專利名稱：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 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃熔融爐、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。
背景技術(shù)：
隨著近年來的對節(jié)能化的要求和全球?qū)ο鳒pCO2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(nèi)的熱能，可以抑制車內(nèi)的溫度上升、提高冷氣設(shè)備的效率，以期達到削減溫室效應(yīng)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(gòu)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(nèi)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(gòu)成， 上述組件111是具備電熔融(利用埋電極形態(tài)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(tài)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(cè)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(zhì)化，通過移送管106流向下游側(cè)。該熔融裝置100中，為了調(diào)節(jié)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(xué)特性。專利文獻2記載的技術(shù)中，在爐的內(nèi)部，在熔融玻璃的上方配置輔助槽，向該輔助槽中導(dǎo)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(shù)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(zhì)。在專利文獻3記載的技術(shù)中，供給裝置的一例的結(jié)構(gòu)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(zhì)。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(zhì)熔融后，將其供給至熔融的基底玻璃。現(xiàn)有技術(shù)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

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

但是，根據(jù)本發(fā)明人研究的結(jié)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(jié)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(dǎo)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(shè)定在高溫來將含著色劑的玻璃熔融雖然在技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn)，但消耗能量增加，并且需要大型的設(shè)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(guī)定溫度，槽底部的熔融玻璃容易變冷。例如在欲設(shè)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。本發(fā)明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(jù)其結(jié)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(xù)工序的溫度(1300°C左右)，但上述組成的玻璃導(dǎo)致該冷卻工序中槽底部的熔融玻璃過于冷，不流動而產(chǎn)生停滯的熔融玻璃區(qū)域。如果產(chǎn)生這種停滯區(qū)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(dǎo)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(xiàn)熔融玻璃溫度不能升高且不流動的熔融玻璃區(qū)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(zhì)和生產(chǎn)性顯著降低或無法生產(chǎn)。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，本發(fā)明人對此通過模擬進行了研究。其結(jié)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(zhì)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(xù)工序的流路和冷卻槽中容易陷入熱量不足的狀態(tài)，發(fā)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(shù)，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(shù)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(shù)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(shù)，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(shè)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(shù)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(dǎo)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(shù)，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(dǎo)致設(shè)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(nèi)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