Procédé pour la fabrication électrique d'un produit -vitreux, et dispositif pour la réalisation de ce procédé. La présente invention comprend un pro- o6dé pour la fabrication. -électrique d'un pro duit vitreux, notamment @dhz verre, ainsi qu'un dispositif pour la réalisMion @de ce procédé.
On conhait des procédés .discontinus, notam- ment pour la fabrication, du verre, qui consis tent 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,dre la fusion, l'affinage et, finalement, la mise ià 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 ou d'un autre produit vitreux, @de très hautes températures qui, de plus, par leur localisation, donnent lieu à -des courants -de convection importants prodüisant un brassage é'n'ergique -de la Mataïére. Toutefois,
-dans l'application d'un tel pro cédé, on se heurta à des difficultés qui pro- vienneM,des conditions particulières du traite- ment ,discontinu.
En effet, dans ce procédé, on :doit noter que, d'une part, le récipient est, eu principe; vide au début de l'opération et que, d'àutre part, les matières qu'on y introduit sont des matières à basse température. Ce procéd"e pré- ;
sente donc la pertiï-aularité que, pendant la fusion, et principalement au idébut de celle-ci, la matière contenue dans le récipient est peu ou pas conductrice du courant électrique et, qu'en outre, elle présente un niveau variable. ;
Ce niveau s'élève en effet au fur et à mesure que l'on opère les enfournements successifs des matières. premières, et .la surface -de con tact -des -électrodes, avec le verre fondu est, par suite, susceptible elle-même,de varier.
L'emploi,du :chauffage électrique par effet .roule implique donc certaines sujétions dans le .cas ,de la fabrieation du verre ou d'un autre produit vitreux suivant le procédé discontinu.
Le procédé que comprend l'invention évite ces .difficultés tout en procurant les avantages propres au chauffage du verre par le passage ,de courant électrique dans: sa masse.
Ce procédé, pour la. fabrication électrique d'un produit vitreux par effet .roule, est ca ractérisé en ce qu'on utilise des électrodes amovibles que l'on introduit dans la. masse après. la fusion .des matières premières pour porter cette masse aux températures élevées nécessaires à l'affinage. La fusion des ma- tières premières peut être effectuée par exem ple par le chauffage au gaz.
Le chauffage au gaz a pour objet de chauffer le verre jusqu'à. une température d'environ 1200 , tandis que .le chauffage élec- trique par effet Joule, qui n'est établi qu'au moment où la fusion est réalisée, porte le verre aux températuresi supérieures à 1200 pour son affinage.
Grâce à .cette mise en couvre particulière du procédé, selon laquelle on associe, dans le cadre,des -opérationst ,de la fabrication discon tinue -du verre, le chauffage par effet Joule dans la masse à un chauffage, par des moyens tels que le gaz, extérieurs à Bette masse, on obtient les avantages suivants:
<B>1.0</B> Le début de la fusion est facile. Dans les dispositifs à pots @du typ-e connu, .chauffé par effet Joule, -on doit en effet avoir recours, pour le début,de la fusion des matières.
pre mières, à des opérations .supplémentaires ou compliquées telles que l'enfournement préala ble d'une certaine quantité de verre chaud liquide ou l'addition aux matières vitrifiables de poudres .conductrices, de manière que, mal gré l'absence de conductibilité des matières vitrifiables, un certain .courant électrique puisse passer -d'une électrode à l'autre. Dans ladite mise en couvre du procédé suivant l'in -vention, au contraire, la fusion des matières premières est réalisée en dehors de,
tout pas sage .de courant, par l'effet seul du,chauffage extérieur à la. masse.
20 L'obtention des températures relative ment basses:, c'est-à-dire jusqu'à 1200 envi- roi, 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.
<B>30</B> Pendant la période de la, fusion où le, niveau des matières dans le pot va en aug mentant à mesure que se succèdent les enfour nementsdans celui-ci, il est possible de n'avoir aucune électrode, soit à l'intérieur du réci pient, 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 s-urface des électrodes vis-à- vis de l'atmosphère du four ou vis-à-vis des matières non encore vitrifiées, ce qui est avantageux, car cette protection nécessiterait des précautions particulières du fait précisé ment que, pendant cette période initiale de la fusion, le niveau du verre varie et que, par suite,
les portions de chaque électrode qui doivent être en contact avec le verre ou qui émergent du bain sont susceptibles de se mo difier constamment.
