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PROCEDE ET DISPOSITIFS POUR LA FABRICATION DE PRODUITS TELS QUE LE
VERRE
La présente invention a pour objet un procédé et des dispositifs pour la fabrication de produits tels que le verre. Elle se réfère à la méthode discontinue, notamment pour la fabrication du verre, qui consiste à charger dans un récipient les matières à vitrifier et à faire subir à ces matières les différents stades successifs de l'élaboration du verre, c'est à dire la fusion, l'affinage et finalement la mise à bonne température du verre.
Pour réaliser ces différentes opérations on a utilisé le chauffage électrique par effet Joule. Ce mode de chauffage a l'avantage de permettre d'obtenir au sein de la masse de verre de très hautes températures qui, de plus, par leur localisation, donnent lieu à des courants de convection importants produisant un brassage énergique de la matière.
Toutefois dans l'application de cette méthode on se heurte à des difficultés qui proviennent des conditions particulières du traitement discontinu.
En effet dans-cette méthode on doit noter que, d'une part, le récipient est, en principe, vide au début de l'opération et que
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.i'autr-3 part, 1 es ;TIt.l'3r?8 qu'on y introduit sont de -','l,tlèp"'2 a O:.J.",Hc t'::,pérJ.1.-ure. U: Ll;p I[,,;t.!:1ocl,:; }lré'ient9 donc la ;fa:nti,,.Jl.:.ritµ que pGndant la fusion, "t 3lrincip':\l:,(,:?'(lt au début Je celle-ci, ],3 .oe=iti.bro contenue Ja8 1.i .poL ast ?PU ou pas conductrice du courant fl ctrique et qu'en outre elle présente un niveau variable.
Ce -,iv,,-tu -''élève en effet '"lU fur et à, eSl1r que l'on O3rr-\ 1¯m;l t::;'1fr)",Jrr19rY"l1tG 3U"':;'Cç93ifs des IL'lÙiér9g pr'="'.ièr':'.3, 9t la 3'..ir"'1,C Je C(.';ît"1,Ct dus 1:;tT':.9:? S.Vi'IC le v-rre fondu est par suit,,, ,ou8centiol( "lli?-l"'fJ' .'le vari=r, L'emploi du ;);':1.'lf .C'a:;.3 él ;3() tri 'lu par f frt Joule implique donc certaines sujétions Gans le cas de la fabrication du varre suivant la mathods discontinue.
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Le procédé suivant la présente invention évite CF-3 diffioultéa tout en procurant les avantages propres au chauffage du verrepar le passage de courant électrique dans sa masse.
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La présente invention c0l13i -3 te à faire appel pour réaliser l'élaboration du verre à un ch,uf f,ga électrique par effet Joule dans la masse. Elle est caractérisée en ce que ce chauffage par effet Joule est obtenu au moyen d'électrodes amovibles introduites
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dans la masae après la fusion des matières premières qui est effectu- ée par un autre moyen, par exemple par chauffage iu gaz, le chauffa- ge par effet Joule dans la masse étant alors utilisé pour porter le verre aux températures élevées nécessaires à l'affinage.
Le chauffage au gaz a pour objet de chauffer le verre jusqu'à
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une température Q'f,nviron 1.200 tandis que le chauffage électrique par effet Joule qui n'est établi qu'au moment où la fusion est réalisée , porte le verre aux temp6rati,,res supérieures à 1. 21'"} pour son affinage.
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Grâce à cette manière particulière d'a3F<ocier dans le cadre des opérations de la fabrication discontinue du verre le chauffage par 9i f'Ot Joule dans la 'masse n un chauffage, par des moyens tP7 que le gaz, extérieurs si C: t. :nasse, on obtient 1¯C.;". ,VC.r! û,'":3 suivants : 1 Le début de la fusion 93t facile. Dans les jisositif8 pots du type connu, chauffés par effet Joule, on doit en effet avoir
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recours, pour le début de la fusion des matières premières, à des opérations supplémentaires ou compliquées telles que l'enfournement préalable d'une certaine quantité de verre chaud liquide ou l'addition aux matières vitrifiables de poudres conductrices, de manière que, malgré l'absence de conductibilité des matières vitrifiables, un certain courant électrique puisse passer d'une électrode à l'autre.
