Brevet FR2007621A1 — publié le 19700109

i 2007621 La présente invention a trait aux procédés et appareils pour l'étirage du verre. On sait qu'il existe deux méthodes fondamentales d'étirage du verre, l'une étant celle de l'étirage de bas en haut dans laquelle une masse de verre est étirée vers le 5 haut contre la force de gravité, tandis que l'autre méthode est celle de l'étirage de haut en bas, dans laquelle le verre s'écoule vers le bas, ce qui permet de tirer parti de la pesanteur. De nombreuses tentatives ont été faites pour réaliser l'étirage descendant. Dans le procédé que l'on peut considérer 10 comme étant le plus efficace, le verre, introduit dans le creux d'un ajutage en forme de gouttière de manière à former un bain dans cette gouttière, sort par écoulement ou trop-plein par dessus les bords opposés de celle-ci en deux nappes qui se rejoignent à la base de la gouttière pour former une feuille. Parmi des exem-15 pies concernant l'art antérieur, on peut citer les brevets américains N° 1 872 550 au nom de Allen, H° 3 148 949 au nom de Dockerty et al., et W° 5 338 699 au nom dé Dockerty. Les deux premiers brevets précités sont basés sur une pression hydrostatique du verre, que l'on utilise pour alimenter 20 les gouttières respectives, tandis que le troisième et dernier brevet est basé sur l'alimentation directe de l'ajutage à partir de la cuve de fusion du verre. On a tenté de tirer parti du contre-refoulement du verre fondu pour mettre en oeuvre le procédé suivant le brevet 25 Allen, mais le verre obtenu varie en épaisseur d'un bord à l'autre, ce qui constitue un inconvénient majeur. La disposition préconisée par le brevet Dockerty et al, dans laquelle le verre remonte à travers une série de trous ou ouvertures pratiqués dans un ajutage en argile réfractaire, 30 permet d'obtenir du verre de bonne qualité.. Toutefois, l'examen du verre ainsi produit permet de déceler les phases de son élaboration thermique. On voit ainsi des lignes qui correspondent aux ouvertures pratiquées dans l'ajutage. Le verre qui traverse ces ouvertures attaque le matériau réfractaire par érosion et les .35 particules de ce matériau finissent par s'incorporer à la masse de verre. Un inconvénient majeur du procédé proposé par Dockerty et al, en plus de celui déjà évoqué ci-dessus, réside dans le | problème du contrôle de l'épaisseur. Une série d'ouvertures à travers lesquelles le verre s'écoule de bas en haut dans l'aju-40 tage peuvent être prévues pour une certaine température et un BAD ORIGINAL 69 04310 2 2007621 certain débit du verre afin de permettre de réaliser un produit ayant une- épaisseur donnée. Des changements de température et de débit ne peuvent guère être réglés à l'aide*des mêmes ouvertures sans que le ruban de verre obtenu présente des variations d'é-5 paisseur. "3n d'autres termes, il existe un jeu d'ouvertures pour chaque épaisseur de verre, chaque température du verre et chaque débit momentané au verre. Il est impossible d'opérer des changements à l'aide d'un seul ajutage. L'ajutage proposé par Dockerty (troisième brevet pré-10 cité) est réalisé suivant une formule mathématique destinée à produire un écoulement désiré du verre entre une extrémité et l'autre de l'ajutage. Bien que cette solution permette d'obtenir de bons résultats, des matériaux réfractaires du genre utilisé pour la construction de l'ajutage s'usent lorsqu'ils sont en 15 contact avec le verre fondu; par conséquent, tout changement basé sur une équation mathématique sera modifié inévitablement avec le temps et l'usure. Il ne s'agit donc pas là d'une construction idéale. Or, il a été constaté que les défauts propres aux appa-20 reils selon l'art antérieur peuvent être pratiquement éliminés par l'adoption des caractéristiques propres à la présente invention, décrites ci-après.