40 De même le fait de ne pas utiliser le chauffage par effet Joule pendant eette même période permet d'éviter l'attaque éventuelle que subiraient les électrodes de la. part des gaz dégagés au cours de la fusion, notam ment lorsque les électrodes sont. en graphite et qu'elles seraient, par suite, sensibles à l'ac tion du C02 dégagé par les carbonates.
70 En permettant d'écarter de l'intérieur du pot, notamment du dessus, et par consé quent d'éloigner de ce récipient pendant toute la durée des enfournements, les électrodes et leur amenée de courant, ladite mise en eeuvre du procédé selon l'invention procure l'avan- tabe de permettre d'accéder facilement au pot et, par conséquent, d'opérer d'une ma nière commode la série des enfournements.
, 60 Enfin, pour la mise en température elle-même, qui est l'opération thermique finale à réaliser dans le pot et qui consiste à amener à une température relativement peu élevée (1200 par exemple ou souvent moins) , et à réaliser cette température de la manière la plus uniforme possible dans tout l'en semble du pot, il peut y avoir avantage à sup primer l'action du chauffage électrique, d'une part, parce que la température à obtenir est peu élevée,
-d'autre part, parce que cette tem- pérature est réalisée,d"une manière plus uni forme par un chauffage extérieur au pot, que par le chauffage électrique au moyen @d'élec- trodes placées dans la masse.
7e L@éloignemënt des électrodes et de leurs dispositifs annexes par rapport au récipient peut en tout cas être appliqué avec avantage dès la fin de la mise en température-. Cette disposition permet, en effet, -de manipuler facilement le pot puisque celui-ci se trouve débarrassé @de tous ses organes -de chauffage électrique et peut commo,
dément être. s orti du four, versé au-dessus d'un appareil d'utilisa- tion, etc., sans avoir ,de précautions à prendre pour- conserver, pendant toutes ces opérations, les électrodes hors idu contact @de, l'atmosphère.
En résumé, ladite mise en oeuvre du pro cédé que comprend l'invention procure -de nombreux avantages tout en permettant de bénéficier, pour l'affinage du verre ou autre produit vitreux qui est l'opérathon essentielle, de 1e haute température -et des effets ,de bras sage qui peuvent être réalisés:
en amenant le courant -électrique dans da masse de verre au moyen d'électrodes immergées d'ans celle-ci. On sait, en effet;
que l'on peut, par ce moyen, réaliser au sein même de la .masse de verre, des zones où la,demsité ,de ,co#urant électrique est très, forte, ce qui, d'une part, crée un chauffage intense et, d'autre part, grâce à la localisation de ces pointes de température,
provoque la formation db courants de convec tion qui mettent le verre -en. mouvement, l'amènent au voisinage ,de da srurface libre -du bain et facilitent le départ ides bulles ga- zeuses, c'est-à-dire l'affinage du verre.
Le cdessin annexé illustre, à titre d'exem ples, deux formes d'exécution du dispositif que comprend l'invention, permettant deux mises en aeuvre du procédé que comprend aussi l'invention.
' La fig. 1 est une coupe verticale d'une première forme d'exécution -du dispositif constituée par un four permettant l'exécution du procédé et représentant le four pendant la période de -chargement.
La fig. 2 est .la même coupe correspondant à la période d'affinage ,du verre.
Les fig. 3 et 4 sont relatives. à une secondé forme d'exécution @du Zispositif .constituée par un four, ces figures correspondanit respective- ment aux mêmes phases -die travail que les fig. 1 et 2.
Dans ces figures, 1 diésibgne une enceinte dans laquelle se trouve placé un récipient 2 où s'effectue l'élaboration du verre;
l'enceinte 1 est limitée par une paroi .3 convenablement calorifugée et à ,l'intérieur de laquelle -un chauffage à gaz, représenté s!ehématiquement par,des brûleurs 4, maintient la température à environ 1200' pour le cas du verre ordi naire.
Les électrodes sont figurées en 5; elles affectent da forme de barres verticales en fig. 1 et 2.
Dans les fig. 1 et 3, qui iront relatives à la période -de chargement ou -de fusion, les électroides sont maintenues hors @du récipient.
Dans le cas, @de ia fig. 1, elles sont mainte nues à l'aplomb vertical du récipient; dans le cas de la fig. 3, elles sont éloignées latérale ment.
Dans les fig. 2 et 4, qui sont relatives à la période @d''affina@ge, des électrodes sont en contact avec le verre; dans le cas de la fig. 2;
ce résultat est obtenu en idescen@dant les élec trodes verticalement: Dansi le .cas; de la fig. 4, elles sont introduites, grâce à ,1a forme coudée que présente l'amenée @clé courant électrique, et de support @de l'électrode,
protégé par des chemises en réfractaire 6, permet ide tenir les électrodes, ou leur prolongement, isolées de l'atmosphère -du four. L'étanchéité !de ce -dis- positif de protection 6 est obtenue par le fait que le pied de da ,gaine pénètre ,dans, la masse S de verre fondu.
