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Cette invention concerne des perfectionnements à la fabrication du verre en feuille par le procédé d'étirage d'une feuille continue, et plus particulièrement des perfectionnements au procédé d'étirage du verre en feuil- le appelé procédé Pennvernon qui est maintenant exploité industriellement depuis plusieurs années.
En principe, le procédé Pennvernon consiste à étirer une feuille de verre verticalement de bas en haut de la surface d'une masse de verre en fusion située dans le bassin d'étirage d'un four de fusion. En s'écoulant du four proprement dit dans le bassin d'étirage, le verre passe sous le bord inférieur d'une cloison séparatrice qui plonge à une certaine profon- deur dans le verre, mais sans aller jusqu'au fond du bassin, cette profon- deur pouvant être de trois à quatre pieds (0,90 m à 1,20 m ) sous la surface du verre. Cette cloison plongeante, sert, en même temps, que la paroi avant et les deux parois latérales, à délimiter le bassin d'étirage.
En un point approprié, approximativement à égales distances de la paroi avant et de la cloison plongeante ( bien que normalement un peu plus rapproché de la paroi avant) se trouve un corps réfractaire (appelé barre d'étirage) disposé en travers du bassin d'étirage d'une paroi latérale à l'autre, dans une direction générale parallèle à celle de la paroi avant et de la cloison plongeante.Cette barre d'étirage est fixée aux parois latérales du bassin d'étirage de telle manière que sa surface supérieure se trouve à quelques centimètres en dessous de la surface du verre en fu- sion,
la surface supérieure de la barre d'étirage étant oonformée de maniè- re à contribuer à la formation et à la situation du pied ou bulbe de la feuille continue lorsque celle-ci est tirée vers le haut par le mécanisme dU étirage placé au-dessus du bassino
Au-dessus de la surface du verre dans le bassin d'étirage se trouve une enceinte appelée chambre d'étirage qui est délimitée à l'avant et à l'arrière par une paire de blocs en L s'étendant en travers du bassin d'é- tirage d'une paroi latérale à l'autre, à chaque extrémité par ces parois la- térales, au dessous par les pieds des blocs en L de la masse de verre, et au sommet par le mécanisme d'étirage et d'autres fermetures appropriées.
La feuille de verre, lorsqu'elle est tirée de bas en haut à partir du bulbe passe approximativement dans l'axe de cette chambre d'étirage et des refroi- disseurs formés de tubes métalliques à travers lesquels de l'eau de refroi- dissement est pompée, sontprévus dans la chambre d'étirage pour provoquer un refroidissement rapide du verre lorsque la feuille se forme et s'élève dans cette chambre.
Il existe deux types principaux de barres d'étirage employées dans le procédé Pennvernon.
Celle appelée barre d'étirage large " à nervure" consiste en une pièce de hauteur relativement faible mais large et massive, en argile cuite dure, de section transversale approximativement rectangulaire, s'étendant en travers du bassin d'étirage.Cette barre d'étirage présente sur sa face supérieure un renflement légèrement convexe, dont le sommet se termine par une nervure demi-ronde un peu plus saillante. En fonctionnement cette ner- vure se trouve sous le bulbe, mais ordinairement pas directement en dessous du milieu du bulbe.
L'autre type de barre d'étirage communément employée dans le procé- dé Pennvernon est appelée barre d'étirage étroite "à fente" et comme la barre d'étirage large, elle est de structure massive en argile cuite et s'étend en travers du bassin d'étirage d'une paroi latérale à l'autre. La barre d'étirage étroite est de section transversale approximativement trapé- zoïdale (le plus court des deux côtés parallèles se trouvant à la partie
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supérieure) et sa largeur moyenne est considérablement inférieure à la lar- geur du type large de barre d'étirage.
D'autre part, elle est notablement plus haute que le type large, et au lieu du renflement et de la nervure de ce dernier, elle est pourvue d'une fente verticale médiane traversant le corps de la barre d'outre en outre, de la surface supérieure à la surface inférieure et sur toute sa longueur effective. La fente ne se prolonge pas jusqu'aux extrémités de la barre d'étirage pour des raisons constructives, mais elle s'étend sur toute la largeur de la feuille.
Dans un bassin d'étirage du verre, la vitesse à laquelle la feuil- le de verre est étirée dépend à la fois de l'épaisseur requise de la feuille et de la viscosité du verre, cette dernière étant à son tour en fonction inverse de la température du verre. La vitesse d'étirage pour la production d'une feuille d'épaisseur donnée est d'autant plus grande que le verre est plus visqueux à l'endroit du bulbe et dans la partie de la feuille qui se trouve immédiatement au-dessus du bulbe. En pratique, c'est l'épaisseur qui est préalablement choisie, suivant l'usage qui sera fait du verre et pour la conduite du bassin d'étirage on maintient d'habitude cette épaisseur dé- sirée pendant l'étirage en réglant la vitesse d'étirage.
Celle-ci est dé- terminée par le mécanisme d'étirage qui est monté au-dessus du bassin et qui consiste en une série de paires de rouleaux actionnés par force motrice et venant en contact avec les deux faces de la feuille pour tirer celle-ci de bas en haut et l'amener à l'extérieur de la chambre d'étirage.
Une vitesse d'étirage élevée est évidemment désirable, en tant qu'elle représente l'utilisation maximum de l'installation. Comme, pour une épaisseur donnée de la feuille, cette vitesse est déterminée par la température du verre à l'endroit du bulbe et dans la partie de la feuille située immédiatement au-dessus de celui-ci, la température du verre en ce point devra être aussi basse que possible, cette condition étant toujours subordonnée à la nécessité de maintenir le verre à un état de fusion suf- fisant pour l'exécution du procédé.
