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Chauffage du verre en fusion. *,: 11,
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"7/ J' Í, y::;,...),..?-1'f.t":}' : # La présente invention se rapporte d'une manière gdaf==v s , . i,fw'aßß,L5 . raie 4 la production d'objets en verre à partir d'une massez ####". " #'####' '1fj / de verre en fusion et est relative plus particulièrement ;-. bzz ' # #% '#''"% au chauffage sélectif de cette masse au cours de son dépla- ;,;:#;.- cément vero la sone de travail ou de façonnage. ' 1 :,'J,:,:, L'invention s'applique essentiellement à n'importe quel 1 J , type de tour à bassin, continu ou semi-continu, pour la tu \,' . sion du verre, four dans lequel le verre est fondu à une .":'V" 'j extrémité et progresse de façon continue, en se dirigeant ##' vera l'extrémité opposée ou de travail, où le verre cet fa- çonn., pour prendre la forme désirée.
Parmi les fours con- . tinua, on connaît les fours à verre plat destinés à produire
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le verre en feuilles ou à vitres et le verre 1 laces, tan- dis que parmi les tour. du type semi-continu ou intermittent :
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figurent les fours A pots, pour la bouteillerie et la gobe- 1.ter1e... ., ' <; . t, 1 1 ,1
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Tous ces fours, qu'ils affectent l'une ou l'autre for- me, comprennent une zone de fusion, une zone d'affinage, une zone de conditionnement ou de refroidissement et une zone de travail ou de façonnage,
Une autre caractéristique que ces fours ont en commun réside en ce que leurs parois sont constituées par des bloc réfractaires dont les dimensions varient en fonction de leur position dans le four.
Or, toute paroi constituée par des blocs comporte nécessairement des joints entre blocs contigus.
Dans les zones du four telles que cellede fusion et celle d'affinage, cette circonstance ne pose pas de problè- me sérieux, étant donné la grande masse de verre en fusion et les températures de travail élevées. Toutefois, dans les zones de conditionnement et do travail du four, le bain .ou courant de verre en fusion, qui s'écoule en un flux con- tinu, est souvent moins profond, cependant que la températu- re du verre est moins élevée et réglée avec une plus grande précision.
Par conséquent, la présence de joints dans les parois à ces endroits peut exercer un effet important sur la grandeur et l'uniformité de la température du verre en fu- sion et peut aussi favoriser la dévitrification, c'est-à-di- re, la formation de verre de rebut dans le voisinage de,ces joints.
On avait déjà reconnu que ces joints pourraient être préjudiciables et il s'est manifesté une tendance à utiliser'. des blocs ou éléments réfractaires de plus grandes dimensions dans l'extrémité de conditionnement et de travail des fours de verrerie. En effet, dans la branche du verre plat, on fait un usage très étendu de pots d'étirage et de cuves de travail monolithes, afin d'éliminer les joints, partout où cela est possible, dans cette sone critique.
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. La présente invention est basé* sur le fait que l'ac- tion et le rôle des jointe de la paroi du four, dans les zones critiquer ont été définitivement reconnus et catalo- gués, cependant que l'on a admis le caractère inévitable de la présence d'au moins quelques joint. dans ces zones,
Partant de ce qui précède* l'objet principal de la pré- .ente invention consiste à établir des techniques nouvelle., et des moyena nouveaux pour la mine en oeuvre de celle-ci, , techniques et moyens qui sont de nature non seulement à com- penser effectivement les conditions défavorables créées par les joint.
dans des sones critiques du four, maie aussi, et indépendamment de cette première action, à améliorer nota- ' blement la qualité du produit de verrerie fini.
L'invention a en outre pour objet d'attendre le but défini plus haut grâce à des corps chauffante en forme de lames ou bandes pouvant être disposée dans ou aur les - , et/ou à proximité immédiate des - joints entre éléments réfractaires de la paroi du tour.
