Brevet FR2112078A1 — publié le 19720616

-i- 2112078 La présente invention se réfère aux rouleaux destinés â • supporter et à transporter horizontalement des feuilles de verre chauffées jusqu'à leur température de ramollissement. Elle s'applique par exemple aux rouleaux transportant à plat des feuilles 5 de verre et notamment des glaces aussi bien à l'intérieur des fours de chauffage en vue de la trempe à plat des feuilles de verre que dans la zone de trempe elle-même* Elle s'applique bien entendu aussi aux fours de chauffage à plat des feuilles de verre en vue d'un traitement ultérieur quelconque, tel que par exemple, 10 le bombage. Il est connu, en vue de la trempe à plat de feuilles de verre ou de glaces, de réchauffer les feuilles à tremper dans un four où les feuilles sont supportées par une nappe horizontale de rouleaux parallèles rotatifs qui transportent lesdites feuilles 15 dans le four de réchauffage et les acheminent jusqu'au poste de trempe. Le chauffage des feuilles de verre dans un tel four peut aussi être effectué en vue d'une opération autre que la trempe, comme par exemple le bombage. La constitution de ces rouleaux pose de nombreux problèmes 20 si l'on veut éviter de déformer les feuilles de verre ou de marquer d'une façon indésirable leur surface. Ces difficultés sont particulièrement sérieuses dans le cas où les feuilles de verre à tremper sont relativement larges car plus les rouleaux sont longs et plus ils risquent de prendre une flèche préjudiciable 25 à la planéité des feuilles de verre. En outre, plus les feuilles sont minces et plus elles ont tendance à fléchir entre deux rouleaux consécutifs. Les meilleurs résultats ont été obtenus jusqu'à présent en constituant les rouleaux au moyen de silice, ces rouleaux étant 30 creux avec un rapport diamètre intérieur/diamètre extérieur choisi pour obtenir la flèche minimale. L'intérêt de l'utilisation de la silice pour constituer les rouleaux provient du fait que la silice est réfractaire, a une densité relativement faible (densité 2,2} et un module d'élas— 35 ticité relativement élevé (module d'Young de 6500 kg/mm2)„ ? L'invention est caractérisée en ce que l'on constitue les rouleaux en alumine frittée d'une pureté égale ou supérieure à 97,5 %. L'alumine frittée de la pureté ci-dessus se trouve principa-40 lement sous deux qualités cosanerciâles distinctes, selon que leur température de frittage est comprise entre 1600° et 1700°C ou qu'elle est, au contraire, nettement supérieure à 1700°C. L'alumine frittée au-dessous de 1700° (par exemple à 1650°C) a une densité de 2,5 , peu différente de celle de la silice. Son 45 module d'élasticité est nettement plus élevé que celui de la BAD original1 70 34453 .2- -; - '• . 2112078 silice s le module d'Young est en effet de l'ordre de 13000kg/mm2. Le rapport ^ de la densité au module d'Young est de E 1•ordre de : • * 3 41 io~4 6500 5 dans le cas des rouleaux de silice,. Le même rapport est de-l'ordre de : 13000 * 1»9«10 dans le cas des rouleaux en alumine frittée au-dessous de 1700°C,. Or, le calcul montre que la relation entre la longueur néc"-10 saire "L" d'un four de réchauffage de feuilles de verre et le rapport g est : . , \ _ _ * L ™ A E ) A étant un facteur dans lequel interviennent de nombreux paramètres et notamment la largeur du four» 15 On voit donc que, pour la détermination de la longueur du four, le rapport y" intervient à la puissance 2,5. Etant donné la diminution réalSsée sur ce rapport avec les rouleaux en alumine frittée au-dessous de 1700" en comparaison des rouleaux en silice, on voit donc que l'on peut obtenir, toutes choses restant 20 égales par ailleurs, une diminution importante de la- longueur nécessaire du four de réchauffage,, Pour fixer les idées, avec des rouleaux de silice on obtient de bons résultats pour des feuilles de verre de 5 mm d'épaisseur avec des rouleaux ayant les caractéristiques suivantes : 25 — longueur 2750 mm - diamètre 75 mm diamètre intérieur y "" diamètre extérieur * - flèche maximale 0,72 mm • - entre-axes des rouleaux. ,75+ 5 = 80 mm 30 - température du four 730°C - largeur utile du four 1850 mm Avec un tel four, pour chauffer jusqu'à la température de trempe des feuillfes de verre de 5 mm sans déformation appcirente, il faut faire circuler le verre à une vitesse de 10 £a/seco La 35 durée de réchauffage du verre étant de"150*secondes, la longueur - " néceissairô de four sera donc'au minimum dë 15 nu - Il faut remarquer à ce sujet que si l'on voulait diminuer COPY 70 34453 -3- 2112078 la longueur du four il faudrait diminuer la vitesse de circulation du verre dans le four et pour diminuer cette vitesse sans risque de fléchissement du verre entre deux rouleaux consécutifs, il faudrait diminuer l'entre-axe entre deux rouleaux. Ceci ne serait possible qu'en diminuant le diamètre des rouleaux, ce qui conduirait à augmenter la flèche prise par les rouleaux sous le poids du verre et partant à préjudicier à la planéité des feuilles. En reprenant le même exemple que ci-dessus mais en utilisant des rouleaux en alumine frittée au-dessous de 1700°, on peut alors, tout en conservant la même flèche maximale des rouleaux à la valeur acceptable de 0,7 mm, diminuer le diamètre de ceux-ci de 75 à 60 mm (tout en conservant le rapport diamètre intérieur/ diamètre extérieur = 0,7). Le pas des rouleaux, ou entre-axes, est alors de 60+5 = 65 mm. On pourra faire passer sans inconvénient, sur des rouleaux de cet écartement, des feuilles de verre de 5 mm d'épaisseur à une vitesse de 5,5 cm/sec. seulement au lieu de 10 cm/sec., ce qui ramène la longueur du four à 8 m. au lieu de 15 m. dans le cas des rouleaux en silice. Comme le prix de revient d'un four est pratiquement proportionnel à sa longueur on voit que l'utilisation de rouleaux en alumine frittée au-dessous de 1700° présente un grand intérêt. Sur le dessin annexé on a représenté en ordonnées la longueur L, en mètres, d'un four, et en abscisses l'épaisseur e de la feuille de verre à transporter dans le four. La température du verre est de 7300C, la largeur utile du four est de 185 cm et la longueur des rouleauxde 275 cm. La courbe E.. est relative à des rouleaux de silice dont le 2 module d'Young est de 6500 kg/mm et la courbe E£ est relative à des rouleaux en alumine frittée au-dessous de 1700° dont le 2 module d'Young est de 13000 kg/mm . Ces courbes montrent l'influ- » ence du module d'Young sur la longueur à prévoir pour le four. Elles montrent en particulier que pour un verre dont l'épaisseur est de 5 mm la longueur du four est d'environ 8 m avec les rouleaux en alumine frittée au-dessous de 1700°C alors qu'elle est d'environ 15 m avec les rouleaux en silice. La seconde qualité d'alumine, lfalumine frittée au-dessus de 1700°C (par exemple vers 1800°C) a une densité de 4, c'est-à-dire nettement supérieure à celle de la silice, mais son module d'élasCOPY 70 34453 -4- 2112078 ticité (module d'Young) est très élevé et de l'ordre de 35000 kg/mm2. Il en résulte que le rapport est encore plus faible que E celui de l'alumine frittée au-dessous de 1700°. Ce rapport .n'est 5 en effet que de 1,1.10"" • Il en résulte que les performances de cette qualité d'alumine frittée au-dessus de 1700°C sont encore plus remarquables que celles de l'autre qualité d'alumine frittée. En reprenant les données de l'exemple ci-dessus qui avaient 10 servi à comparer les rouleaux en alumine frittée au-dessous de 1700° avec les rouleaux de silice, on peut, avec la qualité d'alumine frittée au-dessus de 1700° tout en conservant la même flèche maximale (0,72 mm), diminuer le diamètre des rouleaux jusqu'à 45 mm (tout en conservant le rapport ^amftre intérieur w ^ diametre exterieur 15 0,7). Le pas des rouleaux entre-axe est alors de 45 + 5 «= 50 mm0 On peut faire passer sans inconvénient sur des rouleaux de cet écartement des feuilles de verre de 5 mm d'épaisseur à une vitesse de 2,8 cm/sec. seulement, ce qui ramène la longueur du 20 four à 4 m environ. La courbe E^ du dessin annexé est relative à des rouleaux en alumine frittée au-dessus de 1700°. Indépendamment de la réduction de la longueur du four que procure l'emploi d'alumine frittée, un autre avantage de cet em-25 ploi réside dans le fait que, si l'on diminue le diamètre des rouleaux sans changer l'entre-axe, on assure un meilleur réchauffage de la surface inférieure de la feuille de verre pair rayonnement, ce qui est favorable à un équilibrage rapide de la température dans toute l*épaisseur de la feuille. 