JP2000247647A

JP2000247647A - 溶融ガラスの減圧脱泡装置用炉材および減圧脱泡装置

Info

Publication number: JP2000247647A
Application number: JP11050529A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ishino; 利弘石野; Koji Obayashi; 浩治大林
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】貴金属を使用した場合に比べ装置の製造コスト
を低減し、溶融ガラス中に発生する気泡個数を低減し、
大流量の溶融ガラスを減圧脱泡処理することができる減
圧脱泡装置用炉材の提供。【解決手段】減圧脱泡装置の流路の、少なくとも溶融ガ
ラスと直接接触する部分に用いる炉材であって、酸素含
有雰囲気下、７００℃以上で加熱処理された電鋳耐火
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に供給され
る溶融ガラスから気泡を除去する溶融ガラスの減圧脱泡
装置に用いる炉材およびこれを用いる溶融ガラスの減圧
脱泡装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、成形されたガラス製品の品質
を向上させるために、溶解槽で溶融した溶融ガラスを成
形装置で成形する前に溶融ガラス内に発生した気泡を除
去する減圧脱泡装置が用いられている。このような従来
の減圧脱泡装置を図２に示す。図２に示す減圧脱泡装置
１００は、溶解槽１１２中の溶融ガラスＧを減圧脱泡処
理して、次の成形処理槽（図示せず）に連続的に供給す
るプロセスに用いられるものであって、真空吸引されて
いる。減圧ハウジング１０２内に水平に減圧脱泡槽１０
４が収納配置され、その両端に垂直に取り付けられる上
昇管１０６および下降管１０８が収納配置されている。

【０００３】上昇管１０６は減圧脱泡槽１０４に連通
し、脱泡処理前の溶融ガラスＧを溶解槽１１２から上昇
させて減圧脱泡槽１０４に導入する。下降管１０８は、
減圧脱泡槽１０４に連通し、脱泡処理後の溶融ガラスＧ
を減圧脱泡槽１０４から下降させて、次の成形処理槽に
導出する。そして、減圧ハウジング１０２内において、
減圧脱泡槽１０４、上昇管１０６および下降管１０８の
周囲には、これらを断熱被覆する断熱用レンガなどの断
熱材１１０が配設されている。なお、減圧ハウジング１
０２は、金属製、例えばステンレス製であり、外部から
真空ポンプ（図示せず）等によって真空吸引され、内部
が減圧され、内設される減圧脱泡槽１０４内を所定の圧
力、例えば１／２０〜１／３気圧の減圧状態に維持す
る。

【０００４】従来の減圧脱泡装置１００においては、高
温、例えば１２００〜１４００℃の温度の溶融ガラスＧ
を処理するように構成されているので、本出願人の出願
に係る特開平２−２２１１２９号公報に開示しているよ
うに、減圧脱泡槽１０４、上昇管１０６および下降管１
０８などのように溶融ガラスＧと直接接触する部分は、
通常白金または白金ロジウムのような白金合金などの貴
金属製円管で構成されている。

【０００５】ここで、溶融ガラスＧと直接接触する部分
を白金または白金合金などの貴金属製円管で構成するの
は、白金合金などの貴金属は溶融ガラスとの高温反応性
が低く、溶融ガラスＧとの反応による溶融ガラスＧの不
均質化が生じないからである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、減圧脱泡槽
１０４は、機械的強度の点からは円管とするのがよい
が、白金などの貴金属は高価であるため、その肉厚は厚
くできない。すなわち、コストおよび強度の両方の点か
ら円管の直径はあまり大きくできず、減圧脱泡槽１０４
で脱泡処理できる溶融ガラスＧの流量にも限界があり、
大流量の減圧脱泡装置を構築できないという問題があっ
た。もちろん、減圧脱泡槽１０４の全長を長くして容量
を大きくし、脱泡処理できる溶融ガラスＧの流量を増加
させることも考えられるが、装置が長大化し、高価にな
るという問題があった。

【０００７】また、溶解槽１１２の温度は、粉体原料の
溶解を促進するためにも、また、溶融ガラスＧの粘度を
低下させて減圧脱泡を促進するためにも、高い方が好ま
しい。しかしながら、白金などの貴金属の高温強度の点
から、従来の減圧脱泡装置１００の入口での溶融ガラス
Ｇの温度は、上述した所定温度（１２００〜１４００
℃）に制限されていた。

