Brevet FR2116349A1 — publié le 19720713

La présente invention concerne de façon générale la fabrication du verre plat -par le procédé de flottation, et plus particulièrement un procédé et un appareil perfectionnés qui facilitent le transfert du ruban terminé à l'extrémité de sortie du bain dans 5 la galerie de recuisson au démarrage de l'appareil. le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 083 551 décrit un appareil classique de fabrication de verre flotté et explique que la fabrication de verre plat par le procédé de flottation implique la distribution de verre avec un débit commandé sur un 10 bain de métal fondu (par exemple d'étain ou d'alliage d'étain) et son avance le long du bain dans des conditions physiques et thermiques qui assurent qu'une couche de métal fondu se forme sur le bain, que le verre de la couche peut s'écouler latéralement sans obstacle en formant à la surface du bain une masse flottante 15 de verre fondu d'épaisseur d'équilibre, et que la masse flottante avance de façon continue le long du bain sous forme d'un ruban et se refroidit progressivement et suffisamment pour qu'on puisse la prélever du bain à l'extrémité de sortie à l'aide d'un dis-• positif mécanique qui n'endommage pas ses faces. 20 le volume d'expansion qui se trouve au-dessus du bain est enfermé dans une chambre en surpression remplie d'une atmosphère protectrice non oxydante dite de flottation. Un prolongement de courte longueur placé à l'extrémité de sortie du bain contient les rouleaux de prélèvement initiaux destinés au transfert du 25 ruban de verre sur le transporteur mécanique, et un dispositif convenable hermétique se trouve au-dessus et au-dessous du ruban et empêche la pénétration de l'oxygène externe. Bien que plusieurs éléments chauffants placés' dans la la chambre principale en surpression fournissent de la chaleur des-30 tinée à maintenir le ruban à la température voulue lorsqu'il se déplace, le passage de sortie et l'espace compris entre le bain et la galerie voisine de recuisson ne comportent pas de source auxiliaire de chaleur et ils doivent atteindre une température d'équilibre en absorbant initialement la chaleur du ruban de 35 verre qui y circule. En conséquence, lors du démarrage de l'appareil et avant que cette température d'équilibre soit atteinte, le ruban se refroidit excessivement lorsqu'il passe dans le 71 06331 2 2116349 passage vers la galerie de recuisson. De plus, le démarrage de l'appareil implique la réalisation manuelle d'une masse continue de verre entre la lèvre de coulée placée à l'extrémité d'entrée du bain et la galerie de 5 recuisson, par l'intermédiaire de l'extrémité de sortie. Pour cela, il faut mettre en route le procédé avec un débit inférieur au débit normal car la couche de verre doit être guidée et tirée à la main le long du bain, élevée sous forme d'un ruban à l'extrémité de sortie et placée sur le transporteur mécanique, puis dépla-10 cée dans la galerie de recuisson avant qu'on puisse utiliser le transporteur mécanique pour exercer la traction nécessaire. Comme la plus grande partie de la chaleur destinée à maintenir le bain en température provient de la couche de verre qui se refroidit et que les éléments chauffants seuls ne fournissent pas 15 normalement suffisamment d'énergie pour maintenir les températures voulues sans introduction de chaleur supplémentaire, le ruban placé initialement sur le bain a tendance à se refroidir plus que voulu lorsque les vitesses de déplacement 3ont faibles. A Ainsi, dans la pratique réelle industrielle des démar-20 rages des dispositifs classiques de la technique antérieure, la combinaison du bain et du passage trop froid provoque un refroidissement, donc une rigidité, plus important que voulu du verre qui passe du bain sur le ou les rouleaux de prélèvement. Ceci provoque alors une tendance du ruban à s'élever dans l'air en formant l'an-25 gle de sortie et à se briser au lieu de suivre le contour imposé par les rouleaux initiaux du transporteur, la mise en place du ruban initial est ainsi difficile et demande beaucoup de temps. L'invention permet de résoudre les problèmes posés par le refroidissement excessif du ruban initial de verre grâce à 30 appareil auxiliaire de chauffage spécial et portable qu'on appellera dans la suite calotte de démarrage, placé au-dessus de l'orifice de sortie du bain et comprenant plusieurs brûleurs à gaz qui chauffent directement le ruban dans la zone d'élévation et de transfert. L'ensemble se trouve au—dessus du passage de 35 sortie et on peut facilement le déconnecter et le retirer lorsqu'il n'est pas utilisé. L'invention concerne donc un appareil efficace de 71 06331 3 2116349 chauffage de la zone de prélèvement à l'extrémité de sortie d'un "bain de verre flotté. Ce dispositif