Brevet FR2305403A1 — publié le 19761022

La présente invention concerne la fabrication d'ouvrages en verre et, plus précisément, un procédé de traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre. Le procédé suivant l'invention peut être appliqué avec succès dans les différentes branches de l'industrie du verre : dans la fabrication des profilés en verre, des panneaux en verre, des tubes en verre, des conditionnements en verre, etc. Les procédés connus de traitement thermique d'ouvrages en verre comportent l'égalisation de la température de l'ouvrage, le maintien de l'ouvrage ainsi que son refroidissement subséquent lent et rapide. Dans ces procédés, la vitesse initiale de refroidissement de l'ouvrage en verre atteint au maximum 60C/mn. L'augmentation subséquente du gradient de refroidissement lent de l'ouvrage en verre répond a la formule suivante # t t = t (1 + 300 )# 5,7 C/mn t n étant la vitesse initiale de refroidissement. La durée totale de recuit se compose de la durée de maintien à la température de recuit (égalisation de la température du verre) et de la durée de refroidissement jusqu'a la température de 600C. On utilise les procédés indiqués pour la production des feuilles de verre. Pour le façonnage des ouvrages profilés creux en verre dans des chaînes de fabrication, ces procédés sont insuffisants étant donné la vitesse de recuit trop basse des ouvrages en verre, alors que l'augmentation de la vitesse de recuit (l'accroissement du gradient de refroidissement lent de l'ouvrage en verre) dans les zones de recuit principal (refroidis serment lent de l'ouvrage en verre) entraîne la désintégration complète tuvrages profilés creux en verre. Dans les procédés existants de recuit des ouvrages profilés creux en verre des chaînes technologiques dont le four de recuit a une longueur de 82 m de la partie fermée, la vitesse de recuit de l'ouvrage en verre atteint 1,4 m/mn. Les procédés considérés sont peu productifs. Dans les chaînes technologiques dont le four de recuit a une longueur de la partie fermée de 147 m, la vitesse de recuit atteint 2 m/mn. Cependant, le procédé considéré exige la construction d'édifices industriels importants et prévoit de fortes consonmations d'énergie. Dans les chaînes technologiques dont le four de recuit a une longueur de 51 m de la partie fermée, le recuit d'ouvrages profilés creux ne se fait pratiquement pas. Ce procédé sert essentiellement à la fabrication du verre en feuilles et des profilés en U en verre. Tous les procédés connus de traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre consistent à abaisser graduellement la température dans les zones de recuit principal (refroidissement lent de l'ouvrage en verre), ce que l'on fait à une vitesse jusqu'à 6eC/mn. Les tentatives d'améliorer ce procédé n'ont pas abouti à des résultats positifs, les caractéristiques physico-mécaniques des ouvrages en verre se détériorant rapidement. Le but de la présente invention consiste à éviter les inconvénients susdits. On s'est donc proposé de créer un procédé de traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre qui permet d'augmenter la vitesse de laminage, d'améliorer le rendement de l'équipement technologique et de perfectionner simultanément les produits. Le but essentiel de l'invention est de créer un procédé de traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre qui permet d'accroître la vitesse de laminage. Un autre but de l'invention est d'augmenter la capacité des chaînes technologiques en activité pour la production d'ouvrages : profilés creux en verre. Un autre but encore de l'invention est d'améliorer la qualité des produits. Un autre but encore de l'invention consiste à réaliser une économie d'énergie. Un autre but; enfin, de l'invention consiste à réduire les immobilisations des édifices industriels destinés au montage des chaînes de fabrication technologiques pour la fabrication des ouvrages profilés creux en verre. La solution consiste en ce que, dans un procédé de traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre par passage en continu des ouvrages formés à travers un four de recuit prévoyant l'égalisation de la température de l'ouvrage, le maintien et le refroidissement lent et rapide dudit ouvrage, on effectue suivant l'invention le refroidissement lent à une vitesse d'abaissement de la