Brevet FR2459207A1 — publié le 19810109

La présente invention concerne un procédé de fabri- cation en continu de verre cellulaire. Selon un processus connu de fabrication du verre cellulaire on mélange la poudre de verre à un générateur de gaz tel que le carbone, puis on la place dans des mou- les réfractaires qui seront introduits ultérieurement dans un four, o se produit la fusion de la poudre de ver- re, son expansion et son refroidissement, jusqu'à ce que le verre cellulaire se solidifie (à 6000C environ). Les moules sont retirés du four, avec séchage des blocs chauds de verre cellulaire et ils sont introduits dans un four de refroidissement, d'o sortent les blocs froids qui sont coupés ensuite à la dimension voulue. Les moules sont net- toyés, par pulvérisation à l'intérieur de ceux-ci d'un produit (comme par exemple la chaux); la poudre de verre est séparée de la paroi du moule et le cycle est initié de nouveau. Ce processus présente toutefois un grave inconvé- nient: du fait du poids des moules (ce poids est norma- lement environ 7 fois celui deleur contenu),ceux-ci consomment pendant leur chauffage une grande quantité d'énergie calorifique ce qui d'autre part prolonge énor- mément la durée de chauffage; il est donc nécessaire de disposer d'une installation très volumineuse et très coûteuse. Par ailleurs, une grande partie du travail doit se faire manuellement, car le nettoyage des moules, la pulvérisation et la vidange des moules sont des opéra- tions difficilement automatisables. Selon un autre processus connu on forme en humide des plaques ou blocs par pressage de la poudre de verre avec l'agent générateur correspondant. Ces blocs sont soumis au séchage, à la fusion et à l'expansion. Ultérieu- rement, ils sont calibrés avec un léger pressage et sont refroidis lentement, puis on les découpe à la grandeur voulue. Ce processus a l'avantage de supprimer les moules, mais il présente toutefois un inconvénient: le séchage -i doit être très lent, pour que des fissures de rétraction ne se produisent pas dans le produit. Un autre inconvé- nient du processus réside dans le fait qu'étant donné la séparation entre plaques, on ne peut profiter entièrement de la surface du four. En outre, il possède un inconvénient supplémentaire qui est que l'automatisation du processus s'avère très coûteuse en raison du mouvement compliqué que suivent les plaques, à savoir, depuis la presse jusqu'au séchoir o elles avancent à l'aide d'une-bande, depuis le séchoir jusqu'au four de fusion et d'expansion, o elles avancent sur une bande lisse ou plate-forme cir- culatoire; d'ici, à la presse de calibrage et enfin, de celle-ci au tunnel de retoidissement. La présente invention s'est donnée pour objet de re- médier à ces inconvénients en proposant un procédé simple de fabrication en continu de verre cellulaire, automatisé de façon précise selon lequel le mélange préparé de pou- dre de verre et d'autres agents est placé dans une trémie au-dessus d'une bande transporteuse ce qui permet de ré- partir sur ladite bande transporteuse une couche appro- priée dudit mélange. La bande transporteuse sur laquelle est placé le mélange passe à travers un four dans lequel se produisent la fusion, l'expansion, le calibrage et le refroidissement. Le produit final se présente donc sous forme d'une plaque continue sans fin de verre cellulaire qui est ensuite découpée aux dimensions désirées. Ce procédé nécessite toutefois que soient observés quelques points importants qui font partie de la pré- sente invention: - - Emploi d'un mélange approprié de poudre de verre et d'autres substances conduisant à la formation d'écume c'est ainsi que la poudre de verre peut être mélangée à de la poudre de carbone, de coke, de graphite, à un ou plusieurs composés hydrocarbonés pulvérulents, et/ou li- quides et/ou dilués, à un ou plusieurs hydrates de car- bone pulvérulents et/ou liquides, et/ou dilués, à un ou plusieurs hydrocarbures et/ou à leurs dérivés, à un ou plusieurs carbonates pulvérulents et/ou dilués,à des terres naturelles fines, à des pierres naturelles solides, à de la céramique cassée, à du ciment, à un ou plusieurs si- licates solubles pulvérulents et/ou dissous, à de l'eau ou autres substances similaires. - Séchage et/ou prise de ce mélange pendant au moins minutes. - Grenaillage. - Disposition d'une substance de séparation entre la bande et la masse répartie, cette substance de séparation pulvérulente et/ou granulaire, étant choisie parmi des matières ne fondant pas à la température du four, telles que le talc, le sable, le kieselguhr, le ciment ou les mé- langes de ces produits. - Remplissage des orifices de la bande transporteuse avec