CH397159A - Procédé et dispositif pour la formation d'une couche de carbone sur la surface d'une pièce réfractaire - Google Patents

Description

  Procédé et dispositif pour la formation d'une couche de carbone  sur la surface d'une pièce réfractaire    La présente invention a pour objet un     procédé    et  un dispositif pour la formation d'une couche de car  bone sur la surface d'une pièce réfractaire exposée à  la chaleur et en contact avec du verre fondu.  



  On sait que le verre fondu mouille et adhère à la  plupart des matériaux réfractaires connus à des. tem  pératures élevées, par exemple supérieures à     6001)    C  dans le cas des verres     sodo-calciques    habituellement  utilisés. Dans la gamme des températures très élevées,  telles que les températures nécessaires à l'élaboration  du verre fondu, cet inconvénient est peu important  parce que le verre est assez fluide et s'écoule donc  assez facilement sur les réfractaires. Par contre, aux  températures plus basses, par exemple aux tempéra  tures de travail du verre, ce dernier adhère forte  ment aux réfractaires, ce qui est souvent un inconvé  nient majeur.

   On constate en outre que le     verre    arra  che ou dissout des     particules    de matières réfractaires,  lesquelles apparaissent dans les deux cas sous la  forme de défauts dans le produit fini.  



  Le carbone pur présente des propriétés intéres  santes dans le domaine de la verrerie. Il est très ré  fractaire et le verre n'y adhère pas et ne dissout pas.  On a donc proposé d'utiliser cette matière pour la  constitution de briques, de pièces ou de placages  réfractaires qui sont en contact avec le verre se  trouvant à la température de     travail.    Toutefois, le  carbone est très oxydable à l'air aux températures  envisagées, de sorte qu'il faut le maintenir en atmo  sphère non oxydante. En outre, le carbone contient  souvent des impuretés sous forme de grains ayant une  composition analogue à celle des autres matières ré  fractaires et présentant les mêmes inconvénients. On  a bien proposé d'utiliser du carbone très pur, mais  cette matière est coûteuse.

   Enfin, le carbone s'use  assez vite     parce    qu'il     est        peu    dur. Il est bien<B>pos</B>  sible de remplacer les pièces de carbone usées mais    on conçoit que cette opération soit assez     difficile    et  coûteuse.  



  Le procédé suivant l'invention     élimine    tous ces  inconvénients.     Conformément    à ce     procédé,    on fait  diffuser à travers une pièce réfractaire, en     direction     de la surface de contact avec le verre en     fusion,    une  matière     carbonifère    susceptible de se     décomposer    et  de déposer sur la surface de la pièce du carbone élé  mentaire constituant une couche de carbone qui se  renouvelle au     fur    et à mesure de sa consommation.  



  On diffuse avantageusement à travers une pièce  réfractaire un hydrocarbure saturé ou non saturé,  susceptible de subir à la surface de la pièce une dé  composition thermique libérant du carbone, tel que  l'acétylène, le butane, le propane, l'éthylène, l'es  sence, le gasoil ou le kérosène. On peut cependant  aussi diffuser à travers une pièce     réfractaire    un tel  hydrocarbure et un gaz contenant de l'oxygène tel  que     l'air,    de manière à produire à la surface de la  pièce une combustion     incomplète    libérant du carbone  et des gaz réducteurs. Ces derniers constituent un  matelas gazeux réduisant la friction entre le ruban  de verre et la pièce réfractaire et empêchant la     perte     en carbone par oxydation.  



       Grâce    à ce procédé, on forme de façon continue  une couche de carbone d'un degré de pureté très  élevé à laquelle le verre n'adhère absolument- pas.  Ce procédé trouve son application dans les nom  breux cas où on désire faire avancer du verre à l'état  plastique au contact d'une surface et éviter que     celle-          ci    n'exerce une action de freinage sur la progression  du verre ou n'endommage ce dernier.

