JPS623025A - ガラスバッチ等の溶解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発　　明　　の　　背　　景 産業上の利用分野 本発明はプラスを作る工程または同様の＠解工程におけ
る燃料源としての石炭のような固体炭素質の燃料の使用
に関し、そして生の材料と固体または液体の燃料の混合
物の防用に関する。

従来技術および問題点 石炭が利用できる地域においては、石炭は、普通天然ガ
ス、燃料油、および電気のような他の伝統的なエネルギ
源に対し最も安いエネルギ源であることはよく知られて
いる。そのた、めに、石炭かガラスの溶解および同様の
ことのための燃料源として使用されることは提案されて
きた。このような提案の例は、米国特許第５．９６９．
０６８号および同第４，００６，００３号明細書に記載
されている。

しかしながら、燃料が直接燃焼される処理炉に対し石炭
の使用には、その幅広い使用を認めさせないある欠点を
有することが見出されている。主要な欠点は石炭の灰の
含有である。石炭が、従来ガラスを溶解するのに採用さ
れた開放炉床型炉における頭上バーナで燃焼されるとき
、大部分の量の灰は、排気ブス流に混入され、該排気ガ
ス流は、再生器の詰まり伏ｊ店を引き起こさせることと
なり、そして排気ガスが大気へ排出されるまえに、排気
がスから灰の取り除きを必要とする。灰のいくらかは、
溶解室の壁に沈積されることになり、溶解室では灰が容
器の壁を下って溶解内へ移行し液体スラグに溶解する。

溶解したスラグの移行は、炉の耐火性に有害な影響を与
え、そして溶解物に進入するｍけたスラグは、生成材料
内へ要求しない構成物の変化および不均一性を導くこと
になる。

スラグは、たびたびガラスに対し高い鉄含有物を有し、
セしてｌ！ｉ！解物内へのスラグの移行は望ましくない
着色傾向を引き起しうる。これらの問題は製品を溶解す
るだめの直接燃料として石炭の使用を認めさせておらず
、そのために構成物の一様性示重要な考慮事項となって
いる。このことは、特に平坦なプラスに伴う場合であり
、この場合構成物の変化は製品のガラスに光学的ひずみ
を生じさせる。

生材料との混合材料における石炭または他の炭素質燃料
の使用に対する欠点は、特に透糎辿ったガラスを溶解す
るとき、ｄ解工程に対するｗ４者なエネルギを提供する
のに十分な皿の炭素がまた溶解物に還元する効果を有し
、そして還元されたガラス内に存在する硫黄および鉄は
褐色の着色を引き起すことである。さらに、石炭はそれ
自身溶解物へ鉄お工び硫黄を与える。小量の出力石炭（
代　　　　′表的には重量の０．１％より少ない）は透
き通ったガラス−回分に含まれていて、酵解工程を助け
ているが、しかしこのような債ｒｉ重要なエネルギ源で
はなく、そして大量でらると有害であると考えられてい
た。褐色ガラスが製造されているときでさえ、用いられ
た炭素量は重要な燃料のが与になると考慮されていない
。

米国特許第３，２９４．５０５号には一床の一回分の練
炭およびコークスにおける溶解ガラスが開示されている
。その工程は、低品質の応用のため相対的に狭いグルー
プの低粘性ガラス構成物に抑制されている。加えて、−
回分を塊りにする経゛費を避けることが望ましい。

普通に譲渡されて、共同出願した１９８４年６月２７日
出願の米国特許出願第６２４．８７９号には、ガラス−
回分に燃料油を含浸させる技法が開示されている。溶解
工程のエネルギの必要量の小量部分だけが燃料油により
供給される。

発　　明　　の　　概　　装 問題点を解決するための手段 本発明においては、石炭のような灰含有燃料の燃焼は、
溶解工程において重要な熱源として採用されるが、一方
灰含有量に関連した問題を回避している。炉の内部表面
における排気および、スラグ形成における灰の混入を避
けることにより、環境問題およびアの劣化が回避され、
したがって任意の高温度ｍ１％工程のために効果のある
工程をなしている。しかし、溶解物内へのスラグ移行の
回避は、構成物の均一性が重要である場合のガラスおよ
び同様のものの溶解のために特に興味をひく工程をなす
。また、本発明により、−回分の材料と大体の量の燃料
（固体または液体のいずれか）を混合するが、一方溶解
製品の永続する還元を阻止することにより溶解のための
熱エネルギの大部分を供給することは可能である。鉄お
よび硫化物イオンによる望ましくない透良通りたガラス
の着色はこのように避けることができる。

本発明において、灰含有物を有している燃料は、燃料の
灰含有物から形成する任意のスラグが液化材料に一体に
されることになるように、−回分の材料を初めに液化す
ることに当てられた溶解工程の段階において燃焼される
。スラグは溶解工程の早い段階で製品の流れに合体され
るので、スラグは溶解工程のその段階でそしてその後の
段階において均一化されうる。

液化段階の好適実施例は、中央空隙を取り巻く傾斜した
溶解表面を必要とし、これにより容器の内部表面区域の
大部分は、灰またはスラグがその上に引掛る溶解材料で
構成している。−回分は、液化した材料が傾斜した表面
を降りて排液部へ流下するにつれ、！Ｉｉ斜した表面上
に送られる。この後の段解において、酵解工程がさらに
進められてもよい。液化段階Ｖこ訃いてスラグにさらさ
れる相対的に小量の耐火煉瓦は容器の腐賞および溶解物
内へのスラグの集中した移行の可能性χ減少させる。

