專利名稱：熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件及玻璃制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可很好地用于減壓脫泡裝置之類的玻璃制造裝置的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件及包括該熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件的玻璃制造裝置。
背景技術(shù)：
在減壓脫泡裝置之類的玻璃制造裝置中，要求熔融玻璃的導(dǎo)管的構(gòu)成材料的耐熱性和對(duì)熔融玻璃的耐腐蝕性優(yōu)良。作為滿足該要求的材料，采用鉬或鉬合金(參照專利文獻(xiàn)1)。在鉬或鉬合金制的熔融玻璃的導(dǎo)管周圍以包圍該導(dǎo)管的方式配置有隔熱磚。構(gòu)成導(dǎo)管的鉬或鉬合金的熱膨脹系數(shù)與配置于該導(dǎo)管周圍的隔熱磚的熱膨脹系數(shù)不同，因此加熱時(shí)的熱膨脹量的差異和冷卻時(shí)的收縮量的差異成為問(wèn)題。為了吸收上述的加熱時(shí)的熱膨脹量的差異或冷卻時(shí)的收縮量的差異，在兩者之間填充可澆鑄水泥之類的無(wú)定形陶瓷材料，使兩者在發(fā)生溫度變化時(shí)可進(jìn)行微小的相對(duì)移動(dòng)。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開(kāi)2002-878 號(hào)公報(bào)發(fā)明的揭示但是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于配置了熔融玻璃的導(dǎo)管，因此在填充無(wú)定形的陶瓷材料時(shí)，有時(shí)無(wú)法徹底吸收加熱時(shí)的熱膨脹量的差異或冷卻時(shí)的收縮量的差異。

圖1是表示減壓脫泡裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的剖視圖。圖1所示的減壓脫泡裝置100 中，減壓殼體120內(nèi)收納配置有減壓脫泡槽130，使減壓脫泡槽130的長(zhǎng)軸沿水平方向取向。 減壓脫泡槽130的一端的下表面安裝有上升管140，另一端的下表面安裝有下降管150。在減壓殼體120內(nèi)，減壓脫泡槽130、上升管140和下降管150的周圍配置有隔熱材料160。上升管140經(jīng)由導(dǎo)管170、180、190與熔融玻璃的上游側(cè)的結(jié)構(gòu)物(未圖示，例如玻璃熔化槽)連接。下降管150經(jīng)由導(dǎo)管200、220、240與下游側(cè)的結(jié)構(gòu)物(未圖示，例如浮法錫槽之類的平板玻璃成形裝置)連接。更具體而言，具有垂直方向的中心軸的上升管 140經(jīng)由在水平方向上具有中心軸的導(dǎo)管170、在垂直方向上具有中心軸的導(dǎo)管180、在水平方向上具有中心軸的導(dǎo)管190與上游側(cè)的結(jié)構(gòu)物連接。另一方面，在垂直方向上具有中心軸的下降管150經(jīng)由在水平方向上具有中心軸的導(dǎo)管200、在垂直方向上具有中心軸的導(dǎo)管220、在水平方向上具有中心軸的導(dǎo)管240與下游側(cè)的結(jié)構(gòu)物連接。上升管140、下降管150、導(dǎo)管170、180、190、200、220、240是鉬或鉬合金制管。雖未圖示，但以包圍所述鉬或鉬合金制管的方式配置有隔熱磚，在該鉬或鉬合金制管與隔熱磚之間填充有無(wú)定形的陶瓷材料。上述結(jié)構(gòu)中，對(duì)于單獨(dú)的在垂直方向上具有中心軸的管(140、150、180、220)或單獨(dú)的在水平方向上具有中心軸的管(170、190、200、240)，鉬或鉬合金制管與隔熱磚之間的加熱時(shí)的熱膨脹量的差異或冷卻時(shí)的收縮量的差異可被填充于兩者之間的無(wú)定形的陶瓷材料吸收。但是，在垂直方向上具有中心軸的管和在水平方向上具有中心軸的管的接合部 (上升管140和導(dǎo)管170的接合部、下降管150和導(dǎo)管200的接合部、導(dǎo)管170和導(dǎo)管180的接合部、導(dǎo)管180和導(dǎo)管190的接合部、導(dǎo)管200和導(dǎo)管220的接合部、導(dǎo)管220和導(dǎo)管 MO的接合部)，加熱時(shí)的熱膨脹量的差異或冷卻時(shí)的收縮量的差異無(wú)法被無(wú)定形的陶瓷材料吸收，可能會(huì)在該接合部發(fā)生龜裂。如果在接合部發(fā)生龜裂，則存在因從該龜裂處泄漏的熔融玻璃而導(dǎo)致配置于周圍的隔熱磚被侵蝕的問(wèn)題。因此，存在因修復(fù)操作而導(dǎo)致生產(chǎn)性下降、設(shè)備壽命縮短等問(wèn)題。本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，其目的是提供一種熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件及包括該熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件的玻璃制造裝置，該熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件包括陶瓷結(jié)構(gòu)體，該陶瓷結(jié)構(gòu)體中，因加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮而導(dǎo)致的在垂直方向上具有中心軸的導(dǎo)管和在水平方向上具有中心軸的導(dǎo)管的接合部發(fā)生龜裂的現(xiàn)象得到防止，而且該陶瓷結(jié)構(gòu)體在因任何原因?qū)е氯廴诓ＡОl(fā)生泄漏之類的情況下都不易被侵蝕。