- En effet, selon l'invention, le verre fondu provenant d'une source est amené à l'intérieur d'un ajutage ou "gouttière" 25 présentant une rigole allongée munie de parois intérieures, de bords longitudinaux situés dans un plan horizontal, et de parois extérieures qui se raccordent le long d'une arête suivant un angle de 90° ou de moins de 90°. La gouttière présente une section transversale sensiblement cunéiforme et elle est réalisée 50 en argile réfractaire, par exemple en sillimanite ou matériau analogue, lequel est compatible avec le verre en cours d'élaboration. Le verre fondu est amené dans l'ajutage ou "gouttière" par une conduite d'alimentation percée de plusieurs ouvertures et qui s'étend sensiblement dans le sens longitudinal et axial de 35 la gouttière; la construction et la disposition de cette conduite d'alimentation sont telles que le verre est pratiquement refoulé par extrusion entre la conduite et les parois intérieures de la gouttière. Le verre remplit donc celle-ci, s'écoule par trop-plein par-dessus les bords de celle-ci, puis le long des 40 parois latérales de la gouttière, et les nappes ou latéraux bad original 69 04310 3 2007621 ainsi Jormés se rejoignent au niveau de l'arête inférieure pour former la.feuille de verre. 3n "général, les séries d'ouvertures formées le long de la conduite d'alimentation ont un espacement et des dimensions telles qu'elles assurent un écoulement égal du 5 verre dans la gouttière sur toute la longueur des bords de celle-ci. L'angle formé par la conduite, par rapport à la gouttière entre la source du verre fondu et 1'extrémité de ladite conduite, peut être réglé en vue d'assurer un écoulement correct du verre le long de la gouttière, et aussi pour régler la température et 10 l'épaisseur de la feuille de verre produite. Les ouvertures peuvent présenter des dimensions progressives entre une extrémité de la conduite et l'autre extrémité, afin d'agir sur le déroulement de l'opération. 3n montant cette conduite d'une manière réglable verticalement et d'un bord à l'autre de la gouttière, on 15 peut compenser l'usure du matériau réfractaire et assurer un écoulement correct du verre d'une extrémité à l'autre de cette gouttière. En refoulant le verre par extrusion entre la conduite et les parois intérieures de la gouttière, on a pu constater qu'à l'examen, il n'était pas possible de décéler les phases suc-20 cessives de l'élaboration thermique du verre produit, bien que celui-ci soit passé à travers les orifices de la conduite. Le verre, après formation, est dirigé par des rouleaux de type classique vers un four de recuisson, où il subit effectivement une recuisson avant d'être découpé en vue de son utili-25 sation ultérieure. Sur les dessins annexés: La figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle d'un appareil de formation de'feuilles de verre réalisé conformément à l'invention. 30 La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un aju tage ou "gouttière" et du tube ou conduite d'alimentation suivant la présente invention. La figure 3 est une vue partielle, en perspective, de la gouttière et de la conduite d'alimentation suivant l'invention. 35 figure 4 est une vue en coupe, semblable à celle de la figure 2, relative à une variante de réalisation de la gouttière suivant l'invention. Si l'on se reporte maintenant aux dessins, oh y voit un ajutage ou "gouttière" 10 munie de deux parois extérieures oppo-40 sées convergente 12, 14 qui se terminent par' une arête 16 vers BAD original 69 04310 4 2007621 ■5 laqualle elles convergent. La gouttière 10 présente en outre des parois intérieures convergentes 18, 20 lesquelles, avec les parois extérieures 12, 14, forment des bords longitudinaux 22, 24. Les parois intérieures 18, 20 forment avec des parois d'extrémité 26 5 et 28 une goulotte 30 dans laquelle on introduit du verre fondu en provenance d'une source 32 (voir Figure 1), par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 34. Cette conduite 34 est supportée par les parois d'extrémité 26 et 28 de façon à pouvoir être déplacée et être réglée. La conduite d'alimentation 34 est 10 munie d'une série d'ouvertures 36 à travers lesquelles le verre s'écoule dans la gouttière. Le verre traverse ces ouvertures-36 et il est ensuite refoulé vers le haut entre la conduite d'alimentation 34 et les parois intérieures 18 et 20 de la gouttière. La température et le débit d'alimentation déterminent l'épais-15 seur de la feuille de verre 40 formée au niveau du sommet 16, d'où cette feuille peut être transportée entre l'appareil et un lieu de traitement ultérieur. La gouttière est convenablement supportée par un