Brevet FR2064454A1 — publié le 19710723

i 2064454 La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif perfectionnés pour la production en continu d'un ruban de verre ayant une épaisseur différente de l'épaisseur d'équilibre obtenu, selon lequel on déverse du verre fondu sur un bain de 5 métal en fusion, on fait avancer le verre sur le bain et on le solidifie par refroidissement. Lorsqu'on déverse du verre fondu sur im bain de métal en fusion, avec un certain débit, et qu'on le "ait avancer en continu à une certaine vitesse sur le bain de métal en fusion, on 10 obtient un ruban de verre ayant une certaine épaisseur d'équilibre fonction de la température du verre fondu. Un procédé pour obtenir un ruban de verre ayant une épaisseur différente de l'épaisseur d'équilibre est de contrôler la température du ruban de verre sur le bain de métal en fusion ou la vitesse d'avancement 15 du ruban de verre. Pour obtenir dans des conditions de fonctionnement stables un ruban de verre ayant une largeur suffisante, il existe cependant certaines limitations en ce qui concerne la température ou la vitesse précitées. Il en résulte qu'il est difficile d'obtenir un ruban de verre ayant une épaisseur diffé-20 rant considérablement de l'épaisseur d'équilibre, 'Pour obtenir un ruban de verre ayant une épaisseur inférieure à l'épaisseur d'équilibre, on a proposé un dispositif dans lequel un rotor entraîné par un dispositif d'entraînement est prévu au-dessus de chaque bord latéral d'un ruban de verre 25 se trouvant encore à l'état plastique et avançant sur le bain, de telle sorte que le rotor tourne dans une direction inclinée sur la direction d'avancement du verre et soit entraîné en contact avec ce ruban, d'où il résulte que le ruban de verre est étiré dans le sens de sa largeur et que son épaisseur est dimi-30 nuée (brevet britannique '1. 085 CTO). Cependant, lorsque le rotor est entraîné sur une partie du ruban de verre qui se trouve à une température relativement basse, le rotor ne coopère pas avec le ruban et il en résulte parfois un certain glissement. De ce fait, la partie latérale du ruban de verre n'est pas éti-35 rée dans la direction de rotation du rotor, et ce dernier ne peut être employé efficacement. De ce fait, la plage des températures du ruban de verre à l'intérieur de laquelle on peut employer un tel rotor est limitée. En conséquence, un but principal de la présente invention 70 37951 2 2064454 est de procurer un procédé et un dispositif permettant de faire tourner un rotor sans glissement, même en coopération avec un ruban de verre ayant, sur un bain de métal en fusion, une température relativement basse. 5 la présente invention vise un procédé pour produire en con tinu un ruban de verre ayant une épaisseur différente de l'é.pais-seur d'équilibre, procédé caractérisé en ce que l'on déverse en continu du verre fondu sous la forme d'un ruban sur un bain porteur de métal en fusion, on fait avancer le ruban de verre fondu 10 sur le bain de métal en fusion, on amène en contact les deux bords latéraux de la surface supérieure du ruban de verre refroidi, mais toujours à l'état plastique, avec des rotors électriquement conducteurs pour ajuster la largeur du ruban de verre, ces rotors faisant un angle prédéterminé par rapport à la direc-15 tion d'avancement du ruban de verre, après quoi on fait passer un courant électrique entre les rotors électriquement conducteurs et le bain de métal en fusion, ce courant étant suffisant pour chaiffer le ruban de verre à une température suffisante pour provoquer une adhérence sans glissement entre le ruban de verre 20 et les rotors, et enfin on prélève du bain de métal en fusion le ruban de verre ayant une certaine épaisseur différente de l'épaisseur d'équilibre. Ici et dans ce qui suit, l'épaisseur d'équilibre d'un ruban de verre est définie comme étant l'épaisseur obtenue en déver-25 sant du verre fondu sur