température de l'ouvrage de 6"C/mn environ jusqu'à 300 C/mn environ. L'invention consiste essentiellement en ce qui suit. On effectue le traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre dans les zones de recuit principal (refroidissement lent des ouvrages en verre), par exemple des profilés en verre, suivant la courbe de température du laboratoire du four de recuit et suivant la courbe de température de l'ouvrage en verre, la différence entre eUes étant de 1 à 40C. L'augmentation du gradient de refroidissement lent de l'ouvrage dans les domaines de recuit principal (refroidiasement lent des ouvrages en verre) depuis 60C environ jusqu' 300C environ se fait pour le compte de la création de paramètres de température nouveaux prévoyant une différence de températures entre la cavité de l'ouvrage et le laboratoire du four de recuit. Le procédé de traitement thermique des ouvrages creux en verre profilés permet de réaliser un abaissement brusque de la température de l'espace gazeux dans le four de recuit, ce qui permet de mener le refroidissement lent une vitesse de baisse de la température des ouvrages en verre de 69C environ Jusqu' 300C environ par minute. Gracie & cela, la capacité des channes technologiques pour le façonnage des ouvrages profilés creux en verre augmente d'un coefficient multiple de plusieurs unités et les consommations d'énergie sont réduites de même que les immobilisations Ainsi, le procédé suivant l'invention permet d'effectuer le traitement thermique accéléré des ouvrages profilés creux en verre des frais minimaux et d'aboutir à des produits de haute qualité. En outre, le procédé en question permet de conduire dans de bonnes conditions le traitement thermique des ouvrages profilés creux en verre à une vitesse de laminage élevée dans des fours de recuit de longueur réduite. On a obtenu de bons résultats dans le traitement thermique des ouvrages profilés creux en verre avec des verres de chaux et de soude à teneur en alcalis jusqu'à 16 7. à une vitesse de laminage ne dépassant pas 211 mlh, la longueur de la partie fermée du four de recuit étant de 82 m. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation. EXEMPLE 1 On effectue le traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre de composition chimique suivante Si02 72,5 % Na20 13,7 % A1203 1,0 % CaO 7,4 % MgO 4,9 % On admet la bande de verre après formage dans un dispositif où elle acquiert la forme géométrique de l'ouvrage profilé creux. Ensuite, on dirige l'ouvrage en verre pour traitement thermique dans un four de recuit aux fins de suppression des contraites résiduelles dans l'ouvrage et prévention de contraintes temporaires. Dans la zone de refroidissewent lent, on réduit la température de l'ouvrage en verre à une vitesse égale à environ 6 C/mn, la longueur du four de recuit étant de 82 m. La vitesse de laminage est d'environ 120 m/h. Les ouvrages en verre obtenus sont caractérisés par les propriétés physiques et chimiques suivantes Thermostabilité de l'ouvrage 55 & 600C Contraintes au sein de l'ouvrage 50 & 90 millimicrons/cm EXEMPLE 2 On effectue le traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre de composition chimique suivante SiO2 72,5 % Na20 13,7 % Au 203 0,89 % CaO 9,0 % MgO 3,3 % On admet la bande de verre après formage dans un dispositif où elle acquiert la forme géométrique de l'ouvrage profilé creux. Ensuite, on dirige l'ouvrage en verre pour traitement thermique dans un four de recuit aux fins de suppression des contraintes résiduelles dans l'ouvrage et prévention de contraintes temporaires. Dans la zone de refroidissement lent, on réduit la température de l'ouvrage en verre à une vitesse d'environ 100C/mn, la longueur du four de recuit étant de 82 m. La vitesse de laminage est d'environ 140 m/h. Les ouvrages en verre obtenus sont caractérisés par les propriétés physiques et chimiques suivantes Thermóstabilité de l'ouvrage 55 & 60"C Contraintes au sein de l'ouvrage 50 a 90 millimicrons/cm EXEMPLE 3 On effectue le traitement thermique des ouvrages profilés creux en verre de composition chimique suivante SiO2 73,3 % Na20 13,4 % A12 3 1,0 % CaO 8,7 70 MgO 3,6 % On admet la bande de verre après formage dans un dispositif où elle acquiert la forme géométrique requise de l'ouvrage profilé creux. Ensuite, on dirige l'ouvrage en verre pour traitement