BE430760A - - Google Patents

Description

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  " PERFECTIONNEMENTS A LA CONSTRUCTION DES PAROIS POUR   FOURS   
A FONDRE   LE VERRE 0   
La présente invention est relative à la construction des parois pour cuves à verre fondu et particulièrement du fond ou des parois latérales ou à la   fois:   du fond et des parois la- térales des fours à fondre le verre: 
L'invention a pour but de réaliser une construction de paroi, pour four à fondre le verre, qui, pendant l'utilisation du four, comprend une couche imperméable de contact avec le verre superposée à une couche en principe granulaire, ce qui constitue une solution immédiate au problème jusqu'alors   extrê-   mement difficile de l'isolement du fond:

   La construction propo- sée selon l'invention rédnit considérablement les frais   d'éta-   blissement et d'utilisation du four tout en augmentant sa durée. 

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   A cet effet, l'invention réalise un fond pour cuve à verre fondu comprenant une couche supérieure réfractaire, en contact avec le verre, qui est imperméable à la pénétration de ce dernier, et une couche sous-jacente de matière réfractaire en principe granulaire. 



   L'invention concerne aussi un procédé d'établissement d'une cuve à verre fondu pourvue du fond ci-dessus. 



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple seule- ment, deux formes de mise en oeuvre de l'invention. 



   La figure 1 montre schématiquement, en section verti- cale transversale, une cuve à verre fondu comportant un fond selon l'invention. 



   La figure 2 est une vue partielle, en principe en section verticale, d'une application de l'invention à la réalisa- tion du fond et des parois latérales de la cuve. 



   La figure 3 est une section verticale partielle d'une autre forme de mise en oeuvre de l'invention. 



   Comme montré par la figure 1, le four ou la cuve peut être construit selon la technique usuelle sauf en ce qui concerne la paroi de fond, Ce fond est composé d'un support inférieur 3 qui repose sur la charpente métallique usuelle   4 .   Le support peut être, comme montré, une plaque de métal ou bien il peut être constitué de briques réfractaires ou isolantes. Sur le support peut être prévue une couche granulaire 5 dont la surface su- périeure 11 peut être transformée par l'action de la chaleur et du verre en une couche continue en principe imperméable qui résiste à la pénétration du verre. 



   Comme montré par la figure 2, une construction simi- laire peut être utilisée pour former à la fois le fond en contact avec le verre et les parois latérales, en surélevant convenable- ment sur les côtés la couche de matière granulaire 5a, comme montré en 12.      

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   Les matières granulaires 5 ou 5a dont sont formés le fond ou les cotés, ou à la fois le fond et les côtés, des constructions montrées aux figures 1 et 2 ,sont de préférence du genre silico-alumineux qui comprend des matières parmi les- quelles sont inclus les mélanges d'alumine et de silice ou les composés d'alumine et de silice ou à la fois ces mélanges et ces composés. Dans   lerésent   cas, ces matières contiennent une pro- portion relativement grande   d'alumine.   de 30 à 95 parties en poids, le reste étant en principe uniquement de la silice avec simplement la petite quantité d'impuretés qu'on trouve nécessai- rement dans les matériaux bruts disponibles dans le commerce. 



   La matière de la couche 5 ou 5a peut être de compo- sition similaire dans toute sa masse, avec des grains de grosseur uniforme ou variable, ou bien elle peut être constituée de couches superposées de caractéristiques chimiques différentes. 



  Si on le désire, une couche appréciable de la matière au-dessus de sa surface supérieure peut être de nature telle qu'elle con- serve sa forme granulaire pendant l'utilisation du four, et de composition telle qu'elle soit susceptible de réagir avec le verre fondu, lorsqu'elle est en contact avec celui-ci, pour former une structure imperméable à toute pénétration ultérieure du verre. 