Ainsi qu'il a déjà été dit, l'installation de dispositifs de re- froidissement dans la chambre d'étirage est une pratique courante.En de- hors de l'action de refroidissement exercée sur la feuille complètement for- mée lorsqu'elle s'élève dans la partie supérieure de la chambre d'étirage (et qui ne peut plus avoir aucun effet sur l'épaisseur de la feuille), ces dispositifs de refroidissement influencent le rapport entre l'épaisseur et la vitesse d'étirage en-remplissant la double fonction d'abaisser la tem- pérature du verre fondu alimentant le bulbe et de refroidir le verre qui a déjà été étiré sous forme de feuille mais se trouve encore à une tempéra- ture suffisamment élevée pour permettre un certain étirage et subir par con- séquent un amincissement .
( Cette dernière condition persiste sur quelques centimètres de la feuille au-dessus du bulbe).
Au début de l'exploitation industrielle du procédé Pennvernon, di- verses modifications ont été apportées à la chambre d'étirage pour accroître le refroidissement du verre dans le bulbe et dans la feuille. Ces modifica- tions ont consisté à ajouter des dispositifs de refroidissement supplémen- taires;à augmenter la capacité des dispositifs de refroidissement déjà existants dans la chambre d'étirage; à augmenter l'efficacité de ces dispo- sitifs de refroidissement en les plaçant en des endroits plus rapprochés du verre ; ouà combiner ces diverses solutions. Toutefois, cet accroissement de l'effet de refroidissement à l'intérieur de la chambre d'étirage ne peut aller plus loin. Le procédé est très critique et tout accroissement de l'ef- fet de refroidissement doit toujours être effectué avec le plus grand soin.
Le refroidissement peut rapidement devenir.excessif et donner lieu à la pro- duction de verre de qualité médiocre (trop marqué) et même à la dévitrifica-
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tion (cristallisation) et au "figeage" (solidification) du verre avant que la feuille ne soit formée et dans une mesure excluant un bon travail ou même' toute possibilité de travail. La perte de production marchande causée par un travail imparfait peut être considérable et rendre bientôt illusoire tout avantage qui pourrait résulter d'un faible accroissement de quelques pour cent de la vitesse.
Le problème posé aux verriers est donc d'étirer le verre en mainte- nant une température aussi basse que possible à 1 endroit du bulbe tout en réduisant au minimum le danger de produire du verre de qualité médiocre ou sujet à la dévitrification et au figeage, soit au voisinage de la barre d' étirage soit partout ailleurs dans le bassin d'étirage. C'est le problème devant lequel se sont toujours trouvés les fabricants de verre et à mesure dû développement du procédé Pennvernon, les accroissements de l'effet de refroidissement à l'intérieur de la chambre d'étirage que l'on produisit augmentèrent considérablement la vitesse d'étirage.
Toutefois, il y a environ vingt ans, le plus avancé des bassins d'étirage employant le procédé Pennvernon atteignait un sommet de l'effet de refroi- dissement à l'intérieur de la chambre d'étirage, c'est-à-dire le refroidis- sement maximum qui peut être toléré dans la chambre d'étirage sans perte de de qualité ou autre résultat indésirable. Depuis lors, aucune augmentation sensible de la vitesse d'étirage n'a été obtenue, tous les essais effectués pour augmenter davantage la vitesse d'étirage en augmentant le refroidisse- ment dans la chambre d'étirage ayant échoué.
Le degré de refroidissement atteint actuellement a ainsi été largement admis dans l'industrie comme é- tant le maximum qui pouvait être employé sans danger, et les verriers sont d'acoord pour reconnaître que les vitesses d'étirage actuelles sont les meilleures qui puissent être obtenues.
Or, on a découvert maintenant qu'on peut obtenir une augmentation remarquable de la vitesse d'étirage en même temps qu'une sécurité de fonc- tionnement aussi remarquable, en refroidissant un courant superficiel de verre à l'extérieur de la chambre d'étirage (mais à l'intérieur du bassin d'étirage) alors qu'il s'écoule directement vers le bulbe. Dans la mise en pratique de l'invention, on a trouvé que le refroidissement du verre s'écou- lant vers le côté arrière du bulbe (c'est-à-dire le côté le plus proche de la cloison plongeante donne de meilleurs résultats quantitatifs que le refroidissement du verre s'écoulant vers la face avant du bulbe, mais les deux courants, ou l'un ou l'autre de ceux-ci,peuvent dans certains cas être refroidis.
Il est préférable de réaliser l'invention en refroidissant le cou- rant superficiel de verre alors qu'il passe sous un bloc en L, pourvu que le courant de verre soumis à un refroidissement sensible aille vers la barre d'étirage et le bulbe, plutôt que de s'éloigner de cette barre et du bulbe. Si l'action de refroidissement était appliquée en un point trop é- loigné du bulbe, elle pourrait avoir pour effet de refroidir le verre qui s'éloigne de la barre d'étirage après s'être déplacé de bas en haut dans 1' une des "zones de jaillissement chaud" qui existent entre la barre d'étirage et la cloison plongeante et entre la barre d'étirage et la paroi avant.