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件，其包括熔融玻璃用導(dǎo)管結(jié)構(gòu)體，該熔融玻璃用導(dǎo)管結(jié)構(gòu)體包括至少一根在垂直方向上具有中心軸的第一導(dǎo)管以及至少一根與所述第一導(dǎo)管連通的在水平方向上具有中心軸的第二導(dǎo)管，所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管由鉬或鉬合金構(gòu)成；陶瓷結(jié)構(gòu)體，該陶瓷結(jié)構(gòu)體配置于所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的周圍；其特征在于，所述陶瓷結(jié)構(gòu)體包含以相對(duì)于整體組成的質(zhì)量％計(jì)在75質(zhì)量％以上的氧化鋯， 且立方晶氧化鋯在所述氧化鋯中所占的比例在80質(zhì)量％以上；所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的平均開(kāi)口氣孔率為5 60% ；所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)為8X 10_6 12X 10_7°C。此外，本發(fā)明提供一種玻璃制造裝置，其特征在于，包括本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件。本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件中，鉬或鉬合金制的熔融玻璃的導(dǎo)管的線熱膨脹系數(shù)與配置于該導(dǎo)管周圍的陶瓷結(jié)構(gòu)體的線熱膨脹系數(shù)大體一致，因此加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量的差異極小。因此，因加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮而導(dǎo)致的在垂直方向上具有中心軸的導(dǎo)管和在水平方向上具有中心軸的導(dǎo)管的接合部發(fā)生龜裂的現(xiàn)象得到防止。而且，本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體在因任何原因?qū)е氯廴诓ＡОl(fā)生泄漏之類的情況下都不易被侵蝕。一直以來(lái)，很難同時(shí)防止因加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮而導(dǎo)致的導(dǎo)管接合部的龜裂的發(fā)生以及因熔融玻璃的泄漏而導(dǎo)致的陶瓷結(jié)構(gòu)體的侵蝕。但是，包括本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件的玻璃制造裝置中，因加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮而導(dǎo)致的在導(dǎo)管接合部發(fā)生龜裂的現(xiàn)象得到防止，而且陶瓷結(jié)構(gòu)體在因任何原因?qū)е氯廴诓ＡОl(fā)生泄漏之類的情況下都不易被侵蝕，因此可靠性好，可長(zhǎng)期穩(wěn)定地制造玻璃。附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1是表示減壓脫泡裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的剖視圖。圖1是表示本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的剖視圖。圖3是試驗(yàn)例1中使用的試驗(yàn)體的剖視圖。圖4是表示圖3和圖5的上部的供電部6附近的情況的立體圖。
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圖5是比較例1中使用的試驗(yàn)體的剖視圖。圖6是試驗(yàn)例2中實(shí)施的浸漬試驗(yàn)的說(shuō)明圖。實(shí)施發(fā)明的最佳方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的剖視圖。圖2相當(dāng)于圖1中的導(dǎo)管200、220、M0的部分放大圖。圖2所示的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件中，熔融玻璃用導(dǎo)管結(jié)構(gòu)體1的結(jié)構(gòu)為在水平方向上具有中心軸的兩根第二導(dǎo)管(下稱“水平管”)Ib和另一根Ib與在垂直方向上具有中心軸的第一導(dǎo)管(下稱“垂直管”)Ia連通。本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件包括至少一根垂直管以及至少一根與垂直管連通的水平管即可，不局限于圖示的形態(tài)。例如也可以是一根水平管與一根垂直管連通的形態(tài)。此外，也可以是一根水平管在其一端側(cè)與一根垂直管連通、且該水平管在其另一端側(cè)還與另一根垂直管連通的形態(tài)(相當(dāng)于圖1的導(dǎo)管150、200、220的組合的結(jié)構(gòu)等)，還可以是進(jìn)一步有一根以上的垂直管或水平管與上述結(jié)構(gòu)連通或者同時(shí)有垂直管和水平管與上述結(jié)構(gòu)連通的狀態(tài)(相當(dāng)于圖1的導(dǎo)管150、200、220、M0的組合的結(jié)構(gòu)等)。