一回分の材料訃よび石炭あるいは他のｔｉ！、１　（＝
ドまたは液体燃料は、燃料が液化段階におい゛Ｃ燃焼さ
れるにつれ、好適には互いに接触状態にある。燃料およ
び一回分の材料は分離して送られ、しかし送られるまえ
に燃料な一回分の材料と混合することが好適である。−
１液化区域が燃料の点火点に加熱されると、燃料の燃焼
は酸化剤、好適には概ね純粋な醒累乞燃焼区域へ供給す
ることにより維持される。

別の実施例にお・いては、石炭のような出力される固体
燃料を燃焼する周知の型のバーナは液化段階において用
いられても工い。任意のブスを引舞込んだ灰は、取り巻
いた溶解表面に収集されかつ液化された一回分の材料内
に一体になる。

石炭灰の化学構成物は一般的にはほとんどのガラスのだ
めのそれらと混合による化学反応がなく、そしてそれゆ
え、灰が完全に溶解物において均一化されうるならば、
ガラス製品においてわずかなちるいはほとんど有害な影
ｌ＃がなく火のいくらかと合体する。従来の溶解工程と
は違って、本発明は、石炭が透な通った平坦なプラスの
ためでさえ主エネルギ源を構成することができるように
、別個の液化区域において石炭を採用することにより灰
の均質化を提供する。他の利点は、本発明により石炭が
わずか必要とするだけでそしてそれゆえ灰の生成も少な
くなるように、全体の溶解工程の個々の段階におい゛Ｃ
燃料として石炭が採用されることが達成される。さらに
、段階付けした溶解工程の効率は、ガラスを溶解する全
体のエネルギ必要針を減少させ、さらに燃料の必要量を
減少させることか見出されてきた。

プラスの場合には、溶解工程は、ある構成要素の熱的溶
解だけでなく、また化学反応、溶解相における残妙の固
体材料の分解、そして反応のイス生成物の漏出２含む。

本発明の好適実施例におい′Ｃは、液化段階が粒状固体
から初めの液体へ送られる材料の状態を変化することを
含む。液化段階においては、低溶解温度の構成物の溶解
はＷ期の溶解相を生成し、そして大部分の化学反応が行
われるが、しかし固体の分解および脱気は第一の段階か
ら排出される液体においては不完全である。

したがって、第二の段階は、溶解工程のこれらの一面を
助けるべく提供される。第二に階は、またガラスの酸化
状態を鯛節し、特に、透き通ったガラスを製造するよう
に、減少さ！した状態になったガラスを再酸化するのに
使用されても工い。燃料が一度分の材料と混合されると
き、液化区域における燃料と酸化本との間で不完全な接
触状憩になり、そしてこのように液化材料は減少された
状態にある第一の段階へ出て行く。第二段階は、例えば
、酸素にさんだ火災を伴う液内燃焼によりそして／また
は溶解物を通る酸化Ａ１．ｌ　（好適には酸素）を発泡
化することにより心屑物を再び［便化する装置を含んで
いる。

設備により与えられる液化Ｉ９．階の総熱エネルギ必要
量の部分１ｄ重要でちり；いわゆる、ｄが補助物、着色
剤または結合体としての炭素質材料の従来の含有により
提供されるものより大きいものである。

エネルギの５％はど与えることが溶解物において炭素質
材料のこれらの従来技術の防用の％故でないことは信じ
られている。経済的な理由のために、本発明の新規な燃
料使用は、その１吏用によりエネルギの大部分を液化段
階へ供給し、そし２で最適には全てのエネルギを供給す
る↓うに、最大にされ効果的な接近方法は、空気の代り
に酸素を使用することに役立ち、燃焼を補助する。燃焼
ガスにおゆる窒素の除去またはその量の減少は、生成さ
れた窒素酸化物（ＮＯｘ）の蛍を減少させる。排気がス
容積は、酸素発火を使用するとき著しく減少され、それ
によりがス速度を減少させ、順次粒状の一度分の材料の
飛沫を少なく与える。窒素の欠如は、またより高い火灸
温度を生じる。実質的に純粋な酸素の使用および全℃の
空気の除去はこれらの利点を最大にし、しかじ利点は、
酸素の濃度が空気の濃度を越える程度に従って部分的に
現実化されることができる。

もう一つの環境上の利点は、石炭のような硫黄含有燃料
の燃焼に普通に関連した硫黄排気のいくらかが抑制され
うろことである。燃焼ガスと一回分の材料（特に石灰石
または同様のものを含有するガラス−回分）との間の接
触は、がス流から硫黄酸化物を取り除くことになる。

本発明の他の利点は、それがノーダー石火−硅素ガラス
の工うな相対的Ｖこ粘性のあるラスを含む幅広い種々の
プラス構成物またｒよ同様のものの溶解に使用されるこ
とができることでおる。七れは、例えば平坦なプラス、
容器ノー）７プラス、ファイバガラス、および硅酸ナト
リウムガラスの製造において有段である。また、−回分
の材料の凝集を全熱必要としないことは有利である。