Un refroidissement excessif du verre qui s'éloigne de la barre d'étirage pour circuler de nouveau dans le bassin d'étirage peut être considéré comme n' apportant aucun gain au point de vue de la vitesse d'étirage, mais comme augmentant considérablement le danger d'une sérieuse dévitrification et d'un figeage du verre aux parties du bassin déjà plus froides pour d'autres raisons.
Les dessins annexés représentent schématiquement les points essen- tiels du fonctionnement d'un bassin d'étirage du verre suivant le procédé
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Pennvernon, et montrent comment l'invention peut être appliquée à un tel bassin.
Dans ces dessins:
Fig. 1 est une coupe axiale d'un bassin d'étirage où il est fait usage d'une barre d'étirage large nervurée;
Figo 2 est une vue fragmentaire en perspective de l'aire de ce bassin d'étirage dans le voisinage du bloc en L arrière (celui du côté droit sur la fig. 1), dans le sens et à l'endroit indiqués par la flèche II sur la fig. 1, dans le ciel du bassin étant enlevé;
Fig, 3 est une vue fragmentaire schématique de la même aire du bassin d'étirage, en coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1 mais sans le bloc arrière en L, cette vue servant principalement à montrer les mouve- ments en surface du verre dans cette aire; et
Fig. 4 est une vue fragmentaire en coupe axiale semblable à la fig. 1 mais montrant un bassin d'étirage où il est fait usage d'une barre d'étirage à fente.
Le bassin d'étirage représenté sur les figs. 1 à 3 est délimité par une paroi avant 1, deux parois latérales 2 et 3 (figs. 2 ou 3), une sole 4,-une cloison séparatrice plongeante 5 et des blocs rideaux 6 faisant fonction de ciel. Toutes ces parties sont exécutées en matière réfractaire dure appropriée, qui résiste convenablement à des températures de l'ordre de 2.100 à 2.200 F (1150 à 1200 C). Le verre venant de la masse principale du four de fusion s'écoule dans ce bassin en passant sous la cloison plon- geante 5,comme c'est indiqué par les flèches A sur la fig. 1, ce verre pénétrant dans le bassin d'étirage à une température soigneusement réglée déterminée par la commande du four et atteignant dans le bassin un niveau représenté par la ligne de surface S.
La fig. 1, montre comment le verre est étiré de bas en haut au bulbe 7 sous forme d'une feuille 7a le long d'une zone située de façon générale au-dessus d'une nervure centrale 8a d'une large barre d'étirage nervurée 8 disposée à une courte distance sous la surface S du verre. -La feuille 7!:. passe dans la chambre d'étirage 9 déli- mitée principalement par les blocs en L 10 et 10a et contenant des fais- ceaux de refroidisseurs composés de "grands"refroidisseurs 11a, de "petits" refroidisseurs 11b et de refroidisseurs de "porte" 11c. Le ciel de la chambre d'étirage 9 est délimité principalement par d'autres refroidisseurs 11d.
Le mouvement ascendant de la feuille 7a est commandé par une série de paires de rouleaux appartenant au mécanisme d'étirage situé au-dessus du baasin, la fig. 1 ne montrant que la première paire de rouleaux 12. La feuille 7a est refroidie à mesure qu'elle s'élève, en premier lieu par les refroidis- seurs 11a, 11b et 11c et ensuite par les refroidisseurs 11d et par l'air, et, en un point convenable situé bien au-dessus du bassin d'étirage, elle est coupée aux dimensions voulues.
Les parties ainsi décrites sont conventionnelles dans un bassin d'étirage suivant le procédé Pennvernon tel qu'on le concevait antérieure- ment à la présente invention. On remarquera sur les dessins que certaines parties de ce bassin ne sont pas disposées tout à fait symétriquement. Par exemple, le bloc avant en L 10a est légèrement plus près de la surface du verre S sur le bloc arrière 10. De même, la barre d'étirage 8 ne se trouve pas dans une position exactement horizontale. Elle est légèrement inclinée vers le bas à l'avant du bassin et la nervure 8a n'est pas située exactement sous le bulbe 7.
Ces caractéristiques d'asymétrie sont courantes dans un bassin d'étirage et résultent du fait que la paroi avant 1 se trouve à une température inférieure à celle de la partie arrière du bassin, ce qui oblige à prévoir des facteurs de compensation pour obtenir une symétrie substantiel-
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le de la température entre les deux accès au bulbe.
Suivant la présente invention, des refroidisseurs supplémentaires sont établis à l'extérieur de la chambre d'étirage 9. De préférence, ces refroidisseurs peuvent affecter la forme de tubes de refroidissement qui peu- vent être semblables aux refroidisseurs 11a, 11b, 11c et lld et peuvent être fixés aux blocs en L 10 et 10a. Un tube unique plié en épingle à cheveux pour constituer un refroidisseur 13, est représenté comme s'étendant en travers du bassin à proximité du talon ou bord inférieur de la surface ex- terne du bloc en L 10.
L'avantage de la forme en épingle à cheveux dans la pratique est que les conduits d'entrée et de sortie pour l'eau de refroi- dissement se trouvent du même côté du bassin et que le refroidisseur peut commodément être introduit dans le bassin et en être retiré, ou être réglé en position, sans arrêter la circulation de l'eau de refroidissment.
L'effet du refroidisseur 13 est de refroidir le courant superficiel du verre s'écoulant vers la barre d'étirage 8 dans le voisinage des flèches 14. On peut faire varier la capacité de ce refroidisseur 13 si c'est néces- saire, ou bien on peut employer un second refroidisseur 15 parallèle au refroidisseur 13. On remarquera que ces deux refroidisseurs sont disposés du côté de la barre d'étirage situé dans la zone de jaillissement chaud ar- rière représentée d'une façon générale en 16.
