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Il. Procédé et dispositif #our la fusion continue de matières vitrifiables et l'affinage' du verre fondu pari chauffage électrique "
On suit que l'élaboration du verre homogène par l'ac- tion de la) chaleur sur un mélange de matières vitrifiables comprend deux opérations principales, savoir : d'une part, la fusion au cours dé laquelle ces matières fondent, se combinent et se dissolvent réciproquement et, d'autre part, l'affinage au cours duquel le verre s'homogénéise par le dégagement des bulles et par des échanges entre couches de compositions chimiques différentes.
La présente invention a. pour objet un procédé et un dispositif pour la fusion continue de matières vitri- fiables et l'affinage du verre fondu sous l'action de eou- rente éleotriquea' circulant entre des électrodes qui sont plongées dans les matières vitrifiables précitées et dans le bain de'.fusion.
Le procédé objet de l'invention est plus partiouliè- rement caractérisé par le fait que les opérations de fu- sion et raffinage se poursuivent dans une direction sen- siblement verticale, la température croissant de haut en bas dans la zone de fusion. Ce procédé est mis en oeuvre dans un dispositif qui, conformément à la présente inven- tion comporte dee électrodes auxquelles on donné une position légèrement inclinée sur la verticale, de telle façon qu'elles soient plus rapprochées les unes des au-
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tres à leur partie inférieure et iq profondeur de l'enceinte de cn,-uff"-,ge étmt cuguentée, en même temps que se trouve réduite e8 section hDri7,ontalle à des dimensions plus faibles ql)(f celles des fours 80tuellement connus.
Les matiërpF vi trifÜ1bles, chargées à la partie supérieure de l'enceinte, fondent progressivement en commen- çpnt prr leurs couches inférieures.Au fur et à mesure de lp fusion, le: parties fondues descendent dene l'espace compris entre les 4lectrodee et les pe-rois de l'enoeinte; il ce produit ainsi, dans' 'Le, bain de fusion, un double courent vertical, 0'pt-a-dire un courant descendent autour des électrodes et un courant ascendent entre cellesci, 1 t élffinE'ge du verre commençant par l'expulsion des bulles gà-zelàses pE-ndnt le trajet ascendant que suit le
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bain de fusion entre les électrodes.
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L'affinage peut ttre achève dene la même enceinte au cours d'une deuxième série de mouvements deeoendputs et soend8t1ts du bain de verre dena une zone inférieure oom-
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prise entre le bas des électrodes et le fond de l'enoeinte, les mouvements descendants se produisant, comme c'est le
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oîle dans le zone supérieure, le long dee parois de l'en- ce inte, tandis que les mouvements pf-oendnnts se produisent dan4 le partie centrale, vers le bas des êeotrodea. Lors de l'affinage dans l'enceinte mme où se produit la fusion
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des matières vitrifiables, le verre fondu et affiné passe du fond de l'enceinte de chauffage considérée dans une
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autrc enceinte qui est calorifugée et où le verre s'élè- ve de manière qu'on puisse 1'extraire à le partie supé- rieure de léidite enceinte celorifugée.
Lorsque le corapos it ion du verre est plus " dure "
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et lorsque le verre exige un affinage prolongé, celui-ci
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s'achève danse une deuxième enceinte constituée, comme la
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première, et munie, comme elle, d'électrodes légèrement
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inclinées sur la verticale, de manière à être plue rapprochéee les unef des autres à leur partie inférieure, Dans ce Of"'8, le verre fondu passe du fond de la première enceinte dans la fond de la deuxième d'où il elé-
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lève dans la partie oentrple, comprise entre les électrodes pour redescendre le long des parois.
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Le oueillaGe du verre fondu et affiné s'effectue flore dne une troisième enoeinte qui peut n'être séparée de 1f' deuxième que pe,r un barrage suivent une disposition
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bien connue.
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Les Fvpnt6\;es du nouveou procédé, par rapport aux
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procédés, connus sont les suivants:
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La superficie occupée par In nouvelle installation de fusion et d'8ffin8ge est considérable'ment diminuée; les pertes de cb81fur par les parois sont réduites eu minimum du fiit <if 18 section réduite des enceintes chauffées et de le 00Dcentretton de 18 chaleur dans le partie centrale
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des dite,- enceintes;
les partes de chaleur par rayonnement
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dcan4 le haut de l'enceinte de fusion sont diminuées par l'éort.n que constituent les- matières vitrifiables solides situées iu-deEFu,-- du bain de fusion dé-ns la partie la moins
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chaude de l'enceinte.
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Lorsque la fusion et l'affinage sont effectués dans
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des enceintes séparées, les pertes de chaleur par rayon-
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nement date le haut de l'enceinte d'affinage sont égèJle- ment moindres que denw les foure où le chauffage Eleffec- tue au-depsup du bain de verre ou dans les couche.? super- ficielles du bain.
Lee mouvements verticaux au sein du
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bain de verre produisent un brrxsage continu et énergique qui accélère la fueion des matières vitrifiables et l'af- finage du -verre, ce qui augmente le rendement de l'instal- lation et améliore la qualité du verre.
La diminution dee pertes de chaleur par rayonnement
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et l'é'mg11lentetion de 1s cap-cité de production aeE'UrE"'Ot toutes deux une meilleure utilisation de l'énergie élec- trique. on peut dire, en résumé, que le procédé objet de
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l'invention permet de bénéficier des trois v8ntagee que constituent : une production élevée, une meilleure qualité du verre et une conaommption réduite d'énergie électri que .