une substance solide réfractaire telle que l'argile durcie ou cuite, un mélange de poudre de verre avec du talc. La substance séparatrice évitant que la masse vitrée se colle à la bande transporteuse et/ou à la substance ré- fractaire solide dans ses orifices pendant le traitement thermique se solidifie et se colle à la bande transporteu- se et/ou à la substance réfractaire dans ses orifices et également à la masse vitrée dont la solidification est de si faible degré que le verre cellulaire une fois durçi se sépare facilement de la bande transporteuse et/ou de la substance réfractaire dans ses orifices. - Contrôle de la température dans la zone o se produi- sent le chauffage, la fusion et l'expansion au-dessus et et en dessous de la masse de verre cellulaire de telle sor- te que la température moyenne mesurée à 5 cm au-dessus de la masse vitrée soit égale inférieure ou au maximum de 25 supérieure à la température mesurée 5 cm au-dessous de la masse vitrée. - Durée de traitement la plus brève possible afin d'éviter qu'une recristallisation se produise, la durée de chauffage de la masse vitrée dans le four jusqu'à son expansion variant entre 2 et 100 minutes. L'expansion de la masse vitrée se produit surtout perpendiculairement à la bande transporteuse ne dépassant pas l'expansion latérale de 100 % de la largeur initiale. - Calibrage de la plaque continue de verre cellu- laire quand il est à l'état mou, ceci étant effectué par l'action de rouleaux et/ou autres moyens mécaniques sur la masse vitrée et pouvant être complété par l'action de rouleaux et/ou autres moyens mécaniques après expansion de la masse vitrée. - Déformation des cellules au cours des étapes de formation,d'égalisation, de calibrage et de pressage (compactage) en leur donnant une forme aplatie, c'est-à- dire une forme d'ellipsoide plutôt déformé, parallèles à la bande transporteuse et/ou oblique par rapport à ladite bande transporteuse. La création d'une orientation favo- rise l'isolation thermique et la résistance à la flexion. L'invention sera mieux comprise d'ailleurs et ses avantages-ressortiront bien de l'exemple suivant, qui illustre l'invention sans toutefois la limiter. On charge dans un mélangeur 100 kg de poudre de verre d'une finesse telle que 98 % passe à travers un tamis de 0,088 mm, 5 kg de.bentonite et 0,3 kg de sucre dilué dans 5 kg d'eau. Ces ingrédients sont mélangés pen- dant 10 minutes. On ajoute ensuite 25 kg de silicate de soude 38 Bé et on mélange pendant 10 autres minutes. On vide la mélangeuse et on laisse reposer le mélange cité pendant 12 heures ou bien on sèche jusqu à ce que sa te- neur en eau ne dépasse pas 5 %. On granule cette masse durçie en la faisant passer à travers un tamis de 2 mm. La masse granulée est chargée sur une trémie qui se trouve au-dessus d'une bande trans- porteuse en fil de fer réfractaire qui donne des tours à travers un four. En amont de cette trémie, on en a placé une autre qui a été remplie avec un mélange de sable et de ciment dans la proportion ú-1 se répartissant selon une fine couche au-dessus de la bande transporteuse entrant dans ses orifices (les orifices de cette bande ont pu être également remplis au préalable avec de l'argile). La bande se déplace à une vitesse de 45 cm par minute répar- tissant sur cette bande et au-dessus du mélange de sable et de ciment, le mélange granulé avec une épaisseur d'environ 20 mu, le tout traversant le four. La zone de chauffage du four se trouve à une température de 8300C sur la plaque continue de la masse granulaire ou répandue et à 8101C audessous de celle-ci. Derrière la zone d'expansion, est placée la zone de calibrage, laquelle se trouve à une tem- pérature d'environ 5500C. o trois rouleaux en acier ré- fractaire calibrent la plaque étendue avec une épaisseur allant entre 6,5 et 7,5 cm, à une épaisseur uniforme de 6 cm. Après la zone de calibrage est placé le tunnel de re- froidissement, o le produit est soumis à un refroidisse- ment progressif. Le processus de traitement thermique de froid à froid dure pendant à peu près deux heures, de sorte qu'à la fin de celui-ci, le produit peut être coupé aux dimensions dé- sirées, à l'aide d'une scie circulaire en carborundum. Derrère la trémie qui contient le mélange granulé, on peut placer une autre trémie contenant une masse gra- nulaire destinée à être transformée en verre cellulaire dense et une autre trémie contenant un émail vitrifié gra- nulaire. De cette façon, le produit final obtenu consiste en trois couches superposées: la couche inférieure, en verre cellulaire isolant avec une densité de 160 kg/ m3 et avec une épaisseur de 6 cm; une couche intermédiaire en verre cellulaire dur avec une densité de 900 kg/m3 et avec une épaisseur de 0,9 cm et une couche finale en verre massif décoratif, éventuellement coloré, avec une épais- seur de 0,1 cm. Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, la présente invention ne se limite pas au seul mode de réalisation décrit ci-dessus à titre d'exemple elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS - 1 - Procédé de fabrication continue de verre cellu- laire, caractérisé en ce qu'un mélange de verre broyé et d'une ou plusieurs substances telles que poudre de car- bone, poudre de coke, poudre de graphite, un ou plusieurs composés hydrocarbonés pulvérulents et/ou liquides et/ou dilués, un ou plusieurs hydrates de carbone pulvérulents et/ou liquides et/ou dilués, un ou plusieurs hydrocarbures et/ou leurs dérivés, un ou plusieurs carbonates pulvéru- lents et/ou dilués, terres naturelles fines, pierres na- turelles solides, céramique cassée, ciment, un ou plu- sieurs silicates solubles pulvérulents et/ou dissous, de l'eau et autres substances similaires, se solidifie partiellement ou totalement par séchage et/ou par réaction en le laissant reposer au moins pendant 10 minutes; le mélange ainsi solidifié est granulé et la masse vitrée obtenue de cette façon est répartie au-dessus d'une bande transporteuse en fil de fer réfractaire ou en tôle réfrac- taire, répartissant antérieurement sur la bande transpor- teuse une substance séparatrice qui évite que la masse vitrée se colle à la bande transporteuse; la masse vitrée est ensuite transportée par ladite bande transporteuse à travers un four dans lequel la masse vitrée fond, se ré- pand et se refroidit partiellement ou complètement. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance de séparation est pulvérulente et/ou granulaire, choisie parmi des matières ne fondant pas à la température du four, telles que le talc, le sable, le kieselguhr, le ciment ou les mélanges-de ces produits. 3 - Procédé selon les revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que les orifices de la bande transporteuse sont remplis avec une substance solide réfractaire, telle que l'argile durcie ou cuite, un mélange de poudre de verre avec du talc. i - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la substance sépara- trice évitant que la masse vitrée se colle à la bande transporteuse et/ou à la substance réfractaire solide dans ses orifices pendant le traitement thermique, se solidifie et se colle à la bande transporteuse et/ou à la substance réfractaire dans ses orifices et également à la masse vitrée, dont la solidification est de si fai- ble degré que le verre cellulaire, une fois durçi, se sépare facilement de la bande transporteuse et/ou de la substance réfractaire dans ses orifices. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que la masse vitrée ré- partie sur la bande transporteuse a une épaisseur in- férieure à 8 cm. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que plusieurs masses vi- trées de différente composition, sont réparties en cou- ches superposées, la couche supérieure pouvant être dé- pourvue d'agents créateurs de cellules. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que la masse vitrée ré- partie est formée et/ou égalisée et/ou pressée par des rou- leaux et/ou autres moyens mécaniques. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que dans la zone du four o se produisent le chauffage, la fusion ou l'expansion, la température moyennne mesurée à 5 cm au-dessus de la masse vitrée est égale,ou inférieure, ou au maximum de 250C supérieure à la température mesurée à 5 cms au-des- sous de la masse vitrée. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que l'expansion de la mas- se vitrée se produit surtout perpendiculairement à la bande transporteuse, ne dépassant pas l'expansion latérale de 100 % de la largeur initiale. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce que la durée du chauffage de la masse vitrée dans le four jusqu'à son expansion, varie entre 2 et 100 minutes. 11 - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 10, caractérisé en ce qu'une fois que l'expan- sion s'est produite, le verre cellulaire ainsi créé et encore mou, est formé et/ou égalisé et/ou calibré et/ou pressé par un ou plusieurs rouleaux et/ou par d'autres moyens mécaniques. 12 - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 11, caractérisé en ce que les étapes formation, égalisation, calibrage et pressage (compactage) déforment les cellules ou partie de celles-ci, leur donnant une forme aplatie, c'est-à-dire une forme d'ellipsoïde plu- tôt déformé, parallèles à la bande transporteuse et/ou obliques par rapport à la dite bande transporteuse.