Brevet FR2012485A1 — publié le 19700320

La présente invention se rapporte d'une manière générale à la production de verre flotté et plus particulièrement au traitement d'une masse de verre fondu flottante à partir de laquelle se forme le ruban de verre flotté ainsi qu'à une forme perfectionnée d'élément de mouillage arrière destiné à venir en contact avec cette masse de verre flottante. Une forme classique d'appareil servant à former du verre flotté est représentée et décrite dans le brevet des Etats Unis d'Amérique nO 3.083.551 et, comme expliqué dans ce brevet, la fa- brication du verre flotté par le procédé de flottation consiste à envoyer du verre à une vitesse réglée sur un bain d'un métal fondu et à le faire avancer le long de la surface du bain à l'intérieur d'une "atmosphère de flottage" et dans des conditions physiques et thermiques qui assurent (1) qu'une masse de verre foniu flottante se forme sur le bain, (2) que le verre qui se trouve dans cette masse s'écoule latéralement sans être gené pour forme à la surface du bain une couche flottante de verre fondu dont l'é- paisseur est stable,et (3) que la couche flottante est avancée d'une manière continue sous laforme d'un ruban, le long du bain en étant suffisamment refroidie à mesure qu'elle avance pour permettre de la prendre sans l'ablmer hors du bain à l'aide d'un moyen de transport mécanique. Dans lue brevet des Etats Unis d'Amérique n0 3.083.551 précité, on explique de plus que la masse de verre fondu peut autre formée sur le bain de métal fondu en faisant couler du verre fondu sur la lèvre de coulée d'un avant-corps relativement étroit, s'*ena dant au-dessus de la surface du bain de métal et espacée verticalement de celle-ci de sorte que le verre fondu tombe en chute-libro sur quelques centimètres pour aller sur-le bain ; que la hauteur de la chute et l'emplacement de la lèvre de coulée sont tels querelles assurent qu'un "talon" se forme sur et derrière la masse de verre flotante ; et que ce talon s'étend vers l'arrière sous la lèvre de coulée jusqu'à la paroi d'extrémité du bassin contenant le bain, en mouillant cette paroi d'extrémité et en agissant de manière a protéger la surface du bain se trouvant sous la lèvre de coulée en empechant l'air extérieur d'y accéder. Cependant, dans la pratique réelle, avec un tel agencement, on n'obtient pas toujours l'écoulement latéral voulu du verre dans la masse flottante et on a trouvé que le verre fondu collait à la paroi d'extrémité du bassin contenant le bain,en formant une région stagnante dans la masse flottante de verre fondu qui s'est révélée être l'une des sources des défauts sérieux du verre flotté, y compris celui connu comme "bullesà fond ouvert", dans le verre terminé. Suivant la présente invention, le problème. posé par les bulles à fond ouvert est à peu près complètement résolu, sinon supprimé complètement, et l'opération de flottage est améliorée d'une manière générale en interposant une entretoise ou dispositif d'espacement spécial ou brique de mouillage arrière entre la paroi d'extrémité du bassin contenant le bain de flottation et le talon de la masse flottante de verre fondu et de préférence, en ménageant une surface de contact avec le verre sur cette briqua à laquelle le verre fondu ne colle pas. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre faite en regard du dessin annexé qui donne à titre ex plicatif, mais nullement limitatif, deux formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ce dessin, La Fig. 1 est une vue en coupe' verticale et longitudinale à travers un appareil servant à former le verre flotté, pourvu de la brique-de mouillage arrière selon l'invention La Fig. 2 est une vue partielle, à grande échelle, de l'ensemble formé par la lèvre de coulée., la paroi du bassin et la brique de mouillage arrière de- la Fig. i La Fig. 3 est une vue en perspective partielle d'un pre minier mode de réalisation d'une brique de mouillage arrière selon l'invention ; et La Fig. 4 est une vue semblable à celle de la Fig. 3, représentant une forme plus compliquée de brique de mouillage arrière. Suivant la présente invention, un procédé pour produire du verre flotté dans lequel une masse flottante de verre fondu comportant un talon s'étendant vers l'arrière est formée sur une tartie d'un bain de métal, espacée vers l'avant de la paroi d'ex Jrémi-;;;é arrière dlun bassin contenant ce bain, cette