本発明は、さらに十分に添付図面および以丁の説明から
理解されよう。

詳細な説明 実施例 本発明の詳細な説明は、本つへ明が時にＭ益であると見
出されたプラス溶解作業の列を参照してなされている。

しかしながら、本発明が他の、類似した材料の溶解およ
び特に無機質型材料のｍｍ状態への転化へ適用できるこ
とは埋崩されるべきである。他の例はニブラス状のおよ
びセラミック材料の溶解、フリットの溶解、および鉱石
の製錬、を吉む。

図に描かれた特に好適な英疵例には欧化段階１０および
精製段階１１を言む。第一段階の液化は、Ｋｕｎｋｌｅ
等の米国特許ｍ４．３８１，９３４号および；またＫｕ
ｎｋｌｔ’１等の１９８４年９月１６日出願の米国特許
出願第６６１．２６７号の教示により実施され、その教
示はこれにより参照を一体化している。この形式の液化
は、結果として生じた溶解された材料を上方に持ち上げ
かつ傾斜した表面上の薄い層としてｉ８％＊する一部分
の月料を受は入れかつ液化されたときそこから素速く排
欣するようにされている。その最も簡単な形状において
は、このような液化段＋ｖｒｔ傾斜路の工うな構造でら
っで、その上に一部分の材料が送られる。ここｔこ示さ
れた液化段ｉ若１０はＫｕｎｋｌｅ等が教示する好適実
施例であり、これにおいては傾斜し７＋：表面が概ね中
央の空隙を取り巻きそして容器が峨ね据置の軸線まわり
に回転している。円形配置は、本発明０）ためにそして
一般的なｌａ屏工程の効率のために格別な利点を提供す
るが、しかしその幅広い概念において本発明が円形液化
装置に１６１限さｎないことは理解さｎるべさでめる。

溶屏工、俣の残りから液化工程を分離することＶＣエリ
、燃料の灰官有物の大部分（ｇね全て）が製品の均質化
に有害な影・滲を与えることなく生成物材料内に合体さ
れる環境が提供される。液化段階からの液化された材料
の急速な流れは大体の混合効果を有し、そして後続する
段階における工程は好適には液化された一部分の材料お
Ｌびスラグをさらに均質化へとさらす。さらに、溶解か
相対的に薄い層に生じるので、−置針の材料と混合ｊれ
た燃料は、燃焼が相対的に完全でおるように酸素に対し
良好な接近を行う。

エネルギが各段階における状聾を最適にして、用される
ことは、本発明のｍ屏に対して段１）ｌｔｆつけた接近
の利点である。付加的・２効率は、−回分の材料で加熱
された区域？取りきくことによりそして一部分の拐料即
ち融和性σ〕める物質の杷縁層を採用して、熱的に液（
ヒ区域を絶疎すＳこと（（より達成される。段階状の工
程］〕全捧的ｉエネルギ効率のために、そして溶解のた
めの全体旧なエネルイ必費量の一部分だシナが敵化区成
りこおいて消費低いことが見い出さ九ていた。そのため
に、液化段階のための全燃料供給は相対的に不滑の石炭
により提供されてよく、そして生成された火の量は、製
品の物理的または化学的な特性に有害な影響がなく、製
品円へ即座に均質化されることができる。

石炭を採用する能力は、いくつかの地域における畳ホな
供給および相刈的な低コストのだめの本発明の利点であ
る。しかし、他の固体または液体の炭素質燃料材料は、
本発明における利点に対し、例えば、燃料油、コークス
起ｌ粉、石油コーク、泥炭、褐炭、オイル７エール、お
がくず、バがス、および紙廃物が使用されてもよい。こ
れらの燃料は、石炭のように、液化段階へ送られるまえ
に一部分の桐材と混合されてもよく、それに、＋１１７
燃焼燃料と一部分の材料との間の親密な接触の利点を得
る。燃料油のような液体石油製品は、また排気ガス流に
おけるごみの形成および飛沫同伴を抑制する工うに一部
分の材料を湿らせる利点を、有する。

段階状の接近お工び液化段階の相対的に低いエネにイ必
袂量のために、概ね液化段階のための全燃料必要量は、
溶解物における不適当な減縮作用を有することなく一部
分の材料と混合されることができる。生じた望ましくな
＾還元は、後続の精製段階（おいて即座に逆行にされる
。石炭または他の固体、灰含有燃料を便用するとき、本
発明は、燃料が一部分の材料と混合されず、しかしむし
ろ従来形式の微粉状燃料がバーナにより液化室内部で燃
焼されるときでさえ、先行技術を越える利点を与える。

その場合には、ｒ賃素による発火な液化のために適当な
高温度を提供するのに望ましい。

図面を参照すると、液化段階１０は、鋼製ｒラム全構成
する全体的に円筒状金した容器１２′ｊｋ含む。容器１
２は円形フレーム１４に支持され、該フレーム１４は順
次、複数個の支持ローラ１６および整合したローラ１８
において容器の中心線、筐たは対称軸線に対応した全体
的な垂直軸線まわりの回転のために取り付けられている
。容器の底部分２０は、中央の排液開口２４全画成する
軸線方向に整合された塊状ブッシング２２全保持する。

ブッシング２２は数数個のセラミック片から構成されて
もよく、そして底部分２０はブッシング２２の変換を容
易に行うように容器１２の残余部にＪＮジ脱し可能に取
り付けられてもよい。

