Brevet FR2032263A1 — publié le 19701127

La présente invention concerne les fours float utilisés pour la fabrication du verre plat par le procédé appelé "float" dans lequel un ruban de verre fondu ou plastique est supporté et refroidi sur un bain de liquide d'une densité plus élevée que celle du verre. La présente invention concerne également la fabrication du verre plat par le procédé "float". Dans le procédé "float", il est important de contrôler la distribution de la chaleur dans le bain. Si la température du bain varie au hasard, il n'est pas possible d'obtenir une bonne qualité de verre plat ayant des propriétés prédéterminées. Un facteur important est le gradient de température le long du bain dans la direction du mouvement du ruban de verre. La température du bain doit varier suivant une courbe déterminée à partir de l'endroit où le verre est déposé sur la surface du bain en direction de l'autre extrémité du bain afin que le ruban se refroidisse et se solidifie au cours de son avancement. I1 est également nécessaire de tenir la température du bain substantiellement uniforme dans toute section transversale d'au moins une partie du bain. I1 est connu de refroidir le verre par l'action d'echan- geurs de chaleur refroidis par eau situés au-dessus du bain, mais l'action de tels refroidisseurs tend à détsriorer le verre et en particulier a produire des déformations de surface. I1 est également connu d'utiliser des échangeurs de chaleur refroidis à l'eau immergés dans le bain, mais ce système n'est pas satisfaisant à cause de l'action corrosive du liquide du bain qui est usuellement de l'étain fondu En outre, les écharr geurs de chaleur doivent être confines aux zones marginales du bain qui ne sont pas recouvertes par le ruban de verre et, il en résulte des gradients transversaux de température qui ont un effet défavorable sur la surface du verre. Selon une autre proposition antérieure, le refroidissement du bain requis afin d'assurer la solidification du ruban de verre flottant, est obtenu par la circulation d'un liquide réfri- gérant à travers des tubes scellés dans la sole réfractaire de la cuve du "float". Selon la présente invention, un four "float" comporte au moins un conduit par lequel un milieu liquide peut circuler et qui s'étend dans la manière réfractaire de la paroi du tour d'un point du four à un autre,le four étant caractérisé er ce qu'au moins un tel conduit est défini directement par ladite matière ré- fractaire. L'invention inclut également un procédé de fabrication de verre plat par flottage utilisant un four "flot" tel que décrit ci-dessus et dan-s lequel la distribution de chaleur est influencée par la circulation d'un milieu liquide à travers le ou lesdits conduits, un échange de chaleur se produisant entre le liquide en circulation et la matière réfractaire formant ce conduit0 Dans une forme particulièrement avantageuse de l'inventions on réalise ltéchange thermique entre le liquide en circulation et le bain en ménageant les conduits dans des blocs en carbone en contact avec le bain, de telle sorte Que la resistance thermique soit faible entre le liquide en circulation et le bain. Des blocs réfractaires isolants peuvent etre prévus entre les blocs de carbone et la paroi extérieure du four. Dans les formes d'execution plus importantes de l'invention, au moins un conduit est directement défini par la matière réfractaire de la sole0 Ci-après l'invention sera décrite plus particulièrement par rapport aux conduits de la sole, mais il doit être compris que ces conduits peuvent être prévus soit en variante soit additionnellement dans une ou plusieurs des parois réfractaires latérales ou terminales du four0 En général, il est très satisfaisant de former les parois réfractaires d'un four "float" par des blocs réfractaires préfabriqués.Avec une telle construction, on n' a jamais exercé un contrôle thermique du bain par circulation d'un liquide de refroidissement à l'intérieur des blocs, probablement parce que la question de la nécessité de prévoir des tubes pour la circulation du liquide refroidisseur n'a jamais été mise -en doute et parce outil serait difficile d'assurer par contact un échange de chaleur reellement efficace entre le tube et les blocs. De plussssubsisterait le problème de la protection des tubes contre l'action- corrosive du liquide du bain, atteignant les tubes par les joints entre les blocs La présente invention résout ces difficultes. Au moins une paroi réfracttire d'un four selon l'invention peut être et, preferablement, est formée au moins partj.e,lement par des blocs réfractaires dont certains sont pour'fls de perforations, les blocs étant disposés de telle