masse flottante formant une couche d'épaisseur stable qui flotte au dessus du bain et qui se dirige vers l'extrémité avant de sortie du bassin, est caractérisé en ce qu'on établit et qu'on maintient un effet cte mouillage arrière dans le ain fondu, dans ladite masse flottante en interposant une brique d'espacement entre la paroi d'extrémité arrière du bassin et la masse flottante et en la disposant de telle sorte que le talon de la masse vienne en contact avec la face avant de la brique et mouille celle-ci. De plus, suivant la présente invention, un appareil servant à produire du verre motté comprenant un bassin contenant un bain de metål fondu et comportant une paroi d'extrémité arrière ainsi que des moyens servant à former une masse flottante de verre fondu présentant un talon s'étendant vers l'arrière sur ce bain et qui est espacée vers l'avant par rapport à la paroi arrière, est caractérisé par une brique d'espacement interposée entre la paroi arrière du bassin et la masse flottante de verre fondu et qui est disposée par rapport à celle-ci de manière à être mouillée par le verre qui se trouve dans son talon. En se reportant plus particulièrement au dessin, on a représenté sur la Fig. 1 un appareil type pour produire du verre flotté, lequel e-st semblable d'une manière générale à celui décrit d:ins le brevet des Etats Unis d'kmérique nO 3.083,551. Dans cet appareil, le verre fondu est fourni par un avant-corps 10 à une lèpre de coulée il suivant une quantité réglée et commandée par ue porte d'ouvreau 12 et ln registre 13. Le courant de verre fondu qui s'écoule à travers la lèvre de coulée il tombe librement sur un bain de métal fondu 14, que contient un bassin 15 et forme une masse flottante de verre fondu 16 à partir de laquelle se forme: une couche flottante d'épaisseur stable 17 qui flotte au dessus du bain et qui se dirige vers l'extrémité de sortie du bassin contentant le bain de flottation, sous a forme d'un ruban continu. Le bain fondu 14 (qui peut être constitué par de l'étain fondu) se trouvant dans le bassin 15 et la chambre d'expansion 21 qui;se trouve au dessus du bain, sont chauffés à l'aide d'une chaleur rayonnante dirigée vers le bas par des appareils de chauffage 22 et une structure de toit 23 enferme la chambre d'expansion pour former une chambre de flottation qui avec un prolongement 24, donne la possibilité de maintenir un certain volume de gaz de protection au dessus des éléments du bain 14 qui sont à découvert sur les c3- tés du ruban de verre, dans la chambre.La structure 23 du toit est pourvue,à des intervalles espacé4 de conduits 25 qui sont reliés par des dérivations 26 à des collecteurs 27 à travers lesquels on introduit un gaz de protection (tel qu'un mélange d'azote et d'hydrogène) dans la chambre d'expansion 21 sous une pression suffisante pour former une chambre de distribution. Le gaz de protection est un gaz qui ne réagit pas chimiquement avec l'étain et ne produit pas d'élément contaminant puur le verre, et l'état de la chambre de distribution empêche l'air atmosphérique d'entrer dans la chambre.de flottation. En réglant avec soin la température, le ruban de verre 17 est refroidi progressivement pendant qu'il flotte sur le bain 14, de sorte qu'au moment où il atteint l'extrémité de sortie de l'appareil, il est devenu suffisamment raide pour qu'on puisse le transférer à un four sur un moyen de transport mécanique tel que des rouleaux de support 30 montés à l'extérieur du bassin 15. Be ruban 17 est avancé le long du bain 14 par l'effort de traction appliqué par les rouleaux de support 30 et, à volonté, par celui d'un rouleau superposé 31, dont certains ou tous peuvent être entraînés à des vitesses calculées pour obtenir l'épaisseur finale voulue dans le ruban. L'appareil servant à produire le verre flotté qui vient d'être décrit est semblable d'une manière générale à ceux qui sont utilisés actuellement d'une manière indftstrielle mais suivant la présente invention,son fonctionnement est notablement amélioré par l'utilisation d'une brique réfractaire 35 disposée dans le bassin 15, transversalement par rapport à celui-ci, entre sa paroi d'extrémité 36 et le talon 37 de la masse flottante de verre fondu 16 formée sur le bain 14 par le courant de verre 38 qui tombe en chute libre. La brique 35 sert, par suite, à espacer le talon 37 de la masse flottante 16,en avant de la paroi d'extrémité 36 du