un bain de métal en fusion, en laissant le verre s'étaler librement sous forme de ruban sur le bain de métal en fusion sous l'influence de sa propre gravité et de sa tension superficielle, en le laissant se refroidir et se solidifier tout en avançant dans cet état sur le bain et à le retirer 30 de sur le bain de métal en fusion à une certaine vitesse. Habituellement, cette épaisseur d'équilibre est d'environ 6,8 mm. L'invention est particulièrement utile pour obtenir un ruban de verre ayant une épaisseur inférieure à l'épaisseur d'équilibre, mais elle peut également s'appliquer pour obtenir un 35 ruban de verre ayant une épaisseur supérieure à l'épaisseur d'équilibre. On peut employer tout rotor pouvant tourner autour de son axe et pouvant coopérer avec les bords latéraux du ruban de verre, tout en conduisant l'éleôtricité jusqu'au ruban de verre. On préfère ceux dont la résistance est inférieure à celle d'un ru 70 37951 3 2064454 ban de verre à chauffer. Gomme rotors appropriés, on peut citer ceux réalisés en matériaux réfractaires électriquement conducteurs, par exemple en graphite. Ges rotors peuvent être, soit montés pour tourner autour d'un arbre fixe, soit fixés sur un 5 arbre. Les rotors peuvent être entraînés positivement. Ou bien, ils peuvent n'être pas entraînés eux-mêmes, mais être entraînés par le mouvement du ruban de verre du fait qu'ils sont en contact avec les bords latéraux de ce ruban. Pour garantir la coopération du rotor avec les bords laté-10 raux du ruban de verre, la périphérie du rotor comporte un certain nombre de saillies. Ges saillies ont de préférence la forme de dents de scie et ont un angle de pointe compris entre 10 et 90°. Lorsque l'angle de pointe est inférieur à 10°, les saillies s'enfoncent dans une trop large mesure dans la partie superfi-15 cielle du ruban de vex're plastique et tendent à adhérer de façon excessive à ce ruban. Si d'autre part l'angle de pointe est supérieur à 90°, les saillies ont peine à pénétrer dans la partie superficielle du ruban de verre et il en résulte que les rotors ont tendance à glisser. Il est souhaitable que le nombre de 20 saillies enfoncées dans le ruban de verre soit compris entre 2 et 4. Des exemples préférés de rotors sont décrits dans la demande n° 7 024 229 déposée le 30 Juin 1970. 'Des rotors sont montés au-dessus des deux bords latéraux du 25 ruban de verre. La ligne droite formée par l'intersection de la surface du ruban de verre et d'un plan perpendiculaire à l'axe du rotor doit faire un angLe d'au maximum 45° avec la direction d'avancement du ruban de verre, de préférence un angle compris entre 5 et 45°. 30 II est préférable ^ue chaque paire de rotors des deux côtés du ruban de verre soit dirigée dans sensiblement la même direction suivant sensiblement le même angle. Lorsque l'on désire obtenix*1 un ruban de verre ayant une é-paisseur finale inférieure à l'épaisseur d'équilibre en augmen-35 tant 19. largeur du ruban de verre, les rotors sont montés au-des- -sus des deux côtés du ruban de verre en divergeant selon les angles précités. Dans ce cas, chaque rotor est incliné vers l'extérieur par rapport au sens d'avancement du ruban de verre. 70 37951 4 2064454 D'autre part, si l'on désire obtenir un ruban de verre ayant une épaisseur finale supérieure à l'épaisseur d'équilibre en diminuant la largeur du ruban de verre, les rotors sont disposés sur les deux côtés du ruban de verre en convergeant, (chaque rotor 5 est incliné vers l'intérieur par rapport au sens d'avancement du ruban de verre). Au moment où le ruban de verre sur le bain de métal en fusion est refroidi et se trouve encore à l'état plastique en possédant une viscosité élevée, on amène les rotors électïâquement XO conducteurs en contact avec le ruban de verre et on fait passer un courant électrique entre ce s rotors et le bain de métal en fusion. Dans cette invention, il est important d'employer les rotors