thermique dans un four de recuit aux fins de suppression des contraintes résiduelles dans 11 ouvrage et prévention de contraintes temporaires. Dans la zone de refroidissement lent, on effectue la réduction de la température de l'ouvrage en verre à une vitesse d'environ 140 C/mn, la longueur du four de recuit étant de 82 m. La vitesse de laminage est égale environ 160 m/h. Les ouvrages en verre obtenus sont caracterisés par les propriétés physiques et chimiques suivantes Thermostabilité de l'ouvrage 55 à 60'C Contraintes dans l'ouvrage 50 90 millimicrons/cm EXEMPLE 4 On effectue le traitement thermique d'otvrages profilés creux en verre de composition chimique suivante SiO2 70,5 % Na2O 15,3 % A1203 2,45 Z CaO 7,85 % MgO 3,4 4. On admet la bande de verre après formage dans un dispositif où d'e acquiert la forme géométrique requise de l'ouvrage profilé creux. Ensuite, on dirige l'ouvrage en verre pour traitement thermique dans un. four de recuit aux fins de suppression des contraintes résiduelles dans ouvrage et prévention de contraintes temporaires. Dans la zone de refroidissement lent on réduit la température de l'ouvrage en verre à une vitesse d'environ 220C/mn, la longueur du four de recuit étant de 82 m. La vitesse de laminage est d'environ 180 m/h. Les ouvrages en verre obtenus sont caractérisés par les propriétés physiques et chimiques suivantes Thermostabilité de l'ouvrage 55 a 600C Contraintes dans l'ouvrage 50 a 90 millimicrons/cm EXEMPLE 5 On effectue le traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre de composition chimique suivante SiO2 73,0 % Na20 16 % A1203 2,0 z CaO 5,5 t MgO 3,5 z On admet la bande de verre après formage dans un dispositif où elle acquiert la forme géométrique requise de l'ouvrage profilé creux. Ensuite, on dirige l'ouvrage en verre pour traitement thermique dans un four de recuit aux fins de suppression des contraintes résiduelles dans l'ouvrage et prévention de contraintes temporaires. Dans la zone de refroidissement lent, on réduit la température de l'ouvrage en verre une vitesse d'environ 260C/mn, la longueur du four de recuit étant de 82 m. La vitesse de laminage est d'environ 211 m/h. Les ouvrages en verre obtenus sont caractérisés par les propriétés physiques et chimiques suivantes Thermostabilité de l'ouvrage 55 å 60"C Contraintes dans l'ouvrage 50 a 90 millimicrons/cm EXEMPLE 6 On effectue le traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre de composition chimique suivante SiO2 71 % Na2O 13,5 z A12O3 2,0 % CaO 10,0 z MgO 3,0 z On admet la bande de verre apres formage dans un dispositif où elle acquiert la forme géométrique requise de l'ouvrage profilé creux. Ensuite, on dirige l'ouvrage en verre pour traitement thermique dans un four de recuit aux fins de suppression des contraintes résiduelles dans l'ouvrage et prévention de contraintes temporaires. Dans la zone de refroidissement lent, on réduit la température de l'ouvrage en verre a une vitesse d'environ 300C/mn, la longueur du four de recuit etant de 147 m. La vitesse de laminage est d'environ 260 m/h. Les ouvrages en verre obtenus sont caractérisés par les propriétés physiques et chimiques suivantes Thermostabilité de l'ouvrage 55 a 600C Contraintes dans l'ouvrage 50 90 millimicrons/cm Les résultats cités témoignent de la possibilité d'accroître sensiblement la vitesse d'abaissement de la température de l'ouvrage dans la zone de refroidissement lent. Cela permettra d'augmenter les capacités des chatnes de fabrication technologiques actuelles pour la production des ouvrages profilés creux en verre, d'améliorer les produits et d'en abaisser le prix de revient, ainsi que de réduire la consommation d'énergie et les immobilisations pour la construction des édifices destinés a l'installation de ces chatnes. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'home de l'art aux procédés ou dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Procédé de traitement thermique d'ouvrages profilés creux en verre par passage continu d'ouvrages après formage travers un four de recuit prévoyant l'égalisation de la température de l'ouvrage, son maintien et son refroidissement subséquent lent et rapide, caractérisé en ce que l'on effectue le refroidissement lent å une vitesse de réduction de la température de l'ouvrage comprise entre 60C/mn environ et 30"C/mn.