Un refroidisseur supplémentaire 17 consistant en un tube similaire en épingle à cheveux peut être monté le long du talon du bloc avant en L 10a, et un second refroidisseur semblable (non représenté) peut encore être employé à cette extrémité avant du bassin, à condition toujours qu'aucune action de refroidissement appréciable ne soit exercée sur le verre allant de la zone de jaillissement chaud avant 18 vers la paroi avant.l'effet de refroidissement sensible doit être exercé sur le verre circulant dans le sens des flèches 19 vers la barre d'étirage 8.
On a trouvé qu'un refroidisseur placé à l'avant du bassin est moins efficace qu'un refroidisseur placé à l'arrière du bassin ( le refroidisseur arrière contribue généralement pour les 3/4 environ à l'augmentation de la vitesse d'étirage si les refroidisseurs sont semblables et disposés symétri- quement) et pour cette raison on peut estimer qu'il suffit de prévoir un re- froidisseur à l'arrière seulement. En outre, dans beaucoup de cas, il est très difficile d'avoir la certitude qu'à l'extrémité avant du bassin le refroidisseur refroidisse principalement le verre s'écoulant vers le bulbe, vu que la zone de jaillissement chaud 18 se trouve normalement à une distan- ce du talon du bloc avant en L 10a moindre que celle qui sépare la zone de jaillissement chaud 16 du talon du bloc arrière en L 10.
Quelquefois la zone de jaillissement chaud avant 18 peut même apparaître on dessous du bloc en L avant 10a, auquel cas il ne serait pas pratique de refroidir la surface du verre s'écoulant en arrière vers le bulbe au moyen d'un refroidisseur occupant l'emplacement du refroidisseur 17. Il serait alors nécessaire de supprimer le refroidisseur avant ou de le loger dans une cavité de la face inférieure du bloc en L. Cette dernière disposition n'est normalement pas commode en pratique.
Si l'on constate que l'application du refroidissement limitée sim- plement au courant superficiel du verre s'écoulant vers le côté arrière du bulbe donne'lieu à un manque de symétrie des températures régnant des deux côtés du bulbe, ou pourrait corriger cette tendance en faisant varier l'un des facteurs mentionnés précédemment, à savoir la différence de hauteur des deux blocs en L au-dessus de la surface du verre, ou l'inclinaison de la barre d'étirage. Les changements qu'on pourrait estimer devoir appor- ter en ce qui concerne ces facteurs devront tendre à établir une symétrie
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plus grande entre les parties avant et arrière du bassin d'étirage.
Ainsi qu'on le sait, le verre en fusion circule toujours vers un point à température inférieure. L'effet pratique de cette tendance est que la feuille de verre sera formée par du verre en provenance de la zone centrale du bassin, qui s'écoule vers le bulbe 7. Ce phénomène est représenté schématiquement sur la fig. 3 où les lignes en traits interrom- pus 20 désignent les trajectoires .parcourues par cinq parties sélectionnées 21 du verre en fusion, se trouvant initialement sur une ligne parallèle au ruban 7a, près de la zone de jaillissement chaud 16 du côté le plus proche de la barre d'étirage (non représentée sur la fig. 3). On remarquera que les bords extérieurs du ruban 7a sont formés par le verre qui occupait initialement une position située seulement à la moitié de la distance sé- parant la ligne médiane du bassin de celle du bord du ruban 7a.
Des parties du bain de verre 22 qui partent d'endroits situés plus près dans l'aligne- ment des bords du ruban 7a, n'atteignent jamais la barre d'étirage 8 mais s'écoulent suivant des trajectoires 23 pour retourner vraisemblablement dans la zone de jaillissement chaud un peu plus tard. Les parties 24 de la masse de verre, situées de l'autre côté de la zone de jaillissement chaud 16 s'écoulent suivant les trajectoires 25 dirigées de façon générale vers la cloison plongeante 5 et les parois latérales 2 et 3. Ce verre circule de haut en bas dans le bassin.
Une partie peut apparaître plus tard dans une des zones de jaillissement chaud, mais la masse du verre qui ne se re.nd pas initialement de l'une des zpnes de jaillissement chaudevers le bulbe circule autour du bassin ( la circulation se fait toujours de haut en bas et sur les côtés) pour passer finalement le long de la sole 4 du bassin et retourner dans le four de fusion, comme c'est indiqué par les flèches B sur la fig. 1. Il y a normalement circulation d'une quantité de verre, qui pénètre dans le bassin et en sort, dépassant considérablement celle qui est étirée vers le haut sous forme de feuille.
La fig. 1 montre la circulation générale telle qu'elle se produit vraisemblablement et pour autant qu'il soit possible de la représenter simplement par une figure à deux dimensions, cette figure étant supposée représenter les courants dans un plan médian à égales distances des deux parois latérales 2 et 3. Dans tout plan de part et d'autre de ce plan médian, le schéma des courants est beaucoup plus complexe par suite des composantes transversales. La fig. 3 vise à représenter en plan le schéma des courants superficiels dans une aire du bassin.