façon que les perforations alignées dans les blocs voisins forment au moins un conduit par lequel le milieu liquide peut circuler et qui s'entend dans la paroi dtun point du four à un autre Lorsque le four est en service le ou les conduits peuvent etre connectés å un ou des circuits alimentes en un milieu liquide de conditionnement thermique afin que ce milieu puisse circuler et influencer la distribution de chaleur dans le bain du "float" par suite de l'échange de chaleur entre le milieu liquide en circulation et le ou les parois du four Par conséquent, l'invention inclut un dispositif pour la fabrication de verre par- flottage -omprenant un four de flottage comme défini ci-dessus, dans lequel le ou lesdits conduits sont connectés à un ou plusieurs circuits alimentés en un milieu de conditionnement thermique. Le milieu de conditionnement thermique peut circuler par thermosyphon sous l'influence d'une différence de température entre des points différents du circuit. Ceci est particulièrement possible lorsque le milieu de conditionnement circulant à travers les conduits dans la matière réfractaire est le liquide du bain prélevé de celui-ci, puis réinfecté dans le bain. Ainsi,-dans un dispositif suivant l'invention, le ou lesdits conduits peuvent communiquer avec l'intérieur du four afin de permettre la circulation du liquide du bain. Au besoin cependant, des moyens peuvent etre prévus, par exemple une ou plusieurs pompes, pour la circulation forcée du milieu ie conditionnement thermique à travers le ou les conduits. I1 est généralement désirable de prévoir de tels moyens de circulation lorsque le milieu de conditionnement est différent du milieu qui constitue le bain de float. Suivant le contre de température à exercer au moyen du liquide en circulation, il peut être nécessaire, dans certains cas, de fournir de la chaleur au liquide en circulation ou d'en extraire,additionnellement a la chaleur qui est'fournie ou extraite en vertu de ltéchange de chaleur avec une ou des parois du four. Pour la fourniture additionnelle ou l'extraction de chaleur, un ou des échangeurs de chaleur peuvent entre utilisés. Usuellement il sera convenable de disposer ce ou ces échangeurs de chaleur à I'extérieur du four, mais en variante ou en addition, il est possible de prévoir un ou plusieurs échangeurs de chaleur à l'intérieur des conduits. D'autre part, un certain contrôle thermique utile est possible en l'absence d'échangeur de chaleur.; Par exemple,simple- ment en faisant circuler le milieu liquide à travers un conduit prévu dans la sole du four, dans une région qu'il convient de refroidir et ensuite dans une région plus froide qutil convient de réchauffer, la différence de température entre les deux régions peut être réduite. Dans le cadre de l'invention, il est évidemment possible de prévoir la circulation d'un milieu liquide de conditionnement thermique simultanément dans des circuits séparés ou relies entre eux (un ou plusieurs de ces circuits comportant un échangeur de chaleur, si nécessaire) et/ou de prévoir un circuit avec des branches en parallèle, et de prévoir des moyens de réglage du débit liquide ou de sa répartition entre des circuits ou des branches de circuit différents,ou encore des quantités de liquide de differentescir- cuits peuvent être mélangées en proportions contrôées. Si un ou des échangeurs de chaleur sont prévus, les moyens de contrôle de circulation peuvent etre disposés de telle manière que le ou les échangeuses de chaleur puissent être contournés si nécessaire; on peut aussi faire varier la proportion du liquide en circulation qui passe par le ou les échangeurs de chaleur. Une seule station de pompage peut être utilisée pour maintenir le liquide en circulation dans deux ou plusieurs circuits Aux endroits où l'on désire éviter la communication entre le bain et le conduit, on peut prévoir des moyens de scellement entre les surfaces des blocs voisins. Par exemple, une bague de scellement peut etre interposée entre au moins une paire de blocs voisins pourvus de perforations alignées, de telle manière que la bague entoure les conduits. Les faces des blocs peuvent avoir des évidements et la bague de scellement peut être disposée partiellement dans ltévidement d'un bloc et partiellement dans l'evi- dement du bloc voisin.Le scellement peut entre obtenu en variante ou additionnellement par l'interposition entre des blocs voisins ou bien entre une bague de scellement et les blocs, d'une matière finement divisée, par exemple de poudre de carbone, qui n'est pas mouillée par le liquide du bain. Un tel moyen de scellement est nécessaire lorsqu'il est essentiel de prévenir tout contact entre