Brevet FR2097019A1 — publié le 19720303

L'invention concerne la fabrication d'un ruban de verre par flottage. Selon ce procédé, un débit régulier de verre en fusion est déversé sur un bain de métal fondu tel que l'étain, à la surface duquel il se nappe en formant un ruban qui se déplace de façon continue sur le bain, est refroidi suivant un profil déterminé de température, sort du four à une viscosité voisine de 107 poises, et est ensuite évacué sur un transporteur à rouleaux. Pour opérer le transfert du ruban sur le convoyeur, il est nécessaire de le soulever de manière à lui faire franchir le seuil formé par la cuve pour contenir le bain métallique. Il est nécessaire que la température à. cet endroit soit aussi élevée que possible, pour limiter les contraintes mécaniques que cette opération engendre dans le ruban de verre de façon à éviter la rupture de celui-ci ; cependant la. vulnérabilité de la surface aux agents extérieurs et à des défauts tels que l'impression nrovoquée par les organes qui soulèvent la feuille limite supérieurement la température admissible.Ces deux exigences contradictoires font que le domaine des températures acceptables à la sortie est très étroit et ne s'étend que sur quelques degrés. Il est déjà connu, pour éviter une détérioration provoauée par des organes mécaniques tels que des rouleaux, de transporter des rubans de verre encore plastiques en formant sous leur face inférieure un coussin gazeux qui évite tout contact mécanique, et notamment d'utiliser un tel procédé pour soulever et transférer le ruban à. la sortie d'un four de flottage. Il est alors nécessaire de régler avec une grande précision la. température du gaz utilisé pour former ce coussin pazeux afin que la température du ruban, lors du transfert, reste dans l'intervalle extrêmement étroit oui est indiaué plus haut. D'autre part, la présence de ces dispositifs crée des dlffi cultés lors des démarrages de fabrication nu en cas d'incident et la nécessité de maintenir l'étanchéité du bain métallique ne permet pas de les installer aussi nrs du bord qu'on le souhaiterait. L'invention a pour but de fournir un svstème également destiné à soulever le ruban au-dessus du bain métallique sans entrer en contact mécanique avec celui-ci mais qui cependant évite les difficultés indiquées ci-dessus. Le procédé de l'invention consiste à. exercer une force d'asniration sur la face supérieure du ruban . soulever. Selon une autre caractéristique de l'invention, le ruban est entierement supporté sur une distance suffisante pour que l'élévation de sa viscosité écarte toute possibilité de détérioration nar les rouleaux de transport. Suivant une première solution, la face supérieure du ruban ainsi aspiré bute légèrement sur des rouleaux de guidage supérieurs associés à la chambre d'aspiration. Suivant une solution plus avantageuse, le résultat est obtenu grace a l'emploi d'une chambre d'aspiration formant un coussin gazeux en dépression sur la face supérieure du ruban. On sait que les dispositifs classiques à coussin gazeux soufflant permettent de supporter une feuille d'un matériau plus ou moins souple à une distance déterminée au-dessus de leur face de ré férence sur des couches de gaz en surpression en équilibre dynamique grâce au jeu des pertes de charge entre l'alimentation en gaz et l'échappement le lonrr. de la face inférieure de la feuille. Les dispositifs à coussins gazeux aspirants moins répandus, réalisent un montage inverse, en dépression stable. C'est dans cette acception que l'expressien "coussin gazeux" est utilisée ici. Dans une version particulièrement intéressante de l'invention, la chambre d'aspiration installée à la sortie du four est alimentée à l'aide du gaz chaud destiné à protéger le bain métalliane et dont le température correspond exactement à celle qui doit régner dans la zone de transfert ; avantageusement, le gaz protecteur est aspiré dans l'enceinte meme, évacué à l'ex- térieur, régénéré et enfin renvové dans l'enceinte du four en circuit fermé. La disposition adoptée permet en outre de limiter les pertes de ?az protecteur, à l'inverse d'autres dispositifs connus. Une mise en oeuvre préférée sera exnosee avec nlus de détails à simple titre d'exemple, race aux dessins en annexe. Ces dessins montrent - Fig. 1, une coune longitudinale sur la partie aval- d'un four de verre flotté - Fig 2, une coupe transversale de la partie de cette installation qui comprend la chambre d'as piration. Dans la cuve 1 se trouve un bain 2 d'un métal fondu tel que l'étain. A l'amont, dans une zone non renrésentée sur la figure, du verre en fusion que déverse à la surface du hain et se nappe en un ruban de verre 3 qui se déplace dans la direction de la flèche F. Le four est fermé de facon étanche sur toutes ses faces et l'on entretient an-dessus du bain, dans l'esrage 4 intérieur à son enceinte,une atmosphère protectrice constituée essentiellement d'azote. A l'extrémité aval du bain métallique 2 le ruban de verre 3 est soulevé au-dessus de la paroi aval 5 de la cuve et déposé sur un transporteur à rouleaux 6. la chambre d'aspiration qui sert à s@ulever le ruban comprend un caisson 7 qui s'étend sur toute la largeur de celui-ei et forme une plaque dont toute la surface est munie d'@rifices d'aspiration reliés par des canaux 8 à des cheminées 9 dé@ou- chant à l'intérieur du caisson 7, lui-même relié par l'intermédiaire d'un condui+ 10 à une pompe 11 qui le met en dépression et renvoie le gaz en eircuit fermé vers l'es@ace 4 à travers la canalisation 12 et l'installation de purification 13. Elle est alimentée en gaz à travers des @rifices 14 destinés à créer la perte de charge initiale.Sa structure peut par exemple être comparable à celle