Procédé pour la fusion continue de mélanges vitrifiables et l'affinage du verre formé par chauffage électrique, et four pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que l'élaboration d'un verre homo gène par l'action de la chaleur sur un mé lange vitrifiable comprend deux opérations principales, savoir: d'une part, la fusion au cours de laquelle les matières du mélange fondent, se combinent et se dissolvent réci proquement et, d'autre part, l'affinage au cours duquel le verre s'homogénéise par 1e dégagement des bulles et par des échanges entre couches de compositions chimiques dif férentes.
Il est connu de fondre d'une manière con tinue des mélanges vitrifiables et affiner le verre formé da-ns@ un four comprenant au moins deux enceintes juxtaposées qui com muniquent entre elles à leur partie inférieure et dont la première sert au moins à la. fu sion des mélanges introduits à sa partie supé rieure, tandis que la seconde sert au moins au cueillage du verre affiné, à sa partie supé rieure, en chauffant les matières traitées au moyen de courants électriques circulant entre des électrodes qui sont plongées dans ces ma tières et qui sont légèrement inclinées sur la verticale de manière à converger vers le bas.
L'invention comprend un procédé de ce genre utilisant un four dont une enceinte au moins est munie d'électrodes, ces électrodes étant déplaçables en hauteur, pour permettre de régler à volonté le niveau de la région la plus chaude du bain de verre, située à l'extré- mité inférieure des électrodes où elles sont le plus rapprochées l'une de l'autre.
L'invention comprend encore un four pour la. mise en oeuvre de ce procédé compre nant au moins deux enceintes juxtaposées qui communiquent entre elles à leur partie infé rieure, et dont la première sert au moins à la fusion des matières vitrifiables, et une autre sert au moins au cueillage du verre affiné, l'une au moins de ces enceintes étant munie d'électrodes de chauffage légèrement inclinées sur la verticale de manière à con verger vers le bas. Ce four est caractérisé par le fait que les électrodes sont guidées de ma nière à pouvoir se déplacer à volonté dans des supports munis de moyens de refroidis sement.
Le nombre des enceintes du four peut être limité à deux, dont la première seule est mu nie d'électrodes pour effectuer la fusion et l'affinage du verre, qui est cueilli dans la deuxième enceinte. Les mélanges vitrifiables, chargés à la partie supérieure de la, première enceinte, fondent progressivement en com mençant par leurs couches inférieures.
Au fur et à mesure de la fusion, les parties fon dues descendent dans l'espace compris entre les électrodes et les parois de l'enceinte; il se produit ainsi dans le bain de fusion, un double courant vertical, c'est-à-dire un cou rant descendant autour des électrodes et un courant ascendant entre celles-ci, l'affinage du verre commençant par l'expulsion des bulles gazeuses pendant le trajet ascendant que suit le bain de fusion entre les électrodes.
L'affinage est achevé dans cette même enceinte au-dessous de la région la plus chaude, qui coïncide avec le bas des élec trodes, le verre dépouillé de ses bulles des cendant dans le fond de l'enceinte jusqu'au. canal de communication qui le conduit dans la deuxième enceinte calorifugée où il s'élève de manière qu'on puisse l'extraire au niveau supérieur de celle-ci.
Lorsque la composition du verre est plus dure, et lorsque le verre exige un affinage prolongé, celui-ci peut s'achever dans une deuxième enceinte constituée comme la pre mière et munie comme elle d'électrodes légè rement inclinées sur la verticale, de manière à être plus rapprochées .les unes des autres à leur partie inférieure et déplaçables en hauteur.
Dans ce cas, le verre fondu passe du fond de la première enceinte dans le fond de la deuxième où il s'élève dans la partie centrale, comprise entre les électrodes pour redescendre le long des parois.
Le four est ainsi constitué par deux en ceintes qui sont munies chacune d'électrodes, le verre étant cueilli, après affinage, dans une zone de la deuxième enceinte délimitée par un barrage. ' Le four peut aussi comporter plusieurs enceintes munies d'électrodes pour la fusion des mélanges vitrifiables, communiquant toutes avec une même enceinte qui est munie d'électrodes pour l'affinage du verre formé, et dans laquelle un barrage délimite un com partiment de cueillage.
Ces dispositions présentent les avantages suivants: Dans le cas où la fusion et l'affinage sont effectués dans la première enceinte, le réglage du niveau de la région la. plus chaude du bain de verre, joint à celui de la tempé rature de cette région, permet de fixer, pour chaque composition de verre, la proportion convenable entre les dimensions des deux zones situées au-dessus et au-dessous de l'extrémité inférieure des électrodes,
de telle manière que l'affinage soit achevé au-dessus du canal de communication des deux enceintes et que le verre affiné pénètre dans ce canal à la température voulue pour être assez chaud au niveau supérieur de la deuxième enceinte où s'effectue le cueillage.