30 L'alumine frittée au-dessus de 1700° permet donc d'atteindre des performances encore bien supérieures à celles de l'alumine frittée au-dessous de 1700°, mais son prix de revient est plus élevé du fait notamment que son usinage est plus difficile. C'est à l'utilisateur de choisir, dans chaque cas particulier, 35 la qualité d'alumine qui lui procurera le meilleur rendement compte tenu des caractéristiques de son installation. L'alumine frittée au-dessous de 1700* étant plus.facile à usinée permet, toutes choses égales d'ailleurs, d'obtenir des rouleaux d'une seule pièce de plus grande longueur que l'alumine 70 34453 -5- 2112078 frittée au-dessus de 1700°C. Les rouleaux de grande longueur en cette dernière qualité d'alumine peuvent cependant, ainsi "qu'il est connu, être obtenus par manchonnage et collage de plusieurs tronçons bout à bout. 5 D'autre part, comme on le sait également, les rouleaux d'alu mine frittée peuvent, en vue de faciliter leur usinage et d'obtenir ainsi une grande précision géométrique, être revêtus, par exemple par "shoopage", d'une couche d'alumine plus tendre que l'alumine frittée au-dessus de 1700° et par conséquent plus 10 facile à usiner. Les rouleaux suivant l'invention peuvent, comme décrit dans le brevet français 1.448.278 et son addition, comporter une surface souple en une matière fibreuse réfractaire ne se détériorant pas par déshydratation ou décomposition chimique à la température 15 de travail. Cette surface peut notamment être constituée par un revêtement formé de fibres- de silice. On a insisté dans ce qui précède sur l'intérêt de l'emploi des rouleaux d'alumine frittée caractéristiques de l'invention dans les fours de chauffage du verre en vue de la trempe. Ces 20 rouleaux présentent également un grand intérêt à l'extérieur du four dans la zone de trempe elle-même et, dans ce cas, l'avantage de tels rouleaux,réside^âans le fait que, grâce à la rigidité de ces rouleaux, ceux-ci peuvent être choisis d'un diamètre inférieur à ce qui serait nécessaire dans le cas de rouleaux conventionnels 25 en silice. L'accroissement de l'espace entre les génératrices, en regard, de deux rouleaux consécutifs permet en effet, dans cette application, de placer plus facilement les busettes de soufflage d'air froid. Bien entendu, les rouleaux selon l'invention seront égale-30 ment utiles dans les fours de chauffage en continu de feuilles de verre, supportées horizontalement en vue d'un traitement autre que la trempe, comme par exemple le bombage. 70 34453 -6- 2112078 REVENDICATIONS 1) Rouleaux destinés à supporter et à transporter horizontalement des feuilles de verre chauffées à leur température de ramollissement, caractérisés- en ce qu'ils sont constitués en 5 alumine frittée d'une pureté égale ou supérieure à 97,5 2) Rouleaux selon la revendication 1, caractérisés en ce que cette alumine est frittée au-dessous de 1700°C„ 3) Rouleaux selon la revendication 1, caractérisés en ce que cette alumine est frittée au-dessus de 1700°C. 10 4) Rouleaux creux suivant la revendication 2, caractérisés en ce que, pour une longueur de 2750 mm, ils ont un diamètre extérieur de 60 mm et un diamètre intérieur de 42 mm. 5) Rouleaux creux selon la revendication 3, caractérisés en ce que, pour une longueur de 2750 mm, ils ont un diamètre exté- 15 rieur de 45 mm et un diamètre intérieur de 31,5 mm. 6) Rouleaux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisés en ce qu'ils sont revêtus d'une matière fibreuse réfractaire et souple ne se détériorant pas par déshydratation ou décomposition chipique à la température de travail, ce revê- 20 tement pouvant notamment être formé de fibres de silice. 7) Fours pour les traitements thermiques de feuilles de verre à plat comportant des rouleaux selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 4 COPY