本發(fā)明的垂直管不必要求其中心軸在嚴(yán)格意義上位于垂直方向，其中心軸也可相對(duì)于垂直方向傾斜。對(duì)于水平管也同樣不必要求其中心軸在嚴(yán)格意義上位于水平方向，其中心軸也可相對(duì)于水平方向傾斜一定程度。總而言之，本發(fā)明的垂直管和水平管是表示它們的相對(duì)關(guān)系，一種導(dǎo)管為垂直管時(shí)，與其呈交叉關(guān)系的導(dǎo)管為水平管。如果考慮到所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的設(shè)置操作性，則在垂直管和水平管的接合部分，該垂直管與該水平管所成的角度較好是在90士 10°的范圍內(nèi)。本發(fā)明中，第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管是用作熔融玻璃的導(dǎo)管的構(gòu)件，要求其構(gòu)成材料的耐熱性和對(duì)熔融玻璃的耐腐蝕性優(yōu)良。因此，第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管由鉬或鉬一金合金、 鉬一銠合金、鉬一銥合金之類的鉬合金構(gòu)成。構(gòu)成第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管的鉬或鉬合金優(yōu)選使A1203、ZrO2或^O3之類的金屬氧化物粒子分散在鉬或鉬合金中而形成的強(qiáng)化鉬。這些金屬氧化物粒子的含量相對(duì)于鉬合金 (100質(zhì)量％ )為0. 1 0. 5質(zhì)量％，較好為0. 15 0. 4質(zhì)量％。強(qiáng)化鉬中，分散在鉬或鉬合金中的金屬氧化物粒子起到阻礙重排和晶粒生長(zhǎng)的效果，藉此提高機(jī)械強(qiáng)度。但另一方面，材料的延展性低于普通的鉬或鉬合金，因此在垂直管和水平管的接合部無(wú)法通過(guò)管材料的拉伸來(lái)吸收與配置于管周圍的隔熱磚等的加熱時(shí)的熱膨脹量的差異或冷卻時(shí)的收縮量的差異，容易在該接合部發(fā)生龜裂。因此，優(yōu)選使用幾乎不存在因加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮而產(chǎn)生的所述鉬或鉬合金與所述陶瓷結(jié)構(gòu)體之間的熱膨脹差異的本發(fā)明。圖2中，在第一導(dǎo)管Ia和第二導(dǎo)管Ib周圍配置有陶瓷結(jié)構(gòu)體2。本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體2包含以相對(duì)于整體組成的質(zhì)量％計(jì)在75質(zhì)量％以上的氧化鋯，且立方晶氧化鋯在氧化鋯中所占的比例在80質(zhì)量％以上。換言之，本發(fā)明采用以作為全穩(wěn)定氧化鋯的立方晶氧化鋯為主體的材料作為配置于第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管周圍的隔熱磚。由于以立方晶氧化鋯為主體，第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管的加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量與配置于其周圍的陶瓷結(jié)構(gòu)體的加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量大致相等。 其結(jié)果是，加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量的差異極小，因加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮而導(dǎo)致的在垂直管和水平管的接合部發(fā)生龜裂的現(xiàn)象得到防止。如下所示，作為全穩(wěn)定氧化鋯的立方晶氧化鋯在20 1000°C下具有與構(gòu)成該導(dǎo)管的鉬或鉬合金極為接近的線熱膨脹系數(shù)，因此可防止在所述接合部發(fā)生龜裂。鉬和鉬合金的線熱膨脹系數(shù)為9. 5X10_6/°C 11X10_6/°C，立方晶氧化鋯的線熱膨脹系數(shù)為 8. 5 X ΙΟ—6/°C 10. 5 X 10_6/°C。立方晶氧化鋯之類的氧化鋯的耐熱性、對(duì)熔融玻璃的耐腐蝕性、對(duì)腐蝕性氣體的耐腐蝕性等優(yōu)良，適合用作為配置于作為熔融玻璃的導(dǎo)管的第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管周圍的隔熱磚。為起到上述效果，陶瓷結(jié)構(gòu)體的20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)為8X10_6 12X1(T6/°C，較好為 9 X IO"6 11 ΧΙΟ—6/°C，更好為 9. 5 X IO"6 10. 5X1(T6,C。但是，鉬或鉬合金的線熱膨脹系數(shù)根據(jù)組成有一定程度的不同，因此較好是根據(jù)第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管所采用的鉬或鉬合金的線熱膨脹系數(shù)來(lái)選擇陶瓷結(jié)構(gòu)體的線熱膨脹系數(shù)。