【０００８】一方、成形処理槽において、脱泡処理済の
溶融ガラスを成形するのに適した温度は、成形物、例え
ば板材や瓶材などによって異なるが、所定温度（１２０
０〜１４００℃）に制限される。このため、溶融ガラス
Ｇの流量（脱泡処理量）は大きくできず、溶融ガラスＧ
自体が持ち込む熱量もあまり大きくなくなる。その結
果、減圧脱泡装置１００内で溶融ガラスＧの温度が低下
し、減圧脱泡装置１００の出口での溶融ガラスＧの温度
が成形に必要な温度より低くなる問題があった。

【０００９】そこで、上述の問題点の克服のために、減
圧脱泡槽１０４や上昇管１０６や下降管１０８の溶融ガ
ラスＧと直接接触する部分に高価な白金合金などの貴金
属を用いる替わりに、安価な耐火物を用いることが考え
られる。

【００１０】ところが、一般に耐火物を溶融ガラスと直
接接触させて使用すると、耐火物の表面から溶融ガラス
中に細かい気泡が発生する。この気泡発生のメカニズム
として、耐火物に不可避的に存在する二酸化炭素（ＣＯ
₂）ガスや窒素（Ｎ₂）ガス等の気体の溶融ガラスへの
放出、耐火物中の炭素、炭化物、窒素、窒化物等の不純
物が溶融ガラス中に溶存している酸素や溶融ガラスのガ
ラス成分に酸化されることによる二酸化炭素（ＣＯ₂）
ガスや窒素（Ｎ₂）ガスの発生等が考えられる。このよ
うな気泡は、溶融ガラス内を浮上してその表面に到達で
きる程大きくないため、減圧脱泡によっても完全に除去
することは困難である。

【００１１】通常、溶解槽等に用いられる電鋳耐火物
は、黒鉛電極を用いたアーク式電気炉で耐火原料を溶融
した後、鋳型に鋳造、冷却、固化することにより製造さ
れる。この製造方法では、炭素、窒素，炭化物、窒化物
等が不純物として含有することは避けられず、これらの
不純物を含有しない電鋳耐火物を製造するのは極めて困
難である。

【００１２】通常の重油燃焼や電気溶融の溶解槽であれ
ば、過剰空気による燃焼や大気雰囲気下で溶融するた
め、熱上げ時、または操業初期段階において、数％程度
以上の酸素を含有した雰囲気にさらされることから、こ
れら不純物の炭素分や窒素分は酸化されて気体となり、
耐火物から除去される。このため、発泡が問題となるの
は、主に溶融開始初期の段階に限られる。例えば、特公
平５−９３８０号公報には、従来技術として、築炉後、
炉内の雰囲気を高温酸化状態に保持することで、炉内の
酸化雰囲気にさらされた耐火物の表面を酸化状態とし
て、操業初期に生じる発泡を減少する技術が記載されて
いる。

【００１３】しかしながら、減圧脱泡装置においては、
通常−５００〜−６００ｍｍＨｇの雰囲気で減圧脱泡処
理するために、通常の溶解槽の雰囲気に比べて、酸素分
圧は、１／３〜１／５程度に低くなる。そのため、アル
ミナ−ジルコニア−シリカ系，アルミナ系，ジルコニア
系等の電鋳耐火物を溶融ガラスと直接接触する面に用い
た場合、操業初期段階に耐火物中の前記不純物を酸化さ
せて二酸化炭素、窒素等の気体として効率的に除去する
のは困難である。

【００１４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、白金等の貴金属を使用した場合に比べ、大幅に
装置の製造コストが低減し、かつ、溶融ガラスの流量増
にも対応可能であり、かつ、減圧脱泡処理中に耐火物中
の不純物に起因して溶融ガラス中に発生する気泡個数を
低減し、優れた品質のガラス製品を得ることができる減
圧脱泡装置用炉材および減圧脱泡装置を提供することを
課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、第
１の態様として、溶融ガラスの脱泡処理を行う減圧脱泡
装置の流路の、少なくとも前記溶融ガラスと直接接触す
る部分に用いる炉材であって、酸素含有雰囲気下、７０
０℃以上で加熱処理された電鋳耐火物であることを特徴
とする溶融ガラスの減圧脱泡装置用炉材を提供する。こ
こでいう電鋳耐火物は、耐火原料を完全に溶融し、その
溶融物を所定の形状の鋳型に鋳造後、徐冷、固化させて
得られる耐火レンガである。前記加熱処理された電鋳耐
火物は、前記溶融ガラスと直接接触する面が、前記加熱
処理される前に前記電鋳耐火物の鋳込み面の表層から５
ｍｍ以上除去して形成された電鋳耐火物であるのが好ま
しく、前記電鋳耐火物は、アルミナ系電鋳耐火物、ジル
コニア系電鋳耐火物およびアルミナ−ジルコニア−シリ
カ系電鋳耐火物の群より選択される少なくとも１種であ
るのが好ましい。

