FR2951156A3 - Perfectionnements apportes au controle de la convection du verre dans un four de verre equipe d'un corset - Google Patents

Abstract

Four de verre plat, en particulier four de verre flotté, comprenant : une voûte équipée de moyens de chauffage, une sole (2) constituant le fond d'une cuve contenant un bain (3) de verre en fusion, un corset (4) de largeur réduite déterminant une partie aval (5) et une partie amont (6) dans la cuve, une sortie par laquelle est évacué le verre en fusion, une boucle de recirculation aval (C) du verre en fusion se formant dans le bain entre une zone interne du four plus chaude et la sortie à une température moindre, cette boucle traversant le corset ; le four comporte un moyen (M) de réglage de la largeur de passage du verre dans la boucle de recirculation aval, ce moyen de réglage étant plongé dans le bain et s'étendant verticalement sur la majeure partie de la profondeur du bain.

Description

PERFECTIONNEMENTS APPORTES AU CONTROLE DE LA CONVECTION DU VERRE DANS UN FOUR DE VERRE PLAT EQUIPE D'UN CORSET. L'invention est relative à des perfectionnements apportés au contrôle de la convection du verre dans un four de verre plat, en particulier un four de verre 5 flotté, four du genre de ceux qui comprennent : - une voûte équipée de moyens de chauffage, - une sole constituant le fond d'une cuve contenant un bain de verre en fusion, - un corset de largeur réduite déterminant une partie aval et une partie amont dans la cuve, lo - une sortie par laquelle est évacué le verre en fusion, une boucle de recirculation aval du verre en fusion se formant dans le bain entre une zone interne du four plus chaude et la sortie à une température moindre, cette boucle traversant le corset.

15 L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, un four pour verre clair ou ultra-clair.

La boucle aval de recirculation, également appelée courroie aval, crée des problèmes aux industriels producteurs de verre plat. La convection du verre 20 dans cette courroie, notamment dans les fours de verre flotté, accentue la corrosion des réfractaires de la paroi interne du four, en particulier les blocs d'angle, ce qui conduit à une dégradation de la qualité du verre. De plus, la consommation énergétique du four augmente avec le débit de la courroie.

25 Le corset, sorte de cuve de largeur réduite par rapport aux parties de cuve amont (le four) et aval (le bain de travail) vise notamment à réduire l'effet de courroie, mais les blocs d'angle réfractaires situés à l'entrée du corset sont soumis à une forte corrosion, néfaste pour la qualité du verre.

30 En outre, lors de la production de verre clair ou extra-clair, la courroie de convection est accélérée par l'effet thermodynamique renforcé par la très forte conduction thermique du verre. Le débit de verre recirculé est donc fortement augmenté. De plus le verre est en moyenne plus chaud. La corrosion augmente avec la vitesse et la température. 35 L'invention a pour but, surtout, d'améliorer le contrôle de la convection du verre dans la boucle ou courroie de recirculation aval afin de réduire la corrosion des réfractaires, en particulier des blocs d'angle, et/ou de réduire la consommation énergétique du four tout en assurant la qualité du verre.

Selon l'invention, un four du genre défini précédemment, est caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de réglage de la largeur de passage du verre dans la boucle de recirculation aval, ce moyen de réglage étant plongé dans le bain et s'étendant verticalement sur la majeure partie de la profondeur du bain.

io Avantageusement, la partie immergée du moyen de réglage s'étend sur au moins deux tiers de la profondeur du bain, à partir de la surface.

De préférence, la partie la plus profonde du moyen de réglage est en contact avec le courant de retour de la boucle. Le moyen de réglage de la largeur de passage du verre est généralement situé dans la zone amont du corset, en particulier à l'entrée amont du corset.

Le moyen de réglage de la largeur de passage du verre peut comprendre au 20 moins un élément plat vertical creux refroidi, en particulier à l'eau, plongé dans le bain de verre en fusion. Avantageusement l'élément plat creux est métallique. Il peut comporter des tubes où circule le fluide de refroidissement.

Le moyen de réglage de la largeur de passage du verre peut n'être refroidi que 25 sur une fraction seulement de sa hauteur, la partie la plus profonde en contact avec le courant de retour de la boucle de recirculation aval n'étant pas refroidie.

Selon une autre possibilité, le moyen de réglage de la largeur de passage du verre comprend au moins une plaque verticale en matériau réfractaire. Avantageusement le moyen de réglage de la largeur de passage du verre est réglable verticalement ; il est maintenu par un dispositif de déplacement vertical.

35 Le moyen de réglage de la largeur de passage du verre peut être réglable latéralement, en particulier par rotation autour d'un axe vertical.