具體而言，陶瓷結(jié)構(gòu)體的20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)較好是在構(gòu)成第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管的鉬或鉬合金的20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)的士 15%以內(nèi)，更好是在士 10%以內(nèi)，進(jìn)一步更好是在士5%以內(nèi)。為了達(dá)到上述線熱膨脹系數(shù)，陶瓷結(jié)合體中所含的氧化鋯必需在75質(zhì)量％以上， 立方晶氧化鋯在其中所占的比例必需在80質(zhì)量％以上。立方晶氧化鋯在陶瓷結(jié)構(gòu)體中所含的氧化鋯中所占的比例較好在85質(zhì)量％以上，更好在90質(zhì)量％以上。本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體2含有穩(wěn)定劑作為除氧化鋯以外的余分，該穩(wěn)定劑是為了使氧化鋯成為作為全穩(wěn)定氧化鋯的立方晶氧化鋯而添加的。此外，作為余分，可含有不可避免的雜質(zhì)等。此外，只要不對(duì)本發(fā)明造成影響，本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體2中可含有總計(jì)至多為8 質(zhì)量％左右的除氧化鋯和穩(wěn)定劑以外的其它成分。作為該其它成分，可例舉例如為了提高燒結(jié)性而添加的Al2O3和MgO，它們的含量總計(jì)至多可達(dá)5質(zhì)量％左右。作為穩(wěn)定劑，有氧化釔、氧化鈰、氧化鎂、氧化鈣、氧化鉺等，由于對(duì)熔融玻璃的耐腐蝕性優(yōu)良、容易獲得、即使長(zhǎng)時(shí)間保持在高溫下也穩(wěn)定等原因，優(yōu)選氧化釔和氧化鈰。含有選自氧化釔和氧化鈰的至少1種作為穩(wěn)定劑的情況下，兩者的總含有率較好是在6質(zhì)量％以上，更好是在8質(zhì)量％以上，進(jìn)一步更好是在10質(zhì)量％以上。但是如果穩(wěn)定劑的添加量過(guò)多，則存在難以燒結(jié)、原料費(fèi)用升高等問(wèn)題。因此，兩者的總含有率較好是在25質(zhì)量％以下，更好是在20質(zhì)量％以下。陶瓷結(jié)構(gòu)體中的氧化鋯的含量根據(jù)穩(wěn)定劑的添加量而不同，為了使線熱膨脹系數(shù)在規(guī)定的范圍內(nèi)，氧化鋯的含量在75質(zhì)量％以上，較好是在80質(zhì)量％以上，更好是在85質(zhì)量％以上。另一方面，從與穩(wěn)定劑的添加量之間的平衡的角度來(lái)看，陶瓷結(jié)構(gòu)體中的氧化鋯的含量的上限為94質(zhì)量％左右。本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體的平均開(kāi)口氣孔率為5 60%。雖然本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體對(duì)熔融玻璃的耐腐蝕性優(yōu)良，但如果平均開(kāi)口氣孔率高于60%，則對(duì)熔融玻璃的耐腐蝕性下降。另一方面，如果平均開(kāi)口氣孔率低于5%，則陶瓷結(jié)構(gòu)體的耐熱沖擊性下降。此外，因?yàn)闊崛萘吭黾樱糟f或鉬合金制第一導(dǎo)管Ia與陶瓷結(jié)構(gòu)體2之間以及鉬或鉬合金制第二導(dǎo)管Ib與陶瓷結(jié)構(gòu)體2之間容易在加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮的同步性(timing)上發(fā)生偏差，可能會(huì)在作為垂直管的第一導(dǎo)管Ia和作為水平管的第二導(dǎo)管Ib的接合部發(fā)生龜裂。此外，加熱或冷卻所需的時(shí)間也增長(zhǎng)。本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體的平均開(kāi)口氣孔率較好為25 60%，更好為30 50%，特好為35 45%。但是，如果平均氣孔率高，則在陶瓷結(jié)構(gòu)體內(nèi)部產(chǎn)生來(lái)自導(dǎo)管的熱量難以傳導(dǎo)的部位，陶瓷結(jié)構(gòu)體的熱膨脹在局部受到阻礙，有時(shí)會(huì)對(duì)導(dǎo)管的一部分施加負(fù)荷。因此，不欲對(duì)導(dǎo)管施加負(fù)荷的情況下或進(jìn)一步提高耐腐蝕性的情況下，陶瓷結(jié)構(gòu)體的平均開(kāi)口氣孔率較好為5 35%，更好為8 30%，特好為10 25%。陶瓷結(jié)構(gòu)體的平均開(kāi)口氣孔率可通過(guò)采用阿基米德法或汞孔度計(jì)(Porosimeter) 進(jìn)行測(cè)定來(lái)求得。本發(fā)明的陶瓷結(jié)構(gòu)體的開(kāi)口氣孔率可以根據(jù)部位而不同。例如，通過(guò)使與第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管相向的部位的開(kāi)口氣孔率低于其它部位的開(kāi)口氣孔率，可提高對(duì)熔融玻璃的耐腐蝕性。圖2中，在第一導(dǎo)管Ia與陶瓷結(jié)構(gòu)體2之間以及第二導(dǎo)管Ib與陶瓷結(jié)構(gòu)體2之間設(shè)有間隙3。如上所述，本發(fā)明中，第一導(dǎo)管Ia和第二導(dǎo)管Ib的加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量與配置于其周圍的陶瓷結(jié)構(gòu)體2的加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量大致相等。 