La forme d'exécution des fig. 3 et 4 se prête particulièrement bien au traitement de récipient du type couvert. On notera, à ce sujet, que les:
électrodes peuvent "être intro duites par l'ouverture même qui sert à l'en- fournement des matière,si premières ou au eueîllage, -du fait que les moyens @de chauf fage électrique ne sont mis en place qu'après les opérations de -chargement et sont enlevés éventuellement quand cet affinage est ter miné,
laissant .ainsi toute liberté pour accéder au verre par l'ouverture 7 pour le chargement et pour le cueillage-.
Dans le cas des fig. 3 .et 4, l'électrode peut être animée d'un mouvement assurant le bras sage du verre.
Ires moyens de chauffage associés au chauffage électrique par effet Joule pour raient être aussi bien un chauffage,- au gaz, comme décrit, qu'un autre moyen de ehauf- fag;e extérieur à la. masse, tel qu'un chauf fage électrique par résistances chauffantes.
Process for the electrical manufacture of a glass product, and device for carrying out this process. The present invention comprises a method for the manufacture. -electric product of a vitreous product, in particular @dhz glass, as well as a device for carrying out this process.
Discontinuous processes are used, in particular for the manufacture of glass, which consists of loading the materials to be vitrified into a container, and:
in subjecting these materials to the various successive stages -of the production of glass, that is, to, melting, refining and, finally, setting the glass at the right temperature.
To carry out these various operations, electric heating by the Joule effect was used. This heating method has the advantage of making it possible to obtain;
within @ the mass @of glass or another vitreous product, @ very high temperatures which, moreover, by their location, give rise to -significant convection currents producing an energetic stirring - de la Mataïére. However,
-in the application of such a process, one encountered difficulties which arose from the particular conditions of the discontinuous treatment.
In fact, in this process, it should be noted that, on the one hand, the container is, in principle; vacuum at the start of the operation and that, on the other hand, the materials introduced are low temperature materials. This process pre-;
So feels the pertiï-aularity that, during melting, and mainly at the beginning of the latter, the material contained in the container is little or not a conductor of electric current and, moreover, it has a variable level. ;
This level in fact rises as the successive charging of materials is carried out. first, and .the -contact -of -the -electrodes with the molten glass is, therefore, itself liable to vary.
The use of: electric heating by .roll effect therefore implies certain constraints in the case of the manufacture of glass or of another vitreous product according to the batch process.
The method that the invention comprises avoids these difficulties while providing the advantages specific to heating the glass by the passage of electric current in: its mass.
This process, for the. electrical production of a glass product by .roule effect, is characterized in that removable electrodes are used which are introduced into the. mass after. the fusion of raw materials to bring this mass to the high temperatures necessary for refining. The melting of the raw materials can be carried out, for example, by gas heating.
The purpose of gas heating is to heat the glass up. a temperature of about 1200, while the electric heating by the Joule effect, which is only established when the melting is carried out, brings the glass to temperatures above 1200 for its refining.
Thanks to this particular implementation of the process, according to which one associates, in the context of -opérationst, the continuous manufacture of glass, the Joule effect heating in the mass with a heating, by means such as gas, outside Bette masse, the following advantages are obtained:
<B> 1.0 </B> Getting started is easy. In devices @du known type pots, .heated by the Joule effect, -on must indeed have recourse, for the start, the fusion of materials.
first, to additional or complicated operations such as the prior charging of a certain quantity of hot liquid glass or the addition to the vitrifiable materials of conductive powders, so that, despite the lack of conductivity of the vitrifiable materials, some electric current can pass -from one electrode to another. In said setting covers the process according to the invention, on the contrary, the melting of the raw materials is carried out outside of,
all not wise .of current, by the effect alone of, external heating to. mass.
20 Obtaining relatively low temperatures, that is to say up to about 1200, is easy to achieve by simple gas heating, while obtaining high temperatures is less easy and in general. less advantageous from an economic point of view by gas heating than by the Joule effect in the. mass.
<B> 30 </B> During the period of melting, when the level of the materials in the pot increases with the successive number of bays in it, it is possible to have no electrodes, either inside the container, or even outside the latter in the oven enclosure which surrounds the container.