  La matière, au moins dans sa couche supérieure, doit de préfé- renoe avoir une densité pour chaque grain plus grande que la densité du verre contenu dans le four afin que ces grains n'aient pas tendance à flotter dans le verre: 
Dans l'une des applications de l'invention, on emploie pour la couche 5 ou 5a, une matière silico-alumineuse contenant de   70   à   75 %   en poids de silice. Cette matière est préparée en sélectionnant des argiles ou matières crues dans les proportions désirées, en mélangeant ces matières et en oalcinant le mélange à des températures choisies ordinairement sensiblement au-dessus des températures quelconques auxquelles la matière sera soumise ultérieurement au cours de son utilisation normale comme décrit 

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 ci-dessus.

   Après que la matière a été calcinée, elle est broyée mécaniquement en grains de grosseurs désirées, ou en mélange de grains, et utilisée comme telle pour constituer le fond ou les parois latérales ou à la fois le fond et les parois latérales des cuves à verre fondu comme montré aux figures 1 et 2 . 



   A titre d'exemple, on peut prendre en poids : 
58 parties de bauxite blanche de Géorgie 
25 parties de monohydrate d'alumine 
11 parties de l'argile connue sous la référence G-1 et fournie par la Savannah Clay Company, de Savannah en Géorgie. 



   6 parties de feldspath du commerce, comme matière de départ. 



   Ces matières sont broyées jusqu'à finesse impalpable dans un broyeur à boulets. Elles sont rassemblées en masse plas- tique par le gâchage usuel bien connu et l'étirage sous pression en forme de pains pour être convenablement manipulées et séchées. 



  Lorsqu'ils sont secs, ces pains sont introduits dans un four dans lequel ils sont calcinés à une température de plus de 1.530 de- grés C. On les laisse alors refroidir et ils sont broyés en grains pour passer dans un tamis à mailles de 6 millimètres et en grains plus petits. Ce matériau ainsi préparé, donne appro- ximativement à l'analyse   chimique :   
Si 02 - 21 
Al2 03 - 74 
Fe2 03 - 0,79 
Ti 02 - 2,85 
Ca 0- 0,27 
Mg 0 - Traces 
Na2 0- 0,97 
Les grains ont une densité de plus de 2,7. 



   Ce matériau, préparé comme on vient de l'expliquer, est employé sous la forme granulaire pour établir le fond ou les parois latérales, ou à la fois le fond et les parois laté- rales, des cuves à verre fondu comme indiqué précisément dans la 

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 présente description. 



   Bien que dans la construction pratique d'une cuve à verre fondu selon l'invention, il soit préférable d'utiliser un matériau sous forme granulaire contenant une certaine quantité de fines et éventuellement une mince couche de fines à la sur- face supérieure ou adjacente à la surface supérieure, il est très avantageux qu'une certaine quantité de ce matériau granulaire, et spécialement dans les couches inférieures, soit de dimensions appréciables telles, par exemple, qu'il ne puisse traverser qu'un tamis de 16 mailles ou plus.

   Il n'y a pas de limite précise à la proportion des fines qui rendrait le matériau granulaire inuti- lisable en pratique, mais la qualité relative à l'usage décroit lorsqu'on augmente la proportion des fines au-delà d'une certaine quantité: On a remarqué, par exemple, qu'un rapport avantageux des dimensions des grains est le suivant 
40 parties traversant un tamis de 4 à 16 Mailles, 
27 " " "   tt 16   à 30 
33 " " " " " 30 jusqu'à la poudre impalpable. 



   Lorsqu'on emploie le matériau décrit ci-dessus, il est quelquefois avantageux de placer sur sa couche supérieure une mince couche de matière ayant une température de vitrification supérieure à celle du verre à fondre dans la cuve: On a remarqué toutefois que le verre de même nature qud celui qui doit norma- lement être contenu dans la cuve, ou un mélange des matières brutes qui constituent ce verre peut être employé et que ces matières facilitent la formation pendant le préchauffage du four, d'une couche supérieure imperméable sur laquelle peuvent être reçues les matières à introduire dans le four. Au cours du fonc- tionnement ultérieur du four, cette couche imperméable est main- tenue par la réaction du verre à fondre et les couches supérieures de matière 5 et 5a .      

