Brevet FR2142859A1 — publié le 19730202

L'invention concerne un procédé de fusion et d'écoulement du verre ainsi que l'installation prévue pour l'application de ce procédé, notamment en ce qui concerne le prélèvement du verre de profondeur. L'utilisation de pots pour la fusion du verre pose encore des problèmes difficilement résolubles quant à la qualité du verre obtenu. Ainsi, le choix des argiles réfractaires employées pour la fabrication des pots, doit tenir compte de plusieurs impératifs souvent inconciliables. La terre du pot, après attrempage, doit présenter une porosité totale suffisante, par exemple 20 à 30 %, pour supporter, sans dommages, les chocs thermiques répétés lors des renfournements des matières vitrifiables froides. nZalheureusement, la présence de cette porosité favorise l'attaque du pot par le verre, ce qui en traine l'usure du pot et l'apparition de défauts dans le verre : pierres, cordes bouillons ..... Un autre problème posé par l'emploi des pots, est la mauvaise qualité du verre de surface prélevé lors du cueillage. On sait que ce verre de surface est très hétérogène par rapport au verre de profondeur. Cette hétérogénéité est principalement due à la volatilisation de certains constituants du verre et à la présence d'alumine provenant de la dissolution du pot et de l'anneau (ou cercle) de cueillage. Un dispositif a déjà été proposé pour permettre le prélèvement du verre de profondeur de meilleure qualité. A cet effet, un tube creux en matière réfractaire placé horizontalement est scellé dans l'épaisseur de la paroi du pot à peu de distance du fond. Ce tube débouche à l'extérieur du four et permet l'écoulement du verre dans une poche ou moule. Cette disposition présente plusieurs difficultés d'exécution: ajustage du tube dans la paroi du pot, étanchéité entre pot et tube. Une étude statistique, portant sur un très grand nombre de pots usagés, a mis en évidence que seul le fond des pots est attaqué par le verre ; ceci se traduit par une perte d'épaisseur du fond, tandis que les parois restent d'égale épaisseur. L'usure du fond engendre la libération dans le verre d'une multitude de grains réfractaires plus ou moins assimilables par le verre. L'explication de cette usure sélective du fond de pot pourrait s'appuyer sur les considérations de Jebsen-Alarwedel concernant la théorie de la dynactivi té. Parmi les réfractaires connus, ceux à très faible porosité, par exem ple les électrofondus, résistent particulièrement bien à la corrosion par le verre, surtout lorsque celui-ci contient de hauts pourcentages de plomb. La présente invention a pour but d'apporter une solution avantageuse à ces problèmes en proposant l'utilisation d'un pot permettant la réduction notable des défauts du verre dus au pot et, d'autre part, le remplacement du ceuillage du verre de surface par le prélèvement du verre de profondeur de meilleure qualité, par l'intermédiaire d'un drain placé dans le fond du pot. A cet effet, l'invention coneeme un dispositif de fusion et d'écoulement du verre de profondeur, caractérisé en ce qu'il comporte à l'intérieur du four de fusion un pot sans fond, reposant à sa base, par l'intermédiaire de moyens d'étanchéité et de refroidissement, sur un plateau en matériau réfractaire à faible porosité au centre duquel débouche un drain d'évacuation du verre en fusion vers le bas. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin annexé qui est une vue en coupe verticale de l'ensemble du dispositif. On décrira un pot de fusion ainsi que son drain d'évacuation vers le bas et leur utilisation pour l'élaboration du verre, mais il est bien entendu que cet ensemble pourra convenir à la préparation d'une quantité d'autres matières s'effectuant par fusion dans un récipient et dont le prélèvement se fait par écoulement. Un four vertical rond 1 est chauffé par exemple au gaz et de préférence par quatre groupes de brûleurs 2 envoyant leur chaleur au moins à partir d'un côté intérieur du four. Les gaz brûlés s'échappent du four par un conduit cy lindrique 3 et on enfourne la composition par une ouverture 4. Un chapeau 5 coiffe les parois latérales du four 1 formant ainsi une chambre fermée 6 qui constitue l'intérieur du four. La partie inférieure 7 du four possède à l'extérieur une saillie 8 comportant une chambre intérieure 9, le tout étant de révolution autour de l'axe II de l'ensemble.La sole du four comporte un évidement cylindrique 10 dans lequel vient se loger un plateau 11 de révolution autour de l'axe II. Ce plateau 11 présente sur sa face supérieure une surface en forme d'entonnoir 13 sur les plats bords 14 duquel repose le bord inférieur 15 de la surface latérale 16 d'un pot sans fond 17. L'étanchéité entre le pot 17 et le plateau 11 est réalisée par refroidissement local, par exemple à l'aide d'un anneau 18 à circulation d'eau pris entre le bord inférieur 15 du pot 17 et une rainure 19 creusée sur le pourtour de la face supérieure du plateau 11. Un drain cylindrique vertical 20 est ajuste à sa tête 21 dans l'épaisseur du pla- teau 11. La position et le maintien vertical de celle-ci sont assurés par une couronne 22 formée dans le corps du drain 20 et s'engageant dans la partie centrale intérieure du plateau 11. L'écoulement du verre s'effectue proprement grâce à un bec verseur 23 monté à l'extrémité inférieure du drain 20. Il est à remarquer que l'extrémité de la tête 21 du drain 20 sort un peu vers le haut de l'orifice central de l'entonnoir 13. Le pot 17 possède à sa surface supérieure une calotte 24 pourvue d'une ouverture latérale 25 maintenue en position par un support 26 et par laquelle on enfourne la composition. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes et de matériaux sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Ainsi, le pot peut être avec ou sans calotte. Le pot dans la version sans calotte, pourrait également épouser exactement l'intérieur du four ; auquel cas le chauffage du bain de verre serait assuré par la surface du bain et non plus par les parois. Revendications 1) Dispositif de fusion et d'écoulement du verre de profondeur, caractérisé en ce qu'il comporte, à l'intérieur d'un four de fusion 1, un pot sans fond 17, reposant à sa base, par l'intermédiaire de moyens d'étanchéité et de refroidissement 18, sur un plateau 11 en matériau réfractaire à faible porosité, au centre duquel débouche un drain 20 d'évacuation du verre en fusion vers le bas. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau 11 comporte, après usinage précis et approprié, une face supérieure en forme d'entonnoir 13 sur les plats bords duquel repose par son chant inférieur le pot sans fond 17, et une rainure 19 coaxiale auxdits bords danslaquelle on insère les moyens d'étanchéité et de refroidissement pour la mise en place du drain d'écoulement du verre vers le bas. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité et de refroidissement sont constitués par un anneau à circulation d'eau 18 venant se loger dans la rainure circulaire 19 de la face supérieure du plateau 11. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pot 17 comporte un corps en mélange réfractaire ayant une porosité de quelques dizaines de pour cent et de préférence entre vingt et trente pour cent. 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau 1 1 comporte un corps en matériau réfractaire à très faible porosité, par exemple un électrofondu.