lé liquide utilisé comme refroidisseur et le liquide qui constitue le bain de float. I1 est cependant possible d'utiliser comme refroidisseur le meme liquide que celui qui constitue le bain. Dans ce cas, on peut admettre en certains endroits que le liquide du bain pénètre dans les conduits ou l'inverse En fait, Si le bain liquide est utilise lui-meme comme milieu de conditionnement thermique, on peut prélever une ou des quan tités de liquide du bain de façon continue dans au moins une région du four et la réintroduire dans la meme ou une autre région du four après en avoir fait passer au moins une partie par un ou plusieurs conduits s'étendant dans la paroi du four d'un point à un autre, influengant ainsi la température de la matière réfractaire de la paroi du four entre ces points Pour permettre un tel conditionnement thermique en un ou plusieurs points d'au moins une paroi réfractaire formée de blocs réfractaires (préférablement la sole du four), des blocs voisins pourvus des perforations alignées peuvent être espacés afin de placer l'intérieur du four en communication en ces points avec le ou les conduits formés par lesdites perfora tionsO Les ouvertures pour le prélèvement du liquide à liintérieur du four peuvent etre formées par des fentes obtenues par l'espace- ment de rangées de blocs adjacentes à l'endoit du ou des conduits par lesquels on veut faire circuler le liquide dans la paroi ré fractaire. Un écoulement vers le bas du liquide en circulation venant du ou des conduits par l'espacement entre les blocs voisins peut etre évité en interposant des produits ou pièces de scellement dans ledit espacement en dessous du niveau du ou des conduits. Le ou les conduits ménagés dans la matière réfractaire peuvent avoir sur leur longueur des dimensions variables en section, pour y moduler l'action de conditionnement thermique. Tout circuit de milieu de conditionnement thermique peut comporter un système de purification pour l'enlèvement des impu retés du milieu, ceci étant particulièrement utile si le liquide formant le bain de flottage est lui-meme utilisé comme milieu de conditionnement thermique. La distribution de conduits sur toute la surface du four peut etre sélectionnée selon les effets de contrôle thermique requis de cas en cas. Par exemple, les conduits de la sole peuvent s'étendre longitudinalement ettou transversalement au four et n importe quel trou de passage peut s'entendre sur la totalité ou une partie seulement de ltétendue de la sole dans une direction donnée, Pour le momentlla préférence est donnée aux formes d'exécution dans lesquelles le conditionnement thermique implique la cir culation d'un milieu de conditionnement liquide successivement par différents conduits localisés dans des régions différentes sur la longueur du four. Dans un mode exécution facultatif, au moins une paroi du four, et de préférencetau moins la sole comprend au moins un bloc réfractaire pourvu d'un conduit par lequel le milieu liquide de conditionnement thermique peut circuler et ledit conduit est traversé par au moins un organe par lequel le bloc est arrimé à une structure de support Ceci est une possibilité très simple d'arrimer un bloc contre un déplacement, par exemple contre les forces d'Archimède qui existent lorsque le four contient un milieu liquide d'une densité plus élevée que celle du bloc La sole et ou tout autre paroi du four peut comprendre au moins un as sembla- ge de blocs réfractaires avec des perforations alignées formant ensemble un conduit par lequel le milieu de conditionnement thermique peut circuler et qui est également traversé par un organe, par exemple, un profilé ou un tube fixé a un support ou a toute autre structure et servant à maintenir en place ledit assemblage de blocs. Le milieu de conditionnement thermique liquide peut circuler à travers un espace ménagé entre l'organe d'arrimage enfilé dans le conduit et la paroi de ces conduits. Des formes d'exécution de l'invention, selectionnees comme exemples seulement, vont maintenant être décrites avec refe- rence aux figures, dans lesquelles la fig. 1 est une coupe longitudinale à travers le four de flottage la fig. 2 est une coupe transversale d'une partie de la sole du four ; la fig. 3 est une coupe montrant plus en détail un joint de la sole ; la fig. 4 est une vue similaire à la figure 3 d'une variante d'un joint de la sole la fig* 5 est une vue en plan d'une partie du four montrant une partie du système de conditionnement thermique. Le dispositif montre en figure I comprend un four de fusion 1, un four "float" et une galerie de recuisson 3. Le four "float" est formé par une paroi de fond ou sole 4 une voûte 5, des parois