moufle 42 de façon à maintenir la température du verre aux valeurs 20 désirées et propres à assurer un déroulement correct des opérations. La conduite d'alimentation 34 et les parois d'extrémité 26, 28 sont opportunément supportées, indépendamment l'une de l'autre, de façon à pouvoir être déplacées tant horizontalement 25 que verticalement grâce à toute disposition adéquate, afin de permettre le réglage et/ou le changement de la position relative des parois intérieures 18, 20 de la gouttière et de la conduite d'alimentation 34, selon les différentes conditions qui se présentent lorsqu'on élabore une plaque de verre, et aussi pour 30 modifier ou changer l'épaisseur de cette plaque. Ainsi que l'indiquent les figures 1 à 3, la gouttière est disposée symétriquement par rapport à un axe vertical et le verre est déchargé de bas en haut, d'une façon sensiblement verticale. Si les conditions de température et autres sont favora-35 blés, le verre peut être éloigné de la gouttière de formation suivant un plan horizontal. Une disposition adéquate pour supporter et régler La position relative de la gouttière 10 et de la conduite tubulaire d'alimentation 34 est représentée Jigure 1. Des blocs réfractai-40 res d'extrémité 50, 52 sont suspendus à un support 54 par des BAD ORIGINAL 69 04310 5 2007621 organes 56 articulés sur des consoles 58 auxquelles lesdits blocs d'extrémité 50 et 52 sont fixés, le réglage vertical ,et la position de ces blocs d'extrémité pouvant être réglés à-l'aide de boulons 60. Les blocs d'extrémité sont en outra logés dans des 5 cavités 62, 64 prévues dans la gouttière 10,. de façon à pouvoir y coulisser. Le premier bloc d1 extrémité 50 supporte un tube 66 relié à la conduite tubulaire d'alimentation-34 par une extrémité et à la source de verre fondu 32 à l'extrémité opposée. Un collet annulaire 68 entoure le tube 66 et s'ajuste dans une gorge 70 10 prévue dans le bloc 50, ce qui .permet un réglage entre ce bloc 50 et la source 32. On peut en outre assurer un réglage complémentaire de la position des blocs 50 et 52 en agissant sur des boulons de réglage 72, 74, 76 et 78 coopérant avec différentes plaques et éléments 15 de la structure ou du bâti associés aux blocs 50 et 52, aux organes 56 et aux consoles 58. La gouttière 10 est supportée par des organes pivotant inférieurs 80 supportés à leur tour par des profiles 82 afin de permettre le réglage de la position de la gouttière s'il y a lieu. 20 Les boulons 84 permettent ce réglage en modifiant la position des organes 80 par rapport aux supports 82. La figure 4 représente une gouttière, vue en coupe transversale et désigné en 10A; la construction de cette gouttière est conçue.de façon que la feuille de verre soit formée suivant un 25 certain angle par rapport à la verticale. Par ailleurs, les éléments constitutifs de cette gouttière 10A sont identiques à ceux de la gouttière précédente» La section transversale de la conduite d'alimentation 34 peut éventuellement être différente de la forme circulaire re-30 présentée. Ce qui importe dans cette disposition,, c'est que l'ex-trusion du verre ait lieu sensiblement de bas en haut entre la conduite d'alimentation et les parois intérieures, de l'auge. A l'échelle expérimentale, on a utilisé une -gouttière coulée en sillimanite et "Monofrax-M1!, substance réfractaire à 35 haute teneur en silicate d1alumine, fabriquée.,par la Monofrax Corporation; la longueur intérieure utile de la gouttière était de 380 mm, la conduite d'alimentation étant réalisée en platine et ayant un diamètre interne de 76 mm; cette conduite.comportait des ouvertures de 12,7 x 54 mm, espacées de -3,2 mm entre elles. 40 La conduite tubulaire était, supportée de façon à .former un angle BAD ORIGINAL 69 04310 6 200762.1 de 2° par rapport à. la gouttière. La profondeur interne de la gouttière- était de 120 mm, tandis que sa profondeur externe ^, était dp 248 mm. On a alimenté la gouttièr-e à travers la conduite d'alimentation à raison de 125 kg/h de verre, ce dernier 5- étant éloigné du bas. ou arête inférieure de- la gouttière, sous la forme d'une; feuille de 3 mm d'épaisseur et de 222 mm de lar-: geur, à une vitesse de 1170 mm/mn. L'épaisseur du verre ainsi obtenu était sensiblement uniforme- sur 178 mm da la largeur produite, et la .qualité optique du. verre était satisfaisante. 