耐火性ふた２６は、好適には上向きのＶ−ムの外形金し
ていて、取り巻いたフレーム部材２８により固定支持部
と共に設けられている。ふた２６は少なくとも１個の開
口金倉み、該開口全通して少なくとも１個の冷されたガ
ス供給導管３０が延びている。供＠２Ｆ４管３０は、バ
ーナまたは液化室へ供給される燃料の発火金補助する酸
素まだは他の酸化剤のための単なる供給棉ｉｆ　ｋ　４
ｉ′４成している。

初期には、バーナ、電気アーク筐たはプラズマトーチが
採用され、液化区域内部の空隙の幌度金使用される燃料
の燃焼地点筐で上昇させる。もし燃料が一部分の材料と
共に供給されているならば、導管３０が使用されて、点
火温度に達したあとで、容器へ酸素または同様のものを
供給してもよい。

任意には、第一段階の液化のだめの熱の一部分は、−回
分の材料と混合された燃料により提供さｉするエネルギ
に加えて従来のバーナまたは他のｇｑｍにより供給され
る。ｍｓ’＃３０は、図示のよ５に中央に配置され、全
空隙ケ酸素でみだし、あるいは募１＃３０は角度全村け
、あるいは中心金はずして配置され、酸素および／また
は燃料音’ＲＡ解層上に向ける。

ふた２６および煙突３４全通る開口３２は容器１２の外
へ排気ガス金Ｕｉ−＜ために設けられている。

排気ガスは、排気Ｄ・ら粒状体ｆｃ取ジ除く装置または
廃棄物の熱回収装置へ通過される。好適には、粒状体が
堆り除かれそして廃棄熱が排気？入って来る一部分の材
料と接触状態に通過させることにより回収される。炭酸
塩を含む一部分の混合物は、また排気から硫黄酸化物金
地ジ除く際に有段である。このような装置の例は、Ｈｅ
ｎｒｙ　Ｍ、ＤｅｍＦＬｒ＠Ｂｔ。

Ｊｒ、による１９８５年７月２５日に出願された米国特
許出願ｉｆ５１６．８１７号に示されたような一部分の
材料の予熱のためのロータリキリンを含み、その開示事
項がそれにより参照として合体される。

開口３２は、また一度外の林料を液化段階へ送るために
使用され、そして図示されるよ５に、供給シュート３６
がこの目的のために設けられている。

調節可能なバッフル３８はシュー）　３６　ｙ；１″Ａ
部において設けられ、−回分の材料の流れ全容器１２の
側壁上に向ける。

好適には、微粉材料４０の安定層は容器１２の内側金製
おおいする。この層は、絶縁良張りとして作用し、容器
１２金その内部の熱から保級する。

製品材料の汚染を避けることが望まれるそれらの応用に
おいては、層４０が好適に一部分の材料と概ね同じ構成
物である。浴解工程が始められるまえて、安定した晟付
き４０は、容器１２が回転している間供給シュート３６
全通して一部分の材料のような遊離した汚染材ｆ１’ｅ
送ることによ’）　ｆａ　ｐＨ物に提供される。：Ｊ！
ｒ：離した材料は図面に示されるような全体的に放物線
の輪郭企想定している。汚染材料は、例えば、安定した
裏付き音形成−ｒる初期の段階中に水で湿され、側壁に
ａって喘の密層を容易に行う。裏付き４０が一部分の材
料により構成されるとき、それは作用中に一部分の材料
と混合されてもよい燃料溝ｇ要素全自む必要がない。

裏付き材料と一定時間内の処理材料との間の他の小さい
差は、特定の工程の必少量に依存して、許容できるもの
である。

溶ｊ仔工程中には、−回分の０料の孜化段１留１０への
連続した供給は、結果として一部分の材料の落下流とな
り、この材料が安定した裏はき４Ｇの面において分布さ
れることになり、そして容器１２の内部の燃焼からの熱
の作用によりブッシング２２における開放中央部２４を
貝通し力・つ容器の底部へ移行する逓移層４２にひいて
γα化されることになる。液化された材料Ａ４は、さら
に工程を進めるために第二の段階１１内へ第一の段階１
０から落下する。この状態において、−回分の材料を液
化する初期の段階は、材料が、一度液化された状態にな
ると、直ちに熱源の近くから取り除かれかつ連続的に新
しい一部分の材料で補給され、それにより大きな温度差
全維持しかつそのために液化容器において篩い熱伝達ｆ
ｆ１ｋ維持するので、効率的に実施することができる。

絶縁する裏当でと共同作用している相対的に冷たい、新
鮮な一部分の材料の一定した補給は、容器の強制された
冷却の使用なくして液化容器の構造的な完全さケ保存す
るのに役立っている。

拠１寸き４０のだめの材料は、熱絶縁を提供しかつまた
好適には遷移溶解ノー４２のための非汚染接触表面とし
て役立ちそして、最も好適には、安定した次付きは一部
分の材料の１つ筐たはそれ以上の構成成分を含む。層の
実際の厚さが容器外側のむだな強１ｔｆｌＪ的な冷却た
めの必要性全辷ける間は採用されるように相対的に低く
なっていることは、裏張りとして採用されるイ：（料の
り、”３伝感性のためにはΔましい。一般的には、粒状
または微粉伏の鉱物源の生の材料は良好な熱絶縁？提供
し、しかしある場合には非汚染、安定）ｆｌとして溶解
工程の中間物または製品全便、用することが可能である
。例えば、ガラス製造工程においては、より厚い層がガ
ラス−回分に比−収されるようにガラスのよジ高い熱伝
縛性によジ・心安とされるけねども、微粉化してわれた
ガラス（スクラップガラス）が安定層ｔ　（ｔｓ成する
ことができた。冶金的な工程においては、他方では、安
定）慎として金属製品？使用することは熱保藤を容器に
与えるのに過度の大きな厚さ全必要とするが、しかしい
くらかの鉱石拐料は絶縁層として満足するものである。