lorsque le ruban de verre est à l'état plastique, mais possède une viscosité élevée. De ce fait» il est possible de 15 chauffer le ruban de verre dans les parties qui viennent en contact avec les rotors. Les rotors coopèrent avec le ruban de verre sans glisser et on peut efficacement régler la largeur, autrement dit l'épaisseur, du ruban de verre. Dans cette invention, il est avantageux que les rotors 20 soient amenés en contact avec les bords latéraux d'un ruban de verre maintenus à une température comprise entre 650 et 800°0. Le courant circulant entre les rotors et le bain de métal en fusion peut être un courant continu, ou un courant alternatif, ce dernier étant particulièrement préféré, La puissance électrique va-25 rie en fonction de la température du ruban de verre. Généralement, cette ptiissanee est comprise entre 50 W et 5 kW, et est de préférence égale à environ 1 Irtf par rotor. Dans la plage mentionnée ci-dessus, on peut choisir par des essais la puissance électrique nécessaire pour faire adhérer les rotors au ruban de 30 verre sans glissement. On peut aisément mettre en pratique le procédé de l'invention en employant un dispositif pour produire en continu un ruban de verre ayant une épaisseur différente de l'épaisseur d'équilibre, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte 35 un bain de métal en fusion pour supporter un ruban de verre fondu arrivant par une entrée, le ruban de verre avançant sur le bain en redroidissant, une cuve contenant le bain de métal en fusion, un mécanisme pour régler la largeur du ruban de verre et comportant des arbres et des rotors montés sur ces arbres, la 70 37951 5 2064454 périphérie de ces rotors présentant une pluralité de saillies venant en contact des bords latéraux du ruban de verre, et un cylindre de transfert prévu du côté sortie du bain de métal en fusion pour enlever le ruban de verre, le mécanisme de réglage 5 de la largeur étant prévu sur chacun des bords du bain de métal en fusion, de façon à venir en contact avec les deux bords latéraux de la surface supérieure du ruban de verre refroidi tout en étant encore à l'état plastique, chacun des rotors étant supporté en faisant un certain angle par rapport au sens d'avan-10 cernent du ruban de verre et étant réalisé en un matériau réfrac-taire électriquement conducteur, les rotors et le bain de métal en fusion étant reliés à une source de courant électrique pour chauffer le ruban de verre à une température suffisante pour le faire adhérer aux rotors sans glissement. 25 Pour faciliter la compréhension de i1 inventiorj, on se repor te maintenant au dessin suivant, sur lequel : - la fig. 1 est une vue en plan d'une réalisation du dispositif de l'invention ; - la fig. 2 est une vue en élévation de devant du rotor emr-20 ployé dans le dispositif représenté sur la fig. 1 ; - la fig. 3 est une vue en coupe prise selon la ligne III-III de la fig. 2 ; et - la fig. 4 est une vue en plan représentant une autre réalisation du dispositif selon l'invention. 25 On se reporte maintenant à la fig. 1 ; le verre fondu dans un four de fusion (non représenté) passe à travers une entrée 1 sous forme d'un courant de verre et est déversé sur un bain 2 de métal en fusion, par exemple de l'étain ou un alliage d'étain pour former un ruban de verxe 3» Le ruban de verre avance sur le 30 bain de métal en fusion 2 en étant tiré par un cylindre de transfert 4. Généralement, l'épaisseur d'équilibre d'un ruban. de verre sur un bain de métal en fusion est d'environ 6,8 mm, lorsque les conditions de fonctionnement sont normales et qu'aucune force extéx-ieure ne s'exerce sur le ruban de verre. Pour obtenir un 35 ruban de verre ayant une épaisseur inférieure à l'épaisseur d'équilibre, le ruban de verre 3 est tiré par le cylindre de transfert 4 pour allonger le ruban dans le sens de 1'avancement, et le ruban de verre 3 est allongé dans le sens de la largeur par 