【００１６】また、本発明は、第２の態様として、減圧
吸引される減圧ハウジングと、この減圧ハウジング内に
収容され、溶融ガラスを減圧脱泡する減圧脱泡槽と、こ
の減圧脱泡槽に連通され、脱泡処理前の溶融ガラスを前
記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に
連通され、脱泡処理後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽か
ら導出する導出手段とを有し、前記減圧脱泡槽は、少な
くとも溶融ガラスと直接接触する部分が、前記減圧脱泡
装置用炉材で構成された流路を有することを特徴とする
溶融ガラスの減圧脱泡装置を提供する。ここで、前記導
入手段および前記導出手段はそれぞれ上昇管および下降
管であり、前記上昇管および前記下降管のうち少なくと
も前記下降管が、前記減圧脱泡装置用炉材で構成される
のが好ましい。

【００１７】なお、本発明の第２の態様は、減圧吸引さ
れる減圧ハウジングと、この減圧ハウジング内に収容さ
れ、溶融ガラスを減圧脱泡する減圧脱泡槽と、この減圧
脱泡槽に連通され、脱泡処理前の溶融ガラスを前記減圧
脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に連通さ
れ、脱泡処理後の溶融ガラスを前記減圧脱泡槽から導出
する導出手段とを有し、前記減圧脱泡槽は、少なくとも
溶融ガラスと直接接触する部分が電鋳耐火物で構成さ
れ、予め酸素含有雰囲気下、７００℃以上で加熱処理さ
れた流路を有することを特徴とする溶融ガラスの減圧脱
泡装置であってもよい。

【００１８】ここで、前記導入手段および前記導出手段
はそれぞれ上昇管および下降管であり、前記上昇管およ
び前記下降管のうち少なくとも前記下降管は、電鋳耐火
物で構成され、予め酸素含有雰囲気下、７００℃以上で
加熱処理されるのが好ましい。さらに、前記電鋳耐火物
は、前記溶融ガラスと直接接触する面が、前記加熱処理
される前に前記電鋳耐火物の鋳込み面の表層から５ｍｍ
以上除去して形成された電鋳耐火物であるのが好まし
く、またアルミナ系電鋳耐火物、ジルコニア系電鋳耐火
物およびアルミナ−ジルコニア−シリカ系電鋳耐火物の
群より選択される少なくとも１種であるのが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る溶融ガラスの
減圧脱泡装置用炉材およびこれを用いる溶融ガラスの減
圧脱泡装置を添付の図面に示す好適実施例に基づいて、
詳細に説明する。図１は、本発明の第２の態様の溶融ガ
ラスの減圧脱泡装置の一実施例の断面模式図である。

【００２０】図１に示すように、本発明の第２の態様の
溶融ガラスの減圧脱泡装置１０は、溶解槽２４内の溶融
ガラスＧを減圧脱泡処理して、図示しない次の成形処理
槽、例えば、板材の成形処理槽（例えば、フロートバ
ス）や瓶などの成形作業槽などに連続的に供給するプロ
セスに用いられる。そしてこの減圧脱泡装置１０は、略
門型のステンレス製減圧ハウジング１２と、減圧ハウジ
ング１２内に水平に収納配置され、矩形断面をもつ減圧
脱泡槽１４と、減圧脱泡槽１４の左右両端部にそれぞれ
垂直に収納配置されて取り付けられる上昇管１６および
下降管１８とを有する。また、図示例の減圧脱泡装置１
０においては、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降
管１８と、減圧ハウジング１２との間には断熱材２０が
充填され、減圧脱泡槽１４、上昇管１６および下降管１
８の各々の周囲を断熱被覆している。

【００２１】図示例においては、上昇管１６の上側部分
は、減圧ハウジング１２の脚部１２ａに収納配置され
る。また、上昇管１６の下側部分は、減圧ハウジング１
２の脚部１２ａから突出し、上流案内ダクト２６の開放
端に嵌入され、上流案内ダクト２６内の溶融ガラスＧ内
に浸漬されている。そして、上流案内ダクト２６は、溶
解槽２４に連通されている。一方、下降管１８の上側部
分は、減圧ハウジング１２の脚部１２ｂに収納配置され
る。また、下降管１８の下側部分は、減圧ハウジング１
２の脚部１２ｂから突出し、下流案内ダクト２８の開放
端に嵌入され、下流案内ダクト２８内の溶融ガラスＧ内
に浸漬されている。そして下流案内ダクト２８は、図示
しない次の成形処理槽に連通されている。