L'invention viae en outre à assurer un meilleur condi- tionnement du verre, en appliquant de la chaleur à un cou- rant de verre en fusion le long d'une sont ou d'une bande étroite orientée transversalement par rapport à ce courante
L'invention vins en outre à établir un élémont chauf- tant d'une forme appropriée en vue du but spécifié ci-des. sus.
Dans les dessine annexée :
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale par l'ex- trémité de conditionnement et de travail d'un tour classi- que à verre à vitrent
La fig. 2 est une vue en coupe transversale et verti- cale, prise sensiblement le long de la ligne 2-2 de la ' fige 1. ' i
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La fig.
3 est une vue partielle, à une échelle plue grande, montrant la région immédiatement voisine de deux joints de la sole, dans la chambre de refroidissement, ainsi que de la région voisine des joints de la sole, située entre le pot d'étirage et la chambre de refroidissement, cette vue . représentant l'invention appliquée au four des fige* 1 et
2: et
La fig. 4 est une vue perspective partielle d'une extré- mité d'un des éléments chauffante en forme de lames ou de bandes, du type représenté dans la fig. 3.
Suivant la prisent* invention, il est prévu un appareil pour produire des objets en verre, cet appareil comprenant un four à bassin contenant une masse de verre en fusion, et comportant des parois établies en éléments réfractaires, au contact desquels le verre en fusion s'écoule à travers le four, cet appareil étant caractériel par un élément chauf- tant en forme de bande, qui règne le long de la paroi, au- dessous du verre en fusion.
D'autre part, toujours suivant l'invention,il est prévue un procède pour conditionner le verre en fusion qui progrès-, se en un courant à l'intérieur d'un four a bassin, ce procé- de étant caractérisé par l'application de la chaleur au ver- re en fusion, qui forme un courant, cette application se faisant le long d'une bande continue qui règne au-dessous de ce verre en fusion.
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Sana y être aucunement limitée, la présente invention s'est avérée particulièrement précieuse pour le chauffage sélectif d'un courant de verre en fusion$ à savoir, à la jonction entre la chambre de refroidissement et le pot d'é- tirage, et à proximité de cette jonction, dans les fours à verre plat, de alinéa à alimenter une machine dite de Colburn, qui produit du verre plat étiré, poli au feu. Pour cette
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raison, l'invention sera décrite en particulier à propos .de cette application.
Dans les dessine annexée, auxquels on se reportera par- ticulièrement ci-après, mais plus spécialement dans la fige 1, on a représenté une partie de la. sone de conditionnement - et la totalité de l'extrémité de travail d'un four de ver- . rerie continu à verre en feuillet, ce four étant désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 10.
Les tours ' classiques de cette espèce comportent généralement un bas- sin de fusion 4 régénération, chauffé au gaz, qui fournit du verre en fusion à une ou plusieurs chambres d'affinage ou de conditionnement* L'extrémité antérieure ou de déchar- ge de la chambre d'affinage (non représenté ) est reliée, par une chambre de refroidissement 11 à la cuve de travail ou pot d'étirage 12, dioposé au-dessous de la chambre d'é- tirage ou de façonnage 13 de l'étireuse à verre à vitres
14.
Dans ce type de four à verre plat, le verre en fusion coule en un courant 15 de l'extrémité de fusion à l'extrémi- té de travail, à travers un canal forme dans la chambre de fusion, la chambre d'affinage; la chambre de refroidissement
11 et la cuve de travail 12..
Pendant que le verre en fusion formant le courant cou- le ou progresse à travers la chambre d'affinage et la cham- bre de refroidissement, il est "conditionné" et tempéré en vue de son étirage en un ruban continu 16. Pendant ce mou- vement du verre en fusion vers l'extrémité de travail du four, la section transversale du courant va en diminuant progreaaivement, étant donné les dimensions et/ou la forme des chambres que ce courant traverse, En d'autres termes, les chambrée de fusion et d'affinage sont normalement larges et profondes. Le canal partant de la chambre d'affinage
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présente habituellement la marne profondeur que la chambre de fusion,
maie est plue étroit que celle-ci. La chambre de refroidissement 11 présente une profondeur moindre que le canal partant de la chambre d'affinage et est générale- . ment plus étroit que celle-ci, cette chambre de refroidisse- ' ment se terminant par un "col de cygne" ou rétrécissement analogue, dans le but d'acheminer le courant vers un pot d'étirage 12, relativement peu profond.
