ES3071464T3 - Método y horno híbrido para fabricar vidrio que comprende una zona de fusión eléctrica - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para fabricar vidrio en un horno híbrido (10), en particular para alimentar una unidad de flotación de vidrio en un baño de metal fundido, y dicho horno híbrido (10) se caracteriza porque comprende de aguas arriba a aguas abajo: - una zona de fusión eléctrica (100) con techo frío (140) que comprende electrodos (110) para fundir una mezcla vitrificable para obtener un baño de vidrio (130); - una zona de refinación y homogeneización (200) con techo caliente que comprende una primera cinta de convección (210) y una segunda cinta de convección (220); y - una zona de enfriamiento de vidrio (300) formada por una balsa de acondicionamiento (310) a través de la cual pasa dicha segunda cinta de convección (220), comprende al menos un canal de flujo (400). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Método y horno híbrido para fabricar vidrio que comprende una zona de fusión eléctrica

[0003] Campo técnico de la invención

[0004] La invención se refiere a un método y a un horno híbrido de fabricación de vidrio que comprende una zona de fusión eléctrica.

[0005] La invención se refiere más particularmente a un horno híbrido para fabricar vidrio que comprende además una zona de fusión eléctrica con una parte superior fría para fundir una mezcla vitrificable que está asociada a una zona de refinado y homogeneización con una parte superior caliente que comprende dos bucles de convección de vidrio para obtener un vidrio de alta calidad.

[0006] La invención también se refiere a un método para fabricar vidrio en tal horno híbrido para la fabricación de vidrio. El método y el horno híbrido para fabricar vidrio según la invención proporcionan un vidrio de alta calidad que es particularmente adecuado para suministrar vidrio a una unidad de vidrio flotado en un baño de metal fundido para la fabricación de vidrio plano.

[0007] Antecedentes técnicos

[0008] En el estado de la técnica se conocen diferentes diseños ilustrativos de hornos para la fabricación de vidrio que dependen en particular del producto a fabricar, es decir, de la conformación final del vidrio.

[0009] Por lo tanto, los diferentes diseños de hornos se distinguen dependiendo de si la producción planificada se refiere a fibras de vidrio, a la formación industrial de vidrio hueco o a vidrio plano.

[0010] Uno de los desafíos industriales en el diseño de hornos de vidrio es poder obtener vidrio cuyos requisitos de calidad dependan del producto; en este sentido, la producción de vidrio plano es comparativamente una de las más exigentes. Producido en cantidades muy grandes, el vidrio plano se utiliza en una amplia gama de aplicaciones gracias a su versatilidad. De forma notable, se utiliza ampliamente en los sectores de la electrónica (pantallas planas), o bien de la construcción y la automoción, donde puede procesarse utilizando una amplia variedad de técnicas (doblado, templado, etc.), lo que lo convierte en el vidrio base para una amplia gama de productos de vidrio.

[0011] En vista de los problemas de calidad y cantidad involucrados, la presente invención está dirigida particularmente, por lo tanto, a la fabricación de vidrio para la formación industrial de dicho vidrio plano, que se obtiene convencionalmente por medio de una unidad de vidrio flotado sobre un baño de metal fundido, generalmente estaño, por lo que dicho vidrio plano todavía se denomina vidrio flotado.

[0012] Para la fabricación de vidrio plano, se espera poder alimentar la unidad de flotación con vidrio de alta calidad, es decir, vidrio que contenga la menor cantidad posible de burbujas, es decir, generalmente vidrio con menos de 0,5 burbujas/litro.

[0013] La calidad del vidrio viene determinada en particular, pero no exclusivamente, por el número de burbujas presentes en el vidrio, expresado en “burbujas por litro”. Por lo tanto, cuanto menor sea el número de burbujas por litro en un vidrio, mayor se considera la calidad del vidrio.

[0014] También debe recordarse que la presencia de burbujas (o defectos gaseosos) en el vidrio es inherente al procedimiento de fabricación de vidrio, en el que generalmente hay tres pasos o fases sucesivas: fusión, refinado y homogeneización, y acondicionamiento térmico del vidrio.

[0015] La presencia de burbujas en el vidrio da como resultado la etapa de fusión durante la cual se funde una mezcla vitrificable, también denominada “composición”. La mezcla vitrificable está compuesta por materias primas que comprenden, por ejemplo, una mezcla de arena, caliza (carbonato de calcio), ceniza de sosa y dolomita para la fabricación de vidrio sodiocálcico (el vidrio más habitualmente utilizado para la fabricación de vidrio plano), a la que se le añade ventajosamente vidrio de desecho, que está compuesto por vidrio roto, para promover la fusión.

[0016] La mezcla vitrificable se transforma en una masa líquida en la que se disuelven incluso las partículas menos miscibles, es decir, las más ricas en dióxido de silicio o sílice (SiO<2>) y bajas en óxido de sodio (Na<2>O).

[0017] El carbonato de sodio (Na<2>CO<3>) comienza a reaccionar con los granos de arena a 775 °C, liberando burbujas de dióxido de carbono (CO<2>) en un líquido que se vuelve cada vez más viscoso a medida que el carbonato se transforma en silicato. Asimismo, la transformación de granos de caliza en cal y la descomposición de dolomita también provocan la emisión de dióxido de carbono (CO<2>).

[0018] El paso de fusión se completa cuando no hay más partículas sólidas en el líquido de vidrio fundido, que se ha vuelto altamente viscoso y, en esta etapa del procedimiento de fabricación, se llena de burbujas de aire y gas.

[0019] A continuación, el paso de refinado y homogeneización hace posible eliminar dichas burbujas presentes en el vidrio fundido. Como se sabe, durante este paso se utilizan ventajosamente los “agentes de refinado”, es decir, sustancias en baja concentración que, al descomponerse a la temperatura de fusión del baño, suministran gases que provocan que las burbujas se hinchen para acelerar su ascenso a la superficie del vidrio.

[0020] El paso de acondicionamiento térmico del método de fabricación hace posible reducir la temperatura del vidrio, ya que, al inicio de la operación de conformación, la viscosidad del vidrio debe ser generalmente al menos diez veces mayor que durante el refinado.

[0021] Cada una de las etapas de fabricación del vidrio que se acaban de describir corresponde naturalmente a la estructura de un horno utilizado para llevarlas a cabo.

[0022] Generalmente, tal horno para fabricar vidrio comprende sucesivamente, por lo tanto, una zona de fusión en la que el lote de vidrio se funde para formar un baño de vidrio, seguido por una zona de refinado y homogeneización para eliminar las burbujas de vidrio y, finalmente, una zona de acondicionamiento térmico para enfriar el vidrio hasta su temperatura de formación, que es mucho más baja que las temperaturas experimentadas por el vidrio durante su producción.

[0023] A partir del procedimiento de fabricación de vidrio mencionado anteriormente, puede verse que la etapa de fusión va acompañada de la emisión de dióxido de carbono (CO<2>), uno de los principales gases de efecto invernadero implicados en el cambio climático.

[0024] Aparte de la fabricación de vidrio de alta calidad y las dificultades industriales de alta productividad con los menores costes posibles de construcción y funcionamiento de los hornos, uno de los otros grandes desafíos a los que debe enfrentarse la industria del vidrio es actualmente el ecológico, a saber, la necesidad de encontrar soluciones para reducir la huella de carbono (o huella de CO<2>) asociada procedimiento para fabricar vidrio.

[0025] Para lograr la neutralidad en carbono, se prefiere un enfoque global del procedimiento, que busque actuar de múltiples maneras para reducir tanto las emisiones directas durante la fabricación como las emisiones indirectas, así como las emisiones aguas arriba y aguas abajo en la cadena de valor, por ejemplo, las relacionadas con el transporte de materiales aguas arriba y el producto aguas abajo.