但是，因?yàn)闃?gòu)成第一導(dǎo)管Ia和第二導(dǎo)管Ib的鉬或鉬合金的導(dǎo)熱性與構(gòu)成陶瓷結(jié)構(gòu)體2的氧化鋯的導(dǎo)熱性不同，所以根據(jù)加熱條件或冷卻條件的不同，在加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮的同步性方面，兩者之間有時(shí)會(huì)發(fā)生偏差，可能會(huì)在作為垂直管的第一導(dǎo)管Ia和作為水平管的第二導(dǎo)管Ib的接合部發(fā)生龜裂。通過(guò)在第一導(dǎo)管Ia與陶瓷結(jié)構(gòu)體2之間以及第二導(dǎo)管Ib與陶瓷結(jié)構(gòu)體2之間設(shè)置間隙3，可吸收兩者在加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮的同步性的偏差，可防止接合部發(fā)生龜裂。本發(fā)明中，因?yàn)榈谝粚?dǎo)管Ia和第二導(dǎo)管Ib的加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量與配置于其周圍的陶瓷結(jié)構(gòu)體2的加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量大致相等，所以無(wú)需在間隙3中填充無(wú)定形的陶瓷材料。將第一導(dǎo)管Ia和第二導(dǎo)管Ib的最大直徑設(shè)為r (mm)時(shí)，較好是將間隙3的寬度d 設(shè)為0. 5mm以上0. 02Xr (mm)以下。間隙3的寬度d小于0. 5mm時(shí)，可能無(wú)法充分吸收加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮的同步性偏差。另一方面，間隙3的寬度d大于0. 02 Xr (mm) 時(shí)，存在如下問(wèn)題膨脹后在兩者之間殘存有較大的間隙，通過(guò)內(nèi)部的熔融玻璃會(huì)導(dǎo)致第一導(dǎo)管Ia和第二導(dǎo)管Ib發(fā)生變形等。所述最大直徑r較好是在60mm以上。優(yōu)選該范圍的原因在于，最大直徑r在60mm 以上時(shí)，難以確保該導(dǎo)管的剛性，因此本發(fā)明的效果(防止接合部發(fā)生龜裂)得以發(fā)揮。所述最大直徑r根據(jù)使用這些導(dǎo)管的部位而不同，對(duì)于圖1所示的上升管140、下降管150以及與上升管140和下降管150連接的導(dǎo)管170、180、190、200、220、240，通常為 120 400mm。間隙3的寬度d(mm)更好為1 3mm，進(jìn)一步更好為1. 5 2. 5mm。
立方晶氧化鋯是價(jià)格昂貴的材料，因此從成本方面考慮，配置于第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管周圍的陶瓷結(jié)構(gòu)體較好是控制在所需的最小限度。具體而言，較好是配置所述陶瓷結(jié)構(gòu)體(下面有時(shí)也稱為“第一陶瓷結(jié)構(gòu)體”)，在其外側(cè)配置普通的隔熱磚作為第二陶瓷結(jié)構(gòu)體。此時(shí)，作為第二陶瓷結(jié)構(gòu)體，可使用以選自氧化鋁、氧化鎂、鋯石和二氧化硅的至少1 種材料為主體的隔熱磚。作為用作第二陶瓷結(jié)構(gòu)體的隔熱磚的具體示例，可例舉二氧化硅一氧化鋁質(zhì)隔熱磚、氧化鋯質(zhì)隔熱磚、氧化鎂質(zhì)隔熱磚等。作為市售品，可例舉SP-15(日之丸窯業(yè)株式會(huì)社 (日O丸窯業(yè)社)制)、LBK3000 (伊索來(lái)特工業(yè)株式會(huì)社(4 〃，4卜工業(yè)社)制)等。在第一陶瓷結(jié)構(gòu)體的外側(cè)配置第二陶瓷結(jié)構(gòu)體的情況下，第一陶瓷結(jié)構(gòu)體的厚度較好為15mm以上。如果第一陶瓷結(jié)構(gòu)體的厚度小于15mm，則第一陶瓷結(jié)構(gòu)體的加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量受到第二陶瓷結(jié)構(gòu)體的阻礙，因此在第一導(dǎo)管及第二導(dǎo)管與配置于其周圍的陶瓷結(jié)構(gòu)體之間，加熱時(shí)的熱膨脹量或冷卻時(shí)的收縮量的差異大，容易在第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管的接合部發(fā)生龜裂。另一方面，將該第一導(dǎo)管Ia和第二導(dǎo)管Ib的最大直徑設(shè)為r(mm)時(shí)，由于成本方面、施工的難易程度等原因，第一陶瓷結(jié)構(gòu)體的厚度較好為0. 3Xr(mm)以下。第一陶瓷結(jié)構(gòu)體的厚度更好為15 120mm，進(jìn)一步更好為30 80mm。本發(fā)明的玻璃制造裝置使用本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件作為熔融玻璃的流路的至少一部分。作為本發(fā)明的玻璃制造裝置的一例，可例舉使用本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件作為熔融玻璃的流路的至少一部分的減壓脫泡裝置。圖1所示的減壓脫泡裝置是本發(fā)明的玻璃制造裝置的情況下，作為由上升管140、導(dǎo)管170、180、190構(gòu)成的組合的至少一部分，或者作為由下降管150、導(dǎo)管200、220、240構(gòu)成的組合的至少一部分，或者作為上述兩者，包括本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件。本發(fā)明的玻璃制造裝置中，只要使用本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件作為熔融玻璃的流路的至少一部分即可，無(wú)特別限定，可以包括上游側(cè)的玻璃熔化槽或下游側(cè)的平板玻璃成形裝置(例如浮法錫槽)。
