Brevet FR2249041A1 — publié le 19750523

La présente invention se rapporte à un procédé pour dé becter la position des bords d'un ruban de verre progressant à la surface d'un bain de métal en fusion dans le procédé continu de fabrication de verre plat dit procédé flotté" (floatglass). Dans un procédé de fabrication de verre plat universellement connu, dit "procédé flotté", le verre avance sous la forme d'un ruban en flottant sur un bain de métal en fusion et est rendu plat tout en avançant ainsi. Le bain de métal en fusion est généralement constitué par de l'étain ou par un alliage d'étain et est contenu dans une longue cuve étroite en matière réfractaire. Pour éviter l'oxydation du métal en fusion, une atmosphère de protection composée d'un gaz non-oxydant, tel que lI azote, contenant une petite quantité d'hydrogène, est maintenue au-dessus du bain.Dans le procédé de fabrication de verre flotté, le verre en fusion est débité en continu, à une température élevée, par un avant-creuset relié au four de fusion et est entratné sous la forme d'un ruban le long du bain de métal en fusion, progressant ainsi sur une surface plate, lisse et parallèle, le ruban de verre étant ensuite refroidi, puis enlevé du bain. Dans la conduite du procédé de verre flotté, il est très important de connaître exactement la position occupée par le ruban de verre sur le bain de métal en fusion. En particulier, quand le verre en fusion est délivré à l'extrémité chaude du bain de métal en fusion, où il.s'étale sous la forme d1un ruban, il est important de connaître exactement la position des bords de ce ruban afin de pouvoir régler avec précision le débit d'alimentation en verre, pour pouvoir maintenir la qualité du ruban de verre sur le bain de métal en fusion et pour assurer la stabilité de l'opération. Jusqu'ici, on a détecté la position des bords du ruban de verre flotté en observant celui-ci au moyen d'un circuit de télévision industriel ou bien directement par un regard. Toutefois, dans ces conditions, la précision varie d'un opérateur à l'autre, selon l'expérience ou les connaissances de celui-ci. Il a aussi été proposé de mesurer la pression de réaction en projetant, au moyen d'une buse, un gaz contre les bords du ruban de verre. Ce procédé a pour inconvénients de refroidir les bords du ruban et de projeter du métal en fusion sur celui-ci, en déformant et en salissant sa surface. Le but de la présente invention est de fournir un procédé pour détecter la position du verre flotté qui n'a aucun des inconvénients ci-dessus. La Demanderesse a découvert qu'en mesurant la température du ruban de verre et celle du métal en fusion avec lequel celui-ci est au contact au moyen d'un dispositif thermométrique influencé par le rayonnement émis par une matière portée b une température élevée, comme c'est le cas d'un pyromètre à rayonnement, on détecte une différence de températures apparente, par exemple, de 200 à 400 C, même si la véritable différence de températures n'est que d'environ 1000C. On suppose que la raison en est la différence des pouvoirs d'émission ou de l'effet de "corps noir= à une température élevée, entre l'étain en fusion et le verre. En conséquence, le but de la présente invention est de fournir un procédé pour détecter la position du bord d'un ruban de verre flotté. L'invention atteint son but par un procédé pour détecter la position du bord du ruban de verre dans le procédé de fabrication de verre flotté dans lequel le verre est entraîné sous la forme d'un ruban le long d'un bain de métal en fusion qui est caractérisé en ce qu'on introduit le bord recevant les radiations d'un pyromètre à rayonnement monté sur une tige de support audessus du ruban de verre et orienté transversalement à ce ruban de verre; en imprimant un mouvement de va-et-vient au bord de réception des radiations de façon à suivre les variations de la position correspondant à une température prédéterminée, position à laquelle la température apparente indiquée par le pyromètre à rayonnement augmente rapidement, et à mesurer la position du bord recevant les radiations. D'autres caractéristiques etavantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est un graphique illustrant le phénomène sur lequel l'invention est basée; - la figure 2 est une vue schématique partielle d'un mode de réalisation du procédé de l'invention; - la figure 3 est une vue schématique en plan d'un mode de réalisation conforme à I1 invention; - la figure 4 est une vue latérale schématique du mode de réalisation de la figure 3; et, - la figure 5 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation conforme à l'invention. Sur