Brevet FR2088398A1 — publié le 19720107

La présente invention est relative à des fours destinés à la production du verre et comportant un canal par lequel le verre fondu s'écoule du four. L'extrémité de sortie du canal comprend un déver-5 soir et le verre fondu s'écoule par-dessus la partie terminale ou lèvre de ce déversoir, vers l'appareil de façonnage ou formage du verre. Le verre peut, par exemple, passer vers des cylindres en vue du formage du verre laminé, vers une machine d'étirage dans laquelle le verre fondu est étiré vers le bas, sous forme de 10 ruban, ou vers un four dans lequel il y a une surface de support sur laquelle le verre s'étale et/ou est transporté, par exemple une cuve "float" où le verre flotte sur un métal fondu. L'invention concerne un perfectionnement apporté au canal des fours de production de verre et, en particulier, elle 15 concerne un perfectionnement relatif au support du fond ou de la sole du canal. La sole ou le fond du canal comprend normalement des blocs réfractaires qui s'étendent transversalement par rapport au canal et qui sont maintenus par une structure de support sous-jacente, afin d'empêcher leur affaissement lorsqu'ils sont soumis, 20 pendant de longues périodes de temps, aux conditions d'utilisation du four. L'emploi de telles structures de support n'est pas toujours avantageux du fait de l'espace limité qui est disponible pour les y loger, ou encore pour d'autres raisons. 25 Selon la présente invention, un fôur de fusion du verre comportant un canal terminé par un déversoir par lequel le verre fondu s'écoule du four, est caractérisé en ce qu'au moins une partie de la paroi de fond dudit canal est maintenue, sans qu'il y ait de support de fond médian, entre des organes de ser-30 rage qui, au moins lorsque le four est en activité, exercent une pression de serrage, en substance horizontale ou ayant une composante horizontale, sur cette partie de la paroi. Du fait de la pression de serrage, la partie ou les parties de la paroi de fond serrée(s) sont convenablement 35 supportées, même dans les conditions de service. L'invention permet donc de se passer des structures de support de fond médianes, soit entièrement, soit dans des régions données où l'emploi d'une telle structure peut être indésirable pour l'une ou l'autre raison. Par conséquent, cela procure une grande liberté en ce L 71 15488 2 2088398 qui concerne la partie du projet portant sur la situation du four dans l'usine, car le four peut être disposé à un endroit où la présence d'une telle structure de support de canal serait impossible ou indésirable. Ou encore, le four peut être disposé de 5 manière former un espace libre, disponible pour d'autres usages, sous la ou lesdites partie(s) serrée(s) de la paroi de fond. De préférence, lesdits organes de serrage sont situés de manière à exercer ladite pression de serrage sur les côtés opposés du canal. 10 Dans certaines formes de réalisation de l'inven- . tion, les faces du canal sur lesquelles ladite pression de serrage est exercée, sont verticales. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'employer, dans la construction du canal, des éléments composants de forme spéciale. 15 Dans d'autres formes de réalisation de l'inven tion, ces faces du canal sont inclinées, de manière à créer une composante ascendante de la poussée due à la pression de serrage. De préférence, les organes de serrage appliquent la pression de serrage au moins au niveau de la partie inférieure 20 de l'épaisseur de la partie de paroi de fond serrée ou de chacune de ces parties. Cette particularité permet de rendre le support par serrage particulièrement efficace. La suppresion de la nécessité d'une structure de support médiane du fond est particulièrement avantageuse aux en-25 droits où la température est si élevée que, si une telle structure était présente, elle exigerait un refroidissement rigoureux. Les systèmes de refroidissement, utilisés à cet effet, rendent beaucoup plus complexe et difficile la construction de l'installation et, dans certains cas, la présence d'un tel système de 30 refroidissement augmente fortement les risques de détérioration du verre. Par exemple, lorsque l'on introduit au moyen d'un dé-* versoir en matériau réfractaire le verre fondu dans une cuve à verre flotté, on court un risque considérable de détériorer le verre en-dessous ou derrière la lèvre du déversoir si celui-ci 35 doit être supporté par une structure de support refroidie. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, au moins une partie.de la paroi de fond du déversoir du canal est donc soumise à une pression de serrage selon la présente invention. Un tel déversoir est souvent exposé à de très 71 15488 3 2088398 hautes températures dans des installations de nombreux types et est situé en un endroit où la présence d'un support médian refroidi du fond exercerait un effet nocif sur le verre produit. Selon une forme de réalisation particulièrement 5 avantageuse de l'invention, au moins la base de la partie formait lèvre du déversoir est soumise à une pression de serrage, Les conditions régnant en service, à l'endroit de la partie formant la lèvre, sont telles que,dans cette région, la présence d'un support médian satisfaisant du fond pose un problème particulièrement dif-10 ficile» Il est avantageux qu'au moins une partie de la paroi du fond, soumise à ladite pression de serrage, comporte un seul bloc réfractaxre, Cela permet de réduire le nombre de joints de la paroi du fond et de rendre ainsi la paroi plus résistante à 15 la corrosion par le verre fondu. Avantageusement, au moins une partie serrée de la paroi du fond comporte un seul bloc réfractaire qui s'étend sur toute la largeur du fond du canal, la pression de serrage étant appliquée à l'endroit des côtés du canal» De cette manière, il 20 est possible de former une partie de paroi très rigide. Un tel bloc de fond réfractaire peut être façonné de manière à former d'une pièce avec lui, des éléments constituant des parties de parois latérales du canal» En variante, des parties de parois latérales peuvent être formées par des blocs 25 latéraux séparés, situés à l'endroit des extrémités de tels blocs de fond ou près desdites extrémités et, par exemple, tout contre les faces terminales d'un tel bloc ou sur sa face supérieure. Dans une variante de construction selon l'inven-30 tion, au moins une partie de paroi de fond serrée comprend une rangée de plusieurs blocs de fond réfractaires» Des blocs latéraux peuvent être présents sur les extrémités de la rangée des blocs de fond, ou encore des blocs latéraux s'étendent au-dessus de ladite rangée de blocs de fond peuvent être interposés entre 35 lesdits blocs de fond et les organes de serrage opposés. On peut utiliser des blocs de petite taille, ce qui est avantageux dans le cas où un renouvellement local de la paroi du fond devient nécessaire. Deux ou plusieurs rangées de blocs du fond peuvent 71 15488 4 2088398 être supportées par des moyens de serrage communs. Le système de serrage s'en trouve simplifié. Avantageusement» deux ou plusieurs blocs de fond d'une rangée soumise à la pression de serrage, sont maintenus 5 mutuellement en position correcte en mettant ces blocs en prise mutuelle ou en disposant un type quelconque de liaison inter-blôcs. Une des formes convenables de liaison consiste en une liaison du type à tenon et mortaise qui peut être réalisée, par exemple, en disposant des broches qui s'engagent dans des douilles ou creux 10 correspondants de blocs voisinso De préférence, les forces de serrage sont exercées transversalement par rapport au canal, sur une ou plusieurs sections de sa longueur, ainsi qu'il à été dit plus haut. Toutefois, au lieu de supporter une -ou -plusieurs -parties -de paroi -de -fond -par 15 une pression de serrage transversale, une ou plusieurs parties de paroi du fond peuvent être supportées par une pression de serrage agissant dans la direction longitudinale du canal, c'est-à-dire dans la direction de l'écoulement du verre. De préférence, la partie de paroi de fond ou une 20 desdites parties de paroi de fond situées entre les organes de serrage, est portée par des organes de support situés sous les marges latérales du canal où la pression de serrage est appliquée * Lesdites marges sont donc supportées dans une position correcte par rapport aux organes de serrage, En variante, la partie de 25 fond ou une desdites parties de fond peut venir en prise mutuelle avec les organes de serrage et/ou peut être maintenue à l'endroit ou près desdites marges de ladite partie par un moyen de suspension et, par exemple, par des tiges de support. De préférence, un moyen est prévu pour régler 30 la pression de serrage exercée par lesdits organes de serrage. La pression de serrage peut alors être consignée de manière appropriée aux conditions d'emploi. A titre d'exemple, la pression _de serrage peut être exercée par des vis permettant un serrage réglable ou par des vérins à vis. 35 Dans certaines formes de réalisation, les forces de serrage dépendent entièrement ou en partie de la dilatation thermique de la partie serrée du canal. Dans un tel cas, un moyen de support médian peut être prévu pour la partie