   Par exemple,  dans les procédés de fabrication du verre en feuille       utilisant    la propriété du verre de flotter sur un bain  de métal fondu, on est généralement obligé de     limiter     la largeur de la feuille à une     dimension    inférieure à  la largeur du bain pour éviter l'adhérence des bords      de la feuille aux parois du compartiment. Une partie  du bain reste alors découverte et exposée à l'oxyda  tion. Le procédé suivant     l'invention,        appliqué    à ces  parois, permet d'utiliser la surface entière du bain  métallique qui,     ainsi    couvert, ne craint plus l'oxyda  tion.

   Ce procédé trouve, entre autres, une     application     intéressante aux seuils habituellement     garnis    d'une  couche de carbone et sur lesquels on fait glisser un  ruban de verre plastique.  



  Le dispositif pour la mise en     oeuvre    du procédé       comporte    une pièce réfractaire dont au moins la  partie voisine de la     surface    en contact avec le     verre     est poreuse, ainsi que des moyens pour injecter dans  la     partie    poreuse une matière carbonifère. La partie  poreuse peut être constituée de matière réfractaire  courante ou de     fibres    incombustibles, par exemple de  l'amiante, agglomérées par un liant réfractaire. La  nature et le degré de porosité de cette partie de la  pièce sont évidemment choisis en fonction de la ma  tière carbonifère utilisée. Celle-ci peut se présenter  à température ordinaire sous forme solide, liquide  ou gazeuse.  



  La matière injectée et diffusée à travers la masse  réfractaire atteint la face chaude de la pièce où,  grâce à la chaleur rencontrée, elle subit soit une  décomposition thermique, soit une combustion in  complète, libérant le carbone en forme d'une couche  d'une grande pureté qui garnit la face de la pièce.  Une     partie    de la couche formée peut se perdre, par  exemple par usure, mais elle se reforme continuelle  ment     grâce    à     l'arrivée    incessante de matière.

   Le phé  nomène de formation de la couche est     d'ailleurs        auto-          régulateur:    en     effet,    aux endroits où la couche de  carbone s'amincit le plus, il y a un appel de matière  carbonifère     puisque    la résistance au passage de     celle-          ci    est réduite. Par conséquent, la régénération de la  couche est également plus rapide.  



  Dans une forme d'exécution, le dispositif com  porte au moins un tube d'injection qui est métalli  que de préférence et noyé dans la masse réfractaire  son orifice de     sortie    est situé dans la partie voisine  de la     surface    en contact avec le verre, l'autre extré  mité étant     raccordée    à la source de     fluide    sous pres  sion convenable pour en assurer la diffusion jusqu'à  ladite     surface.    Dans le cas de formation de la couche  de carbone par combustion incomplète, la forme  d'exécution     comporte    en outre au moins un tube sem  blable pour l'introduction du gaz contenant de l'oxy  gène,

   à moins que l'on préfère mélanger ce dernier  à la matière carbonifère gazéifiée au moyen d'un in  jecteur d'air disposé devant la pièce réfractaire.  



  Pour favoriser une     répartition    uniforme de la ma  tière carbonique     dans    la masse poreuse, on ménage  avantageusement à l'intérieur de celle-ci au moins  un espace creux qui     offre    à cette matière une plus  grande     surface    de pénétration.

   Des évidements peu  vent notamment être pratiqués autour de l'orifice de       sortie    de chaque tube, mais on peut aussi donner à  la pièce     réfractaire    la forme d'un caisson, dont la  paroi en     contact    avec le verre est poreuse et les au  tres parois en matière réfractaire dense ou en métal,    la matière carbonifère et le cas échéant le gaz com  burant étant introduits par un tube pénétrant jusque  dans l'espace creux.  



  Dans certaines constructions, par exemple dans  le cas où une feuille de verre franchit la crête d'une  paroi, il est préférable de disposer une rampe d'in  jection, noyée dans la masse poreuse formant la  crête, au voisinage de sa surface en contact avec le  verre, les orifices de la rampe étant orientés vers  cette dernière.  



  Lorsque la zone constituant la face située vers  l'extérieur est     formée    de matière dense et compacte,  des fuites de matière carbonifère ne sont en général  pas à craindre, sinon il est avantageux de revêtir  cette face d'une enveloppe imperméable, en métal  par exemple.  