上述の液化段階の好適実施例は、中央空隙の１わりに裏
付き全回転させることｔ必些とするが、しかし本光明は
、表付きが加熱された空隙１　ｕ’ｇり巻くが、しかし
回転されない実施例に適用司鋲であることは、ＥＪｉＭ
されるべきである。加えて、本発明は、晟張りが傾余１
した表面であるが、しかし熱源を取！７囲−！全い（た
とえば、浴ｉｊがｄ曲部上で生じている）　’Ａ　ノｌ
ａ例に則し適用可能である。このような変形の例は６ｉ
Ｊ記のＫｕｍｋｌｅ等の特許および出願に記１１＆さＪ
％ている。

正気は液化段階に分けるオキシダントとして使用される
ことができたが、しかしガス状・訳の処理Ｊｋの谷債を
減少させるように酸素を使用することは好適である。結
果としては、液化段階における空隙はコンパクトに作ら
れており、セし一〇排気ガスの流れはイ［対向に容積に
おいで低くかつ偏置においては高く、それにより排気か
らの熱回収を容易に行うことができる。酸素により’＋
ｎｉ助された燃焼の強裂な熱は、取り囲んだ裏張シによ
υ与えられた熱保護および効率的な熱伝達によって好適
実施例との互換性がある。

経済的な理由のために、石炭は好適燃料でありそして、
特に、＃：青炭は好適燃料である。代表的なペンシルベ
ニアｉ！！：、！炭のＰＡｊＪｔ値は、一般的にはｉｔ
、０００〜１５，０１Ｊ　ＯＢＴＵ／ボンド（２５，５
ミリオン〜５４．８ミリオンｊｏｕｌｅｓ　／　ｋｇ　
）の１０囲にあシ、灰の含有号は熱源に依存した屯滑の
約３チ〜９％までの範囲にある。従来の、効率的に作用
され、上方発火され、再生的な天然ガスまたは燃料油全
燃焼する炉においてガラスｋＲＪ解することは、一般的
には少なくとも約６ミリオン〜７ミリオンＢＴＵ　／　
ｔｏｎ　（７ミリオンから８ミリオンｊｏｕｌｅｓ　／
　ｋｇ）の勢量全製造されるガラスに消費することが考
慮されている。１例としての代表的なペンシルベニア石
炭をとると、約１３，８００ＢＴ［７／　ｐｏｕｎｄ　
（３２ミリオンｊｏｕｌｅｓ　／　ｋｇ　）の熱ｔｈｔ
値および重量の約７％の灰含有量全備え、溶解の全エネ
ルギ必鬼量に会った従来のガラス溶解炉における石炭は
許容できない大量の灰金生する。

上述の液化工程は、処理量の約２ミリオン〜約５ミ　リ
　オ　ｙ　　ＢＴＵ　　／　　ｔｏｎ　　（２，３ミ　
リ　オ　ン　〜　６．５　ミ　リ　オンｊｏｕ１．ｅｓ
　／　ｋｇ）　ｋ消費することが見出された。

そのレベルのエネルギ消費においては、エネルギ必要量
全供給するには石炭がずっと少量しか必要とされず、そ
してそれ故石炭から溶解物内に導入される灰は平坦ガラ
スのために心安とされる高品質レベルのガラスヲ夷造す
るときでさえ許容可能なレベルにある。

もちろん、液化区域で使用される石炭量は、特別な石炭
の許容１１【に依存し、該熱容量は順次その固定された
炭素容量の因子となる。上述のペンシルベニア炭では、
−回分の材料のｆｆ１ｌｔの約６％に等しい量の付加し
た石炭は、理論的には平坦なガラスの一部分の材料の博
化のために必要とされる総エネルギ金提供する。しかし
、燃焼が全部分の石炭に対し酸素を得がたいことにより
不完全であるので、石炭が液化段階の総エネルギ必９墓
？供紬することであるならば、理論的に必要とされるよ
りわずかに多い石炭金加えることが好適であるうそれ故
、前例においては、−回分の材料の型車の約１０チの量
の石炭を加えることが好適である。

石炭より他の炭素質燃料林料は、それらのそれぞれの熱
容量により決定される量だけ加えられる。

本発明は、また−回分の材料の炭素容量によジ液化１４
ｉ階の総エネルイ必☆童より少なく供給すること全包含
する。このような場合においては、エネルギの一部分は
一部分の材料の炭素により提供され、そして残りは液化
室における従来の燃料バーナまた紘他の加熱装置により
提供されてもよい。