décrite par le brevet français 6 - 175 @ demandé le 29.5.69 : il est à @oter que le gaz v circule dans la même direction. la différence essertielle étant qu'il est aspiré à la sortie du dispositif au lieu d'être rejeté en principe à 7'air libre. Le gaz alimentant la chambre 7 pourrait être du gaz peuf @@voyé par une pompe extérieure, mais il est intéressant de la prélever directement dans l'enceinte comme le montre la figure. La chambre d'aspiration est placée dans une enceinte secondaire délimitée par deux parois 15 et 16 du four 4 et de l'étenderie 17. Le gaz est en dérression et las gaz aspirés à chaque instant par la chambre 7 se renouvellent à travers les ouvertures pratiquées dans les parois 15 et 16 pour permettre le passage du ruban. Comme les gaz contenus dans ces espaces clos se trouvent à des températures qui correspordent à celles du ruban, la température optimale s'établit d'elle-même, suivant un profil progressif, à l'emplacement de la chambre d'aspiration. Le long de l'ouverture ménagée dans la paroi 16 du côté du transporteur, on forme un rideau de gaz protecteur. A cette fin, -une rampe de soufflage 19 est. disposée au-dessus du ruban, en travers de celui-ci et sur toute sa largeur. Le rideau de gaz protecteur a pour but de maintenir la quantité d'oxygène aspirée du côté du transporteur dans des limites déterminées. L'introduction d'oxygène n'est pas totalement interdite ; au contraire il est souhaitable d'en laisser pénétrer une certaine quantité, apte à réagir sur les composants combustibles du gaz protecteur, ce qui surchauffe légèrement les parois de la chambre d'aspiration 7 et évite que les impuretés contenues dans ce gaz ne se condensent sur ces parois.La rampe 19 est alimentée grâce auoenduit 18 par un ventilateur 20 qui aspire du gaz chaud en queue de l'enceinte 4 située au-dessus du bain métallique. Le conduit 18 est subdivisé en plusieurs branches 18a, b,...débouchant à différents emplacements du four, ce qui permet de faire varier non seulement le débit total, mais aussi la température du gaz débité par la rampe 19, grâce à des registres de réglage 21a, 21b,à l'aide desquels on peut régler les débits partiels. Un certain nombre de rouleaux transporteurs 22 se trouvent placés sous la chambre d'aspiration 7 ; ils ne sont normalement pas au contact du ruban de verre et ont pour seul usage de le supporter au démarrage de la fabrication ou en cas d'incident sur le dispositif d'aspiration. Il est possible de régler la hauteur de la chambre d'aspiration 7 en fonction de l'épaisseur du ruban fabriqué, de façon à amener sa face inférieure aussi près que possible du niveau des rouleaux de transfert ; ceci minimise les contraintes mécaniques sur les parties froides de la chambre d'aspiration. Dans ce but, on peut suspendre la chambre d'aspiration à un ensemble de quatre tiges filetées 24 dont les volants 25 permettent de modifier la position dans les limites désirées. Un joint 26 est placé -sur la canalisation 10 pour permettre le déplacement. Le dispositif 13 que le gaz aspiré traverse pour y être purifié et reconditionné avant d'êtrerenvoyé dans l'enceinte du four peut comprendre une batterie d'organes connus à l'intérieur desquels les impuretés contenues dans le gaz, notamment les composés d'étain ou de soufre, sont éliminées, le gaz séché, sa composition et sa température réajustées aux valeurs prescrites. De manière particulièrement avantageuse, le dispositif 13 se com- pose d'une installation telle que celle décrite par le brevet français 70.11nu demandé le 27.3.70. Enfin le gaz protecteur est renvoyé en tête du four dont il balaiera l'enceinte avant d'être réaspiré en circuit fermé. REVENDICATIONS 1. Procédé pour extraire un ruban de verre d'un four de flottage et le transférer sur un transporteur à rouleaux, caractérisé en ce que l.'on exerce des forces d'aspiration sur la face supérieure du ruban dans une zone nroche du seuil de la cuve renfermant le bain métallique. 2. Procédé salon :ia revendication 1, caractérisé en ce que les forces d'aspiration supportent entierement le ruban sur une distance suffisante pour iue l'élévation de sa viscosité écarte toute nossibilité de détérioration n.ar les rouleaux de transport. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, carac térisé en ce que le ruban est maintenu en équilibre sous un cous- sin gazeux en dépression. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz alimentant la chambre d'aspiration est du gaz protecteur nrélevé en queue de l'enceinte du four. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce elle les forces d'aspiration sont exercées en aval du seuil, par aspiration de gaz, dans une zone en dépression à la sortie de laquelle est envoyé un rideau de gaz protecteur extrait de l'enceinte du four. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caracto- risé en ce que le gaz aspiré est évacué à l'extérieur du four, régénéré et renvoyé en circuit fermé dans l'enceinte du four. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un compartiment intermédiaire placé entre le four et le transporteur à rouleaux, formant un sas à l'intérieur duquel se trouve une chambre d'aspiration placée au-dessus du ruban et dont la surface est munie d'orifices d'aspiration ainsi que d'étroits orifices d'alimentation. 8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce nue les orifices d'alimentation en gaz portés par la chambre de- bouchent directement dans le compartiment intermédiaire. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 7, caractéri- se en ce que la chambre d'aspiration est nottee par un c r a 8. n e réglable en hauteur et disposée au-dessus de rouleaux d'extraction eux-mêmes réglables en hauteur.