Brevet FR2288067A1 — publié le 19760514

La présente invention concerne une filière destinée à l'étirage de fibres de verre et plus précIsément des supports de telles filières ou de récipients destinés à contenir une matière ramollie par la chaleur telle que le verre, les supports étant plus précisément de type interne. Récemment, on a recherché à réaliser des fibres ou filaments textiles de verre de diamètre réduit qui présentent un certain nombre d'avantages bien connus. Lorsque le diamètre des fibres diminue, il est souhaitable que le nombre de filaments étirés à partir de chaque filière soit accru afin que le débit de verre de la filière soit maintenu à une valeur raisonnable En conséquence, on a utilisé des filières de grande dimension ayant de façon correspondante des parois inférieures ou portant les bouts d'étirage qui ont été agrandles afin qu'elles permet- tent la disposition d'un nombre accru de bouts d'étirage des filaments. lies grandes parois inférieures subissent une charge globale accrue et elles ont tendance à se déformer ou à fléchir plus vite que les parois inférieures de plus petite surface. On a aussi récemment cherché à réaliser des filaments en matière très réfractaire, afin que ces filaments puissent être utilisés dans des atmosphères à température très élevée. Ces filaments doivent être étirés à des températures accrues, et la matière ramollie par la chaleur à partir de laquelle sont formés ces filaments doit être ramollie ou fondue dans la filière à une température accrue de façon correspondante. Ces températures provoquent le fléchissement ou la déformation du fond de la filière, de façon bien plus rapidé qu'à plus basse température, étant donné les températures utilisées. Cette considération s' applique malgré le fait que la filière est formée d'alliages métalliques les plus résistants à température élevée actuellement connus pour la réalisation de filières. On a tenté de résoudre à ce problème posé par le fléchissement ou la déformation par réalisation de filières spéciales ou par utilisation de supports disposés sous le fond des filières. Cependant, le succès de ces dispositifs n'est que limité, et souvent, la durée de la filière n'est pas prolongée notablement sans fléchissement ou déformation excessif. De tels supports ont aussi tendance à perturber la répartition de la cha leur au fond de la filière ou l'étirage des fibres, si bien qu'ils ont tendance à perturber l'opération de formation des fibres. D'autres tentatives de réduction de la déformation ont nécessité une quantité excessive d'alliages extrêmement coûteux utilisés pour la formation des filières. L'invention concerne un support perfectionné de filière qui empêche très efficacement ou au moins réduit fortement la déformation ou le fléchissement du fond de la filière. lie support selon l'invention ne perturbe pas la répartition de la chaleur dans la filière ni l'opération de formation de fibres. lie support comprend un organe interne allongé, creux de préférence, placé entre les parois verticales de la filière au-dessus du fond de celle-ci. Des plaques ou organes de connexion sont fixés aux organes allongés et au fond de la filière au-dessous de ces organes. lies organes allongés sont avantageusement disposés entre les parois latérales verticales, transversalement au fond de la filière, et les organes de connexion sont fixés au fond entre les rangées de bouts de la filière qui dépassent au-dessous.Dans un mode de réalisation avantageux, des tiges d'une matière céramique très réfractaire passent dans les organes allongés et creux et dépassent des parois-verticales de la filière et accroissent ainsi le support. L'invention concerne donc un récipient perfectionné destiné à contenir des matières ramollies par la chaleur à température élevée. Elle concerne aussi une filière permettant l'étirage de fibres et ayant une très longue durée. Elle concerne aussi une filière dont le fond est supporté sans perturbation de l'opération de formation de fibres. Elle concerne aussi un support interne de filière placé entre les parois latérales de celle-ci et raccordé au fond. Elle concerne aussi un support de filière comprenant des organes creux et allongés placés entre lns parois latérales de la filière au-dessus du fond, et un dispositif relie les organes allongés aux parties transversales du fond, des tiges réfractaires passant dans les organes creux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel : la figure t est une élévation schématique, avec des parties arrachées et des parties' représentées en coupe, d'un appareil de traitement de verre ou d'une autre matière qui peut être ramollie par la chaleur, afin qu'il forme de fins filaments continus la figure 2 est une eoupe transversale agrandie suivant la ligne 2-2 de la figure 1 la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2 ; et la figure 4 est une élévation latérale schématique de la filtre des figures 1 à 3. Bien qu'elle -soit particulièrement utile pour le traitement et la préparation thermique de verre qui peut être ramolli par la chaleur puis étiré en fins filaments textiles, l'invention convient aussi au traitement et à la préparation thermique d'autres matières minérales à tempe'rature élevée dans un récipient qui peut fléchir ou se déformer. lia figure I représente un récipient et plus précisément une filière 10 destinée à recevoir une matière ramollie par la chaleur telle que le verre, notamment du verre destiné à entre étiré en fins filaments continus utilisés dans l'industrie textile. La filière 10 communique avec un avant-corps 12 audessus duquel elle est disposée