69 04310 7 200762.1 re?e:idisatioi.'S 1. Un procédé de formation de verre en feuille, caractérisé en ce qu'il comprend les phases qui conuistent: a) à établir un bain de verre fondu dans une gouttière 5 dont les parois internes se terminent le long de bords longitudinaux supérieurs, et dont les parois extérieures convergent et se terminent en formant une arête inférieure; b) à alimenter la gouttière et le bain précités avec du verre fondu provenant d'une source, à travers une conduite qui 10 s'étend sensiblement dans le sens longitudinal de la gouttière, cette conduite présentant des ouvertures d'évacuation pour permettre au verre de s'écouler dans la gouttière; c) à extruder le verre ainsi amené dans la gouttière, entre ladite conduite et les parois internes de la gouttière, 15 afin qu'il remplisse cette gouttière et s'écoule par trop-plein par-dessus ses bords; d) à former des courants distincts de verre fondu de manière à ce qu'ils s'écoulent le long desdites parois extérieures, vers ladite arête; et 20 e) à réunir ces courants distincts de verre fondu, au niveau de ladite arête, pour former une feuille de verre. 2. Un appareil pour étirer du verre dans une direction sensiblement descendante, caractérisé en ce qu'il comprend: a) une source de verre fondu; 25 b) un ajutage ayant une configuration intérieure en forme de gouttière, délimitée par des parois intérieures, et par des parois extérieures qui se terminent en formant une arete inférieure; c) une conduite reliée à ladite source de verre et 30 s'étendant à l'intérieur de ladite gouttière afin de décharger le verre provenant de ladite source dans ladite gouttière; d) plusieurs ouvertures prévues dans cette conduite pour permettre le passage du verre provenant de la source dans la gouttière de telle sorte que le verre passe entre la conduite et 35 les parois intérieures de la gouttière, remplit celle-ci, s'échappe par dessus les bords de la gouttière et s'écoule le long des parois extérieures en formant deux nappas distinctes qui se réunissent au niveau de l'arête pour former une feuille de verre. BAD ORIGINAL 69 04310 8 2007621 3. Un appareil pour étirer le varre dans une direction sensiblement descendante, caractérisé en ce qu'il comprend: a) une source de verre fondu, b) un ajutage dont l'intérieur est en forme de gouttière 5 et qui comprend des parois extérieures qui se raccordent en formant une arête; c) un tuyau relié à ladite source de verre et s'étendant à l'intérieur de la gouttière afin de décharger le verre fondu provenant de ladite source dans ladite gouttière; 10 d) plusieurs ouvertures pratiquées dans la partie infé rieure du tuyau précité pour permettre l'écoulement du verre provenant de ladite source à l'intérieur de l'auge; le verre remplissant ainsi la gouttière s'échappant de celle-ci par-dessus ses bords, puis s'écoulant le long des parois 15 extérieures sous forme de deux nappes qui se rejoignent au niveau de l'arête pour former une feuille de verre. 4. Un appareil pour étirer du -verre dans une direction sensiblement descendante, caractérisé en ce qu'il comprend: a) une source de verre fondu; 20 b) un ajutage ayant une configuration intérieure sensi blement en forme de gouttière, défini par des parois intérieures et par des parois extérieures qui se terminent en formant une arête; c) une conduite reliée à ladite source de verre et 25 s1étendant à l'intérieur de ladite gouttière pour décharger le verre provenant de ladite source dans ladite gouttière; d) plusieurs ouvertures prévues dans la partie inférieure de la conduite pour le passage du verre provenant de ladite source à l'intérieur de la gouttière* 30 le verre remplissant ainsi l'auge, s'échappant de celle- ci par-dessus ses bords et s'écoulant le long des parois extérieures en formant deux nappes qui se réunissent au niveau de ladite arête pour'former une feuille de verre, e) des moyens pour régler la position de ladite conduite 55 par rapport aux parois intérieures de la gouttière afin de permettre le réglage de l'écoulement du verre à partir de cette gouttière, d'une extrémité à l'autre de cette dernière. ^ °Ry$lNAL