bassin 15, sur une distance égale à la largeur de la brique et du fait que c'est la brique plutôt que la paroi du four qui vient alors en contact avec leverre -du talon 37, elle sert également de brique de "mouillage arrière", et comme telle, elle présente des avantages marqués qui seront décrits plus complètement ci--après. Cependant, en mettant en place une telle entretoise ou une telle brique de mouillage arrière, en particulier lorsqu'on la remplace, la partie inférieure de la brique peut etre mouillée avec du verre pendant son lancement de telle sorte que lorsque la nouvelle brique est en position de fonctionnement, elle peut présenter une surface recouverte de verre dans une région quelconque de la masse flottante 16 qui demeure alors stangnante et on a trouvé que ceci constituait une source de bulles à fond ouvert.Pour empêcher une telle tendance à la stagnation, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la partie inférieure de la brique 35 est réalisée en une matière telle que du carbone ou du graphite, à laquelle le verre ne colle pas et, à volonté, la couverture de carbone ou d'une matière semblable, peut également être étendue sur la face avant de la brique. Sar exemple, comme on le voit en particulier sur la Fig. 3, la partie supérieure 39 de la brique de mouillage arrière 35 selon l'invention peut être en n'importe quelle matière réfractaire pouvant être utilisée dans une"atmosphère de flottation"et elle peut être découpée en forme de queue d'aronde, comme on le voit en 40 pour recevoir une partie inférieure associée 41 en carbone qui recouvre sa surface inférieure. De même, la partie inférieure en carbone peut présenter une forme générale de "L", comme on le voit en 42 sur les Fig 2 et 4 afin de présenter une couverture 43 de la face avant ainsi qu'une couverture de dessous en carbone pour la brique 35. L'effet dit de "mouillage arrière" qui s'effectue dans un appareil pour verre flotté conçu et réglé d'une manière approprié est un effet extrêmement important lorsque l'élément de mouil lage arrière est espacé correctement en arrière de la lèvre de coulée, ayant pour but de mouiller l'élément de mouillage arrière par le verre qui se trouve dans la masse flottante de verre déposée sur le bain d'étain et par l'établissement d'une sorte d'écoulement en spirale du verre fondu, latéralement le long de l'élément de mouillage arrière, lequel écoulement en spirale entratne tout verre dévitrifié qui peut être formé dans la région du talon, vers les côtés de la masse flottante. Cependant, avec les structures antérieures pour le verre flotté dans lesquelles l'élément de mouillage arrière était conss titué par la paroi d'extrémité du bassin contenant le bain, toutes les fois où la paroi du bassin n'était pas espacée d'une manière correcte de la lèvre de coulée, on n'obtenait pas d'effet de mouil- lage arrière satisfaisant et de ce fait, du verre dévitrifié se -or- mait et restait dans la région médiane-de la masse~flottante de verre et apparaissait finalement comme"défaut" dans la région médiane et critique du ruban flotté. De plus, même lorsque l'espacement de la lèvre de la paroi d'extrémité était correct dans une installation initiale conçue pour un verre d'une première composition, on n'obtenait pas d'effet de mouillage arrière satisfaisant lorsqu'on utilisait ensuite l'appareil pour produire du verre flotté d'une composition différente. Par exemple, pour obtenir un effet de mouillage arrière satisfaisant en produisant du verre à forte teneur en fer, du type absorbant la chaleur, on a trouvé qu'il fallait un espacement qui était environ égal à la moitié de celui qui était nécessaire pour obtenir un effet semblable lorsqu'on produit un verre normal.De ce fait, l'établissement d'un espacement entre la paroi du bassin et la lèvre de coulée qui était satisfaisant pour le premier verre ne coizvenait pas pour l'autre verre et un réglage " en vol " entre la lèvre de coulée partant du four à verre et le bassin du bain de flottation était bien,entendu,impossible à réaliser en pratique. A laide de la brique de mouillage arrière selon la présente invention, cependant, on peu obtenir un espacement exact du touillage arrière par rapport à la lèvre de coulée et on peut effectuer facilement toute modification voulue d'espacement sans ruire d'une manière sérieuse au fonctionnement continu du four, simplement en lançant une