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indiquées oi-des"' etka, k une vitesse apér1o à oelle u Pl'Qoég6 décrit pr4 <téd:emmn.t- et- qui. & g4n;ralemon% Qommo point de départ la producb:o.n dun ruban brut, Iitc&.11bI'4" entre den rouleaux refroidis faits d'un matériau bon conducteur de la chaleur de l'acier ou; du graphite par exemple
D'autres avantages apparaîtront dans la suite de la présente! description. mon% Le procède selon l'invention consiste essentielle- ment : l ) à faire entrer dans un canal horizontal dont il ne mouille pas les parois, alors que sa viscosité est inférieure à 500 unités C.G.S.
(poises), la majeure partie du verre affiné qui, à la surface d'un four à bassin, se
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dirige du "point chaud" vers les parois moins chaudes;
2 ) à crienter rapidement les lignes de courant de cette couche de verre de grande mobilité et de faible épaisseur parallèlement à l'axe du canal tout en lui con- servant une épaisseur constante dans sa largeur;
3 ) à refroidir brusquement ce courant sur toute sa largeur par les seules interventions de fluides refroi- disseurs et du rayonnement de manière à former rapidement un ruban plastique de viscosité élevée et d'égale épaisseur qu'on déplace sans frottement appréciable à la surface ho- rizontale d'un bain de métal fondu refroidi, de grande mo- bilité, de plus forte densité que le verre et qui ne réagit pas avec lui ;
4 ) à raffermir ensuite progressivement le ru- ban plastique précédemment obtenu en le déplaçant à la sur- face du bain qui le supporte, puis à le dégager de ce bain et à lui faire parcourir une galerie de recuisson, sans que le "poli au feu" et la planéité des faces soient alté- rés, ces dernières opérations étant effectuées de manière connue.
On voit que le procédé selon l'invention comprend deux phases fondamentales : a) la formation d'un courant de très faible vis- cosité et extrêmement rapide, ne mouillant pas la sole et les parois latérales du canal horizontal dans lequel il se déplace, et ayant la même faible épaisseur sur toute sa largeur; b) la transformation rapide de ce courant en un ruban plastique de viscosité élevée et d'égale épais- seur sans que ses surfaces supérieure soient façonnées
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par des outils solides refroidis,
La première phase ci-dessus est réalisée; - en captant le verre affiné superficiel à faible distance du "point chaud" du four de fusion; en garnissant intérieurement la tête du canal de prise de verre d'une sole plane et horizontale et de pa- rois latérales en graphite:
- en maintenant la température constante dans la lar- geur du courant par le choix de la nature des matériaux . réfractaires dont la voûte du canal est composée et en réglant son profil ainsi que son épaisseur.
Il est bien connu que, dans un four à bassin du type de ceux utilisés pour fondre le verre destiné à fa- briquer un ruban continu, on rencontre, à la surface du bain, dans la zone d'affinage, une plage de plus.haute : température, dénommée "point chaud", à,partir de laquelle. - se propage une nappe divergente de verre qui, en s'épa nouissant, gagne les parois moins chaudes du bassin con- tenant le bain, notamment du côté du compartiment de tra- vail.
Il faut attirer l'attention sur le fait que, dans le voisinage du "point chaud", ces courants super- ficiels ont une vitesse particulièrement grande.
La largeur du canal de prise de verre (canal d'utilisation) étant fixée, il est clair qu'en plaçant l'entrée de ce canal à faible distance du "point chauud", on bénéficie des avantages suivants ;
1 ) on capte une part particulièrement Importante du flux superficiel divergent dont le "point chaud" est la source:
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2') grâce à sa grande mobilité, le verre qui pé- nôtre dans ce canal peut être rapidement rendu homogène tant en ce qui concerne sa vitesse qu'en ce qui concerne sa température ; il en résulte un courant régulier.