La manière dont se comporte le verre, qui est indiquée par les lignes 20 sur cette fig. 3, est due principalement aux effets du refroidis- sement des parois latérales 2 et 3 du bassin et on peut modifier dans une certaine mesure cet effet en rendant non uniforme le refroidissement de 1' un ou l'autre des refroidisseurs 13, 15 ou 17 en travers du bassin. En pro- voquant un plus grand effet de refroidissement au centre d'une section trans- versale du bassin, on peut neutraliser au moins partiellement le phénomène de déploiement visible sur la fig. 3 et réduire ainsi le danger de dévitri- fication et de figeage du verre dans le voisinage des parois latérales.
Il y a plusieurs moyens d'arriver à ce résultat. Suivant un premier exemple, les extrémités des tubes refroidisseurs peuvent être recouvertes d'une couche isolante d'amiante et entourées d'une gaine en acier inoxydable pour maintenir l'amiante bien en place. Un exemple de cette disposition est indiqué sur les figs. 1 et 2 qui montrent une gaine isolante composée 26 aménagée autour du refroidisseur 15 sur une courte distance à chaque extrémité de celui-ci. Il est bien entendu que les autres refroidisseurs peuvent être aménagés d'une manière similaire.
Un second procédé permettant d'obtenir un plus grand effet de refroidissement au milieu consiste à cin- trer les tubes refroidisseurs modérément, de manière à les rapprocher davan-
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tage de la surface du verre au milieu du bassin, comme c'est indiqué par les traits interrompus 27 sur la fig. 2.
Fig. 4 représente un bassin d'étirage semblable à celui représenté sur la fige 1 mais indiquant le schéma des courants obtenus lorsqu'il est fait usage d'une barre d'étirage étroite du type à fente 28. Les zones de jaillissement chaud 16 et 18 se présentent comme précédemment et un refroi- disseur unique 13a est disposé à l'extérieur de la chambre d'étirage sui- vant l'invention. Essentiellement, ce refroidisseur de même que tous les refroidisseurs supplémentaires qui peuvent être employés suivant l'invention, remplissent le même rôle que celui indiqué précédemment, en ce sens qu'ils servent à abaisser la température du ou des courants superficiels du verre se dirigeant vers le bulbe.
Sous ce rapport, il est important de faire re- marquer que le bulbe est entièrement alimenté par les courants superficiels du verre. Le courant dans la fente 29 de la barre d'étirage 28 est dirigé de haut en basa
Il ressort de ce qui précède que la condition essentielle est d' exercer une certaine action de refroidissement sur un courant superficiel de verre en un point situé entre une zone de jaillissement chaud et le bulbe. Toutefois, la construction particulière du dispositif de refroidis- sement n'est pas essentielle et la manière exacte dont cet effet de refroi- dissement est obtenu peut différer de celle décrite ci-dessus. Par exemple, le dispositif de refroidissement pourrait être incorporé dans les blocs de rideaux 6 qui forment le ciel du bassin.
Ainsi, des plateaux refroidisseurs, . c'est-à-dire des corps réfraotaires de grande conductibilité thermique, pourraient être fixés aux blocs de rideaux ou y être incorporés, des dis- positifs étant prévus pour dissiper la chaleur des surfaces supérieures de ces corps par circulation d'air ou d'eau.
Des augmentât ions de la vitesse d'étirage allant jusqu'à 20% ont été obtenues dans des bassins où d'autres facteurs ont été maintenus con- stants et où un refroidissement suivant la présente invention a été prévu.
Les exemples qui suivent servent à illustrer l'amélioration obtenue.
Les données ci-après sont des détails d'un groupe de cycles opéra- toires conduits expérimentalement sur six bassins d'étirage alimentés par une paire de fours de fusion et travaillant tous suivant le procédé Pennver- non avec une large barre d'étirage à nervure, tous les bassins étant conduits en premier lieu sans modification et en second lieu avec modification sui- vant la présente invention. Dans les données consignées ci-après, les bassins sont désignés par "machines nos. 1,2,3,4,6 et 8". Les conditions fixées ci- dessous se rapportent à: Profondeur de la cloison séparatrice sous le niveau du verre et longueur du pied de la cloison.
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Machine <SEP> 1 <SEP> profondeur <SEP> 16" <SEP> (40,7 <SEP> cm) <SEP> pied <SEP> 12" <SEP> (30,5 <SEP> cm)
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<tb> " <SEP> 2 <SEP> " <SEP> 16" <SEP> (40,7 <SEP> cm) <SEP> " <SEP> " <SEP> "
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If 3 " 15 3/feM'(39i4 cm) " " " fi 4 " 16" (40,7 cm) " " Il Il 6 Il 14 1/2t' 3618 cm) " 14" (35,6 cm)
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<tb> " <SEP> 8 <SEP> " <SEP> 17" <SEP> (43,2 <SEP> cm) <SEP> " <SEP> 15" <SEP> (38 <SEP> cm) <SEP>
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Hauteur du 'bassin d'étirage au-dessus du niveau du verre.
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<tb> Machine <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 1/2" <SEP> (8,9 <SEP> cm)
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il :
9 il II ? 19 Il il il il
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Profondeur du verre dans le bassin d* étirage toutes les machines 57 1/2 " (l,46 m) Type de barre d* étirage.