brique de la largeur voulue et/ ou en remplaçant une brique existante par une brique de largeur diffé rente En mime temps, lorsqu'une brique 35 selon l'invention, telle qu'elle est lancée, est pourvue d'une surface de contact avec le verre à laquelle le verre fondu ne colle pas, on supprime une source gênante de bulles à fond ouvert et l'opération consistant à- former le verre flotté est notablement améliores. il est entendu que le corps de la brique 35 peut être en importe quelle matière réfractaire pouvant être utilisée dans les conditions du verre flotté et que, de même, des matières appropriées autres que des matières carbonées, telles que du nitrure ce bore r qui ne collent pas au- verre fondu, peuvent être utilisées comme revêtement ou couverture pour une telle brique. il va de soi que la présente invention n'a été décrite e. rep-résentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et gugelle est susceptible de diverses variantes sans sortir de on cadre. REDWENDICATI0NE 1. Procédé pour produire du verre flotté dans lequel une masse flottante de verre fondu comportant un talon s'étendant vers l'arrière est formée sur une partie d'un bain de métal espacé vers l'avant de la paroi d'extrémité arrière d'un bassin contenant ce bain et dans lequel la masse flottante forme une couche d'épaisseur stable qui flotte sur le bain et qui se dirige vers l'extrémité de sortie du bassin, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à établir et maintenir un effet de mouillage arrière dans le verre fondu, dans la masse flottante, en interposant une brique d'espacement entre la paroi d'extrémité arrière du bassin et la masse flottante, à une position mettant en contact de mouillage le talon de la masse avec la surface avant de la brique. 2. Procédé pour produire du verre flotté suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'effet de mouillage arrière est établi et maintenu en lançant ladite brique dans le bain de métal et en disposant sa face avant par rapport à la masse flottante de manière à assurer un contact mouillant suffisant entre le talon de la masss et la face avant de la brique. 3. Procédé pour produire du verre flotté suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on interpose une brique d'espacement d'une largeur différente de celle de la première brique pour permettre des modifications des condi- t -tions de fonctionnement, tout en conservant le dit effet de mouillage arrière. 4. Appareil servant à produire du verre flotté et comprenant un bassin contenant un bain de métal fondu et comportant une paroi d'extrémité arrière, un moyen servant à former une masse flottante de ventre fondu présentant un talon s'étendant vers l'arrière sur ledit bain et étant espacé vers l'avant par rapport à la paroI arrière 9 caractérièé en ce qu'une brique d'espacement est interposée entre la paroi arrière du bassin et la masse flottante de verre fondu et qu'elle est disposée par rapport à celle-ci de manière à êtse Illouillée par le verre se trouvant dans son talon. 5. Appareil servit à produire du verre flotté suivant la revendication 4, earactérisé en ce que la surface en contact avec le verre de la dite brique est recouverte d'une matière qui ne coiletpas au verre. 9. Appareil"servant à produire du verre flotté suivant la revendication 5, caractérise en ce que la dite matière recou- vrant la brique est une matière carbonée. 7. Appareil servant à produire du verre flotté suivant l'une quelconque des revendications de 4 à 6, caractérisé en ceque la brique est pourvue d'une couche de carbone à sa partie inférieure. 8. Appareil servant à produire du verre flotté suivant l'une quelconque des revendications de 4 à 6, caractérisé en ce que la brique est pourvue d'une couche de carbone sur sa partie inférieure et sur son côté venant en contact avec le verre. 9. Appareil servant à produire du verre flotté suivant l'une quelconque des revendications de 4-à 8, caractérisé en ce que la brique est pourvue d'une partie supérieure en matière réfractaire et d'une partie inférieure en une matière carbonée, les deux parties étant fixées ensemble par un Joint en queue d'aronde. 10. Appareil servant à produire du verre flotté suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la partie inférieure présente en section droite la forme générale d'un "L" et que la branche de l"'S" recouvre une face voisine de la-dite partie supérieure.