latérales 6 et- des parois itextrémité 7 et 8 séparées de la voûte 5 par les fentes 9 et 10. Tous ces organes du four "float" 2 sont construits en matériaux réfractai rets. Une paroi métallique 11 enferme hermétiquement la cuve contenant un bain de matière fondue 12 et formée par la sole 4 les parois latérales 6 et les parois dsextrémité 7 et 8 du four. Du verre fondu du bain 13 du four de fusion s'écoule de ce four par un déversoir 14 entre les rouleaux lamineurs 15 et 16 qui lui donnent la forme d'un ruban de verre 17. Le ruban de verre 17 est ensuite transporté par une se rie de rouleaux de transport 18 à la fente 9 du four "flot" et est déposé sur le bain de matière fondue 12, où son mouvement continue dans la direction indiquée par la flèche X. Le ruban de verre reçoit le poli au feu sur le bain de matière fondue 12 Ce bain 12 peut être formé par un sel fondu, mais il est avantageusement formé par un métal, tel que l'argent ou l'étain ou des alliages de ces métaux. Le ruban de verre avance vers la fente 10 du four ',flOat" d'où il est emmené par les rouleaux 19 dans la galerie de recuisson 3. La sole du four est composée de rangées de blocs réfractaires. La figure 2 montre une partie d'une rangée des blocs 20 disposée transversalement au four. Chaque bloc de la rangée comporte une perforation d'une des faces du bloc à la face opposée et les perforations des blocs qui constituent la rangée transversale sont alignees de manière à constituer un conduit 21 par lequel un milieu liquide de conditionnement thermique peut circuler à travers la sole du four.Aux extrémités de sa perforation chaque bloc est pourvu d'un évidement 22 et dans le joint entre chaque paire de blocs voisins, une bague de scellement 23 est disposée en partie dans ltévidement d'un de ses blocs et en partie dans ltévidement du bloc voisin de façon à sceller le joint et à éviter un écoulement de liquide de l'intérieur du four dans le conduit ou vice versa. Un bloc de la rangée montrée à la figure 2 est pourvu d'une perforation plus étroite afin de former une restriction 21a ; ainsi l'effet de conditionnement thermique n'est pas uniforme le long du conduit 21. Comme montré à la figure 3, le scellement peut etre ame- lioré par la présence d'une substance 24 finement divisée, par exemple de la poudre de carbone, entre les faces contiguës des blocs voisins, et entre ces blocs et la bague de scellement. Cette matière finement divisée peut également être utilisée afin d'empêcher l'écoulement du bain liquide vers le bas entre les rangées voisines de blocs. Des quantités du milieu liquide composant le bain "float" peuvent circuler par le conduit situé dans la sole comme milieu de conditionnement thermique. Dans ce cas, le milieu liquide du bain peut être prélevé en des points choisis de la sole. Par exe ple, certains blocs peuvent être pourvus de perforations mettant en communication le conduit 21 avec la face supérieure du bloc. En variante, aux endroits où le bain liquide doit être prélevé, des blocs voisins peuvent être écartés comme montré à la figure '4, afin de former une fente telle que 25 par laquelle le bain liquide peut s'écouler dans le trou de passage 21. Des pièces telles que la bande 26 peuvent être intercalées entre des blocs voisins en-dessous du niveau des conduits 21 afin de maintenir une distance suffisante entre les blocs. I1 est clair que les formes décrites ae communication entre les conduits de la sole et l'intérieur du four, peuvent être employées non seulement pour permettre llécoulement de liquide du bain vers les conduits, mais également pour permettre le retour du liquide de ces conduits vers le four. Evidemment cependant, ltenlèvement et/ou la réintroduction du liquide dans le four peut être relises en des points n'appartenant pas à la sole du four. Se référant maintenant à la figure 5, on note que du liquide du bain s'écoule en continu de l'intérieur du four par une perforation 27 formée dans un bloc réfractaire de la sole du four et communiquant avec un conduit 21', lequel met ce point en communication avec un côté du four, à l'intérieur des blocs de la sole. Ce conduit est connecté par la conduite 28 dis posée à ltextérieur du four, avec un conduit transversal 21", constitue par les perforations d'une rangée transversale de blocs de sole disposés en aval. Ces conduits 21" ne s'étendent pas sur toute la largeur du four, mais ils se terminent peu avant le milieu du plan longitudinal vertical du four.En ce point, le conduit 21" communique avec une fente 29 définie entre des blocs voisins d'une seule, de deux ou de plusieurs rangées transversales0 La conduite 28 comporte une unité de purification 30 