Le pot d'étirage 12 d'une 'tireuse classique à verre à vitres du type Colburn est supporte sur des pieds-droits
17 prévus à l'intérieur d'une chambre à pot 18 chauffée convenablement, généralement à l'aide de gaz.
La feuille ou le ruban de verre 16 est étire de façon oontinue vers le haut, à partir de la surface du bain en fusion dans le pot d'étirage. Alors que le verre se trouve encore à l'état semi-plastique, bien que déjà essentielle- ment figé dans sa forme finale de feuille, il est dévié vers le plan horizontal au moyen d'un rouleau plieur, après quoi il traverse une chambre d'aplatissement 20, sur une série de cylindres de tablier 21, alignés horizontalement. Le ruban avance, à partir de la chambre d'étirage et de la chambre d'aplanissement 20, vers un tunnel (non représenté), dans lequel il est soutenu et entraîné, jusqu'à ce qu'il soit convenablement recuit.
Pour produire du verre à vitres commercialement accep- table par étirage à plat à partir d'une masse de verre en fusion, il est essentiel : (1) que le verre en fusion soit convenablement conditionné; (2) qu'il soit à la température optimale en vue de sa transformation en un ruban plat; et (3) que la courbe de la température du verre en fusion soit aussi symétrique et stable que possible d'un côté à l'autre du courant, dans la sone de formation de la feuille.
Le
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maintien, voire le contrôle, dans certaines limites, de la . température du verre en fusion dans cette partie de la cuve de travail ou du pot d'étirage 12, à partir duquel le ruban
16 est effectivement étire, ne poae aucun problème partiou- lier, car, coma exposé plus haut, la majeure partie du pot ¯ d'étirage 12 est convenablement supportée dans la chambre à pot chauffée 18.
Toutefois, au cours de la progression du courant de verre en fusion 15 entre l'extrémité de fusion et l'extrémi- té de travail du four, le verre est soumis d'une façon plus ou moins continuelle aux changements de température. Ainsi, le verre est en fusion à une température voisine de 3.000 F.
L'affinage du verre en fusion exige également des tempéra- turcs relativement élevées, et la température à l'extrémité de sortie du canal venant de la chambre d'affinage est nor- malement voisine de 2.100 F. Ensuite, dans la chambre de refroidissement 11, le verre en fusion formant le courant et amené à perdre de la chaleur asses rapidement, pour être amené à la température optimale requise pour l'étirage, qui est normalement de 1.700 F environ.
Il est évidemment souhaitable que le refroidissement progressif du courant de verre en fusion, depuis la tempéra- ture de fusion jusqu'à la température de travail, s'accom- plisse de façon aussi uniforme que possible, de telle sorte que, lorsque le verre approche de la zone de formation de la feuille, la température d'un coté à l'autre du courant soit aussi uniforme que possible. Toutefois, dans la pratique, et compte tenu du volume du verre qui est normalement mani- pulé dans un four industriel à verre à vitres, il est essen- tiellement impossible de réaliser une température tant soit peu uniforme d'un coté à l'autre de la masse en mouvement.
Ainsi, le verre du bord du courant sera naturellement plus
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, froid que le verre du milieu du courant et, étant donné la diversité des facteurs qui se manifestent toujours dans un four classique à verre à vitrée, des réglons chaudes et froides alternantes, ainsi que des points et sones de tem- pératures différentes, tendent à se former dans le courant de verre à mesure que celui-ci approche de l'extrémité de sortit de la chambre de refroidissement* De plus, le con- tracte entre ces zones tend à s'accentuer} en d'autres ter- mes, étant donné que les zones plus froides se déplacent plus lentement,
elles se refroidissent davantage, tandis que les zones plus chaudes et animées d'un mouvement plus rapide, ne se refroidissent pas dans une moeurs appréciable et demeurent ainsi plus chaudes.