et elle reçoit ainsi du verre fondu, ramolli ou affiné d'un four t4 de fusion. La filière 10 peut aussi coopérer avec d'autres dispositifs de chauffage de verre, comprenant par exemple des billes ou morceaux de verre préalablement affinés et fondus au-dessus de la filière avec un débit correspondant au débit d'étirage du verre à partir de la filière sous forme de divers courants. Des courants 16 de verre sont étirés en filaments 18 et forment un fil 20 au niveau d'un patin 22 et un liant convenable, ensimage ou analogue est alors appliqué aux filaments individuels 18 par un dispositif 24 d'application. lie fil 20 est alors enroulé sur un tube ou sur une gaine 26 monté sur un mandrin 28 et entraîné par un dispositif convenable d'un boîtier 30 de machine de bobinage. lie fil 20 se déplace le long du tube 26 sous la commande d'un dispositif 32 d'enroulement de type connu. La filière 10 est montée afin qu'elle communique avec un orifice 34 du fond de l'avant-corps 12. Plus précisément, la filière 10 est montée dans des corps réfractaires moulés 36 et 38 portés par des châssis 40 et 42 fixés convenablement à la structure de support de l'avant-corps. Dans le cas considéré, la filière 10 a des brides horizontales 44 et 46 placées entre les corps 36 et 38 et le réfractaire de l'avant-corps 12 formant l'orifice 34. Des parois latérales verticales 48 et 50 et des parois verticales 52 et 54 d'extrémité dépassent sous les brides horizontales et aboutissent, à leur bord inférieur, à un fond 56 comprenant les bouts d'étirage. De nombreux bouts 58 de formation de fibres dépassent du fond 56 et ont des-passages ou orifices convenables 60 (figure 3) permettant le passage de la matière ramollie qui est étirée en filaments 18.La filière 10 est chauffée par le courant transmis à ses parois par des bornes 62 (figure 4) placées à ses extrémités, de manière connue. Lorsque la filière fonctionne pendant un certain temps, le fond 56 a tendance à se déformer, surtout au centre, même lorsqu'il est formé des alliages connus les plus résistants à la chaleur de platine et de rhodium. D'autres alliages peuvent supporter des températures plus élevées pendant des périodes plus longues, mais ils ne conviennent pas à la réalisation de filières telles que la filière 10. Ces alliages n'ont pas certaines caractéristiques souhaitables,notamment celles de pouvoir être mis sous forme de filière, possèdent des caractéristiques électriques indésirables, ou sont beaucoup trop coûteux. La durée de la filière 10, formée d'un alliage donné, est influencée par la dimension du fond 56, l'épaisseur de celui-ci et sa température de fonctionnement. Etant donné le grand nombre de bouts 58 utilisés pour la formation des filaments 18, la surface du fond 56 est très grande et sa durée est réduite de façon correspondante. Bien que le fond 56 puisse être rendu plus épais afin que sa durée augmente et que sa déformation diminue, l'augmentation de l'épaisseur a un effet nuisible sur la répartition de la chaleur dans la filière, dégagée par le courant circulant de l'une des bornes 62 à l'autre. li'augmentation d'épaisseur a aussi un effet sur l'opération de formation des fibres étant donné la modification de la dimension des passages 60, et le prix de la filière est aussi considérablement plus élevé étant donné la quantité accrue de métal utilisé.La température de fonctionnement a une importance très grande sur la durée de la filière, l'augmentation de la température réduisant la durée de la filière. Par exemple, une filière fonctionnant à 12000C pour la formation d'un type donné de fibres a une durée prévue de l'ordre de 9 mois avant déformation excessive. Une filière analogue fonctionnant à 13700c, formant des fibres spéciales de type réfractaire destinées à des applications particulières, a une durée prévue de l'ordre de 6 h seulement avant que la déformation soit excessive. lie fond 56 de la filière selon l'invention est supporté de préférence intérieurement en des points distants afin que la déformation soit fortement réduite et que la durée de la filière soit nettement prolongée. La filière est supportée afin que le support n'interfère pas avec la répar-titlan de la chaleur ni avec l'opération de formation de fibres, d'une quelconque manière. Ainsi, plusieurs organes métalliques allongés très réfractaires, de préférence creux et sous forme de tubes 64, sont disposés entre les parois verticales 48-54 et plus précisément entre les parois latérales 48-50 comme représenté. lies dispositifs de connexion ou raccords sont disposés entre les organes allongés 64 et le fond 56 et on les a représentés sous forme de plaques ou goussets 66 fixés à la fois à la face inférieure des organes allongés 64 et la face supérieure du fond 56. lies plaques 66 peuvent être fixées par exemple par soudage soit de façon continue soit par intermittence sur les tubes 64 comme indiqué par la référence 68. lies plaques 66 sont de préférence soudées au fond 56 uniquement en des points distants comme indiqué en 70.A titre illustratif, on peut utiliser des tubes 64 dont le diamètre est égal à 7,1 mm, ayant une épaisseur de paroi de 0,76 mm, alors que les plaques 66 ont une dimension d'environ 12,7 mm et une épaisseur de 0,51 mm et sont suffisamment longues pour être disposées pratiquement entre les parois verticales 48 et 50. Comme représenté sur la figure 2, chaque organe 64 est ouvert au niveau des deux parois 48 et 50 et forme un passage 72 logeant une tige ou organe réfractaire allongé 74 qui peut être en céramique, par exemple en alumine. lies tiges 74 peuvent avoir un diamètre de 5;5 mm et une