ou les parties de paroi de fond correspondantes, pour servir comme 71 15488 5 2088398 support temporaire lors de la mise en régime thermique du four. Ces forces de serrage qui dépendent de la dilatation thermique, peuvent être réglées par un moyen qui s'écrase ou qui fléchit ou qui cède d'une autre manière sous 16effet desdites forces, ou 5 encore au moyen de dispositifs de réglage du type à vis ou d'un autre type. Il est avantageux qu'un moyen réglable soit prévu pour exercer une pression de serrage initiale sur la ou les parties de paroi de fond à maintenir par le serrage et de façon à 10 ce que la pression de serrage augmente pendant l'établissement de la température de régime; le moyen réglable peut alors être réglé pour établir la pression de serrage voulue pendant le fonctionnement du four. Avantageusement, les organes de serrage comportent 15 un ou plusieurs éléments déformables ou repliables ou analogues de manière à pouvoir limiter la variation des forces de serrage occasionnées par des perturbations ou des transformations éventuelles du système formé par la structure serrée et le moyen de serrage associé, par suite de l'évolution ou de variations des conditions 20 de fonctionnement. Ainsi, les forces de serrage peuvent être maintenues dans un intervalle requis, nonobstant la dilatation ou la contraction, une transformation de phase éventuelle de la matière réfractaire ou d'autres conditions qui provoquent des varia"" tions de dimensions. La pression de serrage peut, par exemple, 25 être exercée par l'intermédiaire d'éléments déformables, métalliques ou autres, tels que des poteaux, des traverses et des tirants. Il est avantageux que les organes de serrage comportent des bras d'un châssis ou d'un étrier en forme de U, qui peuvent, dans une mesure limitée > céder élastiquement aux forces 30 de dilatation qui s'établissent dans la ou les sections serrées du canal. De préférence, un tel étrier est monté de manière à être facilement enlevable de la structure du four, en bloc avec la ou les sections serrées du canal. Cette mesure facilite grandement l'installation et le remplacement d'une ou de telles sections ou 35 d'une partie particulière de la paroi de telles sections. L'étrier peut comprendre deux appliques pour supporter les marges de ladite ou desdites sections du canal. Les organes de serrage comportent de préférence un ou plusieurs ressorts* Ledit ou lesdits ressort(s) peut/ 71 15488 6 2088398 peuvent être disposé(s) sur un côté ou sur une extrémité de la partie de paroi de fond serrée ou encore à l'endroit de la partie serrée de la paroi de fond où la pression de serrage est appliquée, mais il est préférable de disposer des ressorts qui sont 5 situés symétriquement sur des côtés ou des extrémités opposés de la section ou de chaque section du canal soumise â la pression de serrage, de manière à éviter une déformation asymétrique et un déplacement latéral éventuel de la structure serrée. Les ressorts peuvent être d'un type quelconque, par exemple, du type à boudin, 10 du type hélico-cylindrique, du type à disque ou à lames «, De préférence, il y a des organes rigides qui sont directement en contact avec ledit canal afin de répartir les forces de serrage sur une certaine surface de la structure du canal. Certaines réalisations de l'invention, choisies à 15 titre d'exemple, sont représentées oar les dessins schématiques annexés. La figure 1 est une élévation, en section partielle, d'une partie d'un bassin de fusion du verre selon l'invention et d'une cuve à verre flotté qui y est associé. 20 La figure 2 est une vue frontale d'une partie de l'assemblage de blocs formant la lèvre du déversoir du four représenté figure 1. La figure 3 est une vue de détail, représentant une élévation en section d'une partie du déversoir d'un autre 25 four selon l'invention. La figure 4 est Une vue frontale d'une-partie de-la lèvre, représentée à la figure 3 et d'une partie du système de support. -- La figure 5 est une élévation en section d'une 30 partie d'une installation destinée à produire du verre plat laminé, comprenant un four selon l'invention» Il est fait d'abord référence à la figure 1; cette-figure représente le canal 1, disposé en avant-four d'un four à" bassin et contenant-le verre fondu 12 qui s'écoule continûment, 35 sous la forme d'une couche 13, le long d'une partie formant déversoir 2 et comprenant une sole ou un fond 3 et des joues latérales 4 dont une seule est visible sur le dessin. L'épaisseur de la couche de verre fondu qui sort de l'avant-four, est déterminée par une vanne de réglage 5. La couche de verre