Brevet FR2139831A1 — publié le 19730112

La présente invention concerne les installations pour la fabrication de verre plat par le procédé dit "glass float" ou "par flottage". Un des procédés les plus perfectionnés pour la fabrication de verre plat est ce procédé par flottage qui consiste à acheminer en continu du verre fondu sur la surface d'un bain de métal fondu avant un poids spécifique supérieur à celui du verres, par exemple de l'étain et maintenu dans une ambiance non oxydant, en laissant le verre s'étaler de façon à prendre la forie d'un ruban à faces planes et parallèles, et enfin à refroidir ledit ruban pendant son mouvement d'avance le long du bain métallique pour permettre de l'enlever du bain à l'état suffisamment solidifié. L'installation utilisée pour la mise en oeuvre de ce procédé consiste en un tun-lel de métal garni intérieurement.de matériau réfractaire, ledit tunnel contenant le bain de métal fondu, tandis qu'il y règne une atmosphère non oxydante. On sait qu'aux interfaces verre/métal fondu, verre/ atmosphère non oxydante, métal fondu/garni8ss3e réfractaire, métal fondu/atmosphère non oxydante, peuvent se développer ou se développent des réactions chimiques dont la conséquence finale peut être une diminution de la qualité de la plaque de verre fabriquée. Notamment, les traces d'oxygène, inévitablement présentes dans l'atmosphère protectrice, provoquent l'oxy- dation du métal fondu du bain. À l'interface métal/verre, il se produit un échange de cations avec le sodium du verre et, tondis que le verre est souillé par de l'étain, ce dernier se charge en oxyde de sodium. Ledit oxyde réagit avec la silice contenue dans le matériau réfractaire en formant un produit vitreux qui recouvre le garnissage.Ceci favorise l'adhésion du verre sur ce dernier à 1' interface verre/réfractaire, ainsi que la formation d'impuretés dans le verre par suite de la formation continue de gouttes de glaçure sur le réfractaire, gouttes qui remontent à la surfqce du métal en venant adhérer au verre. L'un des buts principaux de la présente invention est en conséquence de perfectionner les installations pour la fabrication du verre plat par le procédé "par flottagen de manière à éviter ou tout au moins à réduire sensble.ent la création des phénomènes ci-dessus mentionnés. Le perfectionne~ ment conforme à l'invention permet d'absorber d'une manière substantielle l'oxygène, de produire des composés qui ne risquent pas de contaminer le verre, de rendre inerte la surface du garnissage réfractaire vis-à-vis du sodium contenu dans le métal ou en tous cas de ne former avec ce sodium que des composés non nuisibles et enfin d'éviter l'adhérence du verre sur le g & nis- sage réfractaire. D'une façon plus générale, la présente invention a pour but de réaliser, dans le procédé envisagé, des perfectionnements aptes à créer une interface convenable entre le matériau réfractaire du garnissage et le métal fondu, en éliminant ainsi les inconvénients préalablement inévitables et en améliorant sensiblement la stabilité du processus de fabrication du verre plat. zonforméTnelS à l'invention, on adopte pour le garnissage d'au moins une partie du tunnel, un matériau réfractaire composé, qui, aux interfaces, est réactif vis-à-vis de l'oxygène de l'at- mosphère du tunnel, nais inerte vis-à-vis des composés alcalins du bain et présente la propriété de repousser le verre.Plus particulièrement, le matériau réfractaire comprend un support de matière réfractaire usuelle, doublé, sur sa surface tournée vers l'intérieur du tunnel, d'un revêtement réfractaire dont la teneur en silice et alumine diminue de la surface du support vers l'intérieur du tunnel et est remplacée par du carbone cristallisé ou du nitrure ou carbure de bore, seuls ou en mélange l'un avec l'autre, de manière que la surface délimitant l'intérieur du tunnel soit constituée essentiellement par ces derners. Un mode préféré de réalisation de l'invention est décrit ci-après, avec référence à la figure unique du dessin annexé, qui représente une vue partielle, en coupe transversale, d'un tunnel pour la fabrication de verre flotté. ï'a figure montre une fraction de la paroi d'un tunnel 1 de fabrication d'une plaque de verre 2 par le procédé par flottage, sur un bain .3 de métal fondu, par exemple d'étain. le tunnel comporte une paroi extérieure 4 en tôle d'acier, revêtue intérieurement de briques ou blocs de matériau réfractaire usuel 5 du type silico-alumineux. our leur face intérieure, au moins une partie des briques 5 est recouverte d'une première couche réfractaire 6 à base de silice, d'alumine et de carbone cristallisé ou graphite. la teneur en silice ou alumine de la couche 6 est par exemple inférieure à 50, la différence pour arriver à r 100 étant constituée par du graphite. Contre la couche 6 est appliquée une couche réfractaire 7 composée de silice d'alumine et de graphite. Ladite couche pré sente, par rapport à la coche 6, une teneur inférieure en silice ou alumine et une teneur supérieure en graphite. Par exemple, la teneur en silice et alumine peut être de 25, tandis que la différence à 100 est constituée par du graphite. 