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<tb>
Machine <SEP> 1 <SEP> Walsh <SEP> 44" <SEP> (1,12 <SEP> m) <SEP> de <SEP> largeur <SEP> nervure <SEP> 3/4" <SEP> (19 <SEP> mm)
<tb>
EMI8.3
0 2 il "t1 it it 314n (19 mm) Il 3 "t1 M fil 3/4" (19 mm) 4 ' " " " tI m 2/2it (12,7 mm) 6 0 0 Il 3/4M (19 mm)
EMI8.4
<tb> " <SEP> 8 <SEP> " <SEP> " <SEP> " <SEP> il <SEP> 1/211 <SEP> (12,7 <SEP> mm) <SEP>
<tb>
Toutes les barres d'étirage étaient immergées à 2 5/8" (66,6 mm) de profondeur sous la. surface du verre à l'endroit de la nervure et dépla- cées de toute une nervure vers l'arrière de l'axe médian de la machine, la ligne médiane de la machine étant à 36" (0,915 m) de la face interne de la paroi avant.
Emplacement des blocs en L avant et arrière en termes de la distance à la surface et de la distance à la feuille.
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<tb>
Distance <SEP> à <SEP> la <SEP> distance <SEP> à <SEP> l'axe
<tb> surface <SEP> du <SEP> verre <SEP> de <SEP> la <SEP> machine
<tb>
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Bloc L avant (toutes les machines) lA (25,4 mm) 13 3/4" (0,350 m)
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<tb> Bloc <SEP> L <SEP> arrière <SEP> toutes <SEP> les <SEP> machines) <SEP> 2" <SEP> (50,8 <SEP> mm) <SEP> 14 <SEP> 3/4" <SEP> (0,375 <SEP> m)
<tb>
.Détails de la disposition des refroidisseurs à l'intérieur de la chambre
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<tb> d'étirage <SEP> Distance <SEP> à <SEP> la <SEP> Distance <SEP> au <SEP> bain
<tb>
<tb> Refroidisseur <SEP> Dimensions <SEP> feuille <SEP> en <SEP> en <SEP> pouces
<tb>
<tb>
<tb> pouces
<tb>
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and: arrière 13/2 x 21/& x 10 x 98 83/2 (21,60cm) 3/4 (1,91 cm) (cm)3,8.x6,35$25,5x248,6 z avant 11/2 x 212 x 10 x 96 8 (20,32cm) 1 1/8 (2,86 cm) ( cx3, 81g6, 355 a 443, 5 Petit:
arrière .1f2 x 2 x 93 ( pla- 3 (7,2 cm) 5 1/4 (13,31 cm) (cm) 3,81x5,08x23,6 ( ques :avant 11/2 x2 x 102 (4" \ r-i/,.
(cr)3, 81x5, 08x259, i 15cm) 3 (7, 62 cm) 51/4 (13,31 cm) PO;L"te:arrière l J/2 x 2 x 102 2 (5,08 cm) 12 (30,25cm)
EMI8.10
<tb> (cm)3,81x5,08x259,1
<tb> : <SEP> avant <SEP> 11/2 <SEP> x <SEP> 2 <SEP> x <SEP> 102 <SEP> 2 <SEP> (5,08 <SEP> cm) <SEP> 12 <SEP> (30,25cm)
<tb>
EMI8.11
(cm)3r81x5,08x259,1
Ceci s'applique à toutes les machines, sauf qu'il n'existe pas de refroidisseurs de porte dans les machines 3; 6 et 8.
Des détails des refroidisseurs au moyens desquels ces machines ont été modifiées suivant la présente invention sont donnés ci-après en même temps'que les accroissements de vitesse obtenus et l'effet qu'ont exercé sur ces accroissements les différents types de verre étirés.
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Refroidisseur ajouté au talon du bloc arrière en L suivant l'invention
EMI9.1
Ma- Dimpnsions Distance Vitesse sans refroidis- Vitesse avec refroidis- Gain de vitesse Type de
EMI9.2
<tb> chi- <SEP> la <SEP> surface <SEP> seurs <SEP> seurs <SEP> approximatif <SEP> verre
<tb>
EMI9.3
ne N -du verre deux tubes carrés de 9/8 5n(l4,Ocm) 59,4"/min (1 52 cm/min) 64f4nfmin (166cm!min) 5"/min 12,7cm/min DS longueur 138" (3.,51m) 80,3n/min (20 4 cm/min) 86,4"/min 219 cm/min 6 t/min (15,2cm1min) SS 2 deux tuyaux de 3/4 a" (20 4cm) 57,,ltt/min (145cm/min) 61 3 /min (l=6cln) 4 (10.,2c-,a/min) DS longueur 136" (3.,46m) n/min (10 2em/min) 3 deux tuyaux de 3/4 8't (20,4cm) 56,on/min (142cm!min) 60,2"/min (153cmlmin) 4"/min (10.,2cm/min) (3 51m) 28,4"/min ( 30,S"/min (78cm/min) 2"/min( 6,4cm/min) 7/32" (5.956mm) 4 deux tubes carrés de 9/8 8n (20,4cm) 58,
6"/min (149cm/min) 61,9n/min 157cm/min 3i"/min( 9,Ocm/min) DS longueur 1380 (3,51m) 68, 3n/min (177em/min) 73,4'Vmin (186em/min) 5"/min (12,7am1min) LG 6 deux tubes carrés de 9/8 8" (20,4cm) 59,5"/min (151c!min) 64;6n/min (164cm!min) 5n Çl'->..7em/ longueur 138" (3951m) 82,7"/min ( 90,3"/min 1 %min 12'ïcm/min DS /min 210cm/min .,3t'/min 230em/min) 7-Itt/min(19.,7cm/mïn) 8 deux tuyaux de 3/4 57,9"/min 147cm/min 61.,.3't/min (156cmlmin) 3n/min 9,0 cm/min) DS longueur 13411 (3,41m) 0.