[0026] Por lo tanto, estas múltiples formas incluyen el diseño del producto y la composición del material, la mejora de la eficiencia energética de los procedimientos industriales, la utilización de energía renovable y descarbonizada, el trabajo con los proveedores y transportistas de materias primas para reducir sus emisiones y, por último, la exploración de tecnologías para capturar y secuestrar las emisiones residuales.

[0027] Además de las emisiones directas inherentes al procedimiento de fabricación de vidrio mencionado anteriormente, el tipo de energía utilizada, en particular para la etapa de fusión a alta temperatura (más de 1500 °C), representa la mayor parte de la huella de carbono del procedimiento de fabricación de vidrio, ya que generalmente implica combustibles fósiles, la mayoría de las veces gas natural o incluso productos derivados del petróleo, como el combustible.

[0028] En consecuencia, la investigación sobre nuevos diseños de hornos no solo debe responder a los desafíos industriales asociados con la calidad del vidrio, sino también reducir la huella de carbono del procedimiento de fabricación de vidrio, en cuanto a emisiones tanto directas como indirectas de dióxido de carbono (CO<2>), de manera notable mediante la reducción de la utilización de combustibles fósiles.

[0029] El vidrio se fabrica en hornos que no han dejado de evolucionar desde los primeros hornos de pote (o crisol), pasando por el horno Siemens, que usualmente se considera el antepasado de los grandes hornos modernos de vidrio de fusión continua, como los hornos de cocción cruzada que pueden producir hasta 1200 toneladas de vidrio flotado al día. Por tanto, la elección de la energía utilizada para la fusión conduce a dos diseños comunes de grandes hornos para la fabricación de vidrio; hornos alimentados con combustible y hornos eléctricos, respectivamente.

[0030] Según el primer diseño, los hornos alimentados con combustible utilizan generalmente combustibles fósiles, en particular gas natural para los quemadores; por tanto, la energía térmica se transmite al vidrio mediante el intercambio de calor entre las llamas y la superficie del baño de vidrio.

[0031] Los hornos de quemadores anteriormente mencionados son un ejemplo de un horno que sigue este primer diseño, y se utilizan ampliamente para suministrar vidrio fundido a una unidad de flotación destinada a fabricar vidrio plano.

[0032] Según el segundo diseño, los hornos eléctricos son hornos en los que la energía térmica se produce por el efecto de Joule dentro de la masa del vidrio fundido.

[0033] De hecho, como sustancia aislante a temperatura ambiente, el vidrio se convierte en conductor eléctrico a alta temperatura, por lo que es posible contemplar la utilización del efecto de Joule dentro de las masas fundidas de vidrio para calentarlas.

[0034] Sin embargo, los hornos eléctricos se utilizan, por ejemplo, para la producción de vidrios particulares, como el vidrio opalino con cristal de flúor o plomo, o se utilizan habitualmente para la fabricación de fibras de vidrio para aislamiento térmico.

[0035] De hecho, un experto en la técnica acepta habitualmente que tales hornos eléctricos no pueden suministrar vidrio en cantidad o calidad suficientes (como recordatorio, menos de 0,5 burbujas por litro) a una unidad de vidrio flotado sobre un baño de metal fundido destinado a la fabricación de vidrio plano.

[0036] Esta es la razón por la que los hornos alimentados con combustible (tales como los hornos de quemadores) son en la actualidad los únicos hornos que pueden suministrar una unidad de vidrio flotado de este tipo.

[0037] Sin embargo, los hornos alimentados con combustible dependen del uso de combustibles fósiles, esencialmente gas natural, por lo que su huella de carbono apenas es compatible con los objetivos de reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO<2>), es decir, la huella de carbono del procedimiento de producción de vidrio.

[0038] Para complementar la descripción de los diseños de hornos para fabricar vidrio según el estado de la técnica, se mencionará además un “tercer diseño” o evolución del horno, que ha experimentado cambios recientes para abordar, en particular, el problema ecológico de reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO<2>).

[0039] Este tercer diseño de horno se basa en un horno alimentado con combustible, pero utiliza un calentamiento por refuerzo eléctrico, en particular para aumentar momentáneamente la producción del horno o para mejorar la calidad del vidrio.

[0040] Por lo tanto, tales hornos también se denominan “hornos alimentados con combustible con refuerzo eléctrico”. Por tanto, los hornos según este tercer diseño combinan varias fuentes de energía, combustibles fósiles y electricidad, respectivamente y por lo tanto también se denominan hornos “híbridos”.

[0041] La adición de calentamiento por refuerzo eléctrico hace posible mejorar la capacidad de fusión de los hornos alimentados con combustible, que está limitada por la transferencia de calor que se produce entre la llama y la superficie del baño de vidrio.

[0042] Sin embargo, el funcionamiento de un horno híbrido de este tipo siempre se basa principalmente en la utilización de un combustible fósil, normalmente gas, por lo que el impacto que se obtiene en última instancia en la mejora de la huella de carbono del procedimiento de producción de vidrio sigue siendo limitado.

[0043] De hecho, la electricidad se utiliza en la presente memoria sólo como un refuerzo, de modo que su impacto es proporcional. Además, para mejorar eficazmente la huella de carbono, la electricidad utilizada debe seguir siendo la denominada electricidad “verde”, es decir, una electricidad que se produce a partir de fuentes de energía renovable y descarbonizada.

[0044] El documento FR 2614614 describe un horno de fusión de vidrio que tiene un compartimento de fusión, por ejemplo, equipado con electrodos, un compartimento de refinado provisto de medios de calentamiento tales como quemadores, y un tanque de acondicionamiento de vidrio. Los documentos US-4809294 y US-2017197859 describen hornos de fusión eléctricos con electrodos de inmersión. Los documentos US-4001001, FR2261233, US-5426663 y WO2020229559 describen hornos de fusión de vidrio que utilizan electrodos y quemadores.

[0045] La invención tiene como objetivo en particular proponer un diseño novedoso de horno para la fabricación de vidrio, así como un método de fabricación, que puede proporcionar vidrio de alta calidad para suministrar una unidad de vidrio flotado destinada a fabricar vidrio plano en particular, teniendo al mismo tiempo un consumo de energía que hace posible obtener una reducción significativa en las emisiones de dióxido de carbono (CO<2>) asociadas con el proceso de fabricación de vidrio.

[0046] Resumen de la invención

[0047] Con este fin, la invención propone un horno híbrido según la reivindicación 1.

[0048] Ventajosamente, el horno híbrido está diseñado para suministrar vidrio de alta calidad a una zona de formación que consiste en una unidad de vidrio flotado sobre un baño de metal fundido.

[0049] Se dice que el horno según la invención es “híbrido” por analogía con el tercer diseño de horno descrito anteriormente; por lo tanto, el término “híbrido” se utiliza para calificarlo como resultado del uso de dos fuentes de energía diferentes, la energía eléctrica y la energía de combustible, respectivamente.

[0050] Sin embargo, la analogía con la presente invención no va más allá, ya que la energía eléctrica es la única fuente de energía utilizada para fundir el vidrio cuando se está fabricando y, por lo tanto, la energía del combustible, un combustible fósil o equivalente, sólo se utiliza en el horno para refinar y homogeneizar el vidrio.