  Le dessin annexé montre à titre d'exemple plu  sieurs formes d'exécution du dispositif.  



  La     fig.    1 est une coupe verticale d'un comparti  ment dont les parois comportent des pièces recouver  tes de carbone.  



  La     fig.    2 est une vue de détail d'une pièce de  paroi.  



  La     fig.    3 montre une variante d'exécution de la  pièce de la     fig.    2.  



  La     fig.    4 est une coupe à travers une pièce en  forme de caisson.  



  La     fig.    5 montre en coupe longitudinale un com  partiment équipé d'un seuil     recouvert    de carbone.  



  La     fig.    6 est une coupe suivant la     ligne    VI-VI  de la     fig.    5.  



  Les     fig.    1 et 2 montrent une application de l'in  vention à un dispositif de fabrication de verre en  feuille dans lequel la feuille 1 à l'état plastique se  déplace sur un bain de métal fondu 2 contenu dans  un compartiment 3 dont les parois     comportent    des  blocs réfractaires 4 et 5. Les blocs 4 sont des     pièces          réfractaires        normales,    denses et compactes, tandis que  les blocs 5 situés au niveau de la feuille de     verre     sont constitués de matière réfractaire poreuse.

   Des  tubes horizontaux 6 sont noyés dans ces pièces de  manière que leur extrémité 7 soit située dans un plan  7' au voisinage de la face 8 orientée vers l'intérieur  du compartiment 3, leur extrémité 9 étant raccordée  hors du bloc à une source, non représentée, de ma  tière carbonifère.  



  Après avoir traversé la masse réfractaire, le     fluide     injecté atteint la face 8 où, sous     l'effet    de la chaleur  qui y règne, il se décompose en abandonnant du  carbone qui forme sur la face 8 une couche 10. On       améliore    avantageusement la dispersion du     fluide    en  ménageant autour de l'orifice de     sortie    7 un évide  ment 11     (fig.    3) s'étendant parallèlement à la face 8.

    Afin de prévenir toute fuite indésirable du     fluide,    il  est utile de disposer sur la face extérieure 8' du  bloc un revêtement 12     (fig.    3), métallique par exem  ple, mais on obtient le même résultat en formant la  partie     arrière    du bloc en matière réfractaire dense et  compacte,     imperméable    au     fluide.     



  La     fig.    4 représente en variante un bloc formé  par un     caisson    13 dont les parois 14 et 15 non en      contact avec le verre sont constituées de métal ou  de matière réfractaire dense. La paroi 16 en contact  avec le verre et formée de matière réfractaire po  reuse est scellée sur les parois 14 par un joint étan  che 17 en ciment réfractaire. La matière carbonifère  est introduite à l'intérieur du caisson 13 par un tube  18, encastré dans la paroi arrière 15.  



  Lorsque le dépôt de carbone est obtenu par com  bustion incomplète d'une matière carbonifère, on  peut dédoubler les tubes 6     (fig.    2) et     utiliser    un des  tubes d'une paire de tubes pour l'injection du gaz  comburant, l'autre     servant    à l'injection de la matière  carbonifère. On peut cependant prévoir dans un dis  positif suivant la     fig.    4 un second tube 18' par lequel  on introduit le gaz comburant dans le caisson 13 où  il se mélange avec la matière carbonifère avant de  pénétrer dans la paroi poreuse 16.  



  Enfin, les     fig.    5 et 6 donnent un exemple d'ap  plication du dispositif au seuil de sortie situé à l'ex  trémité d'un compartiment tel que celui représenté  sur la     fig.    1. La paroi     terminale    19 d'un tel compar  timent comporte généralement un seuil 20     garni     d'une couche de carbone 21 sur laquelle la feuille 1  glisse vers le     compartiment    de     recuisson.    Le seuil 20  est constitué en matière réfractaire poreuse sembla  ble, par exemple, à celle utilisée pour les blocs de  parois 5 des     fig.    1 et 2.