70 37951 6 2064454 les rotors 5 qui sont montés au uessus des bords latéraux de la surface supérieure du ruban de verre 3, en eontact avec ce dernier, et qui peuvent tourner librement autour de leur axe. Dans la réalisation représentée sur la fig. 1, trois rotors sont pré-5 vus successivement dans le sens de l'avancement du ruban de verre, de part et d'autre de ce dernier, à des endroits où, en l'absence des rotors, le ruban de verre 3 serait tiré par le cylindre de transfert 4 et aurait sa largeur diminuée. A ce moment, la température du ruban de verre, avec lequel les rotors viennent en 10 contact,est comprise entre 750 et 800°0. Les rotors 5 sont montés sur un dispositif support 6 électriquement isolé de la terre, sur une distance et sous un angle-déterminés. Dans la présente réalisation, la ligne droite formée par l'intersection de la surface du ruban de verre et d1 un plan perpendiculaire à l'arbre du 15 rotor fait un angle vers l'extérieur d'environ 20° avec le sens d'avancement du ruban de verre. Le ruban de verre1 3, dont l'épaisseur a été diminuée de cette façon, est refroidi par un dispositif de refroidissement 7 monté au-dessus du ruban de verre, de façon à éviter,autant que faire se peutftoute déformation ul-20 térieure du ruban de verre 3. Gomme le représentent les fig. 2 et 3, chaque rotor comporte un tronçon d'arbre fixe 8 en un métal électriquement conducteur et une partie tournante 9 en graphite pouvant tourner autour du tronçon d'arbre. Le tronçon d'arbre fixe 8 est une structure tu-25 bulaire double. De l'eau de refroidissement est amenée par le tube interne 8' et évacuée entre les deux tubes. Sur la périphérie de la partie tournante 9, sont prévues un certain nombre de saillies_10 en graphite électriquement conducteur pour agripper le ruban de verre 3 ; une butée 11 est fixée sur le tronçon d'ar-30 bre fixe 8 pour empêcher tout déplacement de la partie tournante 9 dans le sens axial. Le tro&çon d'arbre fixe 8 et la partie tournante 9 sont en un matériau électriquement conducteur. Le tronçon fixe 8 et une électrode 12 immergée dans le bain de métal en fusion 2 sont re-35 liés à une source de courant électrique P par l'intermédiaire de fils conducteurs a et b, comme on le voit sur la fig. 1. On applique une tension continue ou alternative de 30 à 50 Y et il passe un courant de 20 à 30 A. BÂD ORSGIMÂL 70 37951 7 2064454 lorsqu'on, ne fait pas passer de courant électrique, la tera-pérature du ruban de verre 3, avec lequel viennent en contact les rotors 5, est relativement basse, les saillies 10 du rotor 5 ne s'enfoncent pas dans le ruban de verre 3> mais le poussent vers 5 le bas et il en résulte que le rotor 5 ne tourne pas régulièrement. Mais, lorsqu'on applique la tension électrique, un courant électrique circule à travers une partie du ruban de verre 3 qui est proche de la partie avec laquelle vient en contact le rotor 5, et il se dégage par effet Joule une chaleur qui élève la tem-20 pérature d'environ 50 à 100°0. La température du ruban de verre est ainsi élevée à cet endroit, et le rotor 5 adhère aisément au ruban de verre 3 et tourne régulièrement en môme temps qu'avance le ruban de verre. Lorsque la température du ruban de verre 3 s'élève de façon 15 excessive, l'adhérence entre le rotor 5 et le ruban de verre devient supérieure à celle recherchée et le ruban de verre ne se sépare plus du rotor, ce qui empêche le ruban d'avancer. En conséquence, il est nécessaire de régler de façon très précise la température du ruban de verre dans la partie avec laquelle vien-20 nent en contact les rotors. Le réglage ie la température peut être effectué en agissant sur la tension ou l'intensité du courant. Le procédé de l'invention présente l'avantage que ce réglage peut s'effectuer de façon très aisée. A l'endroit du ruban de verre; dont la température est relativement élevée, la tempé-25 rature du ruban de verre dans la partie