(chǎn)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(jù)如上所述的背景，本發(fā)明的目的是提供能夠以優(yōu)異的品質(zhì)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，本發(fā)明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，本發(fā)明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(shù)問題所采用的技術(shù)方案本發(fā)明提供一種玻璃熔融爐，它是將添加劑加入到熔融狀態(tài)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(dǎo)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所投入的上述添加劑制成熔融添加劑粒子。玻璃坯料是指 加入添加劑之前的基底玻璃組成(也稱為母玻璃組成)的玻璃。但是，有時也將熔融狀態(tài)的玻璃坯料簡稱為玻璃坯料。改性是指，在熔融狀態(tài)的玻璃坯料中添加少于玻璃坯料的質(zhì)量的添加劑，將其混合在熔融狀態(tài)的玻璃坯料中進行均質(zhì)化，從而使基底玻璃的組成變化，賦予新的功能。從其他觀點來看，改性是指通過利用添加劑進行較小的玻璃組成的改變，使玻璃制品的特性發(fā)生能夠被檢測到的變化。改性熔融玻璃是指加入添加劑后的改性后的熔融玻璃，且是成為玻璃制品的玻璃組成。本發(fā)明的玻璃熔融爐中，上述加熱單元較好是能產(chǎn)生氧燃燒火焰的氧燃燒器和由能產(chǎn)生熱等離子體的一對以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置中的任一種或雙方。本發(fā)明的玻璃熔融爐中，上述氧燃燒器可以設(shè)有作為上述投入部的添加劑供給通路。本發(fā)明的玻璃熔融爐中，較好是上述氧燃燒器的前端與上述前爐內(nèi)的玻璃坯料的液面位置之間的距離被設(shè)為大于或等于利用上述加熱氣相部將來自上述投入部的上述添加劑制成上述熔融添加劑粒子而所需的長度。本發(fā)明的玻璃熔融爐中，也可以在上述前爐的天花板部形成有朝上方突出的天花板突出部，且在該天花板突出部設(shè)置有上述投入部和上述加熱單元。
本發(fā)明的玻璃熔融爐中，較好是上述前爐中，在比上述投入部的設(shè)置位置更靠近上述排出部一側(cè)的位置具有攪拌單元。此外，本發(fā)明提供玻璃坯料的改性方法，它是在熔融狀態(tài)的玻璃坯料中加入添加劑以使玻璃坯料改性的方法，其包括:將玻璃原料熔融以制成玻璃坯料的工序；和通過將添加劑投入到玻璃坯料的液面上方的加熱氣相部中，使該添加劑熔融以制成熔融添加劑粒子，并將該熔融添加劑粒子添加到上述玻璃坯料中以使玻璃的組成改性的工序。
本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法中，較好是利用能產(chǎn)生氧燃燒火焰的氧燃燒器和由能產(chǎn)生熱等離子體的一對以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置中的任一種或雙方來形成上述加熱氣相部。本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法中，也可以利用在內(nèi)部設(shè)有添加劑供給通路的上述氧燃燒器來形成上述加熱氣相部，從上述添加劑供給通路將上述添加劑投入到上述加熱氣相部中。本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法中，較好是相對于上述玻璃坯料的液面位置，將上述氧燃燒器的前端位置的高度設(shè)定為利用上述加熱氣相部將上述添加劑制成上述熔融添加劑粒子而所需的高度。本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法中，較好是上述添加劑的平均粒徑以重量平均值計為Imm以下。本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法中，也可以是上述添加劑包含著色成分，且該著色成分的添加量相對于100質(zhì)量％的上述玻璃坯料為0.1 20質(zhì)量％。本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法中，上述添加劑也可以是將添加劑原料混合而得的造粒體。 本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法中，上述添加劑也可以是包含改性成分的玻璃料。本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法中，上述添加劑可以包含單獨一種或多種氧化物。本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法中，將上述玻璃原料熔融以制成玻璃坯料的工序可以是采用在加熱氣相中將該玻璃原料熔融的空中熔融法的工序。本發(fā)明提供使用上述玻璃坯料的改性方法來制造改性熔融玻璃的熔融玻璃的制造方法。此外，本發(fā)明還提供包括使用上述熔融玻璃的制造方法來制造熔融玻璃的工序、對該熔融玻璃進行成形的工序、對成形后的玻璃進行退火的工序的玻璃制品的制造方法。本發(fā)明還提供玻璃制品的制造裝置，其具備上述的玻璃熔融爐，對由該玻璃熔融爐所制造的改性熔融玻璃進行成形的成形單元，和對成形后的玻璃進行退火的退火單元。發(fā)明的效果本發(fā)明的玻璃熔融爐與現(xiàn)有的裝置不同，不需要用于預(yù)先將添加劑熔融的熔爐，只需要在現(xiàn)有的熔融爐的前爐設(shè)置由投入部和加熱單元構(gòu)成的添加劑熔融單元即可，所以設(shè)備簡便。此外，也不需要另外的用于將添加劑熔融的熔爐，也不需要改變在熔融槽上游投入的基底玻璃的原料自身的組成，所以與現(xiàn)有的裝置不同，在顏色更換時不需要將槽整體內(nèi)的熔融玻璃除去，能夠在短時間內(nèi)進行顏色更換。本發(fā)明的玻璃熔融爐中，在制造其他組成的改性熔融玻璃時，只需改變投入到投入部中的添加劑的種類、或者改換添加劑熔融單元即可。所以，還適合用于要求對應(yīng)少量多品種的瓶用玻璃等彩色玻璃的制造。利用本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法和熔融玻璃的制造方法，能夠?qū)⑻砑觿┰诩訜釟庀嗖恐兴查g熔融，所以即使是以往難以熔融的含大量著色成分的添加劑也能夠熔融。此夕卜，在加熱氣相部中熔融的熔融添加劑粒子落下而分散到在前爐中流動的玻璃坯料中，所以熔融添加劑粒子容易熔入玻璃坯料，從而能夠制造均質(zhì)的改性熔融玻璃。