   Une rampe 22, noyée dans  la masse réfractaire et disposée longitudinalement au  voisinage de la face supérieure du seuil, comporte  des ouvertures 23 dirigées vers cette face. L'extré  mité libre 9 du tube à l'extérieur du seuil étant re  liée à la source de matière carbonifère pour amélio  rer la répartition de celle-ci, il peut être avantageux  de relier à cette source chacune des extrémités de la  rampe. Comme dans l'exemple précédent, la décom  position de la matière carbonifère sur la face chaude  produit la formation d'une couche de carbone 21,  sur laquelle la feuille de verre glisse aisément.

Claims (1)

1. REVENDICATION I Procédé pour la formation d'une couche de car bone sur la surface d'une pièce réfractaire en con tact avec du verre en fusion, caractérisé en ce qu'on fait diffuser à travers la pièce, en direction de la sur face de contact avec le verre fondu, une matière carbonifère susceptible de se décomposer et de dé poser sur la surface de la pièce du carbone élémen taire constituant une couche de carbone qui se re nouvelle au fur et à mesure de sa consommation. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on diffuse à travers une pièce réfractaire un hydrocarbure saturé ou non saturé, susceptible de subir à la surface de la pièce une décomposition thermique libérant du carbone. 2.

   Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on diffuse à travers une pièce réfractaire un hydrocarbure saturé ou non saturé et un gaz oxy dant, de manière à produire à la surface de la pièce une combustion incomplète libérant du carbone et des gaz réducteurs. REVENDICATION II Dispositif pour la mise en #uvre du procédé sui vant la revendication I, caractérisé en ce qu'il com porte une pièce réfractaire dont au moins la partie voisine de la surface en contact avec le verre est poreuse, ainsi que des moyens pour injecter dans la partie poreuse une matière carbonifère. SOUS-REVENDICATIONS 3.

   Dispositif suivant la revendication II, caracté risé en ce que la partie poreuse est constituée de matières céramiques réfractaires utilisées habituelle ment dans les fours à verre. 4. Dispositif suivant la revendication II, caracté risé en ce que la partie poreuse est constituée de fi bres incombustibles agglomérées par un liant réfrac taire. 5. Dispositif suivant la sous-revendication 4, ca ractérisé en ce que la partie poreuse comporte des fibres d'amiante. 6.

   Dispositif suivant la revendication II, caracté risé en ce qu'il comporte au moins un tube noyé dans la masse réfractaire, dont l'orifice de sortie est situé dans la partie voisine de la surface en contact avec le verre, et dont l'autre extrémité est raccordée à la source de matière carbonifère. 7. Dispositif suivant la revendication II, caracté risé en ce qu'il comporte au moins un tube noyé dans la masse réfractaire, dont l'orifice de sortie est situé dans la partie voisine de la surface en contact avec le verre et dont l'autre extrémité est raccordée à une source d'oxygène ou d'un gaz en contenant. 8. Dispositif suivant la revendication II, caracté risé en ce que la pièce réfractaire est creuse. 9.

   Dispositif suivant la sous-revendication 8, ca ractérisé en ce qu'il comporte un évidement pratiqué autour de l'orifice de sortie de chaque tube. 10. Dispositif suivant la sous-revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un caisson dont la paroi en contact avec le verre est en matière poreuse. 11. Dispositif suivant la sous-revendication 10, caractérisé en ce que les parois du caisson non en contact avec le verre sont en matière réfractaire compacte. 12. Dispositif suivant la sous-revendication 10, caractérisé en ce que les parois du caisson non en contact avec le verre sont en métal réfractaire.

   13. Dispositif suivant la revendication II, carac térisé en ce qu'il comporte une rampe alimentée de matière carbonifère, noyée dans la masse poreuse au voisinage de la surface en contact avec le verre, ses orifices de sortie étant dirigés vers ladite surface. 14. Dispositif suivant la revendication II, carac térisé en ce qu'au moins une partie des parois non en contact avec le verre comporte un revêtement imper méable à la matière carbonifère injectée.