De préférence, au moins un moyen de réglage de la largeur de passage du 15 30 verre est disposé de chaque côté du four, les moyens de réglage étant symétriques l'un de l'autre par rapport à un plan vertical longitudinal médian du four.

s Ainsi, selon l'invention, une restriction transversale en largeur de la courroie aval est créée. Cela présente l'avantage de permettre de contrôler la largeur du passage du verre dans le corset. La réalisation de cette restriction transversale peut se faire avec différents équipements, préférentiellement métalliques et refroidis à l'eau sur tout ou partie de l'équipement, ou en réfractaire. i0 L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence au dessin annexé, mais qui n'est nullement limitatif. Sur ce dessin : Fig. 1 est une coupe schématique verticale longitudinale partielle au niveau du corset d'un four de verre plat selon l'invention, et

Fig. 2 est une vue schématique de dessus, par rapport à Fig.1, du corset et du 20 bain de verre en fusion.

En se reportant à Fig. 1 et 2 du dessin annexé, on peut voir une partie d'un four de verre plat comportant une voûte 1 équipée de moyens de chauffage, notamment formés par des brûleurs B, et une sole 2 constituant le fond d'une 25 cuve contenant un bain 3 de verre en fusion.

Le four comporte un corset 4 de largeur réduite déterminant une partie aval 5 (à droite sur Fig.1) et une partie amont 6 (à gauche sur Fig.1) dans la cuve. Le sens à considérer pour définir l'amont et l'aval est celui qui va de la zone 30 interne du four située sur la gauche de Fig.1, vers la sortie située à droite. Les parois latérales du four convergent dans la zone 7 (Fig.2) voisine de l'entrée du corset et divergent dans la zone 8 (Fig.2) tournée vers la sortie (non représentée) du four, par laquelle est évacué le verre en fusion.

35 Entre la zone interne du four plus chaude, située sur la gauche des Fig. 1 et 2, et la sortie se trouvant à une température moindre, une boucle de recirculation aval C du verre en fusion se forme. Le verre liquide circule dans cette boucle selon le sens d'horloge pour la représentation de Fig.1 et 2. Les couches 15 supérieures du bain se déplacent vers la sortie, c'est-à-dire vers la droite, selon un courant aller de convection FI schématisé par une flèche, tandis que les couches inférieures, voisines de la sole 2, se déplacent vers la zone interne, c'est-à-dire vers la gauche, selon un courant retour de convection F2 schématisé par une flèche. Une ligne (imaginaire) de séparation S se trouve entre les courants aller et retour. La boucle C traverse le corset 4.

Les courants de convection aller et retour provoquent une corrosion de la paroi réfractaire interne du four, en particulier au niveau des blocs d'angle G, H à l'entrée et à la sortie du corset 4. La corrosion, de même que la consommation énergétique du four, augmente lorsque la vitesse des courants de convection du verre dans la boucle C augmente, et inversement diminue lorsque cette vitesse diminue.

is Selon l'invention, on provoque une diminution de la vitesse des courants aller FI et retour F2 de la boucle de recirculation C en créant une restriction transversale E (Fig. 2) de préférence dans la zone d'entrée du corset 4. Cette restriction transversale permet de contrôler la largeur du passage du verre dans le corset 4 et ainsi de réaliser une adaptation aux différentes couleurs de verre 20 ou aux niveaux de production du four dont le corset 4, défini à la conception et réalisé en réfractaire, n'est pas réglable par définition.

La restriction transversale E est réalisée avec un moyen de réglage M de la largeur de passage du verre, dans la boucle C de recirculation aval, sur la 25 majeure partie de la hauteur du bain (Fig. 1). La partie immergée du moyen de réglage s'étend sur au moins deux tiers de la profondeur du bain, à partir de la surface.

De préférence, la distance D (Fig.1) entre le bord inférieur du moyen de 30 réglage M et la sole 2 est inférieure à la distance J entre la sole et la ligne de séparation S entre le courant aller FI et le courant retour F2. II en résulte que la partie inférieure du moyen de réglage M plonge dans le courant de retour F2.

En général, un moyen de réglage M est disposé de chaque côté du four 35 (Fig. 2), les moyens de réglage M étant symétriques l'un de l'autre par rapport à un plan vertical longitudinal médian V du four.

Chaque moyen de réglage M comprend avantageusement au moins un élément plat vertical creux 9, schématiquement représenté sur Fig. 1 et 2 par un contour rectangulaire, refroidi à l'eau admise par une canalisation d'entrée 9a et évacuée par une canalisation de sortie 9b pour céder sa chaleur à l'extérieur. L'élément plat 9 est plongé dans le bain de verre en fusion en permanence. Cet élément plat 9 creux est de préférence métallique. Il peut être réalisé avec une série de tubes d'axes verticaux parallèles situés dans un même plan, dans lesquels circule l'eau de refroidissement. Le refroidissement de l'élément plat 9 peut être réalisé sur toute sa hauteur ou sur une partie seulement de cette hauteur. De préférence, la partie la plus profonde 9p (Fig. 1) en contact avec le courant de retour F2 n'est pas refroidie.

Selon une variante, le moyen M de réglage de la largeur de passage du verre peut être réalisé sous forme d'une plaque verticale en matériau réfractaire.

