[发明专利]玻璃熔融炉、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造方法及玻璃制品的制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃熔融炉、熔融玻璃的制造方法、玻璃制品的制造方法及玻璃制品的制造装置。

背景技术

目前，从平板玻璃、瓶玻璃、纤维玻璃到显示装置用玻璃，量产规模的玻璃大多基于将玻璃原料用熔融炉熔融的F.西门子开发的西门子炉(Siemens type furnace)生产。采用西门子炉的熔融法中，将粉末状玻璃原料(批原料)投入到西门子炉中先熔化的熔融玻璃的液面上，将其形成的堆(也称为分批料堆(batch pile))通过设置在熔融玻璃的液面上方的燃烧器加热，从该堆的表面开始熔化，逐渐形成熔融玻璃(玻璃熔液)。这时，熔液上的批原料依次从容易反应或熔融的物质开始熔化，因此残留熔点或粘性高的硅砂或包含大量硅砂成分的粒子。此外，因为同样的理由，熔液形成的初期状态下，从局部来看，产生组成与批原料不同的玻璃熔液，容易发生熔液的不均匀。另外，采用西门子炉的玻璃熔融炉需要大量的能量，因此从改革工业上的能耗结构的角度来看，人们希望降低能耗。最近，作为显示装置用途的玻璃板，高品质、高附加值化玻璃的需求不断增大，能耗也增大，熔融玻璃制造相关的节能技术的开发成为重要且急迫的课题。

作为这样的现有技术的熔融玻璃的制造装置，例如专利文献1中记载了由玻璃原料生产熔融玻璃的玻璃熔融装置，其中具备至少一个氧燃烧器和控制自氧燃烧器的气体状燃料及氧的速度的单元。该玻璃熔融装置以气体状燃料的速度与氧的速度实质上相等的方式产生层状的气体状燃料流和层状的氧流，所生成的火焰对玻璃原料的表面加热而熔化玻璃原料，从而生产熔融玻璃。

此外，作为节能型玻璃制造技术的一例，提出有下述熔融玻璃的制造方法：将由玻璃原料的混合粉末形成的造粒体(玻璃原料粒子)在高温的气相气氛中加热使其熔融而形成熔融玻璃粒子，接着将该熔融玻璃粒子聚集而形成熔融玻璃(玻璃熔液)(参照专利文献2)。以下，将该熔融玻璃的制造方法称为空中熔融法(in-flight glass melting method)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特表2002-508295号公报

专利文献2:日本专利特开2006-199549号公报

发明的概要

发明所要解决的技术问题

如上所述的以往的熔融玻璃的制造装置及制造方法存在以下的问题。

专利文献1记载的技术中，如上所述玻璃原料的熔融开始时的初期熔液中容易残留未熔融物，并且在节能运转方面存在技术问题。

如果使用专利文献2中记载的空中熔融法，在高温的气相气氛中将玻璃原料粒子分别熔化，所以容易获得组成均匀的高品质的熔融玻璃粒子，也可实现节能运转。但是，现在的玻璃的实际生产中，使用采用西门子炉的玻璃熔融炉的熔融玻璃的生产为主体，将该熔融玻璃炉改造为以空中熔融法为主体的玻璃熔融炉需要将炉完全重新设计，存在设备成本增加的问题。此外，现在的玻璃熔融炉中，将被称为碎玻璃的玻璃片作为玻璃原料的一部分再利用，以空中熔融法为基础的玻璃熔融炉的情况下，存在无法容易地将目前的玻璃生产技术中不可缺少的再生用途的碎玻璃作为玻璃原料的一部分使用的问题。

即，为了在空中熔融法中使碎玻璃与玻璃原料粒子一起熔化，必须将碎玻璃微细至1mm以下的程度。但是，现在所使用的再生用途的碎玻璃中混有数毫米～50毫米左右的尺寸不同的碎玻璃，所以存在为了将这些碎玻璃全部加工至1mm以下而花费大量人工和成本的问题。

因此，希望出现在不实施大幅度改良的情况下利用可使用未微细化的通常的碎玻璃的现有熔融玻璃制造装置，并且可获得组成均匀的熔融玻璃，热效率也良好的技术。

本发明是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于提供能使用包含碎玻璃的玻璃原料高效地制造熔融玻璃的熔融玻璃的制造装置及制造方法。

此外，本发明的目的还在于提供使用本发明的熔融玻璃的制造方法和制造装置的玻璃制品的制造方法及制造装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的玻璃熔融炉具备贮留熔融玻璃的炉体、设于所述炉体侧部的将包含碎玻璃的玻璃原料供给至贮留于所述炉体内的熔融玻璃上的供给区域的玻璃原料供给部，设于所述炉体的一部分的向所述供给区域投入玻璃原料粒子的第一投入部，和在所述供给区域的上方生成第一加热气相部的第一加热单元，所述第一加热气相部在所述的第一投入部的下方使自该第一投入部的玻璃原料粒子形成熔融玻璃粒子的。