【００２２】減圧ハウジング１２は、図示例では、両脚
部１２ａおよび１２ｂを有する略門型をなすステンレス
製ハウジングであり、減圧脱泡槽１４、上昇管１６およ
び下降管１８を収納し、これら、特に減圧脱泡槽１４の
内部を所定の減圧条件（後述する）に維持するための圧
力容器として機能するもので、図中右上部に内部を真空
吸引して減圧するための吸引口１２Ｃを有する。この減
圧ハウジング１２の吸引口１２Ｃは図示しない真空ポン
プ等に接続される。なお、減圧ハウジング１２の形状お
よび材質は、その機能を阻害するものでなければ、何ら
限定されるものではない。

【００２３】減圧脱泡槽１４は、図１中左下側において
上昇管１６の上端に連通し、右下側において下降管１８
の上端に連通し、その左上側および右上側に、減圧脱泡
槽１４内を所定の減圧状態（設定減圧条件）に維持する
ための吸引口１４ａ，１４ｂを有している。減圧脱泡槽
１４内においては、上昇管１６から導入された溶融ガラ
スＧが図中右側に向って流れ、下降管１８に導出される
が、減圧脱泡槽１４の上部には溶融ガラスＧ中の気泡を
浮上させて破泡させるための上部空間１４ｓが設けられ
る。さらに、減圧脱泡槽１４内には溶融ガラスＧ中を浮
上してきた気泡を堰止め、破泡を促進するとともに、下
流への気泡の流出を低減し、もしくは防止するために、
溶融ガラスＧ中にその一部が浸漬され、その余が上部空
間１４ｓに突出するバリヤ３０ａ，３０ｂが配設され
る。

【００２４】ここで、減圧脱泡槽１４内での減圧条件
は、溶融ガラスＧの粘度（温度）などの条件に応じて１
／２０〜１／３気圧に設定される。また、溶解槽２４の
溶融ガラスＧと減圧脱泡槽１４の溶融ガラスＧとのレベ
ル差Ｈは、設定された減圧条件に応じて、溶融ガラスＧ
の突沸、減圧脱泡槽１４からの素地のオーバフローなど
を防止するようなレベル差に設定される。従って、減圧
脱泡槽１４内の圧力を１／２０〜１／３気圧に設定する
と、溶解槽２４と減圧脱泡槽１４との溶融ガラスＧのレ
ベル差Ｈは約２．５〜３．５ｍとなる。

【００２５】減圧脱泡槽１４は、所定寸法の流路断面形
状、好ましくは矩形断面を有し、所定長さの管、好まし
くは角筒状管（角管）であって、嵩密度が高く稠密な電
鋳耐火物で構成される。こうすることで、白金合金等の
貴金属製材料で構成する場合に比べ、装置の製造コスト
が大幅に低減し、大流量の溶融ガラスを処理できる。減
圧脱泡槽１４の流路の断面形状は、矩形、円形、楕円
形、多角形等、どのような形状でもよく、特に限定され
ないが、矩形とすれば、設置面積に比して流量を大きく
できるので好ましい。

【００２６】電鋳耐火物は、耐火原料を電気溶融した後
に、所定の形状に鋳込み成形して製造された耐火物であ
れば特に限定されず、公知の種々の電鋳耐火物が使用可
能であり、ジルコニア系電鋳耐火物、アルミナ系電鋳耐
火物、アルミナ−ジルコニア−シリカ（ＡＺＳ；Ａｌ₂
Ｏ₃−ＺｒＯ₂−ＳｉＯ₂）系電鋳耐火物等が好適に例
示される。

【００２７】ところで、減圧脱泡槽１４においては、通
常燃焼の溶解槽の雰囲気に比べて、酸素分圧は、１／３
〜１／５程度に低くなる。そのため、通常の電鋳耐火物
を溶融ガラスと接触する面に用いると、操業初期段階に
耐火物中の炭素、炭化物、窒化物等の発泡の原因となる
不純物を酸化させて二酸化炭素、窒素等の気体として効
率的に除去するのは困難である。このため、減圧脱泡処
理中に、減圧脱泡処理の初期段階のみならずそれ以降に
おいても、これらの不純物が、ガラス中に溶存している
酸素やガラス中の酸化物に酸化されることにより、二酸
化炭素、窒素泡を多数断続的に発生させてしまうという
問題がある。これでは、ガラス製品の品質を十分に高く
できない。