la figure 1, on a porté en ordonnée les températures indiquées par un pyromètre à rayonnement et en abscisse la longueur du bain de métal en fusion, mesurée dans le sens transversal. Sur la figure 1, on voit également une vue en coupe du ruban de verre montrant la position de l'un des bords de celui-ci flottant sur le bain. La courbe de la figure I est un exemple des températures indiquées par le pyromètre à rayonnement en fonction de la distance du bain de métal en fusion, dans le sens transversal. Dans le mode de réalisation représenté, la température indiquée par le pyromètre est, pour le bain de métal en fusion, d'environ 7650C, pour le bord du ruban de verre de 7700C, cette température augmentant rapidement pour atteindre environ 9900C à une position située à environ 20 mn du bord du ruban de verre, en direction du centre de celui-ci, cette température restant ensuite sensiblement constante. La valeur absolue de la température indiquée par le pyromètre peut varier, mais le rapport entre cette température et la distance du bord du ruban de verre est relativement constant. C'est ainsi, par exemple que si, sur la figure 1, on place le bord du pyromètre à rayonnement de façon à détecter la position correspondant à la température est de 900 Cf on constate que cette position est distante de 8 mn du bord du ruban de verre. Cette valeur de 8maza est constante et, en conséquence, la position du bord du ruban de verre peut être déterminée en se fondant sur elle. La figure 2 est une vue schématique illustrant le procédé de l'invention pour détecter la position du ruban de verre. Sur la figure 2, la référence 1 désigne le ruban de verre, le bain de métal en fusion étant désigné par 2, le fond de la cuve par 3, la paroi latérale de celle-ci par 4, la référence 10 désignant le bord du pyromètre recevant les radiations qui comporte un objec tif; une plaque recevant le rayonnement calorifique et un dispositif pour mesurer l'élévation de la température de cette plaque > par exemple, un thermocouple; 11 désignant une tige de support qui renferme un conducteur électrique pour transmettre les signaux thermométriques du thermocouple à un galvanomètre, ainsi qu'un tuyau pour l'introduction d'un gaz inerte, tel que l'azote, destiné à éviter que l'objectif soit embué, et un tuyau de circulation d'eau de refroidissement. Le bord 10 recevant les radiations calorifiques et la tige de support li sont animés d'un mouvement de va-et-vient transversa, c'est-à-dire, dans le sens de la largeur du ruban de verre. Pour ce mouvement,-il est nécessaire d'utiliser des moyens d'actionnement pour suivre le bord-recevant les radiations, de façon à déterminer la position correspondant à une température prédéterminée, position a' laquelle la température apparente du verre et du métal en fusion, indiquée par le pyromètre, augmente rapidement. Les figures 3 et 4 montrent un mode de réalisation d'un tel dispositif d'actionnement. La partie arrière 12 de la tige de support 11, qui comporte le bord recevant les radiations (non-représentée) se trouvent le conducteur électrique, le tuyau d'introduction du gaz de balayage et le raccord pour la circulation de Liteau de refroidissement. La tige de support 11 est montée sur une plaque de base 13 au moyen d'un pivot 15 et d'une vis de réglage verticale 14. La plaque de base 13 prend appui contre quatre blocs de glissement 16. Un rail de guidage 17 est disposé au-dessus du plateau de support 18 et s'ajuste à glissement dans une rainure des blocs 16. Un moteur de commande 19 est monté sur le plateau 18. Un bras 21 est fixé à l'arbre de sortie 20 du moteur, une lumière 22 étant formée à l'une des extrémités de ce bras. Un téton 24 fixé sur un support 23 monté au centre de la face arrière de la plaque de base 13 s'ajuste librement dans la lumière 22. il en résulte que quand le bras 21 fixé à l'arbre 20 tourne sous l'action du moteur 19, un mouvement vers l'avant ou vers l'arrière est imprimé à la tige de support 11. On va décrire maintenant un mode de réalisation du système de commande du moteur. Le moteur 19 est commandé par un circuit 30 de façon à se mouvoir alternativement. Quand le bord recevant les radiations arrive près du bord du ruban du verre, dans son mouvement vers l'avant, la température indiquée s1 élève rapidement, comme le montre la figure 1. Un contact Ûu un relais destiné à arrêter la rotation du moteur au moment où une température prédéterminée est mesuree est relié à ce circuit, de sorte que la rotation du moteur s'arrête à une position donnée, par exemple, à la position où la température indiquée ou mesurée est 8500C. Cette position