[0051] Ventajosamente, el horno híbrido según la invención combina, por un lado, una zona de fusión eléctrica con una parte superior fría y, por otro lado, una zona de refinado y homogeneización del vidrio que utiliza llama, es decir, combustión. Gracias a tal combinación, el horno híbrido según la invención hace posible obtener vidrio de alta calidad, es decir, vidrio que comprende menos de 0,1 burbujas por litro, de tal modo que este vidrio puede suministrar ventajosamente una unidad de vidrio flotado o “flotado” destinado a la fabricación de vidrio plano.

[0052] Por lo tanto, la presente invención va en contra de las presunciones de un experto en la técnica, que no consideraría que un horno de fusión eléctrico pueda obtener tal vidrio de alta calidad.

[0053] Por lo tanto, en la presente invención, se obtiene un vidrio de alta calidad gracias al paso de refinado y homogeneización que se implementa después del paso de fusión eléctrica.

[0054] Ventajosamente, el vidrio fundido no vuelve de la zona de refinado y homogeneización a la zona de fusión en un horno híbrido según la invención.

[0055] En un horno híbrido según la invención, ningún bucle de convección o bucle de recirculación de vidrio se extiende desde la zona de refinado y homogeneización hasta la zona de fusión.

[0056] En la invención, el paso de refinado y homogeneización del vidrio se lleva a cabo sobre vidrio que contiene ventajosamente pocas o ninguna parte no fundida, en particular gracias al dispositivo de separación que aumenta el tiempo de residencia del vidrio en la zona de fusión, que también está configurado para incluir una zona amortiguadora de baja convección.

[0057] Ventajosamente, el horno híbrido según la invención emplea energía eléctrica para la fusión de la mezcla vitrificable y se basa en la creciente disponibilidad de electricidad “verde”, por ejemplo obtenida de energía eólica, energía solar, etc., más que de combustibles fósiles tales como el carbón o el petróleo.

[0058] Ventajosamente, la energía de combustible utilizada en los quemadores de la zona de refinado y homogeneización no es un combustible fósil tal como gas natural, sino otra energía de combustible equivalente, preferiblemente hidrógeno o, alternativamente, biometano.

[0059] Como resultado, el horno híbrido según la invención puede responder no solo al problema de la alta calidad del vidrio requerido para suministrar una unidad de flotación o “flotado”, sino también al problema ecológico para permitir una reducción en la huella de carbono del proceso de producción.

[0060] Según otras características del horno según la invención:

[0061] -- el horno híbrido comprende una zona de carga en donde está dispuesto un dispositivo de carga para introducir dicha mezcla vitrificable en la zona de fusión eléctrica;

[0062] -- el dispositivo de carga está configurado para depositar la mezcla vitrificable sobre toda la superficie del baño de vidrio para formar una capa aislante entre el baño de vidrio y la parte superior de la zona de fusión;

[0063] − los electrodos de inmersión se extienden de forma vertical;

[0064] -- el horno híbrido comprende electrodos de inmersiónyelectrodos ascendentes;

[0065] − la profundidad de la zona amortiguadora es mayor que 800 mm;

[0066] − la zona de fusión eléctrica y la zona de refinado y homogeneización del vidrio están conectadas por un cuello; -- la zona de fusión eléctrica y la zona de refinado y homogeneización del vidrio están conectadas por una ranura; − el horno híbrido comprende un dispositivo de separación entre la zona de fusión eléctrica y la zona de refinado y homogeneización, que es particularmente adecuado para impedir el retorno del vidrio fundido desde la zona de refinado y homogeneización a dicha zona de fusión;

[0067] − el dispositivo de separación se coloca en el cuello, preferiblemente en el extremo aguas arriba del cuello;

[0068] − el dispositivo de separación comprende una presa que se sumerge parcialmente en el baño de vidrio;

[0069] − la presa está montada para moverse de forma vertical para permitir ajustar la profundidad de inmersión en el baño de vidrio, de modo que la sección del paso del vidrio fundido pueda variar según el ajuste de la profundidad de la presa; − la presa es extraíble, es decir, desmontable, en particular para permitir su sustitución en caso de desgaste y para facilitar el mantenimiento del horno;

[0070] − el dispositivo de separación comprende un medio de separación para separar la atmósfera de la zona de fusión eléctrica de la parte superior fría y la atmósfera de la zona de refinado y homogeneización de la parte superior caliente; − el primer bucle de convección y el segundo bucle de convección están separados por una zona de inversión de los bucles, determinada por un punto caliente o una fuente correspondiente al punto más caliente del vidrio;

[0071] − la zona de refinado y homogeneización comprende al menos un quemador que está dispuesto para obtener dicho punto caliente determinando dicha zona de inversión de los bucles;

[0072] − el horno híbrido comprende una pared baja que está dispuesta en dicha zona de inversión de los bucles;

[0073] − el horno híbrido comprende una variación en la profundidad del fogón con respecto a una superficie del vidrio en la zona de refinado y homogeneización, preferiblemente al menos una elevación, o incluso un cambio de nivel, ubicándose dicha variación de profundidad en la parte que comprende el primer bucle de convección y/o en la parte que comprende el segundo bucle de convección;

[0074] − el horno híbrido comprende medios de modulación tales como refuerzo eléctrico y/o burbujeadores que, dispuestos en la zona de refinado y homogeneización, pueden modular la convección de dichos bucles para facilitar la operación de la fabricación del vidrio;

[0075] − el tanque de acondicionamiento de la zona de enfriamiento comprende, desde aguas arriba hacia aguas abajo, un cuello, y a continuación, un acondicionador;

[0076] -- en cualquier plano vertical transversal al eje longitudinal del tanque de acondicionamiento, existen puntos del vidrio que tienen una componente de velocidad longitudinal que va desde aguas abajo hacia aguas arriba;

[0077] -- después del tanque de acondicionamiento, no hay ninguna corriente de retorno en el canal de flujo destinado a suministrar vidrio de alta calidad a una zona de formación; dicho de otro modo, el flujo del vidrio en el canal es un flujo de “pistón”;

[0078] − el horno híbrido es capaz de suministrar vidrio de alta calidad con menos de 0,1 burbujas por litro, preferiblemente menos de 0,05 burbujas por litro;

[0079] -- dicho horno híbrido de fabricación de vidrio suministra una unidad de vidrio flotado en un baño de metal fundido. Para este propósito, la invención también propone un método para fabricar vidrio en un horno híbrido del tipo descrito anteriormente, comprendiendo dicho método de fabricación sucesivamente los pasos de:

[0080] (a) - fundir una mezcla vitrificable en una zona de fusión eléctrica con una superficie inferior fría, para obtener vidrio fundido;

[0081] (b) - refinar y homogeneizar dicho vidrio fundido en una zona de refinado y homogeneización con una parte superior caliente que comprende un primer bucle de convección y un segundo bucle de convección;

[0082] (c) - enfriar el vidrio en una zona de enfriamiento que, formada por un tanque de acondicionamiento, se atraviesa un segundo bucle de convección.

[0083] Ventajosamente, el método comprende un paso de ajuste (d) que consiste en ajustar la profundidad de una presa móvil que, sumergida en el vidrio, está dispuesta en un cuello que conecta la zona de fusión eléctrica con la zona de refinado y homogeneización, para controlar la velocidad de flujo del vidrio fundido recolectado en la zona de fusión. Preferiblemente, después del paso de enfriamiento (c) en el tanque de acondicionamiento, el vidrio fluye hacia un canal de flujo para suministrar vidrio de alta calidad a la unidad de vidrio flotado.