【００２８】そこで、本発明では、減圧脱泡装置の流路
の、少なくとも溶融ガラスと直接接触する部分に用いる
炉材として電鋳耐火物を選択し、これを予め所定条件下
で加熱処理しておく。これにより、減圧脱泡操業中、耐
火物の不純物に起因する発泡が大幅に低減することを知
見して本発明に至ったものである。すなわち、本発明で
は、酸素含有雰囲気下、７００℃以上、好ましくは１１
００℃以上で加熱処理された電鋳耐火物を、減圧脱泡装
置用炉材として使用する。

【００２９】ここで、酸素含有雰囲気としては、酸素を
含有している限り特に限定されるものではなく、大気雰
囲気とすれば十分である。なお、酸素の分圧を大気より
も高めた雰囲気を使用してもよい。処理温度としては、
７００℃以上で加熱処理することが、炉材からの発泡の
低減効果が認められる点から好ましく、１１００℃以上
で加熱処理することが、特に好ましい。なお、処理温度
の上限は、使用する電鋳耐火物に応じて適宜決定すれば
よく、特に限定されないが、例えば１４５０℃以下であ
る。１４５０℃以上では、アルミナ−ジルコニア−シリ
カ（ＡＺＳ；Ａｌ₂Ｏ₃−ＺｒＯ₂−ＳｉＯ ₂）系電鋳
耐火物から、粘度の高いガラス質が溶出するためであ
る。

【００３０】加熱処理の方法としては、特に限定され
ず、公知の種々の方法により加熱を行えばよい。また、
減圧脱泡装置を構築する際は、加熱処理前の電鋳耐火物
を使用しておき、装置構築後、減圧加熱前に、予め酸素
含有雰囲気下で上記加熱処理を行う構成としてもよい。

【００３１】ここで、溶融ガラスＧと直接接触する電鋳
耐火物の表面は、上記加熱処理される前に電鋳耐火物の
鋳込み面の表層から５ｍｍ以上除去して形成されること
が好ましい。電鋳耐火物の鋳込み面の表層から５ｍｍ以
上除去するには、研磨や切断によって行なう。鋳込み面
の表層から５ｍｍ以上除去した後、加熱処理された電鋳
耐火物の表層付近は、鋳込み面の表層を除去せずに加熱
処理した電鋳耐火物の表層付近に比べ、操業初期段階の
発泡の原因となる不純物の含有量が少ないからである。

【００３２】すなわち、電鋳耐火物に含まれる不純物、
例えば炭素の場合、黒鉛電極を用いたアーク式電気炉で
炭素を含む耐火原料が溶融されるため、さらには、有機
性樹脂材料で固めた砂や黒鉛によって鋳型が構成される
ため、製造された電鋳耐火物の表層付近は、その内部に
比べて、炭素含有量が多い。例えば、ジルコニア系電鋳
耐火物の場合、電鋳耐火物の表層から１０ｍｍ以上３０
ｍｍ以下の深さに含まれる不純物としての炭素含有量は
１６０ｐｐｍであり、電鋳耐火物の表層から９０ｍｍ以
上１１０ｍｍ以下の深さに含まれる不純物の炭素含有量
も１６０ｐｐｍであるのに対し、電鋳耐火物の表層から
１０ｍｍまでの深さに含まれる不純物としての炭素含有
量は２４０ｐｐｍと多い。このように製造された電鋳耐
火物の表層付近は内部に比べて不純物の含有量が多いた
め、本発明では、電鋳耐火物の表層を研磨または切断し
て除去し、不純物の含有量が少ない電鋳耐火物の内部を
溶融ガラスＧと直接接触する電鋳耐火物の表面とし、そ
の後この電鋳耐火物を酸素含有雰囲気下、加熱処理す
る。これによって鋳込み面の表層を除去しても依然とし
て電鋳耐火物に含まれる表層付近の不純物を酸化除去す
ることができるので、不純物の含有量は一層少なくな
る。

【００３３】なお、本発明では、電鋳耐火物の鋳込み面
の表層は、発泡の原因となる不純物を効率的に酸化除去
するため、５ｍｍ以上除去されることが好ましく、より
好ましくは、１０ｍｍ以上除去されるとよい。除去する
ための研磨方法や切断方法は、特に限定されず、例えば
研磨は、平面研磨機等公知の研磨機を用いて研磨され、
切断は公知の切断機によって行なわれる。加熱処理は、
減圧脱泡装置を構築する前に、鋳込み面の表層が除去さ
れた電鋳耐火物各々に対して加熱処理を行ない、その後
この電鋳耐火物を組んで減圧脱泡装置を構築してもよい
し、また、鋳込み面の表層が除去された電鋳耐火物を組
んで減圧脱泡装置を構築した後加熱処理を行なってもよ
い。