實(shí)施例下面通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例來(lái)進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，但并不解釋為受到這些實(shí)施例的限定。(試驗(yàn)例1)圖3是試驗(yàn)例1中使用的試驗(yàn)體的剖視圖。試驗(yàn)例1中，在強(qiáng)化鉬制中空管Ic的周圍配置陶瓷結(jié)構(gòu)體2，在該陶瓷結(jié)構(gòu)體2的周圍配置第二陶瓷結(jié)構(gòu)體4，在該狀態(tài)下對(duì)該中空管Ic通電加熱，藉此評(píng)價(jià)該中空管Ic有無(wú)發(fā)生變形或開(kāi)裂。作為中空管lc，采用外徑60mm、長(zhǎng)300mm、厚0.5mm的強(qiáng)化鉬(使0.16質(zhì)量％的 ZrO2粒子分散在鉬一銠合金(鉬90質(zhì)量％，銠10質(zhì)量％ )中而成的材料，20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)為10.3X10_6/°C)制中空管。通過(guò)TIG(鎢極惰性氣體(tungsten inert gas))焊接在距中空管Ic的一端200mm的位置固定寬15mm、厚1. 2mm的凸緣5。此外，如圖 4所示，在中空管Ic的上端焊接通電加熱用的供電部6。雖然在圖4中未示出，但在中空管Ic的下端也焊接有通電加熱用的供電部6。凸緣5和供電部6是強(qiáng)化鉬(使0. 16質(zhì)量％的&02粒子分散在鉬一銠合金(鉬90質(zhì)量％， 銠10質(zhì)量％)中而成的材料)。配置于中空管Ic周圍的陶瓷結(jié)構(gòu)體2由添加有相對(duì)于氧化鋯和氧化釔的總量為 12質(zhì)量％的氧化釔作為穩(wěn)定劑的氧化鋯制成，氧化鋯的含有率為87質(zhì)量％，立方晶氧化鋯在氧化鋯中所占的比例為95質(zhì)量％，呈內(nèi)徑X外徑X長(zhǎng)度=6ImmX 150mmX300mm的中空?qǐng)A筒形(將沿縱向被一分為二的半圓筒形狀的材料組裝施工而成)，20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)為9. 8X 10_6/°C。關(guān)于陶瓷結(jié)構(gòu)體2的平均氣孔率，對(duì)約8%和約40%的兩種進(jìn)行了試驗(yàn)。在中空管Ic與陶瓷結(jié)構(gòu)體2之間設(shè)有0. 5mm的空隙。此外，如圖3所示，陶瓷結(jié)構(gòu)體2處于被兩個(gè)供電部6夾住的狀態(tài)，而陶瓷結(jié)構(gòu)體 2的下端側(cè)通過(guò)機(jī)械方式固定有供電部6 (未圖示)。陶瓷結(jié)構(gòu)體2的外側(cè)配置有市售的二氧化硅一氧化鋁質(zhì)隔熱磚(SP-15 (日之丸窯業(yè)株式會(huì)社制))作為第二陶瓷結(jié)構(gòu)體4。將第二陶瓷結(jié)構(gòu)體4的周圍用金屬制的框架材料箍緊，將其作為試驗(yàn)體。實(shí)施溫度循環(huán)試驗(yàn)，該試驗(yàn)如下所述通過(guò)配置于凸緣5附近的熱電偶(未圖示) 來(lái)控制溫度，并同時(shí)反復(fù)進(jìn)行利用供電部6對(duì)中空管Ic通電加熱的操作和將該中空管Ic 冷卻的操作。以200°C /小時(shí)的升溫速度加熱后，于1400°C保持3小時(shí)，然后自然放冷至 200°C，重復(fù)上述步驟20次。在溫度循環(huán)試驗(yàn)時(shí)，除了通過(guò)機(jī)械方式固定有供電部6的下端側(cè)和設(shè)置有凸緣5的部位之外，中空管Ic和陶瓷結(jié)構(gòu)體2的軸向的膨脹和收縮可自由地釋放。溫度循環(huán)試驗(yàn)后，將試驗(yàn)體拆開(kāi)，確認(rèn)中空管Ic的狀態(tài)，結(jié)果在上述兩種平均氣孔率的陶瓷結(jié)構(gòu)體中均未觀察到中空管Ic的變形或開(kāi)裂。但是，在平均氣孔率約為40%的陶瓷結(jié)構(gòu)體中，在凸緣5的焊接部正下方的一部分可見(jiàn)圓弧狀的褶皺。此外，配置于中空管 Ic周圍的上述兩種平均氣孔率的陶瓷結(jié)構(gòu)體的外觀均幾乎沒(méi)有變化。因此，如果平均氣孔率為5 35%，則熱量特別容易從導(dǎo)管向陶瓷結(jié)構(gòu)體內(nèi)部傳導(dǎo)，可防止對(duì)導(dǎo)管施加負(fù)荷。(比較例1)圖5是比較例1中使用的試驗(yàn)體的剖視圖。比較例1中使用的試驗(yàn)體中，不在中空管Ic周圍設(shè)置陶瓷結(jié)構(gòu)體2，而是在中空管Ic周圍配置試驗(yàn)例1中用作第二陶瓷結(jié)構(gòu)體 4的市售的二氧化硅一氧化鋁質(zhì)隔熱磚(SP-15(日之丸窯業(yè)株式會(huì)社制))，并且在其間設(shè)置約30mm的間隙3，然后在該間隙3中以沒(méi)有空隙的方式填充將中空粒子的氧化鋁灰漿用水混煉而成的材料，從而形成無(wú)定形的填充材料層，除此之外通過(guò)與試驗(yàn)例1相同的步驟實(shí)施溫度循環(huán)試驗(yàn)。