Pour fixer les idées, il y a lieu d'indiquer que la température du "point chaud" dans les fours habituels de production d'un ruban continu de verre est généralement comprise entre 1480 et 1520*C environ. '
Selon l'invention, le flux de verre est capté à un endroit où il présente une viscosité inférieure à 500 unités C.G.S. (poises), ce qui correspond à une tempéraut- re supérieure à 1300 C environ pour les verres industriels courants.
A titre de comparaison, le courant de verre qui alimente la paire de rouleaux "aalibreurs" de la fabrica- tion actuelle possède, juste avant le "calibrage", une vis- cosité supérieure à 5000 unités C.G.S.
Il est essentiel de remarquer que, malgré sa fai- ble épaisseur, le courant d'utilisation formé et canalisé comme il a été indiqué précédemment assure un débit de verre affiné plus élevé que le courant qui alimente la paire de rouleaux utilisée pour "oalibrer" le ruban brut de la fabrication actuelle.
En effet, dans le procédé selon l'invention, le courant d'utilisation a une vitesse considérablement plus élevée que dans la fabrioation actuelle, parce que : - d'une part, la paroi froide terminale du bas- sin est à une distance du "point chaud" extrêmement ré. duite;
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- d'autre part, dans toutes les parties du circuit
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convertit longitudinal habituel- :d n'.; \ts1tre le "point G:9.z,'" .;t lU. paroi tot'''IfÍr.111(t, la viscosité du verre est considérablement plus faible.
Pour fixer les idées, il suffira d'indiquer qu' on-peut donner une vitesse supérieure à 150 mètres par heure à un courant d'utilisation ayant une épaisseur de 8 millimètres et, cela en agissant sur les facteurs suivants: température du "point chaud", température de la paroi terminale, distance du "point chaud" à la paroi terminale.
Sur une largeur de trois mètres, un courant ayant l'épaisseur et la vitesse indiquées ci-dessus débite 8,6 tonnes de verre par heure, soit 206 tonnes de verre par jour, En quittant la tête du canal d'utilisation où il a été régularisé, le courant d'utilisation est trans- formé en ruban plastique de viscosité élevée et d'épais- seur régulière par un brusque refroidissement exercé :
- d'une part sur sa surface inférieure, en le faisant passer de la sole horizontale en graphite qui le portait initialement sur la surface d'un bain de métal tondu à température relativement basse, de préférence de l'étain ou un alliage d'étain; - d'autre part, sur sa surface supérieure, en plaçant au-dessus d'elle des boites de refbidissement à circula- tion d'eau et en soufflant sur elle un fluide gazeux non oxydant.
Par viscosité élevée du ruban plastique, il faut entendre une viscosité comprise approximativement entre @O4.5 et 106,5 unités C.G.S. (poises).
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Afin d'éviter l'oxydation du métal fondu, le fluide gazeux soufflé sur la surface supérieure du oourant de verre est de l'azote pur ou un mélange d'azote et d'hy- drogène.
Etant donné la faible épaisseur du courant (en général moins de 10 millimètres), on conçoit aisément que la transformation ci-dessus s'effectue en peu de temps dans toute l'épaisseur. Il est intéressant de souligner qu'il ne se forme pas de tourbillons susceptibles de troubler l'homogénéité optique à froid, par exemple sous forme d' ondes, ainsi qu'or le constate dans les rubans continus de fabrication actuelle qui résultent du laminage (calibrage) d'un courant d'alimentation dont l'épaisseur dépasse plu- sieurs centimètres.
Au cours du brusque raffermissement considéré précédemment, et alors qu'il est encore ramolli, le ruban est sollicité à la traction par suite du frottement des rouleaux tracteurs de la galerie de recuisson sur la partie du ruban qui est solidifiée. Il semble qubn soit ainsi exposé à diminuer l'épaisseur et la largeur par étirage; en réalité, ces diminutions sont négligeables, car ! - d'une part, le ruban est déplacé horizontalement et dans des conditions où les résistances de frottement sur le bain porteur, ainsi que sur les parois latérales du canal sont extrêmement faibles; l'effort nécessité par la progression est donc particulièrement faible.