Il ressort de ce qui précède que chaque facteur de nature à donner lieu à des différences de température indé- sirables est susceptible de constituer une source de défauts dans la feuille finie.
Une raison possible de cet état de choses est évidemment constituée par les jointe entre les blocs réfractaires dans la chambre de refroidissement et ceci s'applique particulièrement aux joints existant dans le plancher de la chambre, vers l'extrémité de sortie de celle-ci, ainsi qu'au joint existant entre l'extrémité de sortie de la chambre de refroidissement et l'extrémité d'en- trée du pot d'étirage. D'autre part, lorsqu'on prévoit à cet endroit un seuil ou musoir, tel que représenté en 22, ce seuil détermine la présence de deux joints, comme indi- qui en 23, 24,
entre la chambre de refroidissement et le pot d'étirage.
On a déjà essayé divers moyens pour vaincre les effets d'un refroidissement incontrôlé du verre en fusion et pour égaliser les températures d'un cote à l'autre du courant de verre, lorsque celui-ci approche de la zone de formation
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de la feuille. Il semble que la méthode la plus largement employés est celle qui consiste à fournir de la chaleur au-dessus de la surface du verre en fusion, dans l'espace situé au-dessous de l'auvent antérieur 25.
D'autre parts en ce qui concerne les jointe entre les blocs réfractaires, et en particulier le ou les jointe entre les extrémités con- tiguês de la chambre de refroidissement et du pot d'étirage, on a suggéré de disposer des moyens de chauffage à proximité du joint, à la face inférieure du pot.
Il est vrai que ces dispositifs de chauffage connus empêchaient dans une certaine mesure le refroidissement in- désirable; toutefois, ils ont donné lieu à un certain nom- bre de reproches en ce qui concerne le but final poursuivi dans tous les appareils à verre à vitres et qui consiste à réduire les déformations et à améliorer la qualité de la feuille finale. Ainsi, le dispositif de chauffage prévu au-dessous de l'auvent consistait généralement en un brûleur à flamme ouverte, que l'on peut désigner par l'expression de "brûleur d'auvent" et qui amenait une certaine quantité d'impuretés et de produits de la combustion dans une zone critique du four.
Deuxièmement de telles flammes augmen- taient - au lieu de diminuer - les courante d'air incontrô- lés dans le four; or, la présence de ces courants dans le four, en particulier dans la zone de la formation de la feuille, constitue un des facteurs principaux responsables de la déformation de la feuille finie. Un autre reproche que l'on peut faire à un dispositif pour la maîtrise de la température situé au-dessus de la surface du verre en fu- sion est celui d'aller à rencontre de son propre but.
Ainsi, lorsqu'on essaie de fournir une quantité de chaleur suffisante au-dessus du courant du verre, afin de compenser les pointa ou zones froides au sein du courant ou au fond
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de celui-ci, ou de réaliser la courbe de température vou-,= lue au plus profond du courante la. couche supérieure dont la. feuille doit être étirée devient ai chaude qu'elle limi- te de façon préjudiciable la vitesse à laquelle la feuille peut être étirée.
De même,lorsqu'une quantité de}:haleur suffisante est appliquée par en dessous au joint entre le pot d'étirage et la chambre de refroidissement, dans le but de vaincre les effets de refroidissement du joint qui s'exercent sur le verre en fusion, le verre qui pénètre dans le joint est suf- fisamment liquide pour fuir à travers celui-ci.
Par contre, suivant la présente invention, le courant de cas peut être protégé - à mesure qu'il s'approche de la zone de formation de la feuille - contre tous les effets préjudiciables résultant de la présence des joints entre les blocs de la chambre de refroidissement dans cette sons, ainsi que du ou des joints entre la chambre de refroidisse- ment et la cuve de travail. Simultanément, l'effet de re- froidissement de ces joints est complètement neutralisé.