本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法和熔融玻璃的制造方法中，添加劑在高溫的加熱氣相部被熔融，所以熔融后的熔融添加劑粒子的溫度能夠達到與在前爐中流動的玻璃坯料的溫度(例如1350°C左右)相同或在其以上的高溫。所以，不會使玻璃坯料的溫度降低、且能夠容易地進行攪拌,并能夠制造組成均質(zhì)的改性熔融玻璃。此外,通過調(diào)整加熱氣相部的溫度，能夠自由地調(diào)整熔融添加劑粒子的溫度，并能夠制成有利于與玻璃坯料混合的溫度和粘度的熔融添加劑粒子。還有，由于將熔融添加劑粒子的溫度設(shè)定得足夠高，所以熔融添加劑粒子的粘度降低，在與玻璃坯料攪拌和混合時，混入氣泡的可能性小，可形成具有優(yōu)異的泡品質(zhì)的改性熔融玻璃。本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法和熔融玻璃的制造方法中，由于將添加劑在加熱氣相部瞬間熔融，所以與以往的制造方法相比，能夠縮短制造時間、削減能耗、削減廢氣。本發(fā)明的玻璃制品的制造方法通過采用上述的熔融玻璃的制造方法，即使在添加劑以高的濃度包含改性成分的情況下，也能夠提供均質(zhì)且高品質(zhì)的玻璃制品。

此外，本發(fā)明的玻璃制品的制造裝置通過具備上述的玻璃熔融爐，能夠以與現(xiàn)有的改性玻璃的制造裝置相比規(guī)模小、且無需增加用于改性的熔融槽的方式制造均質(zhì)且高品質(zhì)的玻璃制品。


圖1是示意地表示本發(fā)明的玻璃熔融爐的一種實施方式的縱向剖視圖。圖2(a)是圖1示出的玻璃熔融爐的前爐的縱向剖視圖；圖2(b)是同一前爐的除去天花板部后的主要部分的俯視剖視圖。圖3(a)是圖2(b)示出的前爐的沿A_A’線的剖面示意圖；圖3(b)是同一前爐的沿B-B’線的剖面示意圖。圖4是表示圖1示出的玻璃熔融爐的前爐具備的氧燃燒器的一例的結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖。圖5是示意地表示本發(fā)明的玻璃熔融爐的其他實施方式的縱向剖視圖。圖6是示意地表示本發(fā)明的玻璃熔融爐的其他實施方式的縱向剖視圖。圖7是表示使用本發(fā)明的玻璃原料的熔融方法來制造玻璃制品的方法的一例的流程圖。圖8是表示現(xiàn)有的分批式材料熔融裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的玻璃熔融爐、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的一種實施方式進行說明，但本發(fā)明并不局限于以下的實施方式。
圖1是示意地表示本發(fā)明的玻璃熔融爐的一種實施方式的縱向剖視圖，圖2(a)是圖1示出的玻璃熔融爐的前爐的縱向剖視圖，圖2(b)是同一前爐的除去天花板部后的主要部分的俯視剖視圖，圖3(a)是圖2(b)示出的沿前爐的A-A’線的剖面示意圖，圖3(b)是同一前爐的沿B-B’線的剖面示意圖。圖1 圖3示出的玻璃熔融爐被用于本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法和熔融玻璃的制造方法。圖1示出的本實施方式的玻璃熔融爐10具備熔融槽30和前爐20，熔融槽30和前爐20通過連接部(爐喉)34連通。由熔融槽20熔融的玻璃坯料經(jīng)由連接部34被導(dǎo)入前爐20。所導(dǎo)入的玻璃坯料在前爐20中被冷卻(溫度調(diào)整)至適于連續(xù)的成形工序等的溫度，經(jīng)由作為排出部的排出口 22被排出到成形裝置50側(cè)。另外，也可以根據(jù)需要，在前爐20和成形裝置50之間配置脫泡裝置，使泡品質(zhì)提高。熔融槽30具備耐火磚制的中空型的爐體32、在爐體32內(nèi)的上部以使火焰噴射方向朝向橫向的方式配置的燃燒器31、將玻璃坯料的原料投入的原料投入部33、和將在爐體32內(nèi)熔融的熔融玻璃坯料G0(以下也簡稱為“玻璃坯料GO”)排出至前爐20的連接部34。熔融槽30中，從原料投入部33投入的玻璃原料的批料被由設(shè)置于爐體32的壁部的燃燒器31的火焰產(chǎn)生的輻射熱熔融，作為玻璃坯料GO貯留在爐底部32a。爐體32的結(jié)構(gòu)是，根據(jù)需要在爐底部32a配置電極等加熱單元(未圖示)，以使得貯留于爐底部32a的玻璃坯料GO能夠以熔融狀態(tài)保持在目標(biāo)溫度(例如1400 1500°C左右)。連接部34的底部34a被設(shè)置在高于后述的前爐20的底部21a的位置。藉此，能夠抑制在熔融槽30中熔融的玻璃坯料GO在被導(dǎo)入至前爐20時逆流至熔融槽30側(cè)，可形成自熔融槽30到前爐20的排出口 22的單方向流。作為燃燒器31，可使用現(xiàn)有公知的燃燒器，使用適當(dāng)?shù)嘏渲糜腥剂稀⒅細怏w供給噴嘴的氧燃燒器等即可。前爐20形成為由耐火磚制的爐壁21圍成的筒狀，其剖面形狀可以是圓形、橢圓形、矩形、不定形等任何形狀。前爐20的高度和寬度通常被設(shè)定為小于熔融槽30，前爐20的底部21a被設(shè)定為高于熔融槽30的底部32a。另外，浮法等的玻璃板的制造裝置中，將熔融玻璃的澄清槽也稱為前爐，熔融玻璃的澄清槽在熔融玻璃從玻璃的熔融槽流到作為成形裝置的浮法錫槽中的工序中接連玻璃的熔融槽而設(shè)置，比熔融槽的寬度更狹小，且底部被設(shè)計得淺。該情況下，即使不設(shè)置將熔融槽和澄清槽分隔開、控制流量的管道狀的連接部34也可以。前爐20的天花板壁部21t被設(shè)定為其一部分高于其他部分，在該設(shè)定得較高的天花板突出部2IT設(shè)有2個氧燃燒器1，該2個氧燃燒器在前爐20的寬度方向上相鄰，以使火焰噴射方向朝下的方式貫穿天花板突出部21T來設(shè)置。天花板壁部21t和天花板突出部2IT構(gòu)成前爐20的天花板部。用于向加熱氣相部供給添加劑的投入部與氧燃燒器I形成一體，在氧燃燒器I的出口附近供給燃燒氣體的管和供給氧氣的管以及供給添加劑的管同軸構(gòu)成。將該投入部和氧燃燒器I的組合稱為“添加劑熔融單元5” 。另外，如后所述，本實施方式中，與氧燃燒器I形成為一體的添加劑供給通路12A成為投入部。本實施方式的玻璃熔融爐10的前爐20中，形成加熱氣相部的加熱單元由氧燃燒器I構(gòu)成。加熱氣相部由氧燃燒器I的火焰(以下也稱為氧燃燒火焰或燃燒炎)F中和火焰F附近的高溫部構(gòu)成。氧燃燒器I為作為無機粉體加熱用燃燒器而公知的適當(dāng)?shù)嘏渲昧嗽?添加劑)、燃料氣體、燃燒氣體供給噴嘴的氧燃燒器。圖4示出本實施方式的玻璃熔融爐所具備的氧燃燒器I的一例。另外，本發(fā)明的氧燃燒器的結(jié)構(gòu)并不局限于以下示出的例子。