【００３４】なお、減圧脱泡装置の全てを減圧脱泡装置
用炉材として上記電鋳耐火物で構成する必要はなく、溶
融ガラスの脱泡処理を行う減圧脱泡装置の流路４０の、
少なくとも前記溶融ガラスと直接接触する部分のみを上
記減圧脱泡装置用炉材で構成してもよい。また、本発明
の減圧脱泡装置用炉材は、減圧脱泡槽のみに適用しても
よいし、減圧脱泡槽のみならず、上昇管や下降管にも適
用する構成としてもよい。この場合、少なくとも下降管
に適用することが好ましい。下降管の電鋳耐火物の表面
から発生した気泡は減圧脱泡による除去はできないから
である。

【００３５】このような本発明の減圧脱泡装置用炉材を
用いて所定の断面形状、例えば矩形断面を持つ所定長の
減圧脱泡槽を構築する方法は、特に制限的ではなく、例
えば小さい直方体の電鋳耐火物を互い違いに３次元的
に、すなわちラビリンス構造に積み上げ、その間の目地
の部分を目地材で埋めて、所定長の管、例えば角筒状管
を形成してもよいし、長さの短かい筒状、例えば角筒状
の電鋳耐火物を一列に積み重ねて、その間の目地の部分
を目地材で埋め、所定長の管、例えば角管を形成しても
よい。なお、本発明に用いられる所定断面形状の減圧脱
泡槽１４の長さＬは、特に制限的ではないが、減圧脱泡
槽１４内における溶融ガラスＧの深さ、種類、粘度（温
度）、流量（脱泡処理量）および流速などに応じて、溶
融ガラスＧ中の気泡が十分に浮上し、かつ破泡されて除
去されるのに必要な時間だけ溶融ガラスＧが減圧脱泡槽
１４内に留まることができる長さ、すなわち十分に脱泡
処理される時間が得られる長さに設定すればよい。

【００３６】上昇管１６および下降管１８は、それぞれ
減圧脱泡槽１４内の溶融ガラスＧと溶解槽２４内の溶融
ガラスＧとのレベル差Ｈを保つために、用いられるもの
である。上昇管１６は、脱泡処理されていない溶融ガラ
スＧを減圧によって溶解槽２４から上流案内ダクト２６
を経て持ち上げ、減圧脱泡槽１４内に導入する。また下
降管１８は、脱泡処理された溶融ガラスＧを減圧脱泡槽
１４から導出して下降させ、下流案内ダクト２８を経由
して図示しない次の成形処理槽へ送り出す。

【００３７】ところで、本発明においても、脱泡処理を
開始する際、すなわち溶融ガラスＧを流し始める際に
は、減圧脱泡装置１０の各部、すなわち上昇管１６、減
圧脱泡槽１４および下降管１８の温度は適温から低下し
ているので、運転開始のために加熱が必要であり、この
ために、図示されていない運転開始用加熱装置が設けら
れている。さらに、図示されていないが、運転開始のた
めには、サイホンの原理を働かせる必要があり、上流案
内ダクト２６のみならず下流案内ダクト２８にも溶融ガ
ラスＧがなければならないので、上流案内ダクト２６か
ら下流案内ダクト２８に溶融ガラスＧを流すためのバイ
パス（図示せず）を設けておくのが好ましい。

【００３８】ここで、本発明の減圧脱泡装置１０の処理
対象となる溶融ガラスＧは、特に制限的ではなく、例え
ば、ソーダライムシリカガラスやホウケイ酸ガラスなど
を挙げることができる。