溫度循環(huán)試驗(yàn)后，將試驗(yàn)體拆開(kāi)，確認(rèn)中空管Ic的狀態(tài)，結(jié)果在中空管Ic的焊接有凸緣5的部分產(chǎn)生了微細(xì)的裂紋。此外，配置于中空管Ic周圍的氧化鋁灰漿層在固化后裂開(kāi)，分解成多塊碎片。(試驗(yàn)例2)使用與試驗(yàn)例1的陶瓷結(jié)構(gòu)體2相同的材料制成平均氣孔率為8%、33%、54%的三種試驗(yàn)樣品(形狀圓筒形(直徑20mm、高90mm))。如圖6所示，將該試驗(yàn)樣品10在大氣中浸漬于置于鉬制坩堝20內(nèi)的熔融玻璃30 (硼硅酸鹽玻璃)，實(shí)施浸漬試驗(yàn)。此時(shí)，熔融玻璃的最高溫度為1450°C，試驗(yàn)樣品10的浸漬時(shí)間為100小時(shí)。保持時(shí)間結(jié)束后，取出試驗(yàn)樣品10，自然放冷。然后，縱向切開(kāi)試驗(yàn)樣品，確認(rèn)截面的狀態(tài)。各試驗(yàn)樣品中，玻璃均未浸透至內(nèi)部，確保了耐侵蝕性，維持了初始形狀。但是，平均氣孔率為54%的試驗(yàn)樣品的外周部的一部分有玻璃浸透，在陶瓷表面的一部分可見(jiàn)剝離。因此，如果平均氣孔率為5 35%，則耐腐蝕性特別好。(比較例2)將試驗(yàn)例1中用作第二陶瓷結(jié)構(gòu)體4的市售的二氧化硅一氧化鋁質(zhì)隔熱磚 (SP-15(日之丸窯業(yè)株式會(huì)社制))也通過(guò)相同的步驟浸漬于熔融玻璃。隔熱磚因侵蝕而完全崩解，無(wú)法觀察截面狀態(tài)。(應(yīng)用例1)圖1所示的減壓脫泡裝置中，由上升管140、導(dǎo)管170、180、190構(gòu)成的組合以及由下降管150、導(dǎo)管200、220、240構(gòu)成的組合構(gòu)成為本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件。在強(qiáng)化鉬制(使0. 16質(zhì)量％的&02粒子分散在鉬一銠合金(鉬90質(zhì)量％，銠10 質(zhì)量％)中而成的材料，20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)為10.3X10_6/°C)上升管140、下降管150、導(dǎo)管170、180、190、200、220、240(截面形狀圓形，外徑:180mm)周圍配置以立方晶氧化鋯為主體的第一陶瓷結(jié)構(gòu)體(氧化鋯相對(duì)于整體組成的含有比例為88質(zhì)量％，立方晶氧化鋯在氧化鋯中所占的比例為95質(zhì)量％，還含有12質(zhì)量％的氧化釔作為穩(wěn)定劑，平均開(kāi)口氣孔率為12%或35%，20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)為9.8X10_7°C，厚度為45mm)， 并且在該第一陶瓷結(jié)構(gòu)體和管之間隔開(kāi)1. 5mm的間隙。在第一陶瓷結(jié)構(gòu)體的外側(cè)配置二氧化硅一氧化鋁質(zhì)隔熱磚作為第二陶瓷結(jié)構(gòu)體。在圖1所示的減壓脫泡裝置的上游側(cè)配置熔化槽，在下游側(cè)配置浮法錫槽，從而制造平板玻璃。各垂直管和水平管的接合部不會(huì)發(fā)生龜裂，可穩(wěn)定地制造玻璃。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性包括本發(fā)明的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件的玻璃制造裝置中，因加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮而導(dǎo)致的在導(dǎo)管接合部發(fā)生龜裂的現(xiàn)象得到防止，而且陶瓷結(jié)構(gòu)體在熔融玻璃發(fā)生泄漏之類的情況下也不易被侵蝕，可靠性好，可長(zhǎng)期穩(wěn)定地制造玻璃等，在工業(yè)上有用。另外，在這里引用2008年12月11日提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2008-315710號(hào)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、附圖和摘要的所有內(nèi)容作為本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的揭示。符號(hào)的說(shuō)明1 熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件la:第一導(dǎo)管(垂直管)lb:第二導(dǎo)管(水平管)Ic:中空管2:陶瓷結(jié)構(gòu)體3:間隙4 第二陶瓷結(jié)構(gòu)體5:凸緣6:供電部10:試驗(yàn)樣品
10
20 坩堝
30 熔融玻璃
100減壓脫泡裝置
120減壓殼體
130減壓脫泡槽
140上升管
150下降管
160隔熱材料
170、180、190、200、220、240導(dǎo)管
權(quán)利要求