圖4示出的氧燃燒器I采用多個管狀的噴嘴11、12、13、14和外管15以同心圓狀配置的多重管結(jié)構(gòu)，且由配置于中央部的第一噴嘴U，和在該第一噴嘴11的外部以包圍第一噴嘴11的方式依次配置的第二噴嘴12、第三噴嘴13、第四噴嘴14和外管15構(gòu)成。在第一噴嘴11的內(nèi)部形成有用于使燃料氣體通過的燃料氣體供給通路11A，在第一噴嘴11和第二噴嘴12之間形成有用于使添加劑通過的添加劑供給通路12A(即投入部)。此外，在第二噴嘴12和第三噴嘴13之間形成有用于使燃燒氣體通過的一次燃燒氣體供給通路13A，在第三噴嘴13和第四噴嘴14之間形成有用于使燃燒氣體通過的二次燃燒氣體供給通路14A，在第四噴嘴14和外管15之間形成有用于使冷卻水等致冷劑流通的致冷劑流路15A。第四噴嘴14和外管15在它們的前端部通過連接部16連接，致冷劑流路15A的前端側(cè)由該連接部16封閉。致冷劑流路15A設(shè)置到各噴嘴11 14的前端部附近，以能夠?qū)⒏鲊娮?1 14充分冷卻。藉此，能夠防止各噴嘴11 14達到過熱狀態(tài)。氧燃燒器I中，從氣體供給裝置46通過供給管47a將丙烷、丁烷、甲烷、LPG (液化石油氣)、氫氣、重油 、輕油、煤油等燃料氣體導(dǎo)入至燃料氣體供給通路11A，從氣體供給裝置46通過供給管47b和47c將氧氣或富氧化氣體等燃燒氣體導(dǎo)入至一次燃燒氣體供給通路13A和二次燃燒氣體供給通路14A。此外，從供給裝置48通過供給管49將后述的添加劑供給至作為投入部的添加劑供給通路12A。藉此，能夠在從氧燃燒器I的前端噴射氧燃燒火焰的同時，噴出添加劑。由自本實施方式的氧燃燒器I噴射的氧燃燒火焰形成的加熱氣相部的中心部的溫度在燃燒炎是例如氫氧燃燒火焰的情況下，約為2000 3000°C。使火焰F從氧燃燒器I的前端3朝下方噴射，通過氣體搬運或機械搬運將添加劑從作為氧燃燒器I的投入部的添加劑供給通路12A供給至該火焰F(即加熱氣相部)中。藉此，能夠可靠地在短時間內(nèi)使添加劑在加熱氣相部中熔融，并形成熔融添加劑粒子U。另外，以下的說明中，如上所述，有時把在加熱氣相部中將添加劑等粒子熔融的制法稱作“空中熔融法”。如上，在使用一體形成有投入部的氧燃燒器I時，氧燃燒器I的添加劑供給通路12A兼用作投入部，所以不需要另外設(shè)置投入部。此外，通過在自燃燒器I的前端3朝下方噴射的火焰F中，從添加劑供給通路12A投入添加劑，可控制添加劑的飛散方向朝下，所以能夠抑制添加劑向火焰F的外部飛散。為了使火焰F從氧燃燒器I的前端3朝下方噴射而生成熔融添加劑粒子U，除了在氧燃燒器I的前端3下方的用于形成火焰F的空間，還需要將通過火焰F的添加劑充分熔融直到其制成熔融添加劑粒子U為止的空間(即用于確保火焰F的長度和用于確保在由火焰F形成的加熱氣相部中的滯留時間的空間)。所以，本實施方式中，為了獲得大于前爐20的天花板壁部21t的空間高度，形成了天花板突出部21T，并調(diào)整了氧燃燒器I的上下位置。通過設(shè)置天花板突出部21T，并在此處設(shè)置氧燃燒器1，能夠使氧燃燒器I的安裝位置充分高于玻璃坯料GO的液面，并能夠抑制將未熔融狀態(tài)的添加劑直接投入玻璃坯料GO中。另夕卜，這里所說的熔融添加劑粒子U是在加熱氣相氣氛中，投入的添加劑的大部分成為熔融狀態(tài)的粒子。因此，即使投入的添加劑的一部分中仍殘留在未熔融狀態(tài)，只要該未熔融的添加劑落入加熱氣相氣氛下方的熔融玻璃后，在該熔融玻璃中迅速熔融，則也可允許加熱氣相氣氛中存在未熔融狀態(tài)的添加劑。此外，通過對現(xiàn)有的前爐的天花板部的一部分進行改良來形成天花板突出部21T，能夠容易地設(shè)置添加劑熔融單元5，所以通過對現(xiàn)有的玻璃熔融爐實施小規(guī)模的改良就能夠?qū)崿F(xiàn)本實施方式的玻璃熔融爐10。前爐20的作為天花板部的天花板壁部21t的高度自身也可以提高到與天花板突出部21T相同的高度，但這樣會在玻璃坯料GO的上方形成寬闊的空間，考慮到用燃燒器24維持玻璃坯料GO的溫度的情況，從能源效率方面來看浪費有可能會增加。另外，玻璃坯料GO的液面和前爐20的天花板壁部21t (天花板部)之間的距離在對使用來自氧燃燒器I的火焰F進行空中熔融法而言足夠的情況下，可以不形成天花板突出部21T而在天花板壁部21t (天花板部)設(shè)置氧燃燒器I。還有，氧燃燒器I的位置只要是熔融添加劑粒子U能達到上述狀態(tài)，則可以設(shè)置在熔融爐的任意位置。作為形成加熱氣相部的加熱單元，并不局限于氧燃燒器1，可以在前爐20的天花板突出部21T設(shè)置能夠產(chǎn)生熱等離子體的、由一對以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置。此外，也可以如圖5所示的玻璃熔融爐10B，將氧燃燒器1、和能產(chǎn)生熱等離子體的由一對以上的電極9構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置雙方設(shè)置于前爐20。還有，為了使后述的添加劑中含有的氣體成分迅速地氣化、散逸，且促進玻璃化反應(yīng)，較好是將氧燃燒器I的火焰F、熱等離子體的溫度設(shè)定在有時作為添加劑的I種成分使用的硅砂的熔融溫度以上、即1600°C以上。藉此，向前爐20內(nèi)投下的添加劑在利用火焰F和/或熱等離子體迅速地氣化、散逸的同時,通過高 溫下的加熱而成為液狀的目標(biāo)組成的熔融添加劑粒子U并降落，落入在前爐20的底部21a流動的玻璃坯料GO而添加在其中。另外，為火焰F的情況下，在氧氣燃燒時其中心溫度約為2000 3000°C;為熱等離子體的情況下，其中心溫度為5000 20000。C。沿著前爐20在添加劑熔融單元5的設(shè)置位置的下游側(cè)(排出口 22側(cè))，通過形成于天花板壁部21t的開口 23設(shè)置6個攪拌裝置7，沿前爐20的寬度方向并列設(shè)置2列，每列設(shè)置3個。作為攪拌裝置7，可采用現(xiàn)有公知的攪拌裝置7。投入到添加劑熔融單元5的投入部(即氧燃燒器I的添加劑供給通路12A)中的添加劑在由氧燃燒器I的火焰F形成的加熱氣相部中熔融而成為熔融添加劑粒子U。該熔融添加劑粒子U在前爐20中降落，添加到在前爐20的底部21a流動的玻璃坯料GO中后，用添加劑熔融單元5的下游側(cè)(排出口 22側(cè))的攪拌裝置7攪拌而均質(zhì)化。藉此，制造在玻璃坯料GO中均勻地添加有添加劑的改性熔融玻璃G1，并經(jīng)由作為排出部的排出口 22將其排出到下游側(cè)。在前爐20內(nèi)的壁部設(shè)置有多個燃燒器24，利用這些燃燒器24，能夠抑制在前爐20中流動的玻璃坯料GO和改性熔融玻璃Gl的溫度下降，并維持在規(guī)定的溫度。作為氧燃燒器24，可使用現(xiàn)有公知的燃燒器，使用適當(dāng)?shù)嘏渲糜腥剂?、助燃氣體供給噴嘴的氧燃燒器等即可。