qui enlève à ltétain fondu en circulation par exemple des impuretés, ainsi qutune pompe 31 maintenant la circulation requise. Un autre système de circulation de liquide identique à celui montré à la figure 5 est prévu du côté opposé du plan central vertical longitudinal du four et il est disposé symétriquement par rapport au système montré à la figure 5. Les blocs de chaque rangée transversale peuvent être pourvus de perforations formant un conduit 21 qui s'entend sur la largeur entière du four. Ainsi, le système de conditionnement thermique peut être très simple en raison des conduits multiples ; il peut être utilisé à des moments différents, pour s'adapter à des circonstances différentes, et si, à un moment donné, il est souhaitable d'utiliser seulement une partie de la longueur dgun conduit donné (tel que montré à la figo 5) l'autre partie de ce conduit peut être bloquée. Cependant, il n'est pas essentiel que tous les blocs soient perforés. Si on désire employer un système de conditionnement tel que montre en fig. 5, il peut être suffisant de munir d'une peforation, une petite quantité des blocs de la sole. REVENDICATIONS 1. Four pour utilisation dans la production de verre flotté selon le procédé "float", comportant au moins un conduit par lequel un milieu liquide peut circuler et qui s'étend dans la paroi du four d'un point à un autre, caractérise en ce qu'au moins un tel trou de passage est défini directement par la matière réfractaire de ladite paroi. 2. Four selon la revendication I, caractérisé en ce qu'au moins un tel conduit est défini directement par des matières réfractaires de la sole du four. 3. Four selon les revendications ou 2, caractérisé en ce qutil est formé au moins partiellement par des blocs réfractaires traversés par des conduits1 les blocs étant disposées de telle manière que des trous alignés des blocs voisins forment au moins un conduit par lequel le milieu liquide peut circuler. 4. Four selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un moyen de scellement est prévu entre les faces contigues d'au moins une paire de blocs voisins. 5. Four suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'entre les surfaces contigues d'au moins une paire de blocs voisins comportant des perforations alignées, est disposée une bague de scellement entourant le conduit forme par ces perforations. 6. Four selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' au moins une paire de blocs voisins comportant des perforations alignées sont pourvus d'évidements et qu'une bague de scellement est disposée en partie dans ltévidement d'un bloc et en partie dans l'évidement du bloc voisin. 7. Four selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'une matière finement divisée est interposée entre au moins une paire de blocs voisins afin d'éviter ou de restreindre entre ces blocs ltécoulement de liquide venant de l'intérieur du four. 8. Four selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'une matiere finement divise est interposée entre au moins une bague de scellement et les blocs entre lesquels cette bague est disposée. 9. Four selon l'une des revendications î à 8 caracsérlsé en ce qu'en un ou plusieurs points, lrlntézieur du four est en communication avec un ou des conduits. 10. Four selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte des blocs réfractaires voisins espacés pour mettre l'intérieur du four en communication en ces endroits avec un ou des conduits. 11. Four selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le ou lesdits conduits et l'intérieur du four sont en communication par un circuit dans lequel le milieu liquide pre- levé dans le four y est réinjecté après avoir circulé par le ou lesdits conduits. 12. Four selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour la circulation forcée d'un milieu liquide à travers le ou lesdits conduits. 13. Four selon une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs échangeurs de chaleur sont prévus pour fournir de la chaleur au milieu liquide circulant par le ou lesdits conduits ou pour en extraire. 14. Four selon une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le four comprend au moins un bloc réfractaire pourvu d'une perforation traversée par au moins un organe par lequel ce bloc est arrimé à une structure de support. 15. Procédé pour la fabrication de verre plat par flottage, caFactrisé en ce qu'on utilise un four "float" selon une des revendications 1 à 14 et que la distribution de chaleur est influencée par la circulation d'un milieu liquide & travers le ou lesdits conduits, un échange de chaleur se produisant entre le milieu liquide et la matière formant ce ou ces conduits.