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   Avec le matériau décrit ci-dessus, il arrive quelque- fois que l'on obtienne un scellement défectueux du fond et des parois latérales. Dans ce cas, comme montré à la figure 3, les bords marginaux 18 de la partie supérieure de la couche 5 peuvent être formés de matière granulaire du genre silico- alumineux constituée de grains composés des phases séparées cristalline et vitreuse et telle qu'une matière silico-alumi- neuse fondue électriquement et, par exemple, broyée, ou un mé- lange de cette matière fondue électriquement et d'une addition d'alumine calcinée et contenant par exemple 85 % de grains fondus électriquement et 15 % d'alumine.

   Une combinaison avan- tageuse peut être faite en employant 85   %   de grains fondus électriquement et triés de manière que 30 parties traversent un tamis à mailles de 25 millimètres et restent sur un tamis à mailles de 12 millimètres, 25 parties traversent un tamis à mailles de 6 millimètres et restent sur un tamis à mailles de 3 millimètres, et 35 parties traversent un tamis de 60 mailles. 



  Les 15 parties d'alumine à mélanger avec la matière fondue élec- triquement peuvent être d'une finesse telle qu'elles traversent un tamis de 100 mailles. 



   Si on le désire, la couche supérieure entière de la matière 5 peut être constituée de cette matière fondue élec- triquement ou d'un mélange de la dite matière et d'alumine. 



  Lorsqu'on utilise la matière fondue électriquement contenant des phases séparées pour la surface supérieure totale, il est préférable que les parties inférieures de la couche 5 soient faites de la matière composite ci-dessus décrite ou d'une autre matière quelconque appropriée qui conserve sa forme granulaire à la chaleur jusqu'à ce qu'elle vienne en contact avec le verre fondu, puisqu'une telle matière forme un isolement efficace et qu'en même temps elle protège tout isolement ultérieur qui pourrait être appliqué au fond du four. La matière fondue électriquement est recommandée pour les parties supérieures de 

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 la couche 5 puisqu'elle forme, sous l'action de la chaleur du four, une structure sensiblement monolithe et qu'elle donne lieu à un scellement satisfaisant avec les parois latérales du four. 



  Toutefois, à moins que sa couche soit d'épaisseur excessive, et que les parties inférieures soient maintenues relativement froides pendant le chauffage du four, elle ne restera pas granulaire, et   l'effet/isolant   de la couche granulaire ne sera pas obtenu. Pour cette raison, l'utilisation de la matière fondue électriquement ayant deux phases séparées doit de préférence être limitée à la constitution des parties inférieures de la couche 5. 



   L'invention concerne, en outre, l'application d'un fond employant une couche appréciable' de matière granulaire sur la- quelle peut reposer une couche supérieure imperméable au verre faite de blocs conformés d'une matière résistant au verre et réunis ou jointoyés de toute manière appropriée pour résister et s'opposer au passage du verre fondu entre les blocs. 



   Il doit être entendu que certaines matières autres que celles appartenant strictement au genre   silico-alumineux   tel que défini ci-dessus, et par exemple la magnésite, peuvent être uti- lisée pour constituer les fonds ou les parois latérales ou à la fois les fonds et les parois latérales des cuves à verre fondu, comme exposé dans ce qui précède, ainsi que toute matière à grains libres qui peut donner satisfaction lorsqu'elle est employée comme décrit ci-dessus.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Un fond pour une cuve à verre fondu comprenant une couche supérieure réfraotaire en contact avec le verre et im- perméable à la pénétration du verre fondu, et une couche sous- jaoente d'une matière réfractaire, en principe granulaire; 2. Un fond diaprés la revendication 1, dans lequel la dite couche sous-jacente est susceptible de réagir avec le verre fondu pour former un corps imperméable: <Desc/Clms Page number 8> 3. Un fond d'après les revendications 1 et 2 compre- nant un support avec une matière réfractaire granulaire au-dessus de lui et ayant une couche supérieure composée, au moins en par- tie, d'une matière réfractaire en principe granulaire et d'une nature qui réagisse avec le verre fondu en contact avec elle pour former une couche vitreuse imperméable au verre fondu de la cuve.