在沿著前爐20、比添加劑熔融單元5的設(shè)置位置稍微靠近上游側(cè)(連接部34側(cè))的位置和稍微靠近下游側(cè)(排出口 22側(cè))的位置形成有與外部的真空排氣裝置(未圖示)連接的排氣口 25。此外，在攪拌裝置7近傍的爐壁21也形成有排氣口 25，通過該排氣口 25將燃燒氣體排出。排氣口 25是為了將氧燃燒的特殊燃燒氣體迅速地排出、和控制前爐20的爐圧及氣流等目的而設(shè)置的。本說明書中，言及“上游”和“下游”的情況下，表示在從前爐20的連接部34側(cè)向排出口 22側(cè)流動的玻璃坯料GO的流動方向上的上游和下游。本實施方式中，對玻璃坯料GO的組成沒有特別限定。所以，可以是鈉鈣玻璃、混合含堿玻璃、硼硅酸鹽玻璃和無堿玻璃中的任一種。此外，使用本實施方式的熔融玻璃制造的玻璃制品的用途不局限于建筑用和車輛用，可以例舉平板顯示器用、容器和餐具、及其它各種用途。建筑用或車輛用的平板玻璃所用的鈉鈣玻璃的情況下，玻璃坯料GO以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示，較好是具有下述組成:Si02:65 75%、Al2O3IO 3%、CaO: 5 15%、Mg0:0 15%、Na20:10 20%、K20:0 3%、Li20:0 5%、Fe203:0 3%、Ti02:0 5%,Ce02:0 3%、Ba0:0 5%、Sr0:0 5%、B203:0 5%、Zn0:0 5%、Zr02:0 5%、SnO2:0 3%、S03:0 0.5%。液晶顯示器用或有機EL顯示器用的基板所使用的無堿玻璃的情況下，玻璃坯料GO以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示，較好是具有下述組成:Si02:39 75%、Al2O3:3 27%,B2O3IO 20%、Mg0:0 13%、Ca0:0 17%、Sr0:0 20%、Ba0:0 30%。等離子體顯示器用的基板所用的混合含堿玻璃的情況下，玻璃坯料GO以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示，較好是具有下述組成:Si02:50 75%、Al2O3 = O 15%、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:6 24%、Na2CHK20:6 24%。作為其它用途， 耐熱容器或者物理化學(xué)用器具等所用的硼硅酸鹽玻璃的情況下，玻璃坯料GO以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示，較好是具有下述組成=SiO2:60 85%、Al2O3 = O 5%, B2O3:5 20%、Na2CHK20:2 10%。對本實施方式中的添加劑的組成沒有特別限定，除上述的玻璃坯料GO的組成外，還可以使用含改性成分的組成的玻璃坯料。導(dǎo)入形態(tài)以氧化物為基礎(chǔ)，但也可以是金屬的微粉體。添加劑是根據(jù)下述目的而添加的，例如，通過著色劑的添加來改變玻璃色調(diào)；通過特定波長吸收離子的添加而賦予紫外線和熱射線的吸收功能；通過抗菌成分(銀離子)的添加而賦予抗菌性；通過核形成物質(zhì)的添加促進結(jié)晶化；通過引起分相的成分(磷、氟)的添加而實現(xiàn)乳白化；通過稀土類離子的導(dǎo)入賦予非線性光學(xué)效果；補充在熔融時容易揮發(fā)的玻璃組成成分；賦予在熔融時經(jīng)過時間而發(fā)生變質(zhì)的玻璃組成成分等。作為添加劑中含有的改性成分，可例舉例如Fe、N1、Co、Se、Cu、T1、Ce、Pb等著色成分(著色劑)，F(xiàn)、Ca、Mg、Zr等賦予結(jié)晶化特性和耐候性的成分。對添加劑中的改性成分的含量沒有特別限定，能夠進行適當(dāng)變更，相對于所投入的添加劑可以是I 100質(zhì)量％?，F(xiàn)有的方法中，添加劑含有大量的著色成分等改性成分時，難以充分熔融，根據(jù)本實施方式，通過將添加劑投入到由火焰F形成的2000 3000°C的加熱氣相部中，例如氧化鐵的情況下，能夠?qū)?0質(zhì)量％以上的改性成分的添加劑在加熱氣相部完全熔融，以液狀的狀態(tài)直接供給至玻璃坯料。所以，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)使用目前熔融比較困難的含高濃度的著色劑的添加劑的玻璃的改性，適合于以高濃度含有著色成分的深色玻璃的制造。根據(jù)本實施方式的玻璃還料的改性方法,具體而言,相對于100質(zhì)量％的玻璃還料，可添加0.1 20質(zhì)量％的著色成分。作為投入到投入部(即氧燃燒器I的添加劑供給通路12A)中的添加劑的形態(tài)，可以是對于將上述任一組成的玻璃坯料的原料和改性成分，按照目標(biāo)添加劑組成比將各成分的粉末混合，制成造粒體而得的添加劑原料。本說明書中，有時也把將一種至多種添加劑的原料混合、進行造粒而制成造粒體的物質(zhì)稱作添加劑。此外，作為添加劑的形態(tài)，可以是將在上述的玻璃坯料的組成中具有含上述改性成分的組成的玻璃制成料狀的玻璃料、加工成顆粒狀的形態(tài)和上述組成的玻璃的碎片中的任一種，或者它們的混合物。另外，添加劑可以包含單獨一種或多種氧化物等。例如，添加物也可以是金屬粉末。使用添加劑原料的造粒體的情況下，能夠使造粒體在火焰F中和/或熱等離子體中一下子熔融、即玻璃化，所以一旦制造出所需的組成的玻璃后，可節(jié)省成形為料狀、顆粒狀等的人工，因而優(yōu)選。 投入到投入部中的粒子狀、顆粒狀、碎片狀、薄片狀等的添加劑的尺寸較好是Imm以下。這里，關(guān)于“添加劑的尺寸”，造粒體的情況下，表示平均粒徑(重量平均)；玻璃料的情況下，表示圓當(dāng)量徑；顆粒狀及玻璃碎片的情況下，表示最薄部分的厚度。通過將添加劑的尺寸設(shè)為1_以下，可以在由火焰F和/或熱等離子體中形成的高溫的加熱氣相部中對所投入的添加劑整體進行充分傳熱，所以能夠使添加劑完全熔融并制成熔融添加劑粒子U。另外，顆粒狀和玻璃碎片的情況下，如果最厚部分的厚度為Imm以下，則可向添加劑整體傳熱，所以能夠?qū)⑻砑觿┱w完全熔融。關(guān)于作為著色材料的玻璃料的尺寸，市售的玻璃料通常為I IOmm的情況較多，投入到加熱氣相部時，有時必須預(yù)先進行粉碎。作為從投入部投入的作為添加劑的添加劑原料的造粒體的一例，例如，對于玻璃坯料采用無堿玻璃的一例，改性成分含有Fe的情況，如下所述。將硅砂、氧化鋁(Al2O3)JI酸(H3BO3)、氫氧化鎂(Mg(OH)2)、碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鍶(SrCO3)、碳酸鋇(BaCO3)等玻璃坯料的原料粉末粒子，其他原料中含有的鐵成分，和FeO、Fe203> Fe3O4等的粉末粒子按照達到目標(biāo)添加劑組成比的條件進行配制以制成添加劑粉末粒子，例如通過噴霧干燥造粒法制成30 1000 u m左右的造粒體，能夠獲得添加劑原料。