[0084] Breve descripción de las figuras

[0085] Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes tras la lectura de la siguiente descripción detallada, para cuya comprensión se hace referencia a los dibujos adjuntos, en donde:

[0086] − La figura 1 es una vista lateral que muestra un horno de fabricación de vidrio según una realización de la invención y que muestra una zona de fusión eléctrica con una parte superior fría asociada a una zona de refinado y homogeneización con una parte superior caliente, que comprende un primer bucle de convección y un segundo bucle de convección y, finalmente, una zona de enfriamiento atravesada por dicho segundo bucle de convección;

[0087] − La figura 2 es una vista superior del horno mostrado en la figura 1 y que muestra la zona de fusión eléctrica conectada a la zona de refinado y homogeneización por un cuello en el que está dispuesta una presa verticalmente móvil, y la zona de enfriamiento formada por un tanque de acondicionamiento que comprende un cuello y un extremo de trabajo.

[0088] Descripción detallada de la invención

[0089] En el resto de la descripción, las direcciones longitudinal, vertical y transversal se utilizarán, sin limitación, en referencia al sistema de ejes (L, V, T) mostrado en las figuras 1 y 2.

[0090] También se utilizarán, sin limitación, los términos “aguas arriba” y “aguas abajo” cuando se hace referencia a la dirección longitudinal, así como “superior” e “inferior” o “arriba” y “abajo” cuando se hace referencia a la dirección vertical y, finalmente, “izquierda” y “derecha” cuando se hace referencia a la dirección transversal.

[0091] En la presente descripción, los términos “aguas arriba” y “aguas abajo” corresponden a la dirección del flujo del vidrio en el horno, fluyendo el vidrio desde aguas arriba hacia aguas abajo a lo largo de un eje mediano longitudinal A-A' del horno híbrido (siendo aguas arriba A, siendo aguas abajo A') mostrado en la figura 2.

[0092] Además, el término “bucle” se utiliza en la presente memoria en relación con la recirculación del vidrio en el horno, siendo este término bien conocido por un experto en la técnica, al igual que los conceptos de “parte superior fría” y “parte superior caliente”, respectivamente, para un horno de fabricación de vidrio.

[0093] Las figuras 1 y 2 son vistas lateral y superior respectivamente (que no están a escala) de un horno 10 híbrido de fabricación de vidrio que muestra una realización de la presente invención.

[0094] Como se indicó anteriormente, por analogía con el tercer diseño de horno descrito anteriormente, el término “híbrido” se utiliza aquí para describir al horno según la invención debido al uso de dos fuentes de energía diferentes: energía eléctrica y energía de combustible, respectivamente.

[0095] Sin embargo, la analogía con la presente invención no va más allá de esto, ya que, por un lado, la energía eléctrica (que constituye la primera fuente) es la única fuente de energía utilizada para obtener la fusión del vidrio y, por otro lado, la energía de combustible (que constituye la segunda fuente), de tipo fósil o equivalente, se utiliza sólo para refinar y homogeneizar el vidrio.

[0096] El horno 10 híbrido según la invención está destinado en particular a suministrar a una unidad de vidrio flotado sobre un baño de metal fundido, generalmente estaño, para la fabricación de vidrio plano.

[0097] Como muestran las figuras 1 y 2, el horno 10 híbrido comprende sucesivamente desde aguas arriba hasta aguas abajo, a lo largo de dicho eje mediano longitudinal A-A' del horno, al menos una zona 100 de fusión eléctrica, una zona 200 de refinado y homogeneización y una zona 300 de enfriamiento de vidrio.

[0098] Según una primera característica de la invención, la zona 100 de fusión del horno 10 híbrido es eléctrica.

[0099] Ventajosamente, la zona 100 de fusión eléctrica es del tipo de “parte superior fría”.

[0100] Ventajosamente, el paso de fundir el vidrio se obtiene utilizando únicamente energía eléctrica durante la fabricación del vidrio, en comparación con los hornos híbridos de la técnica anterior, en los que el paso de fusión se obtiene mediante energía de combustible y, como refuerzo, energía eléctrica.

[0101] La zona 100 de fusión eléctrica comprende electrodos 110 para fundir una mezcla vitrificable (o “composición”) que consiste en las materias primas y el vidrio de desecho para obtener un baño 130 de vidrio.

[0102] De una manera conocida, el vidrio de desecho está compuesto por restos de vidrio que, obtenidos reciclando el vidrio, se muelen y limpian antes de añadirlos posteriormente a las materias primas para volver a producir vidrio.

[0103] Ventajosamente, el vidrio de desecho promueve la fusión, es decir, la transformación por fusión de la mezcla de vidrio vitrificable.

[0104] Además, el vidrio de desecho hace posible mejorar el vidrio utilizado reciclándolo (pudiendo reciclarse el vidrio hasta el infinito), reduciendo por lo tanto las cantidades de materias primas necesarias para fabricar vidrio y ayuda a reducir la huella de carbono del procedimiento de fabricación de vidrio.

[0105] El horno 10 híbrido comprende una zona 120 de carga en la que está dispuesto un dispositivo 12 de carga (también denominado cargador de lotes) que está destinado a introducir la mezcla vitrificable en la zona 100 de fusión eléctrica, mostrándose esquemáticamente dicho dispositivo 12 de carga mediante una flecha en la figura 1.

[0106] Ventajosamente, el dispositivo 12 de carga está configurado para depositar la mezcla vitrificable sobre toda la superficie del baño 130 de vidrio para formar una capa aislante 112 entre el baño 130 de vidrio y la parte superior 140 de la zona 100 de fusión eléctrica, razón por la cual esta última se denomina una “parte superior fría”.

[0107] Preferiblemente, el baño 130 de vidrio está cubierto de forma uniforme con una capa 112 que consiste en una mezcla vitrificable que tiene, por ejemplo, entre 10 y 40 cm de espesor, por debajo de la cual tienen lugar las reacciones químicas complejas que, como se describe en el preámbulo de la solicitud, conducen a la obtención del vidrio fundido. En la zona 100 de fusión eléctrica de parte superior fría, la potencia disipada alrededor de los electrodos 110 genera una zona 132 de alta convección que comprende, en particular, corrientes ascendentes muy intensas que proporcionan las calorías necesarias en el límite entre el hierro fundido y la mezcla vitrificable que forma dicha capa 112 de mezcla vitrificable.

[0108] En el procedimiento de fabricación de vidrio según la técnica anterior, además del dióxido de carbono (CO<2>), la descomposición de las materias primas y el uso de una energía fósil como combustible para el paso de fusión también son la fuente de emisiones contaminantes que consisten sustancialmente en óxido de nitrógeno (NOx), óxido de azufre (SOx), halógenos y polvo.

[0109] Ventajosamente, la ausencia de combustión (llamas) en la zona 100 de fusión eléctrica de parte superior fría del horno 10 híbrido según la invención da como resultado que la tasa de contaminación por NOx y SOx sea comparativamente muy baja.

[0110] Además, aunque es permeable al dióxido de carbono (CO<2>), la capa 112 de mezcla vitrificable presente en la superficie del baño 130 hace ventajosamente posible atrapar, por condensación o por reacciones químicas, los vapores emitidos por el vidrio fundido, que a veces son tóxicos dependiendo de la composición.

[0111] Según la invención, los electrodos 110 están dispuestos en la superficie para sumergirse en el baño 130 de vidrio, a través de la capa 112 que cubre la superficie del baño 130, como se muestra en la figura 1.

[0112] Preferiblemente, los electrodos 110 de inmersión se extienden de forma vertical. Alternativamente, los electrodos 110 de inmersión se extienden de forma oblicua, es decir, están inclinados para formar un ángulo determinado con respecto a la orientación vertical.