   4. Un fond pour cuve à verre fondu d'après les reven- dications 1, 2 ou 3, ayant une couche relativement mince de matière réfractaire granulaire à grains libres, et une couche supérieure imperméable vitreuse relativement mince d'une matière réfractaire supportée par, et en principe contigûe à, la dite couche de matière réfractaire à grains libres.

   5. Un fond pour une cuve à verre fondu d'aprèsles revendications 1, 2, 3 ou 4 dans lequel la densité de chaque grain de matière réfraotaire est plus grande que celle du verre contenu dans la cuve.

   6. Un fond pour cuve à verre fondu d'aprèsles revendi- cations 1, 2, 3, 4 ou 5, dans lequel la matière réfractaire granulaire est du genre silico-alumineux contenant de 30 à 95 % en poids d'alumine.

   7. Un fond pour cuve d'après l'une quelconque des reven- dications précédentes, comprenant plusieurs couches de matière réfractaire, en principe granulaire à grains libres, superposées sur le dit support, la dite matière étant d'une dimension moyenne de grains progressivement plus petite depuis la plus basse jusqu'à la plus haute des dites couches, et contenant une matière réfrac- taire en principe pulvérulente comme couche supérieure pour remplir les interstices des couches sous-jacentes.

   8, Une cuve à verre fondu pourvu d'un fond d'après l'une quelconque des revendications 1 à 7 , formée par des parois latérales et un support de fond, la dite matière granulaire ré- fractaire étant disposée entre les dites parois latérales et portée par le dit support de fond et étant relevée sur les dites parois latérales pour limiter latéralement un bain de verre fondu <Desc/Clms Page number 9> et le maintenir hors de contact avec les dites parois latérales.

   9. Une cuve à verre fondu d'après la revendication 8 dans laquelle le talus des parties relevées de la dite matière n'est pas plus grand que l'angle de,-repos ou pente naturelle de la dite matière granulaire.

   10: Une cuve à verre fondu diaprés la revendication 8 ou 9 , dans laquelle la partie de la dite matière granulaire qui est en contact avec les parois latérales contient une matière vi- treuse susceptible de réagir avec la matière composant les parois latérales, de fagon à réunie les parois latérales et le fond gra- nulaire, en principe sans craquelures entre eux lorsque l'ensemble est chauffé à la température, d'utilisation.

   11. Une cuve à verre fondu diaprés la revendication 10, dans laquelle les grains de la dite matière granulaire sont com- posés d'au moins deux phases distinctes, dont l'une est la phase vitreuse susceptible de réagir avec la matière composant les pa- rois latérales.

   12. Une cuve à verre fondu diaprés la revendication 11, dans laquelle la dite matière granulaire réfractaire oomporte une phase cristalline ainsi que la phase vitreuse distincte.

   13. Une cuve pour verre fondu d'après l'une quelconque des revendications 8 à 12 dans laquelle la dite matière réfrac- taire granulaire comporte une certaine partie composée de grains ayant une phase inerte et une phase vitreuse et une certaine partie composée de grains susceptibles de réagir sous l'effet de la cha- leur avec la phase vitreuse des grains de la première partie pour former des cristaux réfractaires.

   14. Une cuve à verre fondu d'après la revendication 13 dans laquelle la dite matière est composée de grains fondus élec- triquement, contenant des cristaux de corindon et du verre siliceux, les dits grains étant mélangés avec de l'alumine finement divisée et la dite matière étant susceptible de réagir sous l'action de la chaleur pour produire des cristaux de mullite, <Desc/Clms Page number 10> 15.Une cuve pour verre fondu d'après la revendication 13, dans laquelle la dite matière est composée de grains fondus électriquement contenant des cristaux de mullite et du verre siliceux, les dits grains étant mélangés avec de l'alumine fi- nement divisée et la dite.matière étant susceptible de réagir sous l'action de la chaleur pour produire des cristaux addi- tionnels de mullite.