作為從上述添加劑粉末制備添加劑原料的方法，可使用噴霧干燥造粒法等方法，較好是將分散溶解有添加劑原料的水溶液在高溫氣氛中噴霧、干燥固化的造粒法。此外，該造粒體可以僅由與目標(biāo)添加劑的成分組成對應(yīng)的混合比的原料構(gòu)成，也可以在該造粒體中還混合同一組成的玻璃碎片微粉，將其用作添加劑原料。作為利用噴霧干燥造粒來獲得添加劑原料的方法的一例，有如下方法:作為上述的各成分的添加劑粉末，將2 500 y m的范圍的添加劑粉末分散于蒸餾水等溶劑中以構(gòu)成漿料，對該漿料用球磨機等攪拌裝置以規(guī)定時間進行攪拌、混合、粉碎后，進行噴霧干燥造粒，從而可獲得上述的各成分的添加劑粉末大致均勻地分散的添加劑原料。另外，對上述的漿料用攪拌裝置進行攪拌時，從提高添加劑原料粉末粒子的均勻分散和造粒原料的強度的目的考慮，較好是將2-氨基乙醇、PVA (聚乙烯醇)等粘合劑混合后進行攪拌。作為本實施方式中使用的添加劑原料，除通過上述的噴霧干燥造粒法形成外，也可以通過滾動造粒法、攪拌造粒法等干式造粒法來形成。添加劑原料的平均粒徑(重量平均)較好是在30 1000 U m的范圍內(nèi)。更好為使用平均粒子(重量平均)在50 500 ii m的范圍內(nèi)的添加劑原料，非常好為70 300 y m的范圍內(nèi)的添加劑原料。添加劑原料熔融而成的熔融添加劑粒子U的平均粒徑(重量平均)通常變?yōu)樘砑觿┰系钠骄降?0 %左右。從能夠在短時間內(nèi)加熱、產(chǎn)生的氣體的擴散容易的方面，以及粒子間的組成變動減少的方面考慮，添加劑原料的粒徑較好是選擇上述的范圍。此外，這些添加劑原料可以根據(jù)需要包含作為副原料的澄清劑、著色劑、熔融助齊U、乳白劑等。此外，這些添加劑原料中的硼酸等在高溫時的蒸氣壓較高，所以容易因加熱而蒸發(fā)，所以，可以額外地混合比作為最終制品的玻璃的組成更多的硼酸等。本實施方式中，作為副原料含有澄清劑時，可添加所需量的包含選自氯(Cl)、硫
(S)、氟(F)中的I種或2種以上的元素的澄清劑。此外，以往所使用的Sb、As氧化物等澄清劑雖然可產(chǎn)生泡削減效果，但是這些澄清劑的元素在減小環(huán)境負荷方面是不理想的元素，從減小環(huán)境負荷的趨勢方面考慮，較好是減少它們的使用。在使用本實施方式的玻璃熔融爐10的玻璃坯料的改性方法中，將在熔融槽30中熔融的玻璃坯料GO導(dǎo)入前爐20，將利用空中熔融法而熔融的熔融添加劑粒子U添加到在前爐20中流動的玻璃坯料GO中，并進行攪拌，能夠獲得均質(zhì)的組成的改性熔融玻璃Gl。根據(jù)本實施方式的玻璃坯料的改性方法，能夠?qū)⑻砑觿┰诩訜釟庀嗖恐兴查g熔融，所以即使是以往難以熔融的含大量著色成分的添加劑也能夠熔融。此外，在加熱氣相部中熔融的熔融添加劑粒子U 落下而分散于玻璃坯料GO中，所以熔融添加劑粒子U容易熔入玻璃坯料G0，從而能夠制造均質(zhì)的改性熔融玻璃Gl。本實施方式的玻璃坯料的改性方法中，添加劑在高溫的加熱氣相部(火焰F的情況下為2000 3000°C ;熱等離子體的情況下為5000 20000°C )中被熔融，所以熔融的熔融添加劑粒子U的溫度達到與在前爐20中流動的玻璃坯料GO的溫度(例如，1350°C左右)相同或在其以上的高溫。所以，不會使玻璃坯料GO的溫度降低、且能夠容易地進行攪拌，并能夠制造組成均質(zhì)的改性熔融玻璃Gl。還有，通過調(diào)整加熱氣相部的溫度，能夠自由地調(diào)整熔融添加劑粒子U的溫度，并能夠形成有利于與玻璃坯料GO混合的溫度和粘度的熔融添加劑粒子U。此外，由于將熔融添加劑粒子U的溫度設(shè)定得足夠高，所以熔融添加劑粒子U的粘度降低，在與玻璃坯料GO攪拌和混合時，混入氣泡的可能性小，可形成具有優(yōu)異的泡品質(zhì)的改性熔融玻璃Gl。還有，由于利用空中熔融法將添加劑在加熱氣相部瞬間熔融，所以與現(xiàn)有的制造方法相比，能夠縮短制造時間、削減能耗、削減廢氣。還有，本發(fā)明的熔融玻璃的制造方法由于采用上述的本發(fā)明的玻璃坯料的改性方法，所以能實現(xiàn)上述效果。本實施方式的玻璃熔融爐10與現(xiàn)有的裝置不同，不需要用于預(yù)先將添加劑熔融的熔爐，只需要在現(xiàn)有的熔融爐的前爐設(shè)置添加劑熔融單元即可，所以設(shè)備簡便。此外，也不需要另外的用于將添加劑熔融的熔爐，也不需要改變在熔融槽上游投入的基底玻璃的原料自身的組成，所以與現(xiàn)有的裝置不同，在顏色更換時不需要將槽整體內(nèi)的玻璃除去，能夠在短時間內(nèi)進行顏色更換。本實施方式中，添加劑熔融單元5較好是以能夠拆卸的方式安裝于前爐20。該情況下，通常能夠作為現(xiàn)有的玻璃熔融爐來進行玻璃坯料的制造，根據(jù)需要能夠在前爐20設(shè)置添加劑熔融單元5來制造改性熔融玻璃。由此，本實施方式的玻璃熔融爐10中，在制造其他組成的改性熔融玻璃時，只需要改變投入到投入部的添加劑的種類、或者改換添加劑熔融單元5即可，還適合用于要求對應(yīng)少量多品種的瓶用玻璃等彩色玻璃的制造。上述實施方式中，示出了熔融槽20具備燃燒器31，并利用從該燃燒器31噴射的火焰的輻射熱將玻璃原料熔融而形成玻璃坯料GO的例子，但是本發(fā)明不局限于該例子。只要能夠?qū)⒉Ａг霞訜?、熔融即可，熱源可以是燃燒器、電、等離子體等目前公知的任一種。圖6是表示本發(fā)明的玻璃熔融爐的其他實施方式的縱向剖視圖。圖6示出的玻璃熔融爐IOC中，作為熔融槽中的玻璃原料的加熱單元，具備玻璃原料熔融單元45，這方面與上述實施方式的玻璃熔融爐10不同。此外，圖6中對于與圖1 圖3示出的玻璃熔融爐10相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)以相同的符號，并省略其說明。本實施方式的玻璃熔 融爐IOC具備熔融槽30B和前爐20，熔融槽30B和前爐20通過連接部34連通。熔融槽30B具備耐火磚制的中空型的爐體32 ;以貫穿爐體32的天花板部32T、且使火焰噴射方向朝下的方式配置的氧燃燒器41 ;與氧燃燒器41 一體形成的、用于將玻璃還料的原料投入的作為原料投入部的原料供給通路；和將在爐體32內(nèi)熔融的熔融玻璃坯料GO排出至前爐10的連接部34。氧燃燒器41、和與氧燃燒器41 一體形成的作為原料供給通路的原料投入部構(gòu)成玻璃原料熔融單兀45。玻璃原料熔融單兀45的結(jié)構(gòu)與上述實施方式的玻璃熔融爐10的添加劑熔融單元5的結(jié)構(gòu)相同。利用氧燃燒器41的火焰F2，能夠在原料投入部(氧燃燒器41的原料供給通路)的下方形成加熱氣相部。氧燃燒器41的結(jié)構(gòu)與上述實施方式的氧燃燒器I類似，除了在氧燃燒器I中，在第二噴嘴12和第三噴嘴13之間形成的添加劑供給通路12A替換為原料供給通路以外，具有同樣的結(jié)構(gòu)。該實施方式的熔融槽30B中，利用將玻璃原料在加熱氣相部熔融的空中熔融法，能夠使玻璃原料作為液狀的熔融玻璃粒子Y落下，貯留于爐底部32a而獲得玻璃坯料G0。