【００３９】本発明に係る溶融ガラスの減圧脱泡装置
は、基本的に以上のように構成されるが、以下にその作
用について説明する。

【００４０】まず、減圧脱泡装置１０の運転を開始する
に先立って、流路４０を十分加熱する。予め流路４０内
を加熱することで溶融ガラスＧを減圧脱泡槽１４に円滑
に減圧吸引して上昇させ、減圧脱泡するためである。ま
た、流路４０の表面に存在する不純物を予め酸化して耐
火物表面から発生する気泡を抑えるため、酸素含有雰囲
気下、７００℃以上で加熱処理を行う。その後、溶解槽
２４内の溶融ガラスＧを減圧脱泡装置１０内、すなわち
図示しないバイパスを開放して上流案内ダクト２６から
下流案内ダクト２８内に導入し、上昇管１６および下降
管１８の両下端部を溶融ガラスＧ中に浸漬する。浸漬完
了後、図示しない真空ポンプを作動して、減圧ハウジン
グ１２内を吸引口１２ｃから真空引きして、従って減圧
脱泡槽１４内を吸引口１４ａおよび１４ｂから真空引き
して、減圧脱泡槽１４内を１／２０〜１／３気圧に減圧
する。その結果、溶融ガラスＧが滑らかに上昇管１６お
よび下降管１８内を上昇し、減圧脱泡槽１４内に導入さ
れ、溶解槽２４と減圧脱泡槽１４との溶融ガラスＧのレ
ベル差Ｈが所定値となるように、減圧脱泡槽１４内に所
定の深さまで満たされ、真空引きされた上部空間１４ｓ
が形成される。この後に、バイパスが閉止される。

【００４１】この後、溶融ガラスＧは、溶解槽２４から
上流案内ダクト２６を経由し、上昇管１６内を上昇し
て、減圧脱泡槽１４内に導入される。そして溶融ガラス
Ｇは、減圧脱泡槽１４内を流れる間に、所定の減圧条件
下で脱泡処理される。すなわち、所定の減圧条件下の減
圧脱泡槽１４内において、溶融ガラスＧ中の気泡は、溶
融ガラスＧ中を浮上し、バリヤ３０ａおよび３０ｂに堰
止められて破泡し、また、上部空間１４ｓと溶融ガラス
Ｇの界面まで浮上して、破泡する。こうして、溶融ガラ
スＧ中から気泡が除去される。このようにして、脱泡処
理された溶融ガラスＧは、減圧脱泡槽１４内から下降管
１８に導出され、下降管１８内を下降して下流案内ダク
ト２８内に導入され、下流案内ダクト２８から、図示し
ない次の成形処理槽に導出される。

【００４２】

【実施例】以下に、本発明を実施例および比較例を挙げ
て具体的に説明する。なお、本発明はこれらの具体例に
限定されない。

【００４３】〔実施例１〜４、比較例１〜２〕試料とし
ては、減圧脱泡槽を構成する耐火物の一つであるアルミ
ナ−ジルコニア−シリカ系耐火物（ジルコニア含有量３
３％，商品名ＺＢ１６８１（旭硝子株式会社製））をあ
らかじめ表１に示される処理温度で２４時間大気雰囲気
下で加熱処理したサンプル（４ｍｍ×４ｍｍ×８ｍｍの
形状のもの）をソーダライムシリカガラスとともに８ｍ
ｍ×８ｍｍ×高さ１０ｍｍの石英るつぼに入れ、１３０
０℃、−６００ｍｍＨｇの減圧条件下で、３０分間溶解
した。耐火物からの泡の発生の評価としては、３０分後
の耐火物表面（４×８ｍｍ²）から１分間に発生する泡
の個数が１〜２を「少」、３〜５個を「中」、６個以上
を「多」として表示した。また、評価は各処理温度につ
き、２回行った。

【００４４】表１に結果を示す。

【００４５】上記結果から明らかなように、７００℃以
上、より好ましくは１１００℃以上で加熱処理した後、
減圧条件下でガラスを溶融した場合、未処理品や、低温
で処理したものに比べて、耐火物からの発泡は減少する
ことが分かる。したがって、本発明の効果は明らかであ
る。

【００４６】ところで、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡
装置は、図１に示すサイフォン方式減圧脱泡装置のみな
らず、特開平５−２６２５３０号公報、特開平７−２９
１６３３号公報に示す水平式減圧脱泡装置にも適用して
もよいのはもちろんである。本発明に係る溶融ガラスの
減圧脱泡装置に用いる炉材および溶融ガラスの減圧脱泡
装置について、種々の実施例を挙げて説明したが、本発
明は上述した実施例に限定されるわけではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良や設計の変
更などが可能なことはもちろんである。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の減圧脱泡
装置用炉材および減圧脱泡装置によれば、白金等の貴金
属に代えて、本発明の溶融ガラスの減圧脱泡装置用炉材
を用いて減圧脱泡装置内の減圧脱泡槽等の流路を構成す
ることで、大幅に装置の製造コストが低減し、かつ、大
流量化にも対応可能でありながら、減圧脱泡操業中に耐
火物中の不純物に起因して溶融ガラス中に発生する気泡
個数を低減し、優れた品質のガラス製品を得ることが可
能となる。さらに、減圧脱泡装置用炉材に用いられる電
鋳耐火物は、加熱処理される前に、前記溶融ガラスと直
接接触する面が、鋳込み面の表層から５ｍｍ以上除去さ
れるので、溶融ガラスと接触した際の気泡の発生の原因
となる電鋳耐火物の表層に含まれる不純物が少なくな
り、溶融ガラス中の気泡個数を低減することができ、よ
り優れた品質のガラス製品を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶融ガラスの減圧脱泡装置の一
実施例の断面模式図である。