   16. Une cuve à verre fondu d'après la revendication 15 , dans laquelle la dite matière est composée d'environ 85 parties de grains silico-alumineux fondus électriquement, de dimensions déterminées, mélangées avec environ 15 parties d'alumine finement divisée, les dits grains fondus électriquement contenant des cristaux de mullite et du verre siliceux et les dimensions des dits grains fondus électriquement étant telles que :

   30 des dites 85 parties traversent un tamis de 25 millimètres, mais ne traversent pas un tamis de 12 millimètres, 25 des dites 85 parties traversent un tamis de 6 mil- limètres, mais ne traversent pas un tamis de 3 millimètres, 35 des dites 85 parties traversent un tamis de 60 mailles et 15 des dites parties d'alumine étant d'une finesse telle qu'elles traversent un tamis de 100 mailles, le verre des dits grains fondus électriquement étant susceptible de réagir sous l'action de la chaleur pour produire des cristaux additionnels de mullite.

   17. Le procédé pour établir une cuve à verre fondu, comprenant les phases d'érection des parois latérales de la cuve et d'un support pour le fond, la mise en place, sur le support de fond et entre les parois latérales, d'une couche de matière réfractaire en principe granulaire et de nature telle qu'elle réagisse avec le verre pour former une couche vitreuse imperméable au verre fondu dans la cuve, puis de formation, contre la couche de surface seulement de la dite matière granu- laire réfractaire, d'unecouche vitreuse imperméable, par <Desc/Clms Page number 11> réaction avec le verre de la partie de couche en surface de la matière granulaire, tandis qu'on laisse les couches sous- jacentes de la matière réfractaire granulaire en principe dans leur état granulaire initial,

   grâce à quoi la couche vitreuse ainsi formée empêche le passage du verre fondu jusqu'aux cou- ches sous-jacentes de la dite matière tandis que ces couches agissent comme isolant thermique pour réduire les pertes de ohaleur à travers le fond de la cuve. le'. Le procédé diaprés la revendication 17 dans lequel après la mise en place de la matière granulaire pour former le fond de la cuve et avant la formation de la couche vitreuse sur ce fond, on étale, sur la matière granulaire, une matière dont la température de vitrification est plus basse que celle de la dite matière granulaire pour former avec la partie en surface de la dite matière granulaire la couche vitreuse imperméable comme précité.

   19. Le procédé pour établir une cuve à verre fondu d'après la revendication 18 ou 19, dans lequel l'intérieur de la construction ainsi établie est soumis à une température au moins égale à celle à laquelle elle sera soumise en service normal comme cuve à verre fondu pour vitrifier la surface su- périeure de la dite matière entre les dites parois, le tout, avant de placer dans la cuve le verre fondu ou les matériaux de fabrication du verre que la cuve est destinée à contenir en service normal.

   20. Le procédé d'après les revendications 17, 18 ou 19 , spécialement pour établir le fond de la cuve, qui consiste à mélanger des grains fondus électriquement contenant des cris- taux de mullite et du verre siliceux, avec de l'alumine fine- ment divisée, à former au moins une partie de la couche en contact avec le verre du fond de la cuve avec le mélange qui en résulte, et à chauffer suffisamment la cuve pour produire la réaction entre le verre siliceux des dits grains fondus éleo- <Desc/Clms Page number 12> triquement et l'alumine finement divisée, en formant ainsi des cristaux additionnels de mullite et en réduisant la quantité de verre dans la matière.

   21; Le procédé d'après les revendications 17 à 20 consistant à tasser fermement la matière granulaire dans le fond de la cuve de façon à exposer le dit mélange au contact du verre fondu sur au moins une partie de la surface du dit fond.

   RESUME .-Un fond pour une cuve à verre fondu comprenant une couche supérieure réfractaire en contact avec le verre et imperméable à la pénétration du verre fondu, et une couche sous- jacente d'une matière réfractaire, en principe granulaire.