石炭のような固体燃料は、−回分の材料と混合され、好
適には微細に分割される。例えば、石炭は好適には６０
メツシユ（米国の標率ふるいサイズ）より粗くないもの
であり、そして２００メツシユの石炭は特に満足すべき
ものであることが見出された。石炭の点火点はいくらか
変化するが、しかしガラス−回分の材料の混合物におけ
る典型的な石炭の燃焼が純粋酸素と共に供給されるとき
１、ｊ００’Ｆ’（５９０℃）以上の４灰で一般的に持
続していることが見出された。

以下は石炭のｉｌｌの２５分の１からの代表的な入官有
量である： ５１０２１＋２重量割合（ｐｏｒｔｓ　ｃｌｒｙ　ｗｓ
ｉｇｌｒｔ）Ａ１□ｏ、　　　　０．６ ’？ｆＯｓ　　　　０．２７ ０ａＯＱ、、　１ Ｎａ　ａｎｄ　Ｋ　　　Ｏ−５ これらの灰構成物は、以下の構成要素上清するソーダ石
灰珪酸の平坦ガラスの構成要素と互換性のあるものであ
ることが明らかである：５ｔｏ２７２〜７４重量％ Ａ’１２０３０〜２− Ｎａ２Ｏ１２〜１５ に２００〜ｌ ＭｇＯ５〜５ Ｃａ０８〜１０ Ｆｅ２０３　　　　　　０　％　０．２Ｓ０３　　　　
　　　　Ｑ〜０．５ 以上のタイプのソーダ石灰珪酸ガラスは、普通１４２５
℃の偏度で少なくともｉ　ｏ　ａ　ｉｔサイズ粘度金層
する。

一部分の材料が液化する６度は、特別の一部分の材料、
特にその最低俗解温度の構成要素の泣および溶％ｆＭ度
に依存している。ガラス一度分に伴って、最も普通の低
温度溶解副成要素は１５６４°Ｆ（８５１”Ｃ）で溶け
るソーダ灰である。実際には、肋業同に平坦ガラスの一
部分のフオーミュラは、約２．０００°Ｆ（１（１５）
０℃ンから約２１００’ＦＣ１１５０℃）までの、いく
らか高い温度で液化する。液化段１留内での熱は、液化
された材料が段階から排出するまえに、わずかに高い液
化された材料のね度を上昇させ、そしてこのように液化
段階１０から流れる液化されたガラス一度分は戊辰的に
は約２３００Ｆ’（１２６０℃）、しかし普通は２４０
０’ＦＣ１３２０℃うよジ扁〈ない、オーダで温度を有
してもよい。液化容器におけるこのよ５なＩ昌度および
短い滞溜時間は、十分まれに溶解工程に含まれる複雑な
化学的なそして物理的な反応を充分に完成させる。した
がって、液化された材料は、溶解工程がさらに進められ
ろ和製＃！ｉ、階１１へ連撮される。ガラスのためには
、精製区域における処理は代表的には１孜化された材料
の蛎度を上昇させること全必要とさせ、残りの砂の粒状
物の漕解金容易に行いかつ泪解物からガス状の含有物金
追い出す。第２５００’Ｆ（１５７０’Ｏ）から約２８
００”ｌｌｉ’（１５１０’ｌまでの最筒温度は平坦ガ
ラス全精製するために望ましいと考えられている。この
段階において実施されるもう−っの望−ましい操作は、
振動により溶解した材料を均質化することである。また
、燃料が一部分の材料肉に併合されたとき、液化段階に
おける石屡の不完全な燃焼は、結果として溶解された材
料において還元された状態で精製段階へ進入することに
なり、Ｄ１）記還光還元た状態は、多くの応用のために
、修正される必要がある。それ故、本発明における精製
段階の機能は、俗解物的に酸化剤全導入することである
。全てのこれらの目的は、図面に示された好適実施例に
より達成された。

活発に攪拌するｆ＃製段階は、溶解物の酸化状態全１１
４節するためだけでなく、また相対的に容易に俗解され
る着色剤、カレット、筐たは構成要素の緩和物質を加え
るためによく適合さ几る。幅広い種々の製品ｆ９造する
ための大きな順応性はこのように提供される。

図面に示すような精製段階の好適実施例は２室において
液中の燃焼全採用している。いくらかの適用のためには
単−室の硝侍段階でも充分であるが、しかし平坦なガラ
スのためには好適実施例では２つの液中燃焼室５０およ
び５２ｆｒ：必要とし、各々が溶解された材料のプール
５３および５４のそれぞれ全保有している。室には溶解
された旧狛のレベル下方に酸素気泡器チューブ５５およ
び５６そして水冷バーナ５Ｔおよび５８を具備している
。液中の狭い通Ｐ＋５５９は、材料が室５ｕから室５２
内へ流れることができる。室５Ｕの頂部における開口６
０は、溶解された材料４４と液化段階１０Ｄ）ら案５０
内へ落下させることができる。