(20,4em) 79On/min (203c:n/min) 855tt/min (2l7cm!min) 62rr/minl6,5em/min SS
EMI9.4
"DS" signifie verre double fort, épaisseur de 0,118" à 0,133" (3,00/3, 380im) nus" signifie verre simple fort, épaisseur de 0,085" à 0,095" (2,160/2,415mu) "LG" signifie verre stratifié, épaisseur de 0,102" à 0,111" (2,595/2,820mm)
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Dans une autre installation où les machines fonctionnaient avec une barre d'étirage large et une barre d'étirage étroite, on a obtenu les résultats ci-après:
Première machine
EMI10.1
<tb> Cycle <SEP> avant <SEP> addi- <SEP> Premier <SEP> cycle <SEP> avec <SEP> la
<tb>
<tb> tion <SEP> de <SEP> refroidis- <SEP> machine <SEP> après <SEP> addition
<tb>
<tb>
<tb> seurs <SEP> suivant <SEP> la <SEP> pré- <SEP> de <SEP> refroidisseurs <SEP> suivant
<tb>
<tb>
<tb> sente <SEP> invention <SEP> la <SEP> présente <SEP> invention.
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Barre <SEP> d'étirage <SEP> Type <SEP> Barre <SEP> large <SEP> standard <SEP> Barre <SEP> large <SEP> standard
<tb>
<tb>
<tb> Pro-
<tb>
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<tb> fon-
<tb>
<tb>
<tb> deur <SEP> 2 <SEP> 5/8" <SEP> (66,6 <SEP> mm) <SEP> 2 <SEP> 5/8" <SEP> (66,6 <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Refroidisseurs
<tb>
<tb>
<tb> dans <SEP> la <SEP> chambre
<tb>
<tb>
<tb> d'étirage <SEP> Montage <SEP> standard <SEP> Montage- <SEP> standard <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Refroidisseurs <SEP> Un <SEP> refroidisseur <SEP> 3/4"
<tb>
EMI10.2
en épingle à (19 mm) situé à 3 7% "(g9,5
EMI10.3
<tb> @ <SEP> mm)
<tb>
<tb>
<tb> cheveux <SEP> suivant <SEP> au-dessus <SEP> de <SEP> la <SEP> surface
<tb>
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<tb> la <SEP> présente <SEP> in- <SEP> du <SEP> verre <SEP> derrière <SEP> le <SEP> bloc
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<tb> vention <SEP> Aucun <SEP> L <SEP> arrière
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<tb> Emplacement <SEP> du
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<tb> bloo <SEP> en <SEP> L <SEP> à <SEP> la
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<tb>
<tb>
<tb> distance <SEP> de
<tb>
EMI10.4
l'axe de la Avant-14n(35,6cm) Avant-14H(35,6cm) machine Arrière-15"(38,Ocm) Arrière-15"(38,0cm)
EMI10.5
<tb> Cloison:
profondeur <SEP> 17" <SEP> (43,2cm) <SEP> 17" <SEP> (43,2cm)
<tb> Température
<tb>
<tb> paroi <SEP> avant <SEP> 2126 F(ll64 C <SEP> env. <SEP> ) <SEP> 2139 F(1170 C <SEP> env)
<tb>
EMI10.6
Vitesse Verre de 3116"(Q.,76mm) Verre de 3/16"(4,76me) 34,0"min(86,3cmmin) Q.O,g'tmin(104,5cmmin) Verre de 7/32"(5,56mm) Verre de 7/32"(5,56mm) 29,3"/min(74,5cm/min) 3417"-n(88,2cmmin)
On remarquera que lorsqu'on étire du verre de 3/l6n (4,76mm) l'augmentation de la vitesse obtenue par la présente invention est de 6,8"/min (17e3 cm/min) soit 20%. Pour du verre de 7/32" (5,56mm) l'augmen- tation de la vitesse est de 5,4"/min (13,7 cm/min) ce qui représente un gain de 181/2%.
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Seconde Machine
EMI11.1
<tb> Cycle <SEP> avant <SEP> addition <SEP> Premier <SEP> cycle <SEP> avec <SEP> la
<tb>
<tb> de <SEP> refroidisseurs <SEP> machine <SEP> après <SEP> addition
<tb>
<tb> suivant <SEP> la <SEP> présente <SEP> de <SEP> refroidisseurs <SEP> sui-
<tb>
<tb> invention <SEP> vant <SEP> la <SEP> présente <SEP> inven-
<tb>
EMI11.2
-¯¯¯¯¯-¯# --¯#-#### tion
EMI11.3
<tb> Barre <SEP> d'étirage <SEP> Type <SEP> Barre <SEP> étroite <SEP> standard <SEP> Barre <SEP> étroite <SEP> standard
<tb>
<tb>
<tb> Pro-
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> fon-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> deur <SEP> 2 <SEP> 7/8" <SEP> (7,3 <SEP> cm) <SEP> 2 <SEP> 7/8" <SEP> (7,3 <SEP> cm)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Refroidisseurs <SEP> Montage <SEP> standard <SEP> Montage <SEP> standard <SEP> sauf <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> dans <SEP> la <SEP> chambre <SEP> sauf <SEP> 3 <SEP> petits <SEP> tuyaux <SEP> petits <SEP> tuyaux <SEP> refroidis-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> d'étirage <SEP> refroidisseurs <SEP> sans <SEP> seurs <SEP> sans <SEP> plaques
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<tb>
<tb>
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<tb> plaques
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<tb> Refroidisseurs <SEP> Un <SEP> refroidisseur <SEP> 3/4"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> épingles <SEP> à <SEP> (19mm) <SEP> situé <SEP> à <SEP> 3:
1/2 <SEP> Il <SEP> (89,5 <SEP>
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<tb> cheveux <SEP> suivant <SEP> ver-ree <SEP> derrière <SEP> mm)
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<tb> cheveux <SEP> suivant <SEP> du <SEP> verre, <SEP> derrière <SEP> le
<tb>
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<tb> la <SEP> présente <SEP> in- <SEP> bloc <SEP> en <SEP> L <SEP> arrière.