De plus, la surface inférieure du courant de verre en fusion fait l'objet d'un traitement thermique positif qui détermi- ne une courbe de température améliorée, qui présente la sy- métrie nécessaire pour permettre l'étirage d'une feuille d'épaisseur uniforme, sans surchauffe préjudiciable.
En résumé, le résultat recherché peut être obtenu en @sposant un corps chauffant électrique, sous forme de lame, dans ou sur - et/ou au voisinage immédiat de - n'importe quel joint présent dans le four et qui est susceptible d'exercer un effet de refroidissement préjudiciable sur le verre ou qui tend à donner lieu à l'accumulation de verre dévitrifié.
D'une manière générale, il suffit, dans un four à ver- re à vitres du type Colburn, de disposer les bandes chauf-
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fantes suivant l'invention au niveau des joints, vers l'ex- trémité de décharge de la chambre de refroidissement, par exemple, comme représenté en 26, 27, 28 et 29. On a obtenu . de très bons résultats en appliquant les lames ou bandes chauffantes uniquement au joint ou aux Joints présente entre. l'extrémité de sortie de la chambre de refroidissement et l'extrémité d'entrée du pot d'étirage* comme représenté en .
28 et 29.
La forme de l'élément chauffant ou de résistance est simplement celle d'une mince bande ou lame de métal, tel que le platines d'une épaisseur de 0,006 pouce, ou n'importe quel autre matériau approprié, comme représenté en 30, cette lame pouvant être disposée entièrement à l'intérieur du joint entre blocs réfractaires. A titre de variante, on peut employer une simple bande, que l'on applique par-dessus le joint, comme représenté en 31. Cependant, on emploiera, généralement une bande de métal ou élément de résistance ayant la forme représentée en 32 et visible très clairement dans la fig. 4.
Comme représenté dans cette dernière figu- re, la bande chauffante à résistance 33 a été pliés, ou façons née d'une autre manière sur toute sa longueur, de manière à présenter une section transversale en L ou V, dont les ai.. les 34 et 35 forment un angle entre elles. Dans cette dis- position, une aile 34 peut être insérée dans le joint, com- me représenté dans la fige 3, tandis que l'autre aile 33 s'applique à plat contre la paroi ou la sole du four, en constituant ainsi une sone de chauffage plus large que l'é- paisseur du Joint, bien qu'encore étroite, exposée au cou- rant de verrejqui progresse au contact de la lame.
Des la- mes chauffantes de cette espèce, disposées de la manière représenté* et décrite en particulier ici,sont déjà employées dans une machine normale du type Colburn, pour la production
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"-#",, . ' ' ' -/vl.; industrielle du verre à vitrée, et l'on a constaté desamé-
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'#> * ' )#' licratione notables en ce qui concerne le degré de d4f*rma ' tion et d'autres défauts observés dans le ruban de verre obtenu.
Il est évident que, pratiquement, des bandes chauffante* ' à résistance de n'importe quelle construction éprouvée peu- ; vent être utilisées pour la mise en oeuvre de l'invention et que, en réalité, des moyens de chauffage autres que des bandes ou une résistance électrique peuvent être employée pour atteindre des résultats similaires.
De plua, lorsqu'on emploie des lames chauffantes, on peut employer avantageu- semant divers types de construction et formes de connexions connus. Par exemple, et comme représenté dans les figs. 2 et 4, la bande chauffante à résistance 33 du corps chauffant
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32 peut tire établie, comme indique en 36, de façon à abata . , ser la résistance aux extrémités du corps chauffant, dans ,:
'i< le but d'empêcher la surchauffe, les connexions électriques ' habituelles pour les corps chauffante étant représentées
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',' ^ eahinutiquaent en 37 et 38. bzz ... n- # fWt ' RZVZNDTOATIOMS 1 la Procédé pour conditionner le verre en fusion qui ,,. forme un courant due un four À bassin$ oaraot6ria par Itap