longueur supérieure d'environ 6 mm à celle des tubes 64.La longueur de la tige est supérieure à la distance comprise entre les parois 48 et 50 si bien que la tige 74 pénètre dans les deux corps moulés 36 et 38 et assure le support, ces corps moulés étant coulés lorsque les tiges sont maintenues en place. lie diamètre du passage 72 est de préférence supérieur à celui. de la tige 74, mais la face supérieure de la tige 74 porte contre la face inférieure du passage 72, si bien que la tige supporte réellement l'organe creux sans que son diamètre soit exactement celui du passage 72, et elle s'oppose ainsi à toute déformation de l'organe 64. Ce-dernier supporte la plaque 66 qui elle-même supporte transversalement le fond 56 et réduit ainsi beaucoup la déformation de celui-ci tout en accroissant sa stabilité dimensionnelle. Comme représenté sur la figure 4, plusieurs supports transversaux de préférence sont disposés à partir du fond 56, et les supports sont distants d'environ 5 cm le long de la filière. L'espacement des supports dépend évidemment de nombreux facteurs, notamment de la longueur et de la largeur de la filière, des températures de travail et de la nature physique du fond 56. I1 est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Filière destinée à contenir une matière minérale fondue permettant l'étirage de fibres, ladite filière étant caractérisée en ce qu'elle comprend des parois verticales et un fond placé entre les parois verticales et ayant des orifices destinés à la circulation de la matière minérale fondue qui doit être étirée en fibres, et un dispositif de support raccordé au fond qu'il supporte afin qu'il accroisse la stabilité dimensionnelle et réduise la déformation ou le fléchissement de celui-ci pendant une période, le dispositif de support comprenant un organe allongé disposé entre deux parois verticales au-dessus du fond, et un dispositif raccordant l'organe allongé au fond. 2. Filière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de support comprend des organes métalliques tubulaires disposés transversalement à l'intérieur de la filière. 3. Filière selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une tige céramique placée dans chaque organe tubulaire et dépassant des parois verticales correspondantes. 4. Filière destinée à contenir une matière minérale fondue et à ramollir thermiquement cette matière afin que des fibres puissent être étirées, ladite filière étant caractérisée en ce qu' elle comprend des parois verticales et un fond reliant les parois verticales, le fond ayant plusieurs orifices destinés à la circulation de la matière minérale fondue qui doit être étirée en fibres, un dispositif d'alimentation en courant de façon que celui-ci circule dans les parois et chauffe celles-ci, les parois verticales et le fond étant en un métal résistant aux températures élevées,et un dispositif de support interne raccordé au fond dans des parties longitudinales distantes de celui-ci afin que le fond soit supporté avec augmentation de sa stabilité dimensionnelle et réduction de sa déformation ou de son fléchissement pendant une période, le dispositif de support comprenant plusieurs organes allongés disposés transversalement au fond et distants le long de celui-ci, et des dispositifs-de raccordement fixés aux organes allongés et aux parties transversales distantes du fond. 5. Filière selon la revendication 4, caractérisée en ce que les organes allongés sont creux. 6. Filière selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'une tige est disposée dans chaque organe allongé et creux. 7. Filière selon la revendication 6, caractérisée en ce que la tige réfractaire dépasse aux deux extrémités de chaque organe allongé et creux. 8. Filière selon la revendication 7, caractériséeen ce qu'une matière réfractaire moulée entoure les deux extrémités de la tige au-delà de chaque organe allongé et creux. 9. Filière selon la revendication 8, caractérisée en ce que les tiges sont en matière céramique. 10. Filière destinée à contenir du verre qui peut être ramolli par la chaleur et qui est destiné à l'étirage de fibres, ladite filière étant caractérisée en ce qu'elle comprend des parois verticales et un fond disposé entre les parois verticales et ayant plusieurs orifices destinés à la circulation de verre qui doit être étiré en fibres, un dispositif de chauffage de la filière, un dispositif de support raccordé au fond afin qu'il supporte celui-ci et accroisse ainsi sa stabilité dimensionnelle tout en réduisant son fléchissement ou sa déformation pendant une période, le dispositif de support comprenant un organe tubulaire allongé destiné à supporter le fond, un dispositif de raccordement fixé à l'organe tubulaire et au fond, et un dispositif réfractaire placé dans l'organe tubulaire et facilitant le support de celui-ci. 11. Filière selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif réfractaire est disposé pratiquement sur toute la longueur de l'organe tubulaire. 12. Filière selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif réfractaire est une tige réfractaire. 13. Filière selon la revendication 12, caractérisée en ce que la tige réfractaire est en alumine. 14. Filière selon la revendication 12, caractérisée en ce que la tige réfractaire dépasse aux deux extrémités de l'organe tubulaire. 15. Filière selon la revendication 14, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de support des deux extrémités de la tige réfractaire. 16. Filière selon la revendication 15, caractérisée en ce que le dispositif de support est en matière réfractaire moulée qui entoure les extrémités de la tige.