fondu se déverse 71 15488 2088398 sur un bain 14 d'étain fondu, contenu dans une cuve à verre flotté 6 et Je verre s'étale sur la surface du bain et se déplace continûment le long de sa surface vers l'extrémité éloignée de ladite cuve où le ruban de verre formé est retiré continûment. une rangée de blocs réfractaires alignés latéralement en travers de la partie formant déversoir» Des blocs réfractaires électromar lés, à teneur élevée en alumine et en oxyde de zirconium, par exemple des blocs vendus sur le marché sous le nom de fabrique 10 de "Zac", conviennent fort bien pour la construction de la lèvre. montre la figure 2, entre les bras 8, 8' d'un étrier 9 et fixé de manière amovible, à la charpente structurale du four à bassin. La pression dë serrage est transmise par des ressorts à lames 10, 15 10', disposés entre les bras de 1'étrier et les blocs latéraux 11, 11', sur lesquels s'exerce la pression de serrage. Les ressorts à lames 10, 10' sont fixés par des écrous taraudés 18, 18' sur des boulons filetés 19, 19' qui s'étendent à travers les bras 8, 8' de 1'étrier- Les positions axiales des boulons 19, 19' par 2° rapport à ces bras d'étrier peuvent être réglées au moyen d'écrous 20, 20' permettant de modifier ainsi le pré-bandage des ressorts. Les ressorts à lames ont des saillies centrales 17, 17' qui pénètrent dans des creux des blocs latéraux 11, 11' pour garder ceux-ci correctement situés par rapport aux ressorts. Les blocs de la 25 lèvre, situés entre les blocs latéraux 11, 11', sont maintenus en position correcte l'un par rapport à l'autre et par rapport aux blocs latéraux, par des liaisons à cheville et à douille ou creux, telles que 3a liaison 16 que l'on voit sur la figure 2, à la faveur d'une coupe graphique locale de l'assemblage. Il faut observer 3° que la pression de serrage, exercée par les ressorts 10, 10', sur les blocs formant la lèvre, est exercée à la partie inférieure de l'épaisseur de la paroi de fond du déversoir. représentée aux figures 3 et 4, Dans cette réalisation, la paroi 35 de fond du déversoir du four est.formée.par :des blocs.21,.22,.24 dont chacun s'étend transversalement, d'un côté à l'autre du déversoir , Chacun des trois blocs 21, 22, 24 est rendu autoportant par la pression de srrage ainsi qu'il sera décrit plus bas»"" La-pression de serrage est concentrée aux points 23 indiqués à la 5 La lèvre 7 de la partie du déversoir 2 comprend La rangée de blocs de lèvre est serrée comme le Il est maintenant fait référence à la réalisation 71 15488 8 2088398 figure 30 te verre fondu 12 provenant du four s'écoule sous la vanne 5 par-dessus le bloc formant la lèvre 24, sous l'aspect d'une couche 13 dont l'épaisseur peut être réglée par la vanne 5. 5 La couche de verre forme un ruban de verre continu 30 qui est étiré vers le bas, entre des organes de refroidissement 25, dans un puits vertical 28 délimité par des parois 26. Le ruban est étiré vers le bas à l'aide de son propre poids et de cylindres 29. Comme on le voit à l'examen de la figure 4, le 10 bloc de fond 24 de la lèvre porte de petits blocs latéraux 33 dont chacun est situé au moyen d'une broche 32 qui s'engage dans des creux formés dans les blocs 24, 33, respectivement. De chaque côté (dont un seul est représenté par les dessins), la force de serrage, destinée à rendre le bloc de 15 lèvre 24 autoportant,• est- appliquée- au moyen- de trois-vis-de*serrage 41 qui passent à travers des trous taraudés de la structure d'étrier soudée 36= Les vis 41 appuient sur un rail horizontal en forme d'U, 37, lequel appuie sur des ressorts hélico-cylindri-* que 35 dont les axes coïncident avec les points 23, marqués à la 20 figure 3 sur le bloc de lèvre 24. Ces ressorts sont portés par un boîtier 39 prévu sur une butée soudée ou moulée 34, servant d'élément de répartition de pression. La butée 34 porte une pla--que de base 38 qui appuie sur une applique 40, portée par 1'étrier 36. La plaque 38 s'étend sous la marge terminale correspondante 25 du bloc de lèvre réfractaire 24 et supporte ladite marge. Les autres blocs de fond 21 et 22 de la partie formant déversoir sont supportés par la pression de serrage d'une manière semblable au support du bloc de lèvre 24. Il est maintenant fait référence à la figure- 5; 30 l'installation représentée comprend un four de fusion du verre et un canal ayant des blocs de fond ou de sole 21, 22, 24. Le verre fondu 12, contenu dans le canal, s'écoule sous la forme d'une couche 13, sous une vanne de réglage 5 et par-dessus le bloc 22 et le bloc formant lèvre 24 et passe ensuite entre des 35 cylindres d'acier réfractaire 43, 44 