爐體32的結(jié)構(gòu)是，根據(jù)需要在爐底部32a配置電極等加熱單元(未圖示)，以使得貯留于爐底部32a的玻璃坯料GO能夠以熔融狀態(tài)保持在目標(biāo)溫度(例如1400 1500°C左右)。本實施方式的玻璃熔融爐IOC中，在熔融槽30B中熔融的玻璃坯料GO的組成與上述實施方式相同。本實施方式的玻璃熔融爐IOC中，作為熔融槽30B中的在玻璃原料的空中熔融法中所使用的玻璃原料，可準(zhǔn)備上述任一種組成的玻璃的原料、例如將上述的各成分的粒子狀的原料粉末粒子按照目標(biāo)玻璃的組成比進行混合、制成造粒體而得的玻璃原料。玻璃原料的制法及平均粒徑(重量平均)與上述實施方式中的混合有添加劑原料的造粒體的制法及平均粒徑(重量平均)相同。另外，本實施方式的玻璃熔融爐IOC的熔融槽30B中，作為形成加熱氣相部的加熱單元，與上述實施方式的添加劑熔融單元5同樣，并不局限于氧燃燒器41，也可以在爐體32的天花板部32T設(shè)置能夠產(chǎn)生熱等離子體的、由一對以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置，或者在爐體32的天花板部32T設(shè)置氧燃燒器41和上述多相電弧等離子體發(fā)生裝置雙方。根據(jù)本實施方式的玻璃熔融爐10C，能夠?qū)崿F(xiàn)上述實施方式的玻璃熔融爐10的效果，并且由于在熔融槽30B中能夠利用空中熔融法將玻璃原料熔融而制成玻璃坯料G0，所以能夠進一步削減能耗和廢氣。圖1 圖3、圖5和圖6示出的玻璃熔融爐10、10B、10C中，對前爐20的尺寸沒有特別限定，可根據(jù)熔融槽30、30B的尺寸等進行適當(dāng)變更。作為一例，在相對于約100噸/天的生產(chǎn)量的玻璃坯料G0，添加約10噸/天的添加劑來制造改性熔融玻璃Gl的情況下，以下示出前爐20的尺寸的例子。另外，以下示出的例子中，將在前爐20的底部21a流動的玻璃坯料GO的高度設(shè)為200mm。[前爐20] 長度:8000mm 寬度:1500mm 氧燃燒器I的設(shè)置位置處的內(nèi)部高度(底部21a和天花板突出部21T的內(nèi)表面之間的距離):1000mm
氧燃燒器I設(shè)置位置以外的位置處的內(nèi)部高度(底部21a和天花板壁部21t的內(nèi)表面之間的距離):600mm[氧燃燒器I(添加劑熔融單元5)] 輸出功率30萬Kcal/hX2臺 設(shè)置位置:相對于前爐20的總長度L (8000mm)，自上游端起2L/3的位置(自下游端起L/3的位置)這里，本發(fā)明中，前爐20中的氧燃燒器I (添加劑熔融單元5)的設(shè)置位置只要是在前爐20內(nèi)就沒有特別限定，但較好是設(shè)置在前爐20的下游側(cè)的天花板部。通過設(shè)置在前爐20的下游側(cè)，能夠?qū)⒉Ａ髁螱O和改性熔融玻璃Gl的行進方向限制成下游側(cè)，不會返回到上游，從而不影響熔融槽內(nèi)的玻璃坯料GO的溫度和玻璃坯料GO的流動。此外，藉此能夠充分地實施玻璃坯料GO的澄清。還有，通過將氧燃燒器I設(shè)置在與利用設(shè)置于下游的攪拌裝置7進行均質(zhì)化的區(qū)域接近的位置，在均質(zhì)化區(qū)域容易維持所需的高溫度。另外，作為上述實施方式的玻璃熔融爐，示出了在前爐20設(shè)置有2臺氧燃燒器I的例子，但本發(fā)明不局限于該例子。氧燃燒器的數(shù)量及設(shè)置位置能夠適當(dāng)?shù)刈兏?。此外，前爐20具備的攪拌裝置7的數(shù)量也不限定于6個，攪拌裝置的數(shù)量和配置也能夠適當(dāng)?shù)刈兏?。圖7是表示使用本發(fā)明的熔融玻璃的制造方法來制造玻璃制品的方法的一例的流程圖。按照圖7所示的方法，為了制造玻璃制品，通過采用上述的熔融玻璃的制造方法的玻璃熔融工序SI,獲得作為改性熔融玻璃的熔融玻璃Gl，將熔融玻璃Gl輸送至成形裝置50，經(jīng)過成形為目標(biāo)形狀的成形工序S2后，通過退火工序S3進行退火，在切割工序S4中切割成所需的長度，從而能夠獲得玻璃制品G5。另外，可以根據(jù)需要設(shè)置對成形后的熔融玻璃進行研磨的工序，來制造玻璃制品G5。本發(fā)明的玻璃制品的制造方法通過采用上述的熔融玻璃的制造方法，即使在添加劑以高的濃度包含改性成分的情況下，也能夠提供均質(zhì)且高品質(zhì)的玻璃制品。本發(fā)明的玻璃制品的制造裝置具備:上述的玻璃熔融爐10、10B、10C中的任一個；設(shè)置在比該玻璃熔融爐10、10B、10C更靠近下游側(cè)的位置的對熔融玻璃進行成形的成形單元(成形裝置)50 ;和對成形后的玻璃進行退火的退火單元。還有，成形單元、退火單元在公知技術(shù)的范圍內(nèi)。例如，作為成形單元，在制造玻璃板的情況下，可例舉采用浮法、輥軋法、熔融法或下拉法等的成形裝置，或者在制造瓶玻璃、容器玻璃的情況下，可例舉噴射吹塑成型法(日文:口一 7' 口一成型法)、擠出吹塑成型法(日文:7° > 7 7' 口一成型法)等。另外，在要求高的泡品質(zhì)的情況下，可以根據(jù)需要在玻璃熔融爐10、10B、10C和成形單元(成形裝置)50之間配置減壓脫泡裝置。其中，因為可以大量地制造從玻璃薄板到玻璃厚板的寬范圍的厚度的高品質(zhì)的平板玻璃這一原因，所以較好是采用用于浮法的浮法錫槽的成形單元。作為退火單元，例如通常可使用具備用于使成形后的玻璃的溫度緩慢降低的機構(gòu)的退火爐。使溫度緩慢降低的機構(gòu)通過燃燒氣體或電加熱器將其輸出受控的熱量供應(yīng)至爐內(nèi)的需要位置，從而對成形后的玻璃進行退火。藉此，可以消除存在于成形后的玻璃內(nèi)的殘留應(yīng)力。本發(fā)明的玻璃制品的制造裝置通過具備上述的玻璃熔融爐，能以與現(xiàn)有的改性玻璃的制造裝置相比規(guī)模小、且無需追加用于改性的熔融槽的方式制造均質(zhì)且高品質(zhì)的玻璃制品。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的玻璃熔融爐不需要另外設(shè)置用于預(yù)先將添加劑熔融的熔爐，只需在熔融爐的前爐設(shè)置添加劑熔融單元即可，所以設(shè)備簡便。此外，也不需要改變在熔融槽上游投入的基底玻璃的原料自身的組成，所以在顏色更換時不需要將槽整體內(nèi)的熔融玻璃除去，在制造其他組成的改性熔融玻璃時，只需要改變投入到投入部中的添加劑的種類、或者改換添加劑熔融單元即可，能夠在短時間內(nèi)進行顏色更換。所以，還適合用于要求對應(yīng)少量多品種的瓶用玻璃等著色玻璃的制造。本發(fā)明的玻璃熔融爐能夠廣泛用于建筑用玻璃、車輛用玻璃、光學(xué)用玻璃、醫(yī)療用玻璃、顯示裝置用玻璃、瓶玻璃、容器玻璃、玻璃珠、其他普通的玻璃制品的制造。