【図２】従来の減圧脱泡装置の断面模式図である。

【符号の説明】

１０、１１０減圧脱泡装置１２、１０２減圧ハウジング１２ａ，１２ｂ脚部１２ｃ吸引口１４、１０４減圧脱泡槽１４ａ，１４ｂ吸引口１４ｓ上部空間１６、１０６上昇管１８、１０８下降管２０、１１０断熱材２４、１１２溶解槽２６上流案内ダクト２８下流案内ダクト３０ａ，３０ｂバリア４０流路Ｇ溶融ガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融ガラスの脱泡処理を行う減圧脱泡装置
の流路の、少なくとも前記溶融ガラスと直接接触する部
分に用いる炉材であって、酸素含有雰囲気下、７００℃
以上で加熱処理された電鋳耐火物であることを特徴とす
る溶融ガラスの減圧脱泡装置用炉材。
【請求項２】前記加熱処理された電鋳耐火物は、前記溶
融ガラスと直接接触する面が、前記加熱処理される前に
前記電鋳耐火物の鋳込み面の表層から５ｍｍ以上除去し
て形成された電鋳耐火物である請求項１に記載の溶融ガ
ラスの減圧脱泡装置用炉材。
【請求項３】前記電鋳耐火物は、アルミナ系電鋳耐火
物、ジルコニア系電鋳耐火物およびアルミナ−ジルコニ
ア−シリカ系電鋳耐火物の群より選択される少なくとも
１種である請求項１または２に記載の溶融ガラスの減圧
脱泡装置用炉材。
【請求項４】減圧吸引される減圧ハウジングと、この減圧ハウジング内に収容され、溶融ガラスを減圧脱
泡する減圧脱泡槽と、この減圧脱泡槽に連通され、脱泡処理前の溶融ガラスを
前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に連通され、脱泡処理後の溶融ガラスを
前記減圧脱泡槽から導出する導出手段とを有し、前記減圧脱泡槽は、少なくとも溶融ガラスと直接接触す
る部分が、請求項１〜３のいずれかに記載の減圧脱泡装
置用炉材で構成された流路を有することを特徴とする溶
融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項５】前記導入手段および前記導出手段はそれぞ
れ上昇管および下降管であり、前記上昇管および前記下
降管のうち少なくとも前記下降管が、請求項１〜３のい
ずれかに記載の減圧脱泡装置用炉材で構成された、請求
項４に記載の溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項６】減圧吸引される減圧ハウジングと、この減圧ハウジング内に収容され、溶融ガラスを減圧脱
泡する減圧脱泡槽と、この減圧脱泡槽に連通され、脱泡処理前の溶融ガラスを
前記減圧脱泡槽に導入する導入手段と、前記減圧脱泡槽に連通され、脱泡処理後の溶融ガラスを
前記減圧脱泡槽から導出する導出手段とを有し、前記減圧脱泡槽は、少なくとも溶融ガラスと直接接触す
る部分が電鋳耐火物で構成され、予め酸素含有雰囲気
下、７００℃以上で加熱処理された流路を有することを
特徴とする溶融ガラスの減圧脱泡装置。
【請求項７】前記電鋳耐火物は、前記溶融ガラスと直接
接触する面が、前記加熱処理される前に前記電鋳耐火物
の鋳込み面の表層から５ｍｍ以上除去して形成された電
鋳耐火物である請求項６に記載の溶融ガラスの減圧脱泡
装置用炉材。
【請求項８】前記導入手段および前記導出手段はそれぞ
れ上昇管および下降管であり、前記上昇管および前記下
降管のうち少なくとも前記下降管は、電鋳耐火物で構成
され、予め酸素含有雰囲気下、７００℃以上で加熱処理
された、請求項６または７に記載の溶融ガラスの減圧脱
泡装置。
【請求項９】前記電鋳耐火物は、アルミナ系電鋳耐火
物、ジルコニア系電鋳耐火物およびアルミナ−ジルコニ
ア−シリカ系電鋳耐火物の群より選択される少なくとも
１種である請求項６〜８のいずれかに記載の溶融ガラス
の減圧脱泡装置。