voisine de celle avec laquelle viennent en contact les rotors est réduite par un dispositif refroidisseur ou l'analogue, et on peut alors employer le procédé de l'invention pour régler soigneusement la température de cette partie du ruban de verre. Ainsi, on peut selon 30 l'invention obtenir un verre plat ayant une épaisseur d'environ 2 mm. Bien qu'il ne soit pas représenté sur le dessin, on peut employer u? dispositif à courant permanent connu ; une source é-lectrique d'un certain courant, par exemple 30 ampères, est re-35 liée au rotor 5 et à l'électrode 12. Lorsque la température de la partie du ruban de verre 3 venant en contact avec le rotor 5 descend, la résistance électrique de cette partie du ruban de verre 3 devient plus importante, et de ce fait la tension électrique s'élève ce qui dégage dans le ruban de verre par effet Joule 70 37951 8 2064454 une chaleur plus grande. Lorsqu'au contraire la température de cette partie du ruban de verre s'élève, l'effet Joule diminue. Il est ainsi possible de régler simplement et facilement le degré d'adhérence entre le rotor 5 et le ruban de verre 3, à sa-5 voir par la température de cette partie du ruban de verre. En outre, lorsque cette partie du ruban de verre 3 qui vient en contact avec le rotor 5 s'approche des bords latéraux du ruban du fait de la réduction de sa largeur, ou du fait d'un mouvement en zig-zag du ruban 3 sur le bain en fusion 2, la chaleur de Joule 10 dégagée devient plus importante du fait que les bords latéraux du ruban de verre ont généralement une température inférieure à celle des autres parties. Ainsi, l'adhérence précitée tend à s'établir et la force tendant à déplacer, dans cette partie/le ruban de verre 3 vers l'extérieur devient plus efficace. En d'autres ter-15 mes, en reliant le rotor 5 et l'électrode 12 à une source électrique à courant permanent, il est possible de maintenir constaiir-te la position du ruban de verre 3. La position du ruban de verre peut être mesurée électriquement en utilisant le fait que cette partie du ruban de verre 3 20 est un corps électriquement conducteur... Ainsi, on peut maintenir constante la position du ruban de verrë'3 en faisant varier la tension et le courant en fonction des résultats de mesure. Si l'on a pris des dispositions pour que, lorsque la largeur du ruban de verre 3 est réduite, la tension ou le courant s'accrois-25 sent automatiquement et que l'effet Joule dans le ruban de verre 3 devienne plus important, il est plus facile d'obtenir une bonne adhérence, et la largeur du ruban de verre 3 est augmentée jpour ramener le ruban à sa position d'origine ; Dans la réalisation précédente, la largeur du ruban de ver-30 re est augmentée par l'emploi de rotors tournant autour d'arbres. Les rotors peuvent être entraînés en rotation par un dispositif de commande. Le procédé de l'invention peut s'appliquer, même si l'on emploie lés rotors pour réduire la largeur du ruban de verre ou contrôler sa position. 35 La fig. 4 représente une réalisation spécifique pour obte nir un ruban de verre ayant une épaisseur supérieure à l'épaisseur d'équilibre en contrôlant l'étalement latéral du ruban de verre. Pour la simplicité de la description,les parties communes à la fig. 1 et à la fig. 3 sont désignées par les mêmes re 70 37951 9 2064454 pères. Le plan de rotation du rotor 5 forme vers l'intérieur un angle d'environ 20° avec le sens d'avancement du ruban de verre 3. Le fonctionnement est le même que celui de la fig. 1, sauf que ce rotor repousse le ruban de verre s1étalant et réduit ainsi sa largeur. La diminution de largeur conduit à une épaisseur plus large du ruban de verre. En conséquence, on peut obtenir par cette réalisation un verre plat ayant une épaisseur de 12 mm. 70 37951 10 2064454 EEiœlDICAIIOUB 1. — Procédé pour produire en continu un ruban de Terre ayant une épaisseur différente de l'épaisseur d'équilibre, caractérisé en ce