permet d'éviter l'élévation et la rupture du ruban initial à l'extrémité de sortie du bain au cours du démarrage de l'appareil à verre flotté. L'invention 5 concerne aussi un ensemble auxiliaire de chauffage destiné à un appareil à verre flotté et qui, lorsqu'il n'est pas utilisé, peut être facilement retiré et stocké et n'influence pas le fonctionnement ultérieur de l'appareil de fabrication de verre. Plus précisément, l'invention concerne un procédé selon 10 lequel on assure la mise en fonctionnement initial d'un ensemble de fabrication de verre flotté, selon lequel on forme une couche continue de verre fondu sur un bain de métal fondu, on fait avancer cette couche sous forme d'un ruban le long du bain vers l'extrémité de sortie de celui-ci, le ruban se refroidissant 15 progressivement au cours de son avance le long du bain, on élève le bord d'attaque du ruban ainsi refroidi et donc rigide du bain et on le place sur un dispositif horizontal de transport placé dans l'axe et qui exerce une traction sur le ruban une fois celui-ci mis en place et on continue à faire avancer le ruban dans une 20 galerie voisine de reculsson, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on chauffe le ruban lorsqu'il sort initialement à l'extrémité de sortie du bain entre le bain et la galerie de recuisson, de manière à réduire sa rigidité et à faciliter ainsi sa mise en place sur le dispositif de transport, on continue à chauffer le ruban 25 lorsque sa partie initiale se déplace dans la galerie, et on interrompt le chauffage après l'obtention des conditions d'équilibre d*un procédé normal. L'invention concerne aussi un appareil de fabrication de verre flotté comprenant une cuve contenant un bain de métal 30 fondu sur lequel flotte un ruban de verre, une chambre en surpression enfermant un volume de gaz protecteur de flottation au-dessus du bain et comportant un orifice d'entrée et un passage de sortie, une galerie de recuisson placée dans l'axe du bain et au-delà de la cuve et un dispositif de transport continu allant 35 de l'extrémité de sortie du bain à la galerie de recuisson et destiné à faire avancer le ruban continu de verre, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend une calotte de démarrage 71 06331 4 2116349 placée au-dessus de l'orifice externe et sur toute la largeur du passage de sortie entre la cuve et ladite galerie, et un dispositif de chauffage placé dans la calotte et destiné à chauffer la zone de sortie du passage. 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée en référence au dessin annexé sur lequel î la figure 1 est une coupe verticale et longitudinale d'un appareil classique de fabrication de verre flotté, dont 10 l'extrémité de sortie de la chambre en surpression comporte un dispositif de chauffage auxiliaire selon l'invention j et la figure 2 est une vue en plan de l'appareil de la figure 1 après arrachement d'une partie de la chambre en surpression. 1 5 les dessins représentent un exemple de machine de fabri cation de verre flotté qui est analogue de façon générale à l'appa- precité reil décrit par le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 083 551A Dans cette machine, l'avant-corps d'un four 11 de fusion de verre fournit du verre fondu 10 sur une lèvre de coulée 12 en quantité 20 réglée et commandée par un registre 13 et une porte d'ouvreau 14» le verre s'écoule de la lèvre sur le bain de métal fondu 15 (qui peut être de l'étain ou un alliage d'étain) et foime une masse flottante de verre fondu 1 6 à partir de laquelle se développe une masse flottante 17 d'épaisseur stable sous forme d'un ruban. 25 Le bain 15 de métal fondu se trouve dans une cuve 18 et une chambre d'expansion 19 au-dessus du bain est entourée par un toit ou une chambre 20 en surpression qui, avec le prolongement 21, forme un volume clos suffisamment important pour contenir une quantité suffisante d'atmosphère inerte de flottation pour 30 protéger l'ensemble .du dispositif, le gaz protecteur ne doit pas réagir avec le métal fondu en formant des matières contaminantes, soit du métal, soit du verre (il peut s'agit d'un mélange d'azote et d'hydrogène par exemple). On introduit Initialement le gaz dans la chambre 19 puis on le fait pénétrer de façon continue à 35 l'aide d*un dispositif de tuyauteries qui comprend un distributeur dx8iî© s principal 22,. des dérivations 23 et des canalisations dlentree/24 dans la chambre. Un court prolongement 25 de la chambre en sur 71 06331 5 2116349 pression contient de façon classique un dispositif d'étanchéité (non représenté) qui se trouve à la fois au-dessus et au-desspus du ruban et qui empêche l'entrée de l'air externe. Dans les conditions normales de travail, la couche de 5 verre 17 se déplace le long du bain 15 et se refroidit