[0113] Alternativamente (que no forma parte de la invención), los electrodos 110 están dispuestos a través de un fogón 150 de la zona 100 de fusión eléctrica para sumergirse en el baño 130, extendiéndose los electrodos ascendentes (a diferencia de los electrodos de inmersión) preferiblemente de forma vertical, alternativamente de forma oblicua. En comparación con los electrodos dispuestos a través del fogón 150, los electrodos 110 de inmersión también permiten un control más fácil de su estado de desgaste y conducen a una disipación de la energía eléctrica, que está ventajosamente más cerca de la interfaz de fusión, de la capa 112 de mezcla vitrificable.

[0114] Ventajosamente, los electrodos 110 de inmersión hacen posible, en comparación con los electrodos ascendentes, retener un fogón 150 de la zona 100 de fusión eléctrica que está libre de cualquier abertura.

[0115] Preferiblemente, el fogón 150 de la zona 100 de fusión eléctrica es plano, como se muestra en la figura 1.

[0116] Como una variante, el fogón 150 comprende al menos una variación de profundidad con respecto a la superficie del baño 130 de vidrio, comprendiendo dicha variación al menos una elevación y/o al menos un cambio de nivel.

[0117] Preferiblemente, los electrodos 110 de fusión se distribuyen uniformemente en el baño 130. Además, el número de nueve electrodos 110 que se muestra en la presente memoria en las figuras 1 y 2 sólo es un ejemplo ilustrativo y, por lo tanto, no es limitativo en modo alguno.

[0118] Alternativamente, la zona 100 de fusión eléctrica podría comprender acumulativamente los electrodos sumergidos y los electrodos ascendentes.

[0119] Según otra disposición alternativa (que no forma parte de la invención), los electrodos 110 atraviesan al menos una pared lateral que delimita dicha zona 100 de fusión eléctrica, extendiéndose a continuación dichos electrodos 110 de forma horizontal y/u oblicua.

[0120] Ventajosamente, los electrodos 110 están realizados de molibdeno, resistiendo este metal refractario temperaturas de 1700 °C, siendo particularmente adecuado para fundir vidrio utilizando el efecto de Joule, ya que el vidrio sólo se vuelve conductor a altas temperaturas.

[0121] Ventajosamente, la zona 100 de fusión eléctrica comprende una zona de baja convección, denominada zona amortiguadora 134, que se ubica entre el extremo libre de los electrodos 110 de inmersión y el fogón 150.

[0122] Por lo tanto, la zona 100 de fusión eléctrica está configurada para tener, por debajo de los electrodos 110 de inmersión, una profundidad (P) determinada de un modo tal que se obtenga dicha zona amortiguadora 134 de baja convección. La profundidad (P) entre el extremo libre de los electrodos 110 de inmersión y el fogón 150 es mayor que 600 mm, preferiblemente mayor que 800 mm.

[0123] Tal zona amortiguadora 134 de baja convección constituye otra razón para preferir los electrodos 110 de inmersión con respecto a los electrodos ascendentes que atraviesan el fogón 150.

[0124] Ventajosamente, la presencia de una zona amortiguadora 134 de baja convección contribuye directamente en la obtención de un vidrio de alta calidad al promover un tiempo de residencia más prolongado del vidrio en la zona 100 de fusión.

[0125] Preferiblemente, la zona 100 de fusión eléctrica y la zona 200 para refinar y homogeneizar el vidrio están conectadas entre sí por un cuello 160, es decir, una zona de anchura reducida, como se muestra en la figura 2.

[0126] El paso desde la zona 100 de fusión eléctrica hasta el cuello 160 implica un estrechamiento abrupto de la anchura y de la sección de paso del vidrio, por ejemplo, en la presente memoria mediante las paredes 162 y 163 que forman un ángulo de 90° con el eje mediano longitudinal A-A' del horno.

[0127] El paso desde el cuello 160 hasta la zona 200 para refinar y homogeneizar el vidrio implica un ensanchamiento abrupto de la sección de paso del vidrio, por ejemplo, en la presente memoria mediante las paredes 262 y 263 que forman un ángulo de 90° con el eje mediano longitudinal A-A' del horno.

[0128] Alternativamente, el ángulo en la entrada del cuello 160 puede tener un valor mayor que 90°, de modo que el estrechamiento de la anchura es menos brusco y más gradual, y del mismo modo el valor del ángulo en la salida del cuello 160 puede seleccionarse de modo que el ensanchamiento también sea menos brusco y más gradual a lo largo del eje longitudinal A-A' del horno.

[0129] Ventajosamente, el vidrio fundido que fluye desde aguas arriba hacia aguas abajo a través del cuello 160 se toma de la parte inferior de la zona 100 de fusión eléctrica, es decir, de la parte inferior, donde el vidrio está “más frío” en comparación con la zona 132 de alta convección ubicada entre los electrodos 110.

[0130] Alternativamente, la zona 100 de fusión eléctrica y la zona 200 de refinado y homogeneización del vidrio están conectadas por una ranura (no mostrada) y no por un cuello 160.

[0131] El horno 10 híbrido presenta preferiblemente un cuello 160 en lugar de una ranura, que de forma notable es más sensible al desgaste provocado por el flujo continuo de vidrio fundido.

[0132] Según una segunda característica de la invención y a diferencia de la zona 100 de fusión eléctrica de parte superior fría, la zona 200 de refinado y homogeneización del horno 10 híbrido es del tipo de “parte superior caliente”.

[0133] La zona 200 de refinado y homogeneización del horno 10 híbrido está configurada para eliminar las burbujas (o defectos gaseosos) presentes en el vidrio fundido que proviene de la zona 100 de fusión eléctrica con el fin de obtener un vidrio que es de alta calidad, y esto hace posible especialmente suministrar una unidad de vidrio flotado.

[0134] Para ello, la zona 200 de refinado y homogeneización comprende un primer bucle 210 de convección, denominado bucle de recirculación aguas arriba, y un segundo bucle 220 de convección, denominado bucle de recirculación aguas abajo.

[0135] Preferiblemente, el primer bucle 210 de convección, denominado bucle de recirculación aguas arriba, es longitudinalmente más corto que el segundo bucle 220 de convección, tal como se muestra en la figura 1.

[0136] Ventajosamente, las corrientes de convección en el vidrio correspondientes a dichos bucles 210, 220 agitan el vidrio, eliminando las burbujas y aumentando el tiempo de residencia del vidrio en la zona 200 de refinado y homogeneización, ayudando así a obtener vidrio de alta calidad.

[0137] El primer bucle 210 de convección y el segundo bucle 220 de convección están separados por una zona 230 de inversión de los bucles 210, 220 que está determinada por un punto caliente (también denominado “punto de origen”) que corresponde al punto más caliente del vidrio, generalmente a una temperatura superior a 1500 °C.

[0138] La zona 200 de refinado y homogeneización comprende al menos un quemador 215, preferiblemente en este caso dos quemadores aéreos 215 que están dispuestos bajo un arco 240 para obtener dicho punto caliente que determina la zona 230 de inversión de dichos bucles 210, 220.

[0139] En la zona 200 de refinado y homogeneización, parte de la energía térmica liberada por la combustión se transmite directamente al vidrio por radiación y convección, otra parte se transmite por la parte superior 240 que la devuelve al vidrio por radiación, y que en particular por esta razón se denomina “parte superior caliente”.

[0140] Preferiblemente, los quemadores 215 de la zona 200 de refinado y homogeneización son quemadores de cocción cruzada mostrados esquemáticamente en la figura 2.

[0141] Por lo tanto, el calentamiento del vidrio en la zona 200 de refinado y homogeneización se obtiene mediante las llamas de los quemadores 215 que se desarrollan por combustión por encima de la superficie S del vidrio.

[0142] En un horno 10 híbrido según la invención, después de su utilización para la fabricación, la etapa de fusión del vidrio llevada a cabo en la zona 100 de fusión se obtiene únicamente con energía eléctrica.