L'introduction des équipements constitués par les moyens de réglage M s'effectue de manière symétrique dans le corset, soit par les piédroits, soit par la voûte. Chaque moyen de réglage M est maintenu par un système mécanique 10 prévu pour permettre le réglage vertical du moyen M afin d'ajuster ce moyen M par rapport à la ligne de séparation S des courants aller et retour.

De plus, il est important de pouvoir ajuster la position latérale des moyens M par rapport à la cuve. Avantageusement, lorsque le moyen M est constitué par un élément plat 9 vertical, de type plaque, cet élément plat est monté rotatif autour d'un axe géométrique vertical 11 situé vers l'extrémité amont de l'élément plat 9. La rotation de l'élément plat 9 autour de cet axe 11 crée un angle par rapport à l'écoulement du verre et assure la réduction de la largeur E entre les extrémités aval 12 des éléments plats 9. On assure ainsi la réduction de la largeur de la section de passage du verre aussi bien pour le courant aller que pour le courant retour.

Les moyens M de réglage de la largeur sont placés de préférence à l'entrée du corset 4 afin d'assurer la réduction du débit de verre au plus près des parois réfractaires et/ou de réduire aussi la température du verre au plus près de ces mêmes réfractaires, dont la corrosion est ainsi réduite. L'installation de tels équipements refroidis, préférentiellement à l'eau, n'est pas incompatible avec le fonctionnement général du four de fusion. En effet, le corset 4 est aussi utilisé pour refroidir fortement et rapidement le verre entre la35 zone de fusion-affinage en amont, et le bassin de travail en aval.

En complément, on peut prévoir un barrage transversal 13, perpendiculaire à l'écoulement du verre constitué par un dispositif refroidisseur métallique refroidi à l'eau et installé verticalement de manière à plonger sur une profondeur réduite dans le bain de verre en fusion 3, en restant à distance 14 au-dessus de la limite S de séparation entre le courant aller et le courant retour. La distance 14, de préférence supérieure au tiers de la profondeur du bain, est suffisante pour éviter que le courant aller FI compresse verticalement le io courant de retour F2, ce qui perturberait la convection et augmenterait le risque de défaut dans le verre. Le barrage vertical 13 s'étend suivant toute la largeur du corset 4.

La solution de l'invention permet de réduire la convection du verre en fusion en 15 réduisant la section de passage dans le corset tout en maintenant une épaisseur de verre aller et retour suffisante, et en évitant ainsi de perturber la convection et d'augmenter le risque de défaut dans le verre. La solution de l'invention est particulièrement intéressante pour la production de verre clair ou extra clair. 20

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Four de verre plat, en particulier four de verre flotté, comprenant : 5 - une voûte équipée de moyens de chauffage, - une sole (2) constituant le fond d'une cuve contenant un bain (3) de verre en fusion, - un corset (4) de largeur réduite déterminant une partie aval et une partie amont dans la cuve, io - une sortie par laquelle est évacué le verre en fusion, une boucle de recirculation aval (C) du verre en fusion se formant dans le bain entre une zone interne du four plus chaude et la sortie à une température moindre, cette boucle traversant le corset, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (M) de réglage de la largeur de 15 passage du verre dans la boucle de recirculation aval, ce moyen de réglage étant plongé dans le bain et s'étendant verticalement sur la majeure partie de la profondeur du bain.
2. 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie la plus profonde 20 (9p) du moyen (M) de réglage est en contact avec le courant de retour (F2) de la boucle.
3. 3. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (M) de réglage de la largeur de passage du verre est situé 25 dans la zone amont du corset (4), ou à l'entrée amont du corset (4).
4. 4. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (M) de réglage de la largeur de passage du verre comprend au moins un élément plat creux vertical (9) refroidi, en particulier à l'eau, 30 plongé en permanence dans le bain de verre en fusion.
5. 5. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen (M) de réglage de la largeur de passage du verre est refroidi sur une fraction seulement de sa hauteur, la partie la plus profonde (9p) en contact avec le courant de retour de 35 la boucle de recirculation aval n'étant pas refroidie.
6. 6. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (M) de réglage de la largeur de passage du verre est réglableverticalement.
7. 7. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (M) de réglage de la largeur de passage du verre est réglable 5 latéralement.
8. 8. Four selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen (M) de réglage de la largeur de passage du verre est réglable latéralement par rotation autour d'un axe vertical (11).
9. 9. Four selon la revendication 8, dans lequel le moyen (M) de réglage est constitué par un élément plat (9) vertical, caractérisé en ce que cet élément plat (9) est monté rotatif autour d'un axe géométrique vertical (11) situé vers l'extrémité amont de l'élément plat (9). 15
10. 10. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un moyen (M) de réglage de la largeur de passage du verre est disposé de chaque côté du four, les moyens (M) de réglage étant symétriques l'un de l'autre par rapport à un plan (V) vertical longitudinal médian 20 du four. 8 i0