Suivant la présente invention, au contraire, la fusion des matières premières est réalisée en dehors de tout passage de courant, par l' effet seul du chauffage extérieur à la masse.
2 L'obtention des températures relativement basses, c'est à dire jusqu'à 1.200 environ, est facile à réaliser par simple chauffage au gaz alors que l'obtention des températures élevées est moins aisée et en général moins avantageuse au point de vue économique par le chauffage au gaz que par effet Joule dans la masse.
3 Pendant la période de la fusion où le niveau des matières dans le pot va en augmentant à mesure que se succèdent les enfournements dans celui-ci, il est possible de n'avoir aucune électrode, soit à l'intérieur du récipient, soit même à l'extérieur de celui-ci dans l'enceinte du four qui entoure le récipient. Il n'y a donc pas lieu de se préoccuper de la protection de la surface des électrodes vis- à-viq de l'atmosphère du four ou vis-à-vis des matières non encore vitrifiées, ce qui est avantageux car cette protection nécessiterait des dispositions ou précautions particulières du fait précisément que pendant cette période initiale de la fusion, le niveau du verre varie et que par suite les portions de chaque électrode qui doivent âtre en contact avec le verre ou qui émergent du bain sont susceptibles de se modifier constamment.
4 De même le fait de ne pas utiliser le chauffage par effet Joule pendant cette même période permet d'éviter l'attaque éventuelle que subiraient les électrodes de la part des gaz dégagée au cours de la fusion, notamment lorsque les électrodes sont en graphite et qu' elles seraient par suite sensibles à l'action du C02 dégagé par les carbonates.
5 En permettant d'écarter de l'intérieur du pot, notamment du dessus, et par conséquent d'éloigner de ce récipient pendant toute
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la durée des enfournements, lesélectrodes et leur amenée d courant, l'invention procure l'avantage de permettre d'accéder facilement au pot et par conséquent d'opérer d'une manière commode la série des enfournements.
6 Enfin pour la mise en température elle-même qui est l'opéra- tion thermique finale à réaliser dans le pot et qui consiste à amener le contenu du pot à une température relativement peu élevée (1,200 par exemple ou souvent moins) et à réaliser cette température de la manière la plus uniforme possible dans tout l'ensemble du pot, il peut avoir avantage à sunnrimer l'action du chauffage électrique, d'une part, parce que la température à obtenir est peu élevée, d' autre part, parce que cette température est réalisée d'une manière plus uniforme par un chauffage extérieur au pot, que par le chauffa- ge électrique au moyen d'électrodes placées dans la masse.
7 L'éloignement des électrodes et de leurs dispositifs annexes par rapport au récipient, peut en tout cas être appliqué avec avan- tage dès la fin de la mise en température. Cette disposition nermet, en effet, de manipuler facilement le pot puisque celui-ci se trouve débarrassé de tous ses organes de chauffage électrique et veut commodément être sorti du four, versé au-dessus d'un appareil d'utilisation, etc, sans avoir de précautions à. prendre pour conserver, pendant toutes ces opérations, les électrodes hors du contact de l'atmosphère.
En résumé, l'invention procure de nombreux avantages tout en permettant de bénéficier, pour l'affinage du verre qui est l'opération essentielle, de la haute température et des effets de brassage qui peuvent être réalisés en amenant le courant électrique dans la mases de verre au moyen d'électrodes immergées dans celleci. On sait, en effet, que l'on peut, par ce moyen, réaliser au sein même de la masse de verre, des zones où la densité de courant électrique est très forte, ce ,lui d'une part, crée un chauffage intense et d'autre part, grâce à la localisation de ces pointes de température , provoque la formation de courants de convection qui mettent le verre en mouvement, l'amènent au voisinage de la surface libre du bain et facilitent le départ des bulles gazeuses, c'est à dire l'affinage du verre.