[0143] Ventajosamente, el calentamiento del vidrio en la superficie producido por la combustión de una energía fósil o un combustible equivalente en dicha zona 200 está destinado, por lo tanto, únicamente a llevar a cabo el paso de refinar y homogeneizar el vidrio recolectado en dicha zona 100 de fusión.

[0144] En comparación, en particular con un horno híbrido según el tercer diseño descrito anteriormente, la energía fósil equivalente o el combustible utilizado por los quemadores 215 para la combustión no participa en el paso de fusión, y por lo tanto, esta energía de combustible se utiliza en la invención como un “refuerzo” con respecto a la energía eléctrica utilizada adicionalmente para la fusión.

[0145] Por lo tanto, un horno 10 híbrido según la invención hace posible reducir significativamente la proporción de la energía de combustible con respecto a la energía eléctrica en el procedimiento de fabricación de vidrio, convirtiéndose la energía eléctrica en la energía principal y convirtiéndose la energía de combustible en la energía secundaria o auxiliar. Por lo tanto, se entenderá que el diseño del horno 10 híbrido según la invención es particularmente ventajoso para reducir la huella de carbono cuando, por un lado, la energía combustible es energía fósil tal como gas y, por otro lado, la energía eléctrica es total o parcialmente electricidad “verde” obtenida a partir de energía renovable y descarbonizada.

[0146] La zona 200 de refinado y homogeneización puede comprender más de dos quemadores 215, en particular quemadores aguas arriba y/o aguas abajo de dicha zona 230 de inversión que, también situados por encima de la superficie S del vidrio, pueden calentar dicha superficie S del vidrio con el fin de perfeccionar el refinado y la homogeneización del vidrio eliminando las burbujas (o defectos gaseosos) presentes en el vidrio fundido.

[0147] De hecho, al ajustar la potencia de los quemadores 215, es posible ajustar la distribución longitudinal de las temperaturas y, por lo tanto, la posición del punto caliente, que es un parámetro importante para el funcionamiento del horno.

[0148] Los quemadores 215 producen una llama por combustión que puede obtenerse de una manera conocida combinando diferentes tipos de combustible y oxidante, pero cuya elección también tiene consecuencias directas en la huella de carbono de la fabricación de vidrio, o en las emisiones directas e indirectas de gases de efecto invernadero que están relacionadas con la fabricación del producto, en particular las emisiones de dióxido de carbono (CO<2>).

[0149] Para la combustión por los quemadores 215 en la zona 200 de refinado y homogeneización, el oxígeno presente en el aire se utiliza generalmente como oxidante, que puede enriquecerse con oxígeno para obtener aire sobreoxigenado, o incluso se utiliza oxígeno prácticamente puro en el caso particular de la oxicombustión.

[0150] En general, el combustible utilizado es gas natural. Sin embargo, para mejorar adicionalmente, en particular la huella de carbono, se utilizará ventajosamente un combustible verde, en particular un “biogás”, es decir, un gas compuesto sustancialmente de metano y dióxido de carbono que se produce por metanización, dicho de otro modo, la fermentación de materiales orgánicos en ausencia de oxígeno, o incluso preferiblemente “biometano” (CH<4>).

[0151] Más preferiblemente, se utilizará combustible de hidrógeno (H<2>) que, en comparación con el biogás, ventajosamente no comprende carbono.

[0152] Ventajosamente, el horno 10 híbrido de fabricación de vidrio según la invención puede comprender regeneradores fabricados de materiales refractarios que funcionan (por ejemplo, en pares y en inversión) o intercambiadores de aire/humo metálico (también denominados recuperadores) que utilizan, respectivamente, el calor contenido en los gases de combustión resultantes de la fabricación para precalentar los gases y mejorar por lo tanto la combustión. En la realización mostrada en las figuras 1 y 2, el horno 10 híbrido comprende un dispositivo 170 de separación para separar la zona 100 de fusión eléctrica de la zona 200 de refinado y homogeneización.

[0153] Ventajosamente, el dispositivo 170 de separación pueden evitar que el vidrio fundido regrese desde la zona 200 de refinado y homogeneización hasta la zona 100 de fusión eléctrica, es decir, un regreso desde el primer bucle 210 de convección del vidrio.

[0154] Ventajosamente, el dispositivo 170 de separación hace posible aumentar el tiempo de residencia del vidrio en la zona 100 de fusión eléctrica, lo que contribuye a obtener un vidrio de alta calidad.

[0155] Ventajosamente, el dispositivo 170 de separación se coloca en el cuello 160, preferiblemente en el extremo aguas arriba de dicho cuello.

[0156] Como se muestra en las figuras 1 y 2, el dispositivo 170 de separación comprende al menos una presa 172 que está parcialmente sumergida en el vidrio fundido.

[0157] Ventajosamente, el dispositivo 170 de separación garantiza una delimitación de la capa 112 de mezcla vitrificable que cubre el baño 130 de vidrio en la zona 100 de fusión eléctrica de parte superior fría con respecto a la zona 200 de refinado y homogeneización de parte superior caliente.

[0158] Preferiblemente, la delimitación de la capa 112 de mezcla vitrificable está garantizada por la presa 172 que se extiende para este propósito por encima de la superficie del baño 130 de vidrio, como se muestra en la figura 1.

[0159] Preferiblemente, la presa 172 es extraíble, es decir, desmontable, de modo que dicha presa 172 puede reemplazarse, o repararse, en particular debido al desgaste que se produce en contacto con el vidrio, facilitando por lo tanto el mantenimiento del horno 10 híbrido.

[0160] La presa 172 está realizada, por ejemplo, de metal o aleación no refractaria, pudiendo entonces enfriarse dicha presa 172 mediante un circuito de enfriamiento del fluido refrigerante (no mostrado), en particular un circuito del tipo camisa de agua.

[0161] Alternativamente, la presa 172 se fabrica de material refractario, cerámica de forma típica, por ejemplo, un “AZS” (acrónimo de alúmina-circonio-sílice) refractario electrofundido o un metal refractario tal como molibdeno.

[0162] Ventajosamente, la presa 172 está montada para moverse de forma vertical y permitir que la profundidad de inmersión en el baño 130 de vidrio se ajuste de modo que la sección del paso del vidrio fundido, denominada zona 180 de recolección (o extracción), ubicada por encima del fogón 150, pueda variar según el ajuste de la profundidad de la presa 172.

[0163] El dispositivo 170 de separación comprende además al menos un medio 174 de separación para separar la atmósfera de la zona 100 de fusión y la atmósfera de la zona 200 de refinado y homogeneización que comprende, en particular, gases de combustión.

[0164] Preferiblemente, el medio 174 de separación es una cortina que constituye un elemento unido a la superestructura del horno 10 híbrido.

[0165] El conjunto de bloques en contacto con el vidrio se denomina convencionalmente “subestructura”, y la “superestructura” son todos los materiales dispuestos por encima de la subestructura.

[0166] El material de la superestructura, que está por encima de los bloques de tanque de la subestructura y que no está en contacto con el vidrio sino con la atmósfera dentro del horno, es generalmente de una naturaleza diferente de la de los bloques de tanque de la subestructura.

[0167] Aunque el material utilizado para la superestructura sea idéntico al de la subestructura, por ejemplo, en el caso de una parte superior caliente, estas dos partes de un estructura de horno generalmente se distinguen entre sí.

[0168] Alternativamente, los medios 174 de separación consisten en una parte de la superestructura, por ejemplo, un tabique doble en forma de U que desemboca fuera.