progressivement de la porte dTouvreau jusqu'à l'extrémité de sortie et forme un ruban 26 final ayant une rigidité suffisante pour permettre son transfert du bain à une galerie 27 voisine de recuisson à l'aide d'un dispositif mécanique de transport qui n'endommage 10 pas ses faces. Plusieurs éléments chauffants distants 28 placés dans la chambre fournissent la chaleur nécessaire pour maintenir les températures voulues dans la couche de verre qui progresse le long du bain. le dispositif mécanique de transport normalement utili-15 sé pour transférer le ruban du bain à la galerie est représenté par une série de rouleaux distants et parallèles 29 à 3? de support et un rouleau supérieur 34. Un dispositif classique entraîne l'un des rouleaux ou la totalité et ils coopèrent de manière à exercer une traction sur le ruban continu de verre de façon 20 qu'il se déplace à l'extrémité de sortie du bain 1 5* s'élève sur le rouleau initial 29 ou de prélèvement et soit ensuite transporter par le dispositif de transport dans la galerie 27 de recuisson. Lorsqu'on veut un ruban d'épaisseur inférieure à l'épais— 25 seur d'équilibre» on peut augmenter la vitesse des rouleaux 29 à 34, de façon à modifier la traction et à réduire l'épaisseur de la couche d'équilibre 17 de verre. Gomme on l'a vu précédemment, au cours du démarrage de l'appareil, il faut faire avancer manuellement la couche 17 le 30 long du bain 15 et le ruban 26 sortant à l'extrémité doit être placé sur le dispositif de transport avant qu'on puisse mettre en action le dispositif mécanique automatique d'entraînement destiné à appliquer une traction sur le ruban de verre. De plus, comme la mise en place et l'avance manuelle du ruban sont plus 35 lentes que les opérations normales mécanisées, le bain reçoit moins de verre fondu par unité de temps et en conséquence, il y a moins de chaleur libérée au total par le refroidissement du verre 71 06331 6 2116349 fondu qui forme le ruban fini. La quantité de chaleur libérée par les éléments chauffants 27 ne peut que compenser une partie de cette différence, et en conséquence, 1*extrémité de sortie du bain 15 peut se refroidir à une température inférieure à la 5 température voulue du ruban 26. Le ruban est trop froid et peut être trop rigide pour qu'on puisse régler le changement de direction de la direction initiale de prélèvement à la direction horizontale suivie par le ruban sur le dispositif de transport.' Le ruban a tendance à continuer à s1élever en sortant du bain 10 en formant l'angle de prélèvement, puis à se briser à l'extérieur de l'orifice 35 dans le prolongement 25. On remédie à cet inconvénient selon l'invention en fournissant de la chaleur supplémentaire à l'extrémité de sortie de la chambre en surpression à l'aide d'un dispositif auxiliaire 15 externe qui envoie de la chaleur sur le ruban qui sort» Pour cela, on place une rangée de dispositifs de chauffage distants, par exemple des brûleurs à gaz 36 au-dessus de l'orifice 35» dans le court espace qui se trouve normalement entre l'extrémité de sortie de la cuve du bain et l'entrée de la galerie 20 de recuisson. Les brûleurs 36 dépassent sous un distributeur 37 auquel ils sont reliés par une tuyauterie 38 d'entrée de combustible passant à travers une calotte 39 qui peut être portée par le toit 40 du prolongement 25, par exemple par des dispositifs de fixation 41 passant dans des orifices de la calotte et péné-25 trant dans le toit. La calotte forme un angle tel qu'elle dirige la chaleur vers l'orifice 35 et on peut la réaliser en toute tôle de matière réfractaire convenable, par exemple en acier inoxydable. On peut utiliser un type classique de brûleur à buse fonctionnant avec de l'air ambiant, ou on peut fournir la chaleur à l'aide 30 d'un autre dispositif, par exemple par des éléments de chauffage électrique par résistance. Au cours du démarrage initial de l'appareil à verre flotté, on utilise les brûleurs pour chauffer la zone de sortie du bain et pour réchauffer le ruban 26 lorsqu'il sort du prolonge-35 ment 25, de façon à modifier sa rigidité et à lui permettre de passer plus facilement sur les rouleaux initiaux de transport 29 à 3U 71 06331 7 2116349 Lorsqu'on a mis en place de façon satisfaisante un ruban continu de verre entre la couche 16 à son point de formation initiale jusqu'à la galerie 27 de recuisson, on met en action le dispositif mécanique de transport et on augmente progressivement 5 la vitesse, donc le débit correspondant de matière?jusqu'à obtenir le débit de production normale. A ce moment, la quantité de chaleur apportée par la quantité accrue de verre fondu très chaud pénétrant dans la cuve est telle que les éléments 28 de chauffage peuvent maintenir la température voulue le long du bain. Ainsi, 10 le ruban 26 sort à une température