1.一種熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件，其包括熔融玻璃用導(dǎo)管結(jié)構(gòu)體，該熔融玻璃用導(dǎo)管結(jié)構(gòu)體包括至少一根在垂直方向上具有中心軸的第一導(dǎo)管以及至少一根與所述第一導(dǎo)管連通的在水平方向上具有中心軸的第二導(dǎo)管，所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管由鉬或鉬合金構(gòu)成；陶瓷結(jié)構(gòu)體，該陶瓷結(jié)構(gòu)體配置于所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的周圍；其特征在于，所述陶瓷結(jié)構(gòu)體包含以相對(duì)于整體組成的質(zhì)量％計(jì)在75質(zhì)量％以上的氧化鋯，且立方晶氧化鋯在所述氧化鋯中所占的比例在80質(zhì)量％以上；所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的平均開(kāi)口氣孔率為5 60% ；所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)為8X 10_6 12X 10_6/°C。
2.如權(quán)利要求1所述的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件，其特征在于，所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)在構(gòu)成所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的鉬或鉬合金的20 1000°C下的線熱膨脹系數(shù)的士 15%以內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件，其特征在于，所述陶瓷結(jié)構(gòu)體包含以總含有率計(jì)為6 25質(zhì)量％的選自氧化釔和氧化鈰的至少1種作為穩(wěn)定劑。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件，其特征在于，構(gòu)成所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的鉬或鉬合金是在鉬或鉬合金中分散有金屬氧化物的強(qiáng)化鉬。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件，其特征在于，將所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的最大直徑設(shè)為r (mm)時(shí)，在所述第一導(dǎo)管與所述陶瓷結(jié)構(gòu)體之間以及所述第二導(dǎo)管與所述陶瓷結(jié)構(gòu)體之間設(shè)有0. 5mm以上0. 02Xr(mm)以下的間隙，其中 r ^ 60mmo
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件，其特征在于，將所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的最大直徑設(shè)為r(mm)時(shí)，所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的厚度為15mm以上 0. 3Xr (mm)以下，其中 r 彡 60mm。
7.如權(quán)利要求6所述的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件，其特征在于，在所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的外側(cè)配置有第二陶瓷結(jié)構(gòu)體，該第二陶瓷結(jié)構(gòu)體以選自氧化鋁、氧化鎂、鋯石和二氧化硅的至少1種材料為主體。
8.一種玻璃制造裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件，該熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件包括因加熱時(shí)的熱膨脹或冷卻時(shí)的收縮而導(dǎo)致的在垂直方向的導(dǎo)管和水平方向的導(dǎo)管的接合部發(fā)生龜裂的現(xiàn)象得到防止的陶瓷結(jié)構(gòu)體。該熔融玻璃搬運(yùn)設(shè)備構(gòu)件包括熔融玻璃用導(dǎo)管結(jié)構(gòu)體，該熔融玻璃用導(dǎo)管結(jié)構(gòu)體包括垂直方向的第一導(dǎo)管以及與所述第一導(dǎo)管連通的水平方向的第二導(dǎo)管，所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管由鉑或鉑合金構(gòu)成；陶瓷結(jié)構(gòu)體，該陶瓷結(jié)構(gòu)體配置于所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的周圍；其特征在于，所述陶瓷結(jié)構(gòu)體包含75質(zhì)量％以上的氧化鋯，且立方晶氧化鋯在所述氧化鋯中所占的比例在80質(zhì)量％以上；所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的平均開(kāi)口氣孔率為5～60％；所述陶瓷結(jié)構(gòu)體的20～1000℃下的線熱膨脹系數(shù)為8×10-6～12×10-6/℃。
文檔編號(hào)C03B5/225GK102245519SQ20098015035
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者佐藤弘法, 浜島和雄, 筱原伸廣 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社