另外，這里引用2010年12月2日提出申請的日本專利申請2010-269643號的說明書、權(quán)利要求書、附圖以及摘要的全部內(nèi)容作為本發(fā)明的揭示。符號的說明I…氧燃燒器(加熱單元)、5…添加劑熔融單元、7…攪拌裝置、9…電極(加熱單元)、10、10B、10C…玻璃熔融爐、11…第一噴嘴、IlA…燃料氣體供給通路、12…第二噴嘴、12A…添加劑供 給通路(投入部)、13…第三噴嘴、13A…一次燃燒氣體供給通路、14…第四噴嘴、14A…二次燃燒氣體供給通路、15…外管、20…前爐、21…爐壁、21a…底部、21T…天花板突出部、21t…天花板壁部、22…排出口(排出部)、23…開口、24…燃燒器、25…排氣口、30、30B…熔融槽、31…燃燒器、32…爐體、32a…爐底部、32T…天花板部、33…原料投入部、34…連接部、41…氧燃燒器、45…玻璃原料熔融單兀、50…成形裝置(成形單兀)、G0…玻璃坯料、Gl…改性熔融玻璃、F、F2…火`焰、U…熔融添加劑粒子、Y…熔融玻璃粒子。
權(quán)利要求
1.一種玻璃熔融爐，它是將添加劑加入到熔融狀態(tài)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，其特征在于，包括: 將玻璃原料熔融以制成熔融狀態(tài)的玻璃坯料的熔融槽；和 與所述熔融槽連通、且將該熔融槽的玻璃坯料導(dǎo)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，和用于形成所述玻璃坯料的液面上方的加熱氣相部的加熱單元，所述加熱氣相部在所述投入部的下方將來自所述投入部的所述添加劑制成熔融添加劑粒子。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述加熱單元是能產(chǎn)生氧燃燒火焰的氧燃燒器和由能產(chǎn)生熱等離子體的一對以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置中的任一種或雙方。
3.如權(quán)利要求2所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述氧燃燒器設(shè)有作為所述投入部的添加劑供給通路。
4.如權(quán)利要求2或3所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述氧燃燒器的前端與所述前爐內(nèi)的玻璃坯料的液面位置之間的距離被設(shè)為大于或等于利用所述加熱氣相部將來自所述投入部的所述添加劑制成所述熔融添加劑粒子而所需的長度。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的玻璃熔融爐，其特征在于，在所述前爐的天花板部形成有朝上方突出的天花板突出部，且在該天花板突出部設(shè)置有所述投入部和所述加熱單J Li o
6.如權(quán)利要求1 5中任一項所述的玻璃熔融爐，其特征在于，所述前爐中，在比所述投入部的設(shè)置位置更靠近所述排出部一側(cè)的位置具有攪拌單元。
7.一種玻璃坯料的改性方法，它是在熔融狀態(tài)的玻璃坯料中加入添加劑以使玻璃坯料改性的方法，其特征在于，包括: 將玻璃原料熔融以制成玻璃坯料的工序；和 通過將添加劑投入到玻璃坯料的液面上方的加熱氣相部中，使該添加劑熔融以制成熔融添加劑粒子，并將該熔融添加劑粒子添加到所述玻璃坯料中以使玻璃的組成改性的工序。
8.如權(quán)利要求7所述的玻璃坯料的改性方法，其特征在于，利用能產(chǎn)生氧燃燒火焰的氧燃燒器和由能產(chǎn)生熱等離子體的一對以上的電極構(gòu)成的多相電弧等離子體發(fā)生裝置中的任一種或雙方來形成所述加熱氣相部。
9.如權(quán)利要求8所述的玻璃坯料的改性方法，其特征在于，利用在內(nèi)部設(shè)有添加劑供給通路的所述氧燃燒器來形成所述加熱氣相部，從所述添加劑供給通路將所述添加劑投入到所述加熱氣相部中。
10.如權(quán)利要求8或9所述的玻璃坯料的改性方法，其特征在于，相對于所述玻璃坯料的液面位置，將所述氧燃燒器的前端位置的高度設(shè)定為利用所述加熱氣相部將所述添加劑制成所述熔融添加劑粒子而所需的高度。
11.如權(quán)利要求7 10中任一項所述的玻璃坯料的改性方法，其特征在于，所述添加劑的平均粒徑以重量平均值計為Imm以下。
12.如權(quán)利要求7 11中任一項所述的玻璃坯料的改性方法，其特征在于，所述添加劑包含著色成分，且該著色成分的添加量相對于100質(zhì)量％的所述玻璃坯料為0.1 20質(zhì)量％。
13.如權(quán)利要求7 12中任一項所述的玻璃坯料的改性方法，其特征在于，所述添加劑是混合有添加劑原料的造粒體。
14.如權(quán)利要求7 12中任一項所述的玻璃坯料的改性方法，其特征在于，所述添加劑是包含改性成分的玻璃料。
15.如權(quán)利要求7 12中任一項所述的玻璃坯料的改性方法，其特征在于，所述添加劑包含單獨一種或多種氧化物。
16.如權(quán)利要求7 15中任一項所述的玻璃還料的改性方法,其特征在于,將所述玻璃原料熔融以制成玻璃坯料的工序是采用在加熱氣相中將該玻璃原料熔融的空中熔融法的工序。
17.一種熔融玻璃的制造方法，其特征在于，采用權(quán)利要求7 16中任一項所述的玻璃坯料的改性方法來制造改性 熔融玻璃。
18.一種玻璃制品的制造方法，其特征在于，包括:采用權(quán)利要求17所述的熔融玻璃的制造方法來制造熔融玻璃的工序，對該熔融玻璃進行成形的工序，和對成形后的玻璃進行退火的工序。
19.一種玻璃制品的制造裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1 6中任一項所述的玻璃熔融爐，對由該玻璃熔融爐所制造的改性熔融玻璃進行成形的成形單元，和對成形后的玻璃進行退火的退火單元。
全文摘要
本發(fā)明的第一目的是提供能夠以優(yōu)異的品質(zhì)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(fā)明的玻璃熔融爐(10)是將添加劑加入到熔融狀態(tài)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(tài)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(nèi)的玻璃坯料導(dǎo)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。
文檔編號F27B3/20GK103228583SQ20118005603
公開日2013年7月31日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者石川豐, 田中千禾夫 申請人:旭硝子株式會社