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Les caractéristiques de l'invention et les avantages qu'elle procure apparaitront d'ailleurs clairement dans la description donnée ci-joint, à titre d'exemple,de quelques modes de réalisation de cette invention.
La figure 1 est une coupe verticale d'un four permettant l'exé- cution du procédé et représentant le four pendant la période de chargement. vue
La figure 2 est la même/correspondant à la période d'affinage du verre.
Les figures 3 et 4 sont relatives à une autre disposition de four et correspondent respectivement aux mêmes phases de travail que les figures 1 et 2.
Dans l'ensemble de ces figures, 1 désigne l'enceinte dans laquel- le se trouve placé le récipient 2 où s'effectue 1''élaboration du verre; l'enceinte 1 est limitée par la paroi 3 convenablement calo- rifugée et à l'intérieur de laquelle un chauffage au gaz représenté schématiquement par les brûleurs 4 maintient la température à envi- ron l.200 pour le cas du verre ordinaire.
Les électrodes sont figurées en 5, elles affectent la forme de barres verticales. 6 désigne des chemises en réfractaire, pour la protection des électrodes et de l'amenée de courant.
Dans les figures 1 et 3 qui sont relatives à la période de char- gement ou de fusion, les électrodes sont maintenues hors du pot.
Dans le cas de la figure 1, elles sont maintenues à l'aplomb vrti- cal du pot, dans le cas de la figure 3 elles en sont éloignées laté- ralement.
Dans les figures 2 et 4, qui sont relatives à la période d'affi- nage, les électrodes sont en contact avec le verre; dans le cas de la figure 2 ce résultat est obtenu en descendant les électrodes verticalement. Dans le cas de la figure 4, elles sont introduites grâce à la forme coudée que présente l'amenée de courant électrique.
Le support de l'électrode est protégé par des chemises en réfractai- re 6, permettant de tenir les électrodes, ou leur prolongement, isolées de l'atmosphère du four. L'étanchéité de ce dispositif de protection 6 est obtenue par le fait que le pied de la gaine pénètre
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dans la masse de verre.. fondu.
Le mode de réalisation correspondant aux figures 7 et 4 se prête particulièrement bien au traitement de pots du type couvert. On notera, à ce sujet, que les électrodes peuvent être introduites par
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l'ouverture mÊ;'JT,8 qui sert à l'enfournement ,i'''2 matière!? prPTièr3 ou au cueillage, du fait que selon une car8.ctéri8tiqu? ^:ertï.elle de l'invention, les r T de- électrique,, ne sont nia 8n place qt:'9.prôs 1;';[3 U2ér¯7tîC'¯ 1,:, c isrs#r#;nt et T<ont Pnl'TÉ3F: 4veJ tvell-ment quwrnd cet affinage est. terminé, lairsant ainsi toute liberté pour accéder au verre p'ir i'ouvros-u 7 pour 1 >1 e".;z,r&Pm±nt et pour le cueillage.
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Dans le cas des figures 3 et 4, l'électrode peut tr0 araimEt d'un mouvement assurant le brassage du verre.
Il doit être bien entendu que la présents invention n'est pas
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limitée aux formes d'exécution qui viennent <1'%tr+ éc,rits et représentées, mais qu'elle peut être réalisée suivant toutes vairantes permettant la mise oeuvre du procédé suivant l'invention.
C'est ainsi en particulier que les moyens de chauffage associés au chauffage électrique par effet Joule, peuvent être ausei bien un chauffage au gaz, comme décrit, qu'un autre moyen de chaufage extérieur à la masse, tel par exemple qu'un chauffage électri-
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quc par résistances chauffantep.
REVENDICATIONS
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1.- jJi1 procédé pour n n i'g. ?i, : c r .i, 'L J #.; .., i# j- r o du 1 t s t m 1 que 1(' verire, dans lequel on fait appel,pour réaliser l'é12,boration du verra, à. un chauffage électrique par effet Joule dans la masse, ce procède étant caractérisé en ce que le chauffage par effet Joule est obtenu
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