排気は、開口６０を通して反対方向に通過する。

同様に、室５２においては開口６２が排気ガスの逃げの
ためにその上方部分に設けられている。

天然ガスのよ５な燃料およびオキシダント、好適には酸
素がバーナ５１および５８へ送られ、そしてガス流が溶
解物プール５３および５４へ進入するにつれ燃焼が生じ
る。液中燃焼バーナにおいて有利にすべく用いられるも
う一つの燃オご１は、・燃焼のその生成物が水であるの
で、水素であり、１１］記水は溶解ガラスに非常に憤け
ている。オキシダントのような酸素を採用することは、
それが空気の主要な窒素、相成物？ｍ博物内へ導入する
ことを睡けるので有利であり、窒素組成物は溶解物とし
て俗解ガラス甲にあ１り有していない。また、薄めてい
ない酸素全周いることは、溶解物中の酸素と還元片との
間の接触全改良する。オキシダントは、精製段階に進入
する液化された材料の還元状態を修〔Ｅするように燃料
の燃焼のために必要とさ１しるオキシダントを越えた過
度の−ｉｔがバーナへ、提供される。それとは別に、も
し精製段階に進入する液化された材料が燃焼されていな
い炭素を十分なはだけ含むならば、あるいはもし俗解物
の錫度が上昇される必要がなければ、オキシダントだけ
が角１没化機能だけ全提供するように溶解物プール５３
および５４内に噴射される。オキシダントは、気泡千ユ
ープ５５および５６全・１するよ５にして、液中燃焼バ
ーナから分離して導入される。液中燃焼と精舎された気
泡器金使用することはイ■利であることが見出された。

気？包器は、１Ｇ解物中へオキシダントの小さな気泡流
？噴射するようにされることができ、気泡は溶解物とオ
キシダントガスとの間の接触表面積全増大させ、そして
液中燃焼が活発な振動全提供し、俗解物全体にオキシダ
ント気泡を混合する。また、液中燃焼は俗解物の非常に
有効な均質化全提供する。

精製段階へ供給される過度のオキシダントの量は、出会
う特別の状態に依存すること金変化させそしてその段階
に進入する材料の還元の程度および最終ｊＭｂめに望ま
れるオキシダント状態に依存する。振動の程度、容器の
サイズおよび輪郭、ガス−液体接触の有効性、および和
製段階内部の帯留時間は肖オキシダン）１達成１−る際
の因子である。均質化した肖オキシダントｋｍ成し、平
坦ガラスのだめの基準に合致させるためにべ、図面に示
されるような２つの連続した室における杓オキシダン）
ｋ実施することが好適であることが見出されていて、そ
れにより処理貴の各部分が十分な帯留時間中に酸化状、
帳にさらされるという大きな確信全提供する。ガラスに
おいては、還元状態は鉄酸化物に関連した椀化物の状態
において懺黄の存在により褐色の着色ガラス金与える。

もし透き通ったガラスが望まれるならば、４１４ｔ４化
は、着色イオンの酸化状態、代表的にはＦｅ＋３７　ｋ
ｌ’ｓ＋２比で表わされ、それ全十分に上昇させるべく
芙施さ？する。透き通ったフロートガラス？標準の商業
上の寺級のものにするために、Ｆｅ＋”／　Ｆｅ　”　
”比は約１．５〜３．０の範囲にあり、６ミリメータの
厚さにおいて５８０ナノメータの波長を肩する光に対し
少なくとも７０％（好適には少なくとも８０％）の透過
率全歯えている。透き通ったフロートガラスは、時には
また１ｏｏｏナノメータ（６ミリメータの厚さンにおい
て少なくとも６０％の透過率であること全特徴としてい
る。以上のものより著しく大きなＦｅ＋３７　Ｆｅ”’
比は、初期に暗褐色である俗解されたガラス内で酸素全
気泡化することにより達成さｉした。酸化の際に褐色か
ら透き通った状、嶺への着色の変化は、適当な藪化程度
がみて観察することによ夕８易に評価されるように、即
腸に観察することができる。石炭は１谷解物に対し過度
のイオンｒ与えるけれども、透き通ったガラスが再酸化
により得られる。しかし、標準のフロートガラスにおけ
る透過率の正１７１１なスにクトルの釣９合いは、普通
は着色のためＶＣ−回分の材＄１において（通常紅とし
て）ゆっくりと；ｊ止れる鉄の量を減少すること全必要
とする。

丙酸化室からの下流には、図面に示されるようなに４節
食６４が設けられてもよく、該調節室６４においては溶
解物からのガス状含有物の逃させるためにそして溶解物
を欠の工程のために鳩した温度１で冷却するために付加
される帯留時間が提供される。俗解された材料は液中の
狭い通路６ｂ金通って、ａ部室６４−・進入する。図示
の装置において、室６４の内部の帯留時間は、溶解物流
れのための曲ジくねった通路金なす液中のせきおよび浮
き仕切９６８により延ばされる。進行される俗解された
材料は、絹製段階１１から成形工程または同様な工程へ
導くチャンネル７０を通して４　ｎ−１Ｅ−。

前Ｗｅ成形工程は、ガラスの場合には、ガラス？薄板、
繊維、びんあるいは同様のものに周ガ）装置によジ酸形
する。

特別の場合には、図面に示される装ｖ、ヲ使用すると、
標準の商業上のフロートガラス−回分の材料（しかしン
ルトケーキあるいはヤブスのような硫黄含有俗解補助物
を除く）は石炭の車量の５チ〜６チと混合されかつ１時
間当ジ約１５ボンド（６，８ｋｌの流量で俗解される。

石炭は液化股階における唯一の熱源であり、そして層化
された一部分の材料は、褐色であジかつ鞘＃段階に進入
するにつれ泡のようＶこなった。各々の２つの杓酸化室
は、単一の液中燃焼バーナおよび単一の気泡チューブ金
具１ｊｌＩ！シている。各液中燃焼バーナは、水素上時
間当ジ２５０偉準立方フィート（１呼間当り７標準立方
メータ）および酸素全時間当り１３０標鵡立方フイート
（時間当ｒ）５．６標準立方メータ）（Ｉｔ給される。