2nain, sur la couche 7 adhère une troisième oouche sensiblement exempte de silice et d'alumine, dont la teneur en graphite est voisine de 100. On obtient ainsi un corps réfractaire 5,6,7,8 dans lequel le support 5 est entièrement constitué de silice et d'alumine, la teneur en ces derniers composés diminuant d'une couche à l'autre jusqu'à disparaitre presque totalement dans la dernière couche 8, tandis qu'au contraire la teneur en graphite augmente, ce dernier formant le constituant essentiel de ladite dernière couche. graphite peut être remplacé par du carbure ou nitrure de bore, et l'on peut également utiliser des combinaisons desdites matières au lieu d'une seule d'entre elles. L'un des nombreux modes possibles de réalisation de l'invention est décrit ci-après, à titre d'exemple. Le bloc de matériau réfractaire 5 est produit suivant les méthodes traditionnelles en mélangeant de la silice et de l'alumine et éventuellement d'autres composants présentant les dimensions grann1aires convenables, comprenant des silicates et des mortiers d'argile, comme de coutume. Avant d'effectuer l'opration normale de cuisson, on applique sur la face convenable du bloc les couches 6, 7, et 8 dans lesquelles la silice et l'alumine sont remplacées par des quantités croissantes de graphite. Le liant pour le mélange de silice, alumine et graphite des couches 6 et 7 est constitué par du silicate d'éthyle et de la poix dissoute dans le benzène. Le liant du graphite qui remplace complètement ou presque la silice et l'alumine dans la couche 8 est constitué par de la poix ou du goudron. Après séchage, le bloc est mis au four pour subir une cuisson en atmosphère neutre ou légèrement réductrice, jusqu'à une temtérature d'environ 13000C. Pendant 1 cuisson on réalise la formation simultanée de la céramique réfractaire et de la couche d'interface ayant les caractéristiques désirées. Les couches intermédiaires dans lesquelles la quantité de silice et d'alumine diminue et est remplacée par du graphite, sont liées ensemble d'une façon hybride par le silicate d'éthyle et le carbone du goudron, lesquels se transorment en silicate cristallisé et en carbone amorphe, tandis que la couche de surface 8 est maintenue sur l'ensemble exclusivement par du carbone amorphe. a fonction des couches intermédiaires 6, 7 est d'absorber les tensions internes engendrées par les dif érentes dilatations thermiques. De cette façon, on a la garantie que le bloc réfractaire est parfaitement monolithique et que la couche de surface ne peut pas présenter de tendance à se détacher de son support avec le temps. La surface d'interface ainsi obtenue est donc composée dans sa presque totalité de carbone ou de carbures ou nitrures, elle est réactive vis-à-vis de l'oxygène, mais par contre inerte vis-à-vis des substances alcalines du bain, et elle repousse les bains. L'épaisseur de la couche de surface doit être déterminée en tenant compte de l'usure à laquelle elle est sujette et dépend de la position et des conditions de travail du corps réfractaire. il peut varier d'une fraction de millimètre jusqu'à plusieurs centimètres. La couche de surface peut en outre recevoir une addition d'autres composants aptes à améliorer les conditions de travail, tels que des catalyseurs favorisant les réactions désirées (par exemple du vanadium pour améliorer l'absorption de l'oxygène et du magnésium pour combiner les traces de soufre, qui représente une impureté particulièrement nuisible. isVNsICAUIONS 1. Perfectionnement aux installations de fabrication de verre flotté par le procédé "de flottage" comprenant un tunnel en matériau réfractaire ayant un fond en forme de bassin dans lequel se trouve le bain de métal fondu, caractérisé en ce qu' au moins une partie du matériau réfractaire comprend un support en matière réfractaire usuelle,qui est muni sur sa face tournée vers l'intérieur du tunnel, d'un revêtement réfractaire dont la teneur en constituants réfractaires colncidant avec Ceux du support décroît de la surface dudit support vers l'intérieur du tunnel et qui comprend au moins un composant réactif vis-à-vis de l'oxygène de l'atmosphère du tunnel et inerte vis-à-vis des composés alcalins du bain, et ayant la propriété de repousser le verre, la surface délimitant l'intérieur du tunnel étant essentiellement constituée par ledit composant. 2. Perfectionnement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le composant est du carbone cristallisé (graphite) ou du carbure ou nitrure de bore ou leur mélange 3. Perfectionnement suivant la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le revêtement réfractaire contient du vanadium ou du magnésium, seuls ou en combinaison.