There is therefore no need to worry about the protection of the surface of the electrodes against the atmosphere of the furnace or against materials not yet vitrified, which is advantageous because this protection would require special precautions precisely because, during this initial period of melting, the level of the glass varies and that, consequently,
the portions of each electrode which must be in contact with the glass or which emerge from the bath are liable to change constantly.
Similarly, the fact of not using the Joule effect heating during this same period makes it possible to avoid the possible attack to which the electrodes of the. part of the gases given off during melting, in particular when the electrodes are. in graphite and that they would therefore be sensitive to the action of the CO 2 given off by the carbonates.
70 By making it possible to remove from the inside of the pot, in particular from the top, and consequently to move away from this container throughout the duration of the charging, the electrodes and their current supply, said implementation of the method according to The invention provides the advantage of allowing easy access to the pot and, therefore, conveniently operating the series of ovens.
, 60 Finally, for the temperature setting itself, which is the final thermal operation to be carried out in the pot and which consists in bringing to a relatively low temperature (1200 for example or often less), and in achieving this temperature as uniformly as possible throughout the entire pot, it may be advantageous to suppress the action of the electric heating, on the one hand, because the temperature to be obtained is low,
- on the other hand, because this temperature is achieved in a more uniform manner by heating outside the pot, than by electric heating by means of electrodes placed in the mass.
7th L @ distancing the electrodes and their ancillary devices with respect to the container can in any case be applied with advantage as soon as the heating has ended. This arrangement makes it possible, in fact, to easily manipulate the pot since it is free of all its electrical heating devices and can
dement to be. out of the oven, poured over an appliance, etc., without taking precautions to keep, during all these operations, the electrodes out of contact with the atmosphere.
In summary, said implementation of the process that comprises the invention provides many advantages while allowing to benefit, for the refining of glass or other vitreous product which is the essential operathon, from the high temperature and wise arm effects that can be achieved:
by bringing the current -electric in da mass of glass by means of electrodes immersed therein. We know, in fact;
that we can, by this means, achieve within the .mass of glass, areas where the, demsité, of, electric current is very, strong, which, on the one hand, creates a heating intense and, on the other hand, thanks to the location of these temperature peaks,
causes the formation of convection currents which put the glass in. movement, bring it to the vicinity of the free surface of the bath and facilitate the departure of the gaseous bubbles, that is to say the refining of the glass.
The attached drawing illustrates, by way of example, two embodiments of the device which the invention comprises, allowing two implementations of the method which also comprises the invention.
'Fig. 1 is a vertical section of a first embodiment of the device constituted by an oven allowing the execution of the method and showing the oven during the loading period.
Fig. 2 is the same cut corresponding to the ripening period of the glass.
Figs. 3 and 4 are relative. to a second embodiment @du Zispositif .constituted by an oven, these figures respectively correspond to the same working phases as in FIGS. 1 and 2.
In these figures, 1 makes an enclosure in which is placed a container 2 where the glass is produced;
the enclosure 1 is limited by a wall .3 suitably insulated and inside which a gas heater, represented s! ehematically by, the burners 4, maintains the temperature at about 1200 'for the case of computer glass naire.
The electrodes are shown at 5; they take the form of vertical bars in fig. 1 and 2.
In fig. 1 and 3, which will relate to the period -of loading or -defusion, the electroids are kept out @du container.
In the case of fig. 1, they are kept vertically plumb with the container; in the case of fig. 3, they are distant laterally.
In fig. 2 and 4, which relate to the refinement period, electrodes are in contact with the glass; in the case of fig. 2;
this result is obtained by viewing the electrodes vertically: Dansi le .cas; of fig. 4, they are introduced, thanks to the bent shape presented by the supply @ key electric current, and support @de the electrode,
protected by refractory liners 6, allows ide hold the electrodes, or their extension, isolated from the atmosphere -du furnace. The tightness of this protective device 6 is obtained by the fact that the base of the sheath penetrates into the mass S of molten glass.
The embodiment of FIGS. 3 and 4 lend themselves particularly well to the treatment of containers of the covered type. On this subject, it will be noted that:
electrodes can "be introduced through the very opening which serves for the supply of the materials, whether raw or for the cleaning, -because the electric heating means are not put in place until after the operations of -loading and may be removed when this refining is completed,
thus leaving complete freedom to access the glass through the opening 7 for loading and for cueillage-.
In the case of fig. 3. And 4, the electrode can be animated with a movement ensuring the wise arm of the glass.
Ires heating means associated with electric heating by Joule effect could be both heating, - gas, as described, as another means of ehaufag; e outside the. mass, such as electric heating by heating resistors.