[0169] Ventajosamente, la presa 172 se monta entonces entre las dos alas de la “U” del tabique, o en la porción inferior hueca que las conecta.

[0170] Preferiblemente, la presa 172 y la cortina atmosférica 174 que forman el dispositivo 170 de separación son elementos independientes estructuralmente separados.

[0171] Preferiblemente, la cortina 174 no está en contacto con la superficie de vidrio sino que está en contacto con la presa 172 para establecer dicha separación, estando la cortina 174 ubicada, por ejemplo, detrás, como se muestra en la figura 1, es decir, aguas abajo de la presa.

[0172] Alternativamente, el tabique 174 está ubicado por delante, es decir, aguas arriba de la presa 172 o ubicado en el mismo plano vertical.

[0173] Alternativamente, la presa 172 y la cortina 174 se fabrican de una sola pieza, garantizando por lo tanto una doble función, por un lado, la primera función de separar el vidrio entre la zona 100 de fusión y la zona 200 de refinado y homogeneización y, por otro lado, la función de separar la atmósfera de la zona 100 de fusión con una parte 140 superior fría y la atmósfera de la zona 200 de refinado y homogeneización con una parte 240 superior caliente. En la realización mostrada en las figuras 1 y 2, el horno 10 híbrido comprende ventajosamente una pared baja 260 que está dispuesta en dicha zona 230 de inversión de bucle.

[0174] Preferiblemente, la pared baja 260 se extiende de forma vertical desde el fogón 250 de la zona 200 de refinado y homogeneización.

[0175] Como se muestra en la figura 1, la pared baja 260 comprende una parte superior que, sumergida por debajo de la superficie S del vidrio, determina el paso del vidrio desde el primer bucle 210 de convección, denominado bucle de recirculación aguas arriba, hacia el segundo bucle 220 de convección, denominado bucle de recirculación aguas abajo. Preferiblemente, el horno 10 híbrido comprende medios de modulación (no mostrados) tales como refuerzo eléctrico y/o burbujeadores que, dispuestos en la zona 200 de refinado y homogeneización, pueden modular la convección de dichos bucles 210, 220 para facilitar la operación de fabricación del vidrio.

[0176] Ventajosamente, los medios de modulación comprenden, por lo tanto, un refuerzo eléctrico, es decir, un medio de calentamiento eléctrico adicional que comprende electrodos y/o burbujeadores, es decir, un sistema para inyectar al menos un gas, tal como aire o nitrógeno, en el fogón, cuyas burbujas crean entonces un movimiento hacia arriba del vidrio.

[0177] Preferiblemente, el horno 10 híbrido comprende al menos una variación 270 de la profundidad, con respecto a la superficie S del vidrio, de un fogón 250 ubicado en la zona 200 de refinado y homogeneización.

[0178] La variación 270 de la profundidad está ubicada en la parte que comprende el primer bucle 210 de convección y/o en la parte que comprende el segundo bucle 220 de convección.

[0179] Ventajosamente, la variación 270 en la profundidad del fogón 250 está constituida, por ejemplo, por al menos una elevación, o incluso por varias elevaciones que se muestran en la figura 1.

[0180] Alternativamente, la variación 270 en la profundidad del fogón 250 está constituida por al menos un cambio de nivel. La elevación que forma la variación 270 de la profundidad del fogón 250, es decir, en la presente memoria una reducción de la profundidad, está constituida, por ejemplo, por al menos un escalón 272, o incluso dos escalones. La variación 270 de profundidad puede ser más o menos gradual, por ejemplo, a través de una sección 274 recta en el caso de los dos escalones 272 ubicados aguas arriba de la pared baja 260, o alternativamente a través de una sección inclinada 276 como se muestra, por ejemplo, en el caso del escalón 322 ubicado aguas abajo de la pared baja 260, en la unión de la zona 200 de refinado y homogeneización y la zona 300 de enfriamiento de vidrio.

[0181] Preferiblemente, la zona 300 de enfriamiento también comprende, por lo tanto, una variación 370 de profundidad que está formada por una elevación.

[0182] Como se muestra en la figura 1, la variación 370 de profundidad en la zona 300 de enfriamiento comprende, por ejemplo, el escalón 322, ubicado en el cuello 320, al que conduce la unión inclinada 276 desde el fogón 250, y otro escalón 332, que está ubicado en el acondicionador 330 aguas abajo del escalón 322.

[0183] El escalón 322 también está conectado de forma gradual al otro escalón 332 mediante una parte inclinada 376 que está ubicada en la unión entre el cuello 320 y el acondicionador 330.

[0184] Alternativamente, las partes rectas e inclinadas que se acaban de describir con referencia a la figura 1 podrían invertirse entre los escalones 272, por un lado, y los escalones 322, 332, por otro lado, o bien solo de uno y del mismo tipo, es decir, rectos o inclinados.

[0185] Como se muestra en la figura 1 y como se acaba de describir con los escalones 322 y 332 sucesivos, la zona 300 de enfriamiento comprende un fogón 350 que está configurado de modo que la profundidad con respecto a la superficie S de vidrio disminuye de forma gradual desde aguas arriba hasta aguas abajo, desde la pared baja 260.

[0186] Según una tercera característica de la invención, el horno 10 híbrido comprende, aguas abajo de la zona 200 de refinado y homogeneización, dicha zona 300 para enfriar el vidrio por el atraviesa el segundo bucle 220 de convección, denominado bucle de recirculación aguas abajo.

[0187] La zona 300 de enfriamiento está formada por un tanque 310 de acondicionamiento que se comunica con al menos un canal 400 de flujo destinado a suministrar vidrio de alta calidad, una zona de formación (no mostrada) ubicada aguas abajo.

[0188] Ventajosamente, el tanque 310 para acondicionar la zona 300 de enfriamiento comprende, desde aguas arriba hasta aguas abajo, un cuello 320 y a continuación un acondicionador 330.

[0189] Ventajosamente, la atmósfera de la zona 200 de refinado y homogeneización y la atmósfera más fría de la zona 300 de enfriamiento están separadas entre sí por una pantalla térmica 360, tal como un tabique que se extiende verticalmente desde una parte superior 340 hasta las proximidades de la superficie S del vidrio, preferiblemente sin templar el vidrio.

[0190] Ventajosamente, en cualquier plano vertical transversal al eje mediano longitudinal A-A' del horno, existen en el tanque 310 de acondicionamiento puntos del vidrio que tienen una componente de velocidad longitudinal que va desde aguas abajo hasta aguas arriba.

[0191] Después del tanque 310 de acondicionamiento, no hay ninguna corriente de retorno en el canal 400 de flujo destinado a suministrar vidrio a la zona de formación; dicho de otro modo, el flujo del vidrio en el canal 400 es un flujo de “pistón”. Ventajosamente, el horno 10 híbrido según la invención puede suministrar un vidrio de alta calidad que tiene menos de 0,1 burbujas por litro, preferiblemente menos de 0,05 burbujas por litro, tal vidrio de alta calidad adecuado más particularmente para suministrar a una unidad de vidrio flotado sobre un baño de metal fundido.

[0192] El horno 10 híbrido para fabricar vidrio según la invención preferiblemente suministra a una unidad de vidrio flotado sobre un baño de metal fundido, por ejemplo estaño, destinado a la fabricación de vidrio plano.

[0193] La invención también se refiere a un método para fabricar vidrio en un horno 10 híbrido del tipo que se acaba de describir con referencia a las figuras 1 y 2.