peut être lue sur un potentiomètre 31 et est affichée par l'indicateur 32. Le moteur est remis en marche, au terme d'une certaine période de temps après avoir été arreté par une minuterie. La continuation du mouvement de recul du bord recevant les radiations actionne un contact de limite prévu à 1' arrière du rail de guidage, ce qui commute le moteur en marche avant. Ainsi, le mouvement alternatif se répète. Le signal indiquant la position est émis de façon intermittente. Un autre mode de réalisation mesurant en continu la position du bord du ruban de verre est présenté sur la figure 5 et comprend une crémaillère 40 montée sur la tige de support 11 et coopérant avec un pignon 41 du moteur de commande. Le bord recevant les radiations est déplace en avant ou en arrière par la rotation du moteur de commande. L'information concernant la position du bord 10 est donnée par un pignon 42 du potentiomètre coopérant avec le pignon 43 du moteur de commande. L'information concernant la température est donnée par le dispositif thermométrique disposé au bord 10, à partir de la borne 12, sous la forme de signaux électriques appliqués au régulateur de température électronique 43. Dans le régulateur de température électronique 43, l'index de réglage est placé sur une température prédéterminée correspondant à la position où la température indiquée par le pyromètre à rayonnement augmente rapidement. Un mouvement alternatif est imprimé au bord recevant les radiations afin de suivre les variations de la position correspondant à la température prédéterminée grâce au régulateur de température électronique qui applique au moteur de commande les instructions voulues, afin que celui-ci tourne en arrière quand la tempé rature indiquée par le pyromètre est supérieure à la température prédéterminée et pour qu'il tourne en sans direct quand cette température est inférieure à la température préétablie. Le régulateur de température électronique 43 commande la rotation par une action de commande PID. L'information concernant la position de ce bord recevant les radiations est donnée, du côté droit, sous la forme d'une ré- sistance électrique, l'information étant transmise à partir du potentiomètre à un convertisseur position-tension 44 où elle est convertie en une tension qui est appliquée à un circuit de rapport 45 où elle est convertie proportionnellement à la valeur 1/2, puis est enregistrée sur la partie de droite du diagramme de ltenregis- treur 46. D'autre part, l'information concernant la position du bord de réception des radiations du côté gauche est donnée par un convertisseur position-tension 44 et est appliquée à un inverseur de signaux 48 où il est inversé avant d'être enregistré, à travers le circuit de rapport 45, sur la partie de gauche du diagramme de l'enregistreur 46. Les grandeurs correspondant à la largeur du ruban de verre sont fournies par les convertisseurs position-tension 44 de droite et de gauche à un ordinateur 47 où elles sont traitées, le résultat de ce traitement étant enregistré au centre du diagramme de 1 T enregistreur 46. On voit que l'invention permet de mesurer avec précision les positions des bords d'un ruban de verre flotté, ce qui permet de régler automatiquement la quantité de verre en fusion déversé sur le bain de métal en fusion. RVENDICATI0NS 1. Procédé pour détecter la position d'un bord d'un ruban de verre flottant sur un bain dans le procédé de fabrication de verre flotté dans lequel le verre est entrainé sous la forme d'un ruban le long d'un bain de métal en fusion, caractérisé en ce quton place le bord recevant les radiations d'un pyromètre à rayonnement au-dessus du ruban de verre, en l'orientant transversalement à la direction dudit ruban de verre, on imprime un mouvement de va-et-vient au bord recevant les radiations de façon à suivre les variations de la position correspondant à une température prédéterminée, position à laquelle la température apparente,indi- quée par le pyromètre à rayonnement augmente rapidement; et, on mesure la position dudit bord recevant les radiations. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on déplace d'abord le bord recevant les radiations vers l'avant; puis on l'arrête quand la température indiquée par le pyromètre à rayonnement atteint un point prédéterminé; puis on le ramène. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ramène le bord recevant les radiations quand la température indiquée par le pyromètre à rayonnement est plus élevée qu'une température prédéterminée; et on le déplace en avant quand la tem pérature indiquée par ledit pyromètre-est inférieure à ladite température prédéterminée.