supérieure et permet à la zone du prolongement de sortie d'atteindre la température d'équilibre voulue peu de temps après, ce qui résout le problème du refroidissement excessif du ruban. On peut alors arrêter les brûleurs de l'invention car la chaleur supplémentaire devient su-15 perflue. Un autre avantage du dispositif de l'invention réside en ce que, après usage, on peut facilement le retirer pour laisser l'espace libre au-dessus de la zone qui se trouve entre la cuve 18 et la galerie 27. On réalise cette opération en retirant les 20 dispositifs de fixation 41 et en déconnectant le distributeur en 42» qui peut désigner un raccord ou un autre dispositif facile à démonter, placé en aval de la vanne de fermeture. Ainsi, l'invention concerne un dispositif auxiliaire de chauffage facile à transporter et destiné à réchauffer la zone 25 de sortie du bain et le ruban initial de verre en sortant, et ceci évite la rupture du ruban initial et réduit de façon notable le temps nécessaire pour mettre en place le ruban sur le dispositif de transport. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite 30 qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, qui est défini dans les revendications annexées. 71 06331 s 2116349 RBVSKDICATI0U3 1 * Procédé de mise en fonctionnement Initial d'un ensemble de fabrication de verre flotté, selon lequel on met en place une couche continue de verre fondu sur un bain de métal fondu, on 5 fait avancer cette couche sous forme de ruban le long du bain vers 1*extrémité de sortie de celui-ci, le ruban se refroidissant progressivement lorsqu'il avance le long du bain, on élève le bord d'attaque du ruban refroidi et donc rigide au-dessus du bain et on le place sur un dispositif horizontal de transport 10 dans l'axe du bain et destiné à exercer une traction sur le ruban une fois celui-ci mis en place sur lui, et on continue à faire avancer le ruban dans une galerie voisine de recuisson, caractérisé en ce qu'on chauffe le ruban lorsqu'il est initialement à l'extrémité du bain, entre le bain et la galerie, de façon à réduire 15 sa rigidité et à faciliter sa mise en place sur le dispositif de transport, on continue à chauffer le ruban lorsque sa partie initiale se déplace dans la galerie de recuisson et l'on cesse de chauffer une fols atteinte la condition normale d'équilibre du procédé. 20 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe en faisant fonctionner plusieurs brûleurs à gaz placés au-dessus de l'extrémité de sortie du bain, à son voisinage et à intervalles réguliers transversalement. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce 25 que les brûleurs font partie d'un ensemble transportable, et selon lequel on retire l'ensemble de l'appareil à verre flotté après le démarrage de celui-ci. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on chauffe suffisamment pour ramollir " 30 de façon convenable -le ruban de verre pour lui permettre de s'adapter au dispositif de transport, de manière à empêcher la rupture initiale du ruban. 5. Appareil de fabrication de verre flotté, du type qui comprend une cuve contenant un bain de métal fondu sur la- 35 quelle flotte un ruban de verre, une chambre en surpression enfermant un volume d'atmosphère protectrice de flottation au-dessus du bain et comportant un orifice d'entrée et un passage de 71 06331 9 2116349 sortie, une galerie de recuisson placée dans l'axe et au-delà de la cuve, et un dispositif continu de transport partant de l'extrémité de sortie du bain, passant dans la galerie et destiné à faire avancer le ruban continu de verre, caractérisé en ce 5 qu'il comprend une calotte de démarrage placée au-dessus de l'orifice externe du passage de sortie auquel elle est transversale, entre la cuve et la galerie, et un dispositif de chauffage placé dans la calotte et destiné à chaufferla zone de sortie du passage. 10 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif placé dans la calotte et destiné à réfléchir et à dévier la chaleur, le dispositif de chauffage comprenant des brûleurs à gaz à buse fixés à des tuyauteries d'entrée distantes le long d'un distributeur commun de combusti-15 ble, ce dernier étant monté au-dessus du dispositif réfléchissant et déviant la chaleur. 7» Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif réfléchissant et déviant la chaleur comprend une plaque d'acier inoxydable réfractaire. 20 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de montage de la calotte de démarrage compenant plusieurs dispositifs amovibles de fixation du dispositif réfléchissant et déviant la chaleur, au toit du passage de sortie, et un raccord amovible reliant le distributeur à une 25 réserve de combustible, de manière que l'ensemble entier soit facile à retirer lorsqu'il ne fonctionne pas.