[0194] Por lo tanto, el método de fabricación según la invención comprende sucesivamente las etapas de:

[0195] (a) - fundir una mezcla vitrificable en una zona de fusión eléctrica con parte superior fría para obtener vidrio fundido; (b) - refinar y homogeneizar dicho vidrio fundido en una zona de refinado y homogeneización de parte superior caliente que comprende un primer bucle de convección (denominado bucle de recirculación aguas arriba) y un segundo bucle de convección (denominado bucle de recirculación aguas abajo);

[0196] (c) - enfriar el vidrio en una zona de enfriamiento que, formada por un tanque de acondicionamiento, se atraviesa un segundo bucle de convección.

[0197] Ventajosamente, el método comprende un paso de ajuste (d) que consiste en ajustar la profundidad de la presa móvil 172 que, sumergida en el vidrio, está dispuesta en un cuello 160 que conecta la zona 100 de fusión eléctrica con la zona 200 de refinado y homogeneización, para controlar la velocidad de flujo de vidrio fundido recolectado en la zona 100 de fusión.

[0198] Ventajosamente, el paso de ajuste (d) hace posible variar la cantidad de vidrio fundido que pasa desde la zona 100 de fusión eléctrica hasta la zona 200 de refinado y homogeneización, por ejemplo, como una función de la extracción. La presa 172 también permite que el vidrio fundido se recolecte en la parte inferior de la zona 100 de fusión eléctrica de superficie fría, en las proximidades del fogón 150.

[0199] Por lo tanto, el vidrio se extrae de la zona amortiguadora 134 de baja convección.

[0200] Después del paso de enfriamiento (c) en el tanque 310 de acondicionamiento, el vidrio fluye hacia un canal 400 de flujo destinado a suministrar vidrio de alta calidad a una unidad de vidrio flotado.

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES

1. Un horno (10) híbrido para fabricar vidrio, en particular para suministrar una unidad de vidrio flotado sobre un baño de metal fundido, comprendiendo dicho horno (10) híbrido, desde aguas arriba hasta aguas abajo: - una zona (100) de fusión eléctrica con una parte (140) superior fría que comprende electrodos (110) para fundir una mezcla vitrificable para obtener un baño (130) de vidrio, estando dichos electrodos (110) dispuestos en la superficie para sumergirse en dicha mezcla vitrificable, comprendiendo dicha zona (100) de fusión eléctrica una zona de baja convección, denominada zona amortiguadora (134), situada entre el extremo libre de dichos electrodos (110) de inmersión y un fogón (150) de la zona (100) de fusión, estando configurada dicha zona (100) de fusión para tener, por debajo de los electrodos (110) de inmersión, una profundidad (P) determinada de un modo tal que se obtenga dicha zona amortiguadora (134) de baja convección, siendo dicha profundidad (P) entre el extremo libre de los electrodos (110) de inmersión y el fogón (150) mayor que 600 mm;

- una zona (200) de refinado y homogeneización con una bóveda caliente que comprende una primera cinta (210) de convección y una segunda cinta (220) de convección; y

- una zona (300) de enfriamiento de vidrio formada por un tanque (310) de acondicionamiento que, atravesado por dicha segunda cinta (220) de convección, se comunica con al menos (400) un canal de flujo.

2. El horno según la reivindicación 1,caracterizado por quedichos electrodos (110) de inmersión se extienden de forma vertical.

3. El horno según las reivindicaciones 1 o 2,caracterizado por quela profundidad (P) es mayor que 800 mm.

4. El horno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela zona (100) de fusión eléctrica y la zona (200) de refinado y homogeneización del vidrio están conectadas por un cuello (160).

5. El horno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel horno (10) híbrido comprende un dispositivo (170) para separar la zona (100) de fusión eléctrica de la zona (200) de refinado y homogeneización que, en particular, puede evitar un retorno del vidrio fundido de la zona (200) de refinado y homogeneización a dicha zona (100) de fusión.

6. El horno según las reivindicaciones 4 y 5 tomadas en combinación,caracterizado por queel dispositivo (170) de separación se coloca a la altura del cuello (160), preferiblemente en el extremo aguas arriba del cuello (160).

7. El horno según la reivindicación 6,caracterizado por queel dispositivo (170) de separación comprende una presa (172) que está sumergida parcialmente en el baño (130) de vidrio.

8. El horno según la reivindicación 7,caracterizado por quela presa (172) está montada de forma verticalmente móvil para permitir ajustar la profundidad de inmersión en el baño (130) de vidrio, de modo que es probable que la sección transversal del paso del vidrio fundido varíe según el ajuste de la profundidad de la presa (172).

9. El horno según una de las reivindicaciones 7 u 8,caracterizado por quela presa (172) es extraíble, es decir, desmontable, para permitir el cambio en caso de desgaste y para facilitar el mantenimiento del horno.

10. El horno según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9,caracterizado por queel dispositivo (170) de separación comprende un medio (174) de separación para separar la atmósfera de la zona (100) de fusión eléctrica de parte superior fría y la atmósfera de la zona (200) de refinado y homogeneización de parte superior caliente.

11. El horno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela primera cinta (210) de convección y la segunda cinta (220) de convección están separadas por una zona (230) de inversión de las cintas (210, 220) determinada por un punto o fuente caliente correspondiente al punto más caliente del vidrio ypor quela zona (200) de refinado y homogeneización comprende al menos un quemador (215) que está dispuesto para obtener dicho punto caliente que determina dicha zona (230) de inversión de las cintas.

12. El horno según la reivindicación 11,caracterizado por queel horno (10) híbrido comprende una pared baja (260) que está dispuesta en dicha zona (230) de inversión de las cintas.

13. El horno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel horno (10) híbrido comprende una variación (270, 370) de la profundidad del fogón (250, 350) con respecto a la superficie (S) del vidrio en la zona (200) de refinado y homogeneización, preferiblemente al menos una elevación (272, 322, 332) o incluso una diferencia de nivel, estando ubicada dicha variación (270, 370) de profundidad en la parte

que comprende la primera cinta (210) de convección y/o en la parte que comprende la segunda cinta (220) de convección.

14. El horno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel horno (10) híbrido comprende medios de modulación tales como “refuerzo” eléctrico y/o burbujeadores que, dispuestos en la zona (200) de refinado y homogeneización, pueden modular la convección de dichas cintas (210, 220) para facilitar la realización de la fabricación de vidrio.

15. El horno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel tanque (310) de acondicionamiento de la zona (300) de enfriamiento comprende, desde aguas arriba hasta aguas abajo, un cuello (320) y a continuación un extremo (330) de trabajo.

16. El horno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por queel horno (10) híbrido puede suministrar vidrio de alta calidad que tiene menos de 0,1 burbujas por litro, preferiblemente menos de 0,05 burbujas por litro.

17. Un método para fabricar vidrio en un horno (10) híbrido según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicho método de fabricación sucesivamente los pasos de:

(a) - fundir una mezcla vitrificable en una zona (100) de fusión eléctrica con una parte superior fría para obtener vidrio fundido;

(b) - refinar y homogeneizar dicho vidrio fundido en la zona (200) de refinado y homogeneización con una parte superior caliente que comprende una primera cinta (210) de convección y una segunda cinta (220) de convección;

(c) - enfriar el vidrio en una zona (300) de enfriamiento que, formada por un tanque (310) de acondicionamiento, se atraviesa por la segunda cita (220) de convección.

18. El método para fabricar vidrio según la reivindicación anterior,caracterizado por queel método comprende un paso (d) de ajuste que consiste en ajustar la profundidad de una presa móvil (172) que, sumergida en el vidrio, está dispuesta en un cuello (160) que conecta la zona (100) de fusión eléctrica a la zona (200) de refinado y homogeneización, para controlar la velocidad de flujo de vidrio fundido tomado de la zona (100) de fusión eléctrica.