分隔堰6時，形成順利流動的形狀。通過設置這種形狀的分隔堰6,熔融玻璃23在調整浴7側的側壁流下時，與氣氛氣體的接觸面積增大。因此，具有更容易調整水分濃度，可以縮短調整浴7中的滯留時間的效果。此外，熔融玻璃的強制性攪拌也提高水分濃度調整效果。因此，熔融玻璃23中可以設置攪拌機(未圖示)或從氣體起泡口13導入氣體起泡用氣體進行氣體起泡。此時，與氣氛氣體同樣地，氣體起泡用氣體的水分濃度優選低于熔融玻璃23中的水分濃度。對于導入到調整槽3中的氣氛氣體或氣體起泡用氣體，如果使用通過與熔融槽2排出的燃燒排氣的熱交換而被預熱的氣體則較好。通過熱交換可以減少能量用量。熔融玻璃23在調整浴7中的滯留時間根據玻璃的種類或熔融量不同而各異。由此，調整浴7的容積優選確定為可以確保適當的滯留時間。熔融玻璃23如果被調整為所需的水分濃度，使調整浴7中的熔融玻璃23從設置在調整浴7的底部或下部的玻璃取出口14流出至規定的標準，送到下一步驟。熔融玻璃23流出后，再次關閉玻璃取出口14，再次向熔融槽2中投入原料玻璃22，開始玻璃的熔融。通過重復該操作，可以制造恰當地對水分濃度進行了管理的玻璃。在通過增大調整浴7并對熔融玻璃23的流出量進行管理，從而可以確保適當調整水分濃度的滯留時間的情況下，可以實現連續制造。熔爐l形成過大時，也存在間歇式熔爐的能量效率好的情況。實施例(實施例1)進行了鈉鈣系玻璃的熔融試驗。使用了熔融量為2噸/天、調整浴7的容積為4噸的熔爐1。從在調整浴7內貯留有50%的熔融玻璃23的狀態開始熔融原料玻璃22，用24小時貯留熔融玻璃直至達到規定量。在此期間，為了進行熱補償，通過上部空間的電加熱器11進行氣氛氣體溫度的調整以及通過浸漬型的鉑電極進4于焦耳加熱。氣氛氣體中使用通過與熔融槽2的燃燒排氣的熱交換而被預熱的干燥氮氣。預熱溫度為30(TC左右。在調整槽用排氣口24上設置節流器，使調整槽3內總保持正壓，防止大氣從熔融槽用排氣口9侵入。停止原料玻璃22的投入，在調整浴7內滯留24小時，導入氮氣的同時調整水分濃度后，從玻璃取出口14流出直至調整浴7內的熔融玻璃23的量為50%,進行玻璃的成型。重復三次從原料玻璃22的投入到熔融玻璃23的流出的工序，由各次工序得到的成型玻璃中各切取3塊板狀樣品(a)~(c)，分別測定水分濃度。玻璃中的水分濃度的測定通過紅外線吸收試驗進行，在OH基的紅外線吸收帶(2.8pm、3.6nm)利用朗伯-比爾定律，與標準樣品進行比較來確定。在第一次工序中得到的樣品的水分濃度為400-500ppm。第一次工序由于可能受到了在調整槽3內蓄積50%為止的非穩定狀態的影響，因此從評價中排除。表l中表示第二次的樣品2(a)~2(c)和第三次工序中得到的樣品3(a)~3(c)的水分測定結果。樣品的水分濃度都降低至200ppm左右、即220ppm以下，說明在熔融工序的后續步驟不需要進行水分調整。(比較例1)在調整槽3的上部空間設置氧氣燃燒器8，8…來替代電加熱器11，其他以與實施例同樣的條件進行熔融玻璃23的間歇處理。從得到的成型玻璃中切取3塊板狀樣品(C(a)~C(c)),與實施例同樣地測定水分濃度。其結果如表l所示。樣品C(a)~C(c)為700ppm左右的水分濃度。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>產業上的可利用性本發明中即使使用氧氣燃燒方式作為玻璃熔融熱源，也可以恰當地對熔融玻璃23中的水分濃度進行管理，所以在熔融工序的后續步驟中無需進行水分調整。因此，在產業上是有用的。權利要求1、一種玻璃熔融方法，使用具有熔融槽的玻璃熔爐，其中，包括以下工序通過將調整槽配置在該熔融槽的熔融玻璃流的下游，對調整槽的溫度和導入調整槽中的氣體量進行調整，從而對氣氛氣體與熔融玻璃表面的界面上的水分濃度的平衡狀態進行控制，調整熔融玻璃中的水分濃度。2、根據權利要求1所述的玻璃熔融方法，其中，在所述熔融槽中使用氧氣燃燒器熔融原料玻璃。3、根據權利要求1所述的玻璃熔融方法，其中，將所述調整槽維持為正壓。4、一種玻璃熔爐，用于熔融原料玻璃，其中，所述玻璃熔爐包括熔融槽；調整槽，用于對在該熔融槽中熔融的玻璃的水分濃度進行調整；流液部，用于4吏熔融3皮璃從所述熔融槽流到該調整槽；和分隔壁，用于隔開所述熔融槽的上部空間與所述調整槽的上部空間，所述調整槽包括分隔堰，與所述分隔壁相比i殳置在熔融玻璃流的下游；熔融玻璃加熱單元，用于調整熔融玻璃溫度；和氣氛氣體導入口。5、根據權利要求4所述的玻璃熔爐，其中，所述熔融槽具有氧氣燃燒器。6、根據權利要求4所述的玻璃熔爐，其中，所述熔融玻璃加熱單元為浸漬型電才及和/或電加熱器。7、根據權利要求4所述的玻璃熔爐，其中，所述調整槽進一步包括氣氛氣體加熱單元。8、根據權利要求7所述的玻璃熔爐，其中，所述氣氛氣體加熱單元為電加熱器。全文摘要本發明的玻璃熔融方法使用具有熔融槽的玻璃熔爐，通過將調整槽配置在該熔融槽中的熔融玻璃流的下游，對調整槽的溫度和導入到調整槽中的氣體量進行調整，從而對氣氛氣體與熔融玻璃表面的界面上的水分濃度的平衡狀態進行控制，調整熔融玻璃中的水分濃度。文檔編號C03B5/02GK101400612SQ20078000901公開日2009年4月1日申請日期2007年3月7日優先權日2006年3月16日發明者村上真二,飯野公夫申請人:大陽日酸株式會社;株式會社小原