que l'on déverse en continu du verre fondu sous 5 la forme d'un ruban sur un bain porteur de métal en fusion, on fait avancer le ruban de verre, fondu sur le bain de métal en fusion, on amène en contact les deux bords latéraux de la surface supérieure du ruban de verre refroidi, mais toujours à l'état plastique, avec des rotors électriquement conducteurs pour ajus-10 ter la largeur du ruban de verre, ces rotors faisant un angle prédéterminé par rapport à la direction d'avancement du ruban de verre, après quoi on fait passer un courant électrique entre les rotors électriquement conducteurs et le bain de métal en fusion, ce courant étant suffisant pour chauffer le ruban de verre à une 15 température suffisante pour provoquer une adhérence sans glissement entre le ruban de verre et les rotors, et enfin on prélève du bain de métal en fusion le ruban de verre ayant une certaine épaisseur différente de l'épaisseur d'équilibre. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 20 que les rotors électriquement conducteurs sont amenés en contact avec un ruban de verre ayant une température comprise entre 650 et 850° G. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique une puissance électrique, pour chaque rotor con-25 ducteur, comprise entre 50 W et 5 entre le bain de métal en fusion et les rotors électriquement conducteurs. 4. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rotors sont en contact avec le ruban de verre de telle façon que la ligne droite formée par l'intersection de là sur- 30 face du ruban de verre.et d'un plan perpendiculaire aux arbres de rotors faafie un angle compris entre 5 et 45° par rapport à la direction d'avancement du ruban de verre, 5. - Dispositif pour produire en continu un ruban de verre ayant une épaisseur différente de l'épaisseur d'équilibre, caractérisé en ce qu'il comporte un bain de métal en fusion pour 70 37951 ii 2064454 supporter un ruban de verre fondu arrivant par une entrée, le ruban de verre avançant sur le bain en refroidissant, une cuve contenant le bain oe métal en fusion, un mécanisme pour régler la largeur du ruban de verre et comportant des arbres et des 5 rotors montés sur ces arbres, la périphérie de ces rotors présentant une pluralité de saillies venant en contact des bords latéraux du ruban de verre, et un cylindre de transfert prévu du côté sortie du bain de métal en fusion pour enlever le ruban de verre, le mécanisme de réglage de la largeur étant prévu sur 10 chacun des bords du bain ôe métal en fusion, de façon à venir en contact avec les deux bords latéraux de la surface supérieure du ruban de verre refroidi tout en étant encore à l'état plastique, chacun des rotors étant supporté en faisant un certain angle par rapport au sens d'avancement du ruban de verre et étant réalisé 15 en un matériau réfraccaire électriquement conducteur, les rotors et le bain de métal en fusion étant reliés à une source de courant électrique pour chauffer le ruban de verre à une température suffisante pour le faire adhérer aux rotors sans glissement. 6. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce 20 que les rotors sont disposés sur les côtés d'un ruban de verre ayant une température comprise entre 650 et 850°0. 7. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rotors tournent librement en étant entraînés par le déplacement du ruban de verre. 25 8, - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rotors sont en graphite et comportent sur leur périphérie des saillies en dents de scie. 9. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rotors sont inclinés de telle sorte que la ligne droite 30 formée par l'intersection de la surface du ruban de verre et d'un plan perpendiculaire aux arbres de rotors fasse avec la direction d'avancement du ruban de verre un angle compris entre 5 et 45°. 10. -'Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que 35 les rotors sont divergents.