qui laminent le verre en un ruban 45 de l'épaisseur désirée. Le ruban 45 est conduit, à partir de ces cylindres 43 et 44, par des rouleaux transporteurs 46, vers un four de recuit 47, qui a une paroi terminale d'entrée 48, une paroi supérieure 49 et une paroi de fond ou de sole 50; 71 15488 9 2088398 le ruban étant introduit dans ce four de recuit par une ouverture d'entrée 51 de la paroi 48» Dans le cas du canal de four, représenté figure 5, les blocs de fond 21, 22 sont supportés par des barres d'acier 42 5 à section en I. Le bloc de lèvre 24 est supporté selon l'invention. Ce bloc n'a aucune structure de support sous sa région centrale. Le bloc est maintenu, uniquement à ses extrémités, par un moyen semblable à celui utilisé pour supporter le bloc de lèvre 24 dans les réalisations représentées aux figures 3 et 4. La pres-10 sion de serrage est appliquée sur les extrémités du bloc, cette pression étant concentrée aux endroits désignés par la référence 23 sur le bloc de lèvre 24, figure 5 et, grâce à la pression de serrage, le bloc ne peut s'aEMsser dans les conditions qui régnent lors du fonctionnement du four. 15 La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation présentées ci-dessus et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications. 71 15488 10 2088393 REVENDICATIONS. 1. Four de fusion comportant un canal terminé par un déversoir par lequel le verre fondu s'écoule du four, caractérisé en ce qu'au moins une partie de la paroi de fond du canal est 5 maintenue sans support médian de fond, entre des organes de serrage qui, au moins lorsque le four est en service, exercent une pression de serrage,en substance horizontale ou ayant une composante horizontale, sur cette partie de la paroi. 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en 10 ce que lesdits organes de serrage sont situés de manière à exercer ladite pression de serrage sur les côtés opposés du canal. 3. Four selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite pression de serrage est appliquée au moins au niveau de 3a partie inférieure de l'épaisseur de la partie de 15 paroi de fond serrée ou de chaque partie de paroi de fond serrée. 4. Four selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la paroi de fond du déversoir du canal est soumise à ladite pression de serrage. 5. Four selon la revendication 4, caractérisé en 20 ce qu'au moins le fond de la partie formant la lèvre dudit déversoir est soumis à ladite pression de serrage. 6. Four selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une partie au moins de paroi soumise à ladite pression de serrage, comprend un bloc réfractaire unique qui s'é- 25 tend sur toute la largeur du fond du canal. 7. Four selon une des revendications là 5, caractérisé en ce qu'une au moins desdites parties de paroi de fond soumises à ladite pression de serrage, comprend une rangée de deux ou plusieurs blocs réfractaires. 30 8. Four selon la revendication 7, caractérisé en ce que deux ou plusieurs rangées de blocs réfractaires sont supportées par un moyen de serrage commun. 9. Four selon une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que des blocs voisins de ladite ou desdites ran-35 gées sont reliés entre eux. 10. Four selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le canal est en prise mutuelle avec lesdits organes de serrage. 11. Four selon une des revendications 1 à 10, 71 15488 11 2088398 caractérisé en ce qu'un moyen est prévu pour régler la pression de serrage exercée par lesdits organes de serrage. 12. Four selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les organes de serrage comportent un ou 5 plusieurs éléments déformables ou repliables pour limiter la variation des forces de serrage due à toute perturbation ou transformation provoquée par l'établissement ou la variation des conditions de fonctionnement. 13. Four selon une des revendications 1 à 12, 10 caractérisé en ce que les organes de serrage comportent des bras d'un étrier en forme d'U qui peut, dans une mesure limitée, céder élastiquement aux forces de dilatation qui s'établissent dans la ou les sections serrées du canal. 14. Four selon une des revendications 1 à 13, 15 caractérisé en ce que les organes de serrage comportent un ou plusieurs ressorts disposés sur les côtés ou extrémités opposées de la section ou des sections du canal soumises à la pression de serrage. 15. Four selon une des revendications 1 à 14, 20 caractérisé en ce qu'il y a des organes rigides, directement en contact avec ledit canal et destinés à répartir la force de serrage sur une certaine surface de la structure du canal.