Sur le dessin annexé, on p représenté, schématiquement et à titres d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du pro- oéaé spécifié ci-dessus.
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La fig. 1 est une coupe verticsle lonjitudinpie axiale d'un four comprenant une enceinte de fusion et d',f- finage et une enceinte de oueillaée;
La fig. 2 est une vue en plan avec coupe partielle suivant la ligne II-II de la fig. @
La fig. 3 est une coupe' verticale longitudinale et axiale d'un four comprenant une enceinte de fusion, une
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enoeinte d'affinage et une enceinte de oueill<ge;
La fig. 4 est une vue en plan avec coupe horizonta- le faite sensiblement suivant la ligne IV-IV de le fig. 3 ;
La fig. 5 est une vue en plan avec coupe partielle d'un four comprenant trois enceintes de fusion combinées
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avec une enceinte unique d'affinage qu'elles elimentent, enceinte d'affinage qui est suivie d'une enceinte de oueil- lage;
La fig. 6, enfin, est une vue en élévation à plus grande échelle avec coupe partielle verticale d'un sup- port d'électrode.
Dans l'exemple de réalisation que montrent les fig.
1 et 2, le dispositif objet de l'invention comporte une enceinte de fusion et d'affinage 1 dont la partie infé-
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rieure est reliée par un canal 2 à une enceinte de cueille- ge 3 comportant des ouvreaux de oueilloge 4. Le canal 2 et l'enoeinte de oueillage 3 sont convenablement isolés omoalorifugés à l'aide d'une couche appropriée 3'. A la- partie supérieure de l'enceinte de fusion se trouve le tas de màxtiéres vitrifiables A qui se trouve nu-deasus de la zone de fusion B.
Conformément à l'invention, les électrodes 5 qui plongent dans l'enceinte 1 sont inclinées eur La verticale
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de manière que lp température aille en pugmentant de hput en bus, cette température étpnt maximum à l'endroit ( extrémités ) où les électrodes 5 sont les plus rapproChées l'une de l'autre.
DE'ne cet exemple, on a, comme on le voit plus parti-
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c7ulièrtment sur la fig. 2, prévu trois électrodes 5 permettant l'é)limeTIte'1tion du four à l'aide de courrnt triphase.
Ds'ns lé, vé'rÜ'nte de réalisation que montrent lea fig. 3 et 4, on n ajouté à l'enceinte de fusion 1 munie d'é- lectrodes 5 qui plongent dnne la masse A des matières vi-
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trlfiables, une enceinte d'affinage spéciale 7 comportant des électrode;? 5' également inclinées les unes par rapport aux alutre.- sur li verticale, comme 0' est le oge avec les électrodes 5. L'enceinte d'affinage 7 communique direo- tement avec l'enceinte de oueillage 3, ces deux enceintes étent simplement aéparéesl'une de l'autre par un barrage
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8. Dans cette variante de réplipption, le oanal 2, l'encein- te d'pffinpge 7 et l'enceinte de oueillage 3 sont égale- ment oplorifugée par une couche isol1nte appropriée 3'.
Le dispositif objet de l'invention peut également comporter, comme le montre notamment la fig. 5, plusieurs enceinte.? de fusion 1', 1", l'", eto.. ayant chacune ses
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électrodes de ohpuffpge et reliées à une enceinte d'affi- m'ge commune 7' également munie de ses électrodes de ahauf- fage 5', cette enceinte d'affinage unique communiquent avec une enceinte de cueillage 3 munie des ouvreaux ha- bituels.
La partie supérieure de chaque électrode 5 ( 5', etc..) est, comme le montre La Fig 6, munie d'une poignée de
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mpnoeuvrp 10 permetta2nt de frire monter ou descendre l'é- lectrode, cette poignée étant isolée de l'électrode pro- prement dite grcee à un fourreau Il en matière isolante in- terposée entre l'électrode et la poignée. Une piècede con- nexion 12 permet de raccorder l'électrode à l'extrémité du oble d'amenée de courant 13.
A son entrée dans l'en-
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ceinte chauffante, l'électrode traverse un manchon de refroidieeeracnt 14 logé dans une banquette 15 du four, manchon qui cet parcouru par un courant d'eau amené par une tubulure 16 et évacué par une tubulure 17. sur les différentes figures du dessin, les courants
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de convection pu spin du b8in de verre sont indiqués pet des- flèches.
Il est évident que les exemples de réalisation du
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dÜP0E i tif objet de l'invention, exemples décrits ci- dessus et représentés sur le dessin annexé, ne sont don- nés qu'à titre indicatif et non limitatif et que le- dis- positif objet de l'invention, de même que le procédé qu'il
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sert à mettre en oeuvre, peuvent subir toutes mo ifiaé-tions de détail N'TIS que l'on e'éc8rte de l'esprit de l'inven- tion.
C' ef t 8 ir1f:'i , ps'r exçm,le, que les dimensions et les formeE- L'es comp'rtiment8 de cueillage varient suivant les exigences locales du service; les électrodes peuvent être disposées par groupes de deux pour l'emploi de courant
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mon0p'hé; les organes de fixation et le support des élec- trodes peuvent comporter des parties articulées permettent
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de modifier l'inclinaison des électrodes dans le bain, etc...