Four électrique pour la fabrication du verre. Le brevet français No 637.024, déposé le 27 octobre 1926 pour "Perfectionnement aux fours électriques", vise la disposition. à l'intérieur de ces fours, d'une masse inter médiaire conductrice et liquide dans les con ditions de marche du four, masse à laquelle l'énergie électrique est appliquée soit direc tement, soit par induction.
La présente invention concerne un four basé sur 'le même principe et dans lequel le verre est en contact direct avec la misse intermédiaire constituée dans ce cas par un bain. de métal fondu et, de pr6fé- rence, par .de l'étain.
Il a -été constaté en effet qu'il ne se produit .aucune réaction entre l'étain et le verre aux températures qui sont .nécessaires pour la fusion de ce dernier. En outre, la couche -de verre qui surnage le bain -de mé tal s'oppose à l'oxydation et -à la volatilisa- tion -de ce dernier.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une des formes d'exécution de l'objet de .l'invention: La fig. 1 est une coupe par un plan ver tical passant par l'axe -du four; La fig. 2 est une variante de détail de la précédente; La fig. 3 est une vue en plan, à plus petite échelle, le couvercle étant supposé enlevé; Les fig. 5 et 6 sont -des schémas relatifs à une variante.
Le four représenté par la fig. 1 est un four à induction monophasé, à basse fré quence où la masse de verre se trouve en contact direct avec le bain de métal. a désigne le circuit magnétique du four, b l'en roulement primaire, c est un creuset ré fractaire torique qui entoure l'enroulement primaire. Il comporte -un revêtement calori fuge d et un -couvercle e, :également calo rifugé. Le creuset repose sur un bâti appro prié f. Ce bâti comporte une cuvette<I>g</I> per mettant, en .cas .de rupture accidentelle du creuset, de recueillir commodément le métal du bain.
Celui-ci occupe le fond du creuset, en h; il est constitué -de préférence par de l'étain. Au-dessus, en i, se trouve le verre fondu .qui flotte par conséquent sur le bain métallique.
Ce four présente pour la fabrication <B>du</B> verre un grand nombre d'avantages: En premier lieu le rendement est aussi élevé .que possible. En effet, l'énergie -élec trique est appliquée par induction du bain de métal. Celui-ci se trouve à l'antérieur du creuset calorifugé contenant le verre, et en contact -direct avec celui-ci. L'énergie est donc employée dans les meilleures condi tions possibles. Il faut remarquer aussi qu'à partir du moment où la masse de- verre devient conductrice, elle peut s'échauffer directement par induction -dans sa propre masse.
- La marche -du four n'entraîne aucune dépense d'électrodes. La masse d'étain cons titue une immobilisation faite une fois pour toutes. La tension de vapeur . de ce -métal reste en effet très faible aux températures nécessaires pour la fusion du verre. Toute perte de métail est-d'ailleurs évitée par la disposition du verre à, la surface du bain. On a constaté qu'il ne se produisait d'autre part aucune action chimique entre le verre et le métal.
Il est facile, en agissant soit sur la ten sion primaire, soit sur la fréquence, soit sur les éléments -du .circuit .magnétique, soit sur la quantité -de métal contenue dans le creu set, de régler avec soin et de contrôler@par- faitement .la température -du four. -- Le creuset torique peut être muni soit d'ouvreaux pour venir .cueillir le verre, soit de dispositifs d'évacuation pour couler, la miner -ou étirer le contenu -du -creuset.
Pour faciliter ces opérations, le four peut être monté sur un bâti mobile, sur rails ou sur un bâti basculant: La masse d'étain peut être reliée- à une réserve :dé métal, chauffée soit" par conduc- tion -au. voisinage .du four,- soit à, .l'aide -d'un four auxiliaire.
En faisant varier la pres sion dans le récipient contenant cette réserve, ou par .tout autre moyen, on peut admettre dans le creuset ou -en expulser une certaine quantité de métal, c'est-à-dire faire varier le niveau du métal dans -le creuset -de fusion contenant le verre et -déplacer ainsi dans le creuset l'ensemble -de .la masse ide verre.
Cette. opération est envisagée: soit pour brasser le verre, soit pour vider le creuset au moment de la coulée -de tout ou partie de son contenu, soit pour soutirer -complètement le métal, soit encore pour maintenir constant le niveau du verre pendant les opérations d'étirage ou de laminage. Ce .déplacement peut être utilisé -également-pour faire varier la surface de contact entre le verre et le métal, et corrélativement, l'épaisseur de ce dernier. Ce résultat peut être acquis en idon- nant une section de largeur variable au creuset torique.