- d'autre part, les déformations visqueuses sous l'ac- tion de ce faible effort sont minimes puisque, en un coût
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instant, le verre atteint une viscosité élevée.
Il convient d'ajouter que, dans le cas où de lé- gères irrégularités dans le refroidissement se produiraient , et tendraient à provoquer de légers défauts de planéité, ces derniers seraient nivelés par le jeu des forces super-1' ' ficielles au cours du raffermissement progressif qui rait suite au brusque raffermissement qui donne naissance au ruban plastique de viscosité élevée.., - L'épaisseur du ruban continu fabriqué par le nou- veau procédé ci-dessus est généralement comprise entre 6 et 7 millimètres mais le procédé peut s'adapter à la pro- duction d'épaisseurs inférieures à 6 millimètres ou supé- rieures à 7 millimètres.
La présente invention sera mieux comprise en se reportant au dessin ci-annexé qui représente, à titre d'ex- emple non limitatif et de manière schématique, des disposi- tifs de mise en oeuvre du procédé de l'invention et sur le-.
'quel.! la fig. 1 représente la coupe verticale longitu- dinale de l'ensemble d'une installation de production d'un ...ruban continu, la fig. 2 est une vue en plan de l'ensemble de l'installation ci-dessus, la superstructure au-dessus du niveau de la surface du bain étant supposée enlevée, la fig, 3 représente, à plus grande échelle,la coupe verticale longitudinale de la partie de l'installa- tion comprise entre le "point chaud" du four de fusion et l'endroit où le ruban continu de viscosité élevée est formé,,
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la fig. 4 représente la coupe transversale sui- vant IV-IV de la tête du canal d'utilisation, les fig.
5 et 6 représentent les coupe* transver- sales du canal d'utilisation suivant V-V et VI-VI dans la zone de brusque raffermissement du ruban continu.
Sur la figure 1, le bassin 2 du four de fusion 1 s'étend, dans le sens longitudinale de la paroi verticale 4 située au-dessous de l'ouverture d'enfournement 3, à la paroi verticale 5 sur laquelle se trouve le seuil de sortie 6 du verre affiné,
La surface du bain de verre dans le bassin 2 est représentée par la ligne horizontale 7.
Conformément à l'invention, le "point ohaud" 8 de la surface 7 est à faible distance du seuil 6.
Le courant de verre affiné superficiel destiné à former le ruban continu est indiqué par la flèche 9, Ce courant a une épaisseur faible et une grande vitesse; il part du "point chaud" 8 et, franchissant le seuil 6. il s'engage dans la zone de régularisation 11 du canal d'uti- lisation dans lequel, grâce à la sole 15 et aux parois la- térales 16 (voir tige 3 et 4) en graphite qu'il ne mouille pas, il n'est pratiquement pas perturbé par les forces de frottement.
Le courant 9 repose sur le courant sous-jacent 12 qui appartient au circuit convectif classique qui existe entre la verticale du "point chaud" et le mur terminal et qui est schématisé par les flèches en trait interrompu 12, 13 et 14.
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La zone de régularisation 11 est couverte par la voûte réfléchissante et isolante 17 qui est faite de bri- quea réfractaire* 18 (voir fig. 3). En choisissant la na- ture de ces briques (c'est-à-dire leur facteur de réflexion) et en réglant leur hauteur au-dessus du courant de verre, on uniformise la distribution transversale des températu. res, c'est-à-dire la distribution transversale des vites- ses, dans le courant 9 de sorte que, à l'extrémité de la sole 15, se trouve réalisé le courant uniforme 20 de fai- ble viscosité et d'épaisseur constante ..qui, soumis à un tort raffermissement, deviendra le ruban continu de visco- site élevée 26 du procédé selon l'invention,
L'atmosphère de la zone de régularisation 11 est maintenue non oxydante en faisant arriver par les tubes 19 (voir figure 3) de l'azote pur ou un mélange d'azote et d'hydrogène.