各気泡器は、順素全時間当り２０標準立方フイート（時
間当り　０．５６標準立方メータ）だけ（ｉＦ給する。

各室における俗解された材料の容積は、１立方フイート
と２立方フイートの間（０，２８〜０．５６立方メータ
）であり、セして両室ｒＹＩ曲する溶解物の増〃ｎのた
めの平均帯留時間は、約６０分であることが評価されて
いる。第一の室における幅部は約２３５０Ｆ（１２９０
″Ｃ）であり、そして第二呈の温度は約２５００”Ｆ’
（１３７０’（）である。補助バーナ（図示せ１′）は
、室６４の胆部空間に設けられ、泡つぶしヶ助ける。梢
製段１竹から６１ｅ出するガラスは、Ｊ及き曲っていて
、はとんど気泡がない、そして商業上のフロートガラス
よりもさらに１設化されている。険相された一部分の材
料の混合物は■和の約Ｕ、１１チの鉄含有物（Ｆｅ２Ｏ
３として表わされる）〒１するガラスを従来通り与える
。石炭により与えられる鉄により、例におけるガラスは
扶瓜昆の０．１６％ヲ有していることが見出された。石
炭からの１匹黄は、ＦＪ酸化さｒしることなく　（Ｊ、
０６５　ｆｉ１ｒｅパーセントのｄｏ、　ｔ−有し、ρ
・つ可酸化された（Ｊ、Ｕ　１　重量パーセントの８０
３　ｋ　７ｉ４　′ｆるガラス全製造することが見出さ
れた。

本発明の詳細な説明は最もよいモードに関して述べられ
てきたが、しかし′４夕術上の熟練名にメス４シ明らか
である変形および変更が特許請求の範囲により画成され
るような本発明の精神および範囲で採用されるごとは理
解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

図は、回転するｈ５一段階のぼ叱声および液中焼と酸素
の泡立て？用いた第二段階室を含む水明の好適実施例の
全体断面図である。 １０・・・教化段協・、　　１１・・・和製段階、１２
・・・円筒状容器、　　２４・・・中央排出開口、４２
−・・遵＃鳩、　　　　５ｆＪ、５２・・・液中燃焼型
５３．５４・・・プール、５７．５８・・・バーナ。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）灰を含有する燃料の燃焼がエネルギの大部分を提
   供するフリット等の溶解方法であつて、フリットが液化
   されかつ完全に溶解されるまえに排出される容器内で灰
   含有燃料を燃焼させ、フリットが液化されるにつれ、灰
   がフリット内に合体されるようにし、そして続いて液化
   されたフリットを付加加熱し溶解を完全にさせかつ均質
   化させて灰をフリット内に混合することを特徴とするフ
   リット等の溶解方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記フリットがソーダ石灰シリカガラスのフリットである
   フリット等の溶解方法。
3. （３）特許請求の範囲第２項に記載の方法において、前
   記フリットが、１４２５℃で少なくとも１００ポアズの
   粘性を有するガラスを製造するべく調合されているフリ
   ット等の溶解方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記燃料は、灰含有燃料の燃焼が生ずる前記容器に送られ
   るまえに前記フリットと混合されているフリット等の溶
   解方法。
5. （５）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記フリットが中央空隙を取り囲む傾斜した表面上で液化
   されるフリット等の溶解方法。
6. （６）特許請求の範囲第５項に記載の方法において、前
   記液化されたフリットは、還元された状態で前記傾斜し
   た表面から排出され、そして再酸化状態にされる下流区
   域へ通過させられるフリット等の溶解方法。
7. （７）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記灰含有燃料の燃焼がフリットを液化する全エネルギ源
   を概ね構成するフリット等の溶解方法。
8. （８）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記灰含有燃料が石炭であるフリット等の溶解方法。
9. （９）特許請求の範囲第６項に記載の方法において、下
   流区域における液化されたフリットがプール内に集めら
   れ、該プール内に酸素が噴射されるフリット等の溶解方
   法。
10. （１０）特許請求の範囲第９項に記載の方法において、
    前記下流区域におけるプールが液中燃焼により加熱され
    るフリット等の溶解方法。
11. （１１）特許請求の範囲第５項に記載の方法において、
    前記傾斜された表面が中央空隙のまわりに回転させられ
    るフリット等の溶解方法。
12. （１２）特許請求の範囲第１１項に記載の方法において
    、前記回転が垂直軸線まわりになされるフリット等の溶
    解方法。
13. （１３）特許請求の範囲第１０項に記載の方法において
    、前記プールが２つの室に分割され、そして液化された
    フリットが一方の室から他方の室へ通過し、液中燃焼が
    各室において提供されるフリット等の溶解方法。
14. （１４）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、
    前記燃料が液体石油製品であるフリット等の溶解方法。
15. （１５）特許請求の範囲第５項に記載の方法において、
    前記灰含有燃料が前記中央空隙と連通するバーナにより
    燃焼されるフリット等の溶解方法。
16. （１６）特許請求の範囲第６項に記載の方法において、
    前記再酸化が十分であつて、透き通つたガラスを製造す
    るフリット等の溶解方法。