Par exemple, .le creuset peut avoir la section représentée-à la fig. 2. On peut alors, pendant la- fusion, figer le -niveau du métal en 1, celui du verre étant en l'. puis, au moment -de l'affinage, admettre le métal jusqu'en 2, le verre venant en 2'. Dans ces conditions, l'affinage se produit en lames minces et le verre est ainsi amélioré. Ces dispositifs peuvent être utiles pour la fa brication du verre d'optique.
Le creuset peut être pourvu, dans sa, partie supérieure, de cloisons radiales ou barrages k divisant la masse -de verre mais laissant naturellement continu l'anneau de métal (fig. 3 et 4).
,Si le niveau du métal est supérieur à la partie- inférieure de la cloison, il est possible de procéder -dans le même four à la fusion de plusieurs verres différents.
-Si, .au contraire, le niveau du métal est inférieur .au bord inférieur du barrage, les divers compartiments communiquent- entre eux. seulement par le bas et l'on peut uti liser l'un d'eux pour y verser la composi tion, tandis qu'un autre sert pour l'affinage. Il est -d'autre part facile -de modifier la, section du- creuset -de façon ù ne pas avoir un chauffage - uniforme @de tous les comparti ments.
Par exemple, :dans le compartiment d'affinage, on peut à- la fois- diminuer la section du métal et augmenter la surface du contact avec le verre, de façon à augmenter la température.
Cette forme d'exécution du four faisant l'objet de l'invention se prête à la réalisation de creusets de grandes dimensions. En effet,, il est possible de soutenir mécaniquement de toutes parts le creuset, ce qui lui permet de résister à chaud à la pression -du métal et du verre et lui assure une plus longue durée. Naturellement, la mise en place du creuset et -de ses supports se fait en démontant une partie du circuit magnétique du four.
Pour la mise en route -du four, on peut procéder de la manière suivante: Le creuset est séché et cuit avant la mise en place. Le métal, fondu dans un four auxiliaire, y est introduit à l'état liquide. Le courant est alors mis sur le four, à ten sion réduite, de façon à élever très progres sivement la température -du bain. On coule ensuite sur la surface du bain, avant que sa température n'atteigne celle du rouge, une masse -de verre, fondue dans un autre four, masse qu'on laisse s'affaisser sur les parois -du creuset et à la surface du bain.
A ce moment, on pousse le four en température de façon à -obtenir le plus rapidement pos sible un anneau continu de verre.
Par la suite on laissera toujours idu verre à la surface :du bain pour éviter de verser la composition directement sur le métal.
Pour faciliter le séchage et la mise en route, on peut disposer, à la manière connue, sur la paroi du creuset ou à l'intérieur de celui-ci, un anneau conducteur et réfrac taire, par exemple en graphite, destiné à le chauffer pendant la période -de mise en régime.
L'invention n'est pas limitée aux fours de fusion, mais vise également la réalisation de fours permettant des opérations spéciales de la technique du verre, par exemple des fours où le bain de métal est utilisé pour l'étendage des feuilles, ou le ramollissement, ou le recuit, etc.
Le four représenté est un four mono phasé à induction à basse fréquence. Cette construction n'a été enwuagée qu'à titre d'exemple et pour la commodité -de l'exposé. C'est ainsi que le bain métallique peut être chauffé électriquement par d'autres moyens, pàr .exemple, par passage direct du courant dans sa masse.
Ce dernier moyen peut être avantageusement employé de la façon sui vante: On sait que l'on a déjà proposé d'affiner le verre en le faisant directement trawerser par le courant lorsqu'il a atteint par la fu sion une conductibilité électrique suffi sante. Dans les systèmes proposés, l'énergie électrique n'est pas employée pour fondre le verre, elle n'entre en jeu que lorsque le verre est devenu conducteur.
Une forme d'exécution du four électri que selon la présente invention permet de réaliser facilement, d'abord la fusion du verre au contact du bain, comme il vient d'être expliqué et ensuite l'affinage électri que direct (fig. 5 et 6).
Il suffit pour cela de faire varier le niveau du bain d'étain, de façon à rompre le circuit -dans le métal et à assurer, le passage du courant dans la masse @du verre (i). Dans ce dernier stade, la masse intermédiaire d'étain se trouve fra!g- mentée en deux parties qui servent -d'élec trodes pour l'amenée de courant -au verre.
Il est facile -de passer d'un stade à l'autre par simple variation du niveau -du métal.
On peut également employer tous les dispositifs connus permettant ;d'utiliser direc- tement le courant triphasé et toutes idispo- sitions permettant d'augmenter le facteur de puissance du four.