En quittant la zone de régularisation, le courant 20 pénètre dans la zone de brusque refroidissement 21 du canal d'utilisation. La surface inférieure de ce courant vient reposer sur le bain d'étain fondu 22 qui est mainte- nu à température relativement basse au moyen des tubes re- froidisseurs 23. Sa surface supérieure est activement re- froidie par l'aotion conjuguée des boîtes à circulation d'eau 24 et des tubes souffleurs 25 qui soufflent sur elle de l'azote pur ou un mélange d'azote et d'hydrogène.
Dans la zone 27 du canal d'utilisation , où l'atmosphère est non oxydante grâce à l'arrivée d'azote pur ou d'un mélange
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d'azote et d'hydrogène par le tube 28, on poursuit le raffermissement du ruban de viscosité élevée 26 mais, cette fois, de manière progressive, ce qui permet de faire dis- paraître les légères irrégularités de surface qui ont pu se produire précédemment.
Après qu'il a été suffisamment raffermi, le ru. ban 26 quitte la surface du bain d'étain 22, passe sur le rouleau 29 et traverse la galerie de reouisson 30, porté par les rouleaux tracteurs 31.
A sa sortie de la galerie de reouisson, le ruban repose sur les rouleaux 32 avant d'être soumis à la déoou- pe.
Sur la figure 2, le "point ohaud" est représenté par la plage hachurée 8 à partir de laquelle rayonnent les courants de surface qui se dirigent vers les parois laté. rales et vers la paroi terminale 5 du bassin.
Les courants représentés par les flèches 9 en trait plein entrent dans la zone de régularisation 11 du canal d'utilisation; les courants représentés par les flèches 10 en trait discontinu ne sont pas utilisés.
Les parois latérales en graphite 16 du canal d'utilisation sont nettement visibles ; ellesse prolongent dans la zone de brusque raffermissement 21 et dans la zone de raffermissement progressif 27.
Sur la figure 3, la zone de régularisation 11 et la zone de brusque refroidissement sont représentées de manière plus détaillée que sur la figure 1.
Les briques 18 sont, de préférence, en matériau réfractaire ayant un facteur élevé de réflexion pour le
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rayonnement émis par le courant, de verre à haute tempéra-' ture qui se déplace au-dessous d'eux, par exemple un ma- tériau réfraotaire à base de mullite, de corindon ou de magnésie à fortes teneurs en oxydes de fer ou en oxydes de chrome.
Sur la figure 4, le courant 20 de faible hauteur et de grande vitesse se déplace au contact de la sole en graphite 15 et des parois latérales 16 également en gra- . phite. Les tubes 19 en matériau réfractaire font pénétrer dans la chambre 11 l'azote ou le mélange d'azote et d'hy- drogène qui empêche l'oxydation du graphite.
Les blocs 18 de la voûte peuvent être déplacés verticalement les uns par rapport aux autres afin de ré- gler la distribution transversale de la température dans le courant 20.
Sur la figure 5, le courant 20 qui sort de la zone de régularisation 11, repose sur le bain d'étain 22 qui est refroidi par les tubes 23 parcourus par un fluide refroidisseur, de l'eau par exemple. Pendant son brusque raffermissement, le courant 20 peut passagèrement entrer en contact par ses bords avec les briques latérales 16 en graphite, ce qui est sans inconvénient puisque le frottement entre verre et graphite est extrêmement faible.
Le refroidisseur 24 placé au-dessus du courant 20 et des briques 16 agit essentiellement par rayonnement.
Il comprend trois éléments indépendants à circu- lation d'eau pouvant être déplacés verticalement.
Pour simplifier le dessin, les tubes d'arrivée' et de départ de l'eau ont été confondus.
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Sur la figure 6. le refroidissement par convec. tion de la surface supérieure du courant de verre 20 est exerce au moyen des quatre appareils souffleurs 25 dépla- ,gables verticalement, Ils soufflent do l'azote pur ou un mélange d'azote et d'hydrogène afin que l'atmosphère de la chambre soit non oxydante,
Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit ne présente aucun caractère limitatif et pourra recevoir toutes modifications désirables sans sor- tir pour cela du cadre de l'invention.