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<tb> vention <SEP> Aucun
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<tb> Emplacement <SEP> du
<tb>
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<tb>
<tb> bloc <SEP> en <SEP> L <SEP> dis-
<tb>
EMI11.4
tance de l'axe Avant-14"(35 6cm) Avant-14" (35 6cin) de la machine Arrière-15"(38eOcm) Arriëre-15"(38,0cm)
EMI11.5
<tb> Cloison <SEP> :profondeur <SEP> 12" <SEP> (30,25cm) <SEP> 12"(30,25 <SEP> cm)
<tb>
<tb> Température
<tb> paroi <SEP> avant <SEP> 2022 F(1055 C) <SEP> 2032 F(1111 C)
<tb>
<tb> Vitesse:
<SEP> verre <SEP> de
<tb>
EMI11.6
7/32"(5,56mm) 27'"/min(70e5cmlmin) 296't/min(753cmJmïn)
Le pourcentage d'augmentation avec barre d'étirage étroite paraît être relativement moins élevé que celui obtenu avec barre d'étirage large, car il s'élève à 1,9" (48,2 mm) par minute ou 7% environ de la vitesse d'é- tirage, mais cette machine effectuait l'étirage d'un type de verre appelé Teleglas, d'une composition quelque peu réfractaire qui altère vraisembla- blement le degré de transmission de la chaleur du verre au refroidisseur et rend ainsi ce dernier moins efficace.
Dans les exemples précédents, le refroidissement n'était appliqué qu'au bloc en L arrière. Dans un autre essai, effectué sur un autre bassin d'étirage produisant un verre fort, simple, et travaillant à une vitesse d'étirage de 72" (l,83m) par minute (profondeur de plongée de la cloison 13" (0,33m), l'addition d'une paire de tubes refroidisseurs de 2" (5cm) le long du bord inférieur extérieur de chacun des blocs en L, tant celui d'avant que celui d'arrière, à une hauteur de 6" (15 cm) de la surface du verre, a été suffisante pour élever la vitesse d'étirage à 79" (2,0m)par minute (près de 10% de gain).
La suppression du refroidissement à l'avant a réduit quelque peu la vitesse mais pas dans une forte mesure et on a con- staté qu'on pouvait rétablir la vitesse de 79" (2,0m) par minute sans re- froidissement avant, en abaissant le refroidisseur arrière jusqu'à une dis- tance de 4/2" (12 cm env.) de la surface du verre.
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Un autre avantage inattendu de la présente invention a été observé au cours de ces essais. Ainsi qu'il est bien connu, on ne peut normalement faire travailler un bassin d'étirage du verre que pendant un certain temps, après quoi il faut arrêter l'étirage pour nettoyer le bassin. Un cycle typi- que peut s'étendre sur une période de l'ordre de 1000 heures avant qu'il ne soit nécessaire d'arrêter l'étirage. Les verriers ont toujours constaté que pendant les deux ou trois dernières centaines d'heures d'un cycle, il se produit une certaine réduction, de l'ordre de 3 à 4" (7,5 à 10 cm) par minute, de la vitesse d'étirage. Dans certains bassins d'étirage travail- lant suivant la présente invention on a constaté que cette perte de vitesse vers la fin d'un cycle est beaucoup moins prononcée que d'habitude.
Ainsi, en dehors d'une augmentation générale de la vitesse, l'invention peut dans certains cas tendre à réduire la perte de vitesse à laquelle on s',attend toujours vers la fin d'un cycle d'étirage
Il est à peine nécessaire de signaler à ceux qui ont la pratique des bassins d'étirage que des précautions considérables doivent être prises pour l'application de tout système de refroidissement, y compris celui pré- vu par la présente invention. L'application d'un refroidissement poussé trop loin doit inévitablement donner lieu à la dévitrification et au figeage du verre dans le bassin et les précautions ont donc été prises dans tous les essais qui ont été faits. Il se peut qu'une augmentation de la vitesse même un peu au delà de celle indiquée dans les exemples ci-dessus puisse être ob- tenue par l'application de la présente invention.
Toutefois, on peut affirmer que les accroissements de vitesse indiqués ci- avant ont été facilement atteints sans augmenter sensiblement le danger de dévitrification ou de figeage, pourvu que les précautions normales soient observées. Il semble inutile d'insister sur l'avantage considérable résul- tant d'une augmentation même de 5 à 10% de la capacité de production d'une installation aussi coûteuse qu'un bassin d'étirage du verre.
REVENDICATIONS.
1. Bassin d'étirage du verre du type comportant une barre d'étirage placée en dessous d'une chambre d'étirage délimitée principalement par une paire de blocs en L, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de re- froidissement placé au-dessus de la surface du verre à l'extérieur de la chambre d'étirage, ce dispositif de refroidissement occupant une position lui permettant de refroidir efficacement un courant superficiel de verre en fusion allant directement au bulbe.