Dans le cas où l'affinage est effectué dans la deuxième enceinte, le réglage des ni veaux des régions les plus chaudes dans les deux enceintes, joint à celui des températures de ces. régions, permet d'assurer, dans la pre mière, la fusion complète des mélanges vitri- fiables au-dessus du canal de communication et dans la deuxième l'achèvement de l'affi nage jusqu'au barrage qui protège la zone de cueillage; il procure en outre la tempéra ture du verre convenable pour le cueillage.
Dans les deux cas, les mouvements qui se produisent entre les différentes couches du bain de verre, par suite de la concentration de la chaleur dans les couches internes, sont réglés de manière à produire un brassage con tinu et énergique qui accélère la fusion des mélanges vitrifiables et l'affinage du verre formé, ce qui augmente le rendement du four et améliore la qualité du verre.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, plusieurs modes de réalisation du four pour la mise en #uvre du procédé spécifié ci-dessus.
La fig. 1 est une coupe verticale longi tudinale axiale d'un four comprenant une enceinte de fusion et d'affinage et une en ceinte de cueillage.
La fig. 2 est une vue en plan avec coupe partielle suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe verticale longitu dinale axiale d'un four comprenant une en ceinte de fusion et une enceinte d'affinage avec une zone de cueillage.
La fig. 4 est une vue en plan avec coupe horizontale faite sensiblement suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue en plan avec coupe partielle d'un four comprenant trois enceintes de fusion combinées- avec une enceinte unique d'affinage qu'elles alimentent, enceinte d'af finage qui est suivie d'un compartiment de cueillage.
La. fi-. 6, enfin, est une vue en élévation, c à plus grande échelle, avec coupe partielle verticale d'un support d'électrode.
Dans l'exemple de réalisation que mon trent les fig. 1 et 2, le four comporte une enceinte de fusion et d'affinage 1 dont la i partie inférieure est reliée par un canal 2 à une enceinte de cueillage 3 comportant des ouvreaux de cueillage 4. Le canal 2 et l'en ceinte de cueillage 3 sont convenablement isolés ou calorifugés à l'aide d'une couche appropriée 3'. A la partie supérieure de l'en ceinte de fusion 1 se trouve le tas de matières vitrifiables. A qui se trouve au-dessus de la zone de fusion B.
Les électrodes 5, qui plongent dans l'en ceinte 1, sont inclinées sur la verticale et convergent vers le bas de manière que la température aille en augmentant de haut en bas, cette température étant maximum à l'en droit (extrémités) où les électrodes 5 sont le plus rapprochées l'une de l'autre.
Dans cet exemple, on a, comme on le voit plus particulièrement sur la fig. 2, prévu trois électrodes 5 permettant l'alimentation du four à l'aide de courant triphasé.
Dans la variante de réalisation que mon trent les fig. 3 et 4, on a ajouté. à. l'enceinte de fusion 1 munie d'électrodes 5 qui plongent dans la masse A de matières vitrifiables, une enceinte d'affinage spéciale 7 comportant des i électrodes 5' également inclinées les unes par rapport aux autres sur la verticale, comme c'est le cas pour les électrodes 5. L'enceinte d'affinage 7 comprend une zone de cueillage 3 délimitée par un barrage 8. Dans cette va riante de réalisation, le canal 2, l'enceinte d'affinage 7 et la zone de cueillage 3 sont également calorifugés par une couche isolante appropriée 3'.
Le four selon l'invention peut également comporter, comme le montre notamment la fi-. 5, plusieurs enceintes de fusion l', 1", 1"', etc. ayant chacune ses électrodes de chauffage et reliées à une enceinte d'affinage commune 7' également munie de ses élec trodes de chauffage 5', cette enceinte d'affi nage unique comprenant un compartiment de cueillage 3 muni des ouvreaux habituels.
La partie supérieure de chaque électrode 5 (5', etc.) est, comme le montre la fig. 6, munie d'une poignée de manceuvre 10 per mettant de faire monter ou descendre l'élec trode, cette poignée étant isolée de l'électrode proprement dite grâce à un fourreau 11 en matière isolante interposée entre l'électrode et la poignée. Une pièce de connexion 12 permet de raccorder l'électrode à l'extrémité du câble d'amenée de courant 13.
A son entrée dans l'enceinte chauffante, l'électrode traverse un manchon de refroidissement 14 logé dans une banquette 15 du four, manchon qui est par couru par un courant d'eau amené par une tubulure 16 et évacué par une tubulure 17.
Sur les différentes figures du dessin, les courants de convection au sein du bain de verre sont indiqués par des flèches.
Il est évident que les exemples de réali sation du four selon l'invention, exemples dé crits ci-dessus et représentés sur le dessin annexé, ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif et que le four peut subir des modifications de détail sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que les dimensions et les formes des compartiments de cueillage varient suivant les exigences locales du service; les électrodes peuvent être disposées par groupes de deux pour l'emploi de courant monophasé; les organes de fixation et le support des élec trodes peuvent comporter des parties articu lées permettant de modifier l'inclinaison des électrodes dans le bain, etc.