Brevet FR2138854A1 — publié le 19730105

L'invention concerne une plaque à filières pour installation électrique d'extrusion destinée à la fabrication de fibres minérales, particulièrement de fibres de verre, transformées par la suite en fils textiles, en laine de verre etc... La filière selon l'invention peut dgalement servir à la fabrication de perles de verre. On connaît des installations de fusion à chauffage électrique et d'extrusion comportant des filières, installations dans lesquelles le courant électrique circule à travers la matière liquide et produit, à l'aide de goulots d'étranglement, une chaleur locale qui a pour effet de liquéfier davantage la matière fondue immédiatement au-dessus des orifices de la filière. le principal inconvénient de ces instal lattions connues est que la longueur de la plaque à filières utilisée ne dépasse généralement pas 40 cm, car il est impossible, du point de vue technologique, de fabriquer des plaques à filières plus longues. Il est évident que ces dispositifs d'extrusion relativement petits ne permettent qu'une fabrication de nappes et des fibres textiles, estrêmement peu économique. En pratique, les installa- tions d'extrusion devraient avoir une longueur d'au moins 100 cm pour pouvoir fonctionner économiquement. l'invention concerne une installation d'extrusion à chauffage électrique comportant une plaque à filières en céramique et qui permet une fabrication économique de fibres textiles de laine de verre, etc... l'invention a pour but de réaliser une plaque filière de grande longueur destinée à une installation électrique d'extrusion, à partir deoegments de plaque filière faits d'une matière céramique appropriée et sans matériaux accessoires supplémentaires, de telle manière que les fils extrudés à travers les filières constituent des fils larges nécessaires dans la pratique pour des nappes de fibres. I1 installation selon l'invention apporte une solution à ce problème et est caractérisée en ce que plusieurs segments de matière céramique à base de silice, de magnésie ou d'alumine, sont assemblés de manière à constituer une seule plaque à filières. Pendant l'extrusion, une chute de température d'environ 3500C se produit entre l'enceinte du four et la face inférieure de la plaque à filières. La température à la face inférieure de la plaque filière est environ 8000C alors que la température de la matière fondue est d'environ 115000. Lors de l'assemblage des différents segments de la filière il se forme des joints d'about qui produisent une dévitrification. les joints étroits opposent à la masse de verre pénétrant une grande résistance à l'écoulement à travers eux de sorte que, en raison de la viscosité encore relativement élevée et de la tension superficielle du verre, la masse de verre s'immobilise dans le joint.Cette masse de verre au repos est à une température d'environ 9000C à laquelle se produit, ainsi qu'il est connu, une cristallisation maxxxle lorsque le verre est immobile. L'étanchéité est ainsi assurée de cette manière entre les différents segments constitutifs de la plaque à filières. Le rapport entre l'épaisseur de la plaque à filières et le diamètre des orifices doit dtre compris entre 1 : 1 et 4 : 1. La loi de Joule s'applique entièrement au processus de fusion. La matière à chauffer constitue elle-mEme la résistance et est parcourue par le courant électrique. Seul un courant alternatif peut etre utilisé pour le chauffage car le verre se comporte comme un électrolyte Les électrodes peuvent dtre faites de graphite, de molybdène, de platine, de fer ou autres. La plaque à filières selon l'invention présente des avantages considérables par rapport aux filières connues. Grâce au fait qu'elle peut titre allongée en fonction de son but d'utilisation, et en liaison avec le chauffage électrique direct, des nappes et écheveaux de fibres peuvent étre fabriqués économiquement et avec une très faible consommation d'énergie. Un dispositif conforme à l'invention est-représenté à titre d'exemple non limitatif dans les figures ci-jointes dans lesquelles: - la figure 1 est une coupe longitude nale de l'installation de fusion électrique êt d'extrusion avec la plaque à filières selon l'invention, - la figure 2 représente schématiquement un joint dans lequel une masse de verre cristallisé a pénétré. L'installation électrique de fusion et d'extrusion 1 contient le verre fondu 2. Le verre 2 est réchauffé par les électrodes 3 qui comportent des bornes de raccordement à des conducteurs 4 de courant électrique. Les figures 1 et 2 montrent les segments 5 de la plaque à filières assemblés bout à bout d'où résultent des joints 6. Ces joints 6 étroits opposent à la masse de verre 7 qui y pénètre une forte résistance à ltécoulement de sorte qu'en raison de la viscosité encore relativement élevée et de la tension superficielle du verre, la masse de verre 7 s'immobilise dans le joint 6. Cette masse de verre 7 immobile est i une température d'environ 9000C à laquelle se produit une cristallisation 8 maximale à l'état de repos. Cette cristallisation du verre assure l'étanchéité entre les différents segmente 5 de la plaque à filières. Le verre fondu 2 est poussé à travers les orifices 9 de filières par la pression statique elle-m8me. Les gouttes de verre formées de cette manière tombent par leur propre poids en entratnent avec elles des fils de verre 10 qui sont ensuite transformés en verre textile, nappes et écheveaux de laine de verre. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REvEi CÀTION$ 10) Plaque à filières pour installation électrique d'extrusion destinée à la fabrication de fibres minérales, telles que du verre, la dite plaque étant faite de matière céramique, deux ou plusieurs électrodes pénétrant dans la matière en fusion pour produire un échauffement par chauffage électrique direct par résistance, plaque à filières caractérisée en ce qu'elle est constituée par plusieurs segments individuels de matière à base de silice, de magnésie ou d'alumine, assemblés de manière à former une seule plaque à filières, l'étanchéité des joints d'about entre les segments étant assurée par la cristallisation du verre. 20) Filière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport entre l'épaisseur de la plaque à filières et le diamètre des orifices est compris entre 1 : I et 4 : 1.