Brevet FR2431465A1 — publié le 19800215

L'invention concerne les traitements du verre en feuilles, et notamment les dispositifs pour le traitement d'une bande de verre continue. De tels dispositifs sont utilises pour déposer un revêtement métal lique sur une bande de verre, au cours de sa fabrication par la méthode a deux stades de formage ou "flot". Leur utilisation est particulièrement avantageuse dans l'industrie des matériaux et produits de construction et de décoration, ainsi que dans le bâtiment, ou le verre à revêtement .métallique est employé dans les structures séparatrices, pour la réalisation des cloisons, des panneaux de portes, ainsi que pour la décoration artistique des intérieurs. L'invention peut aussi trouver des applications dans l'industrie du meuble, où le verre à revêtement métallique est utilise en tant que miroir. Actuellement, on connut divers dispositifs pour le traitement d'une bande de verre continue au cours de son déplacement sur un bain de métal. On connaît en particulier un dispositif comportant des organes pour retenir sur la surface supérieure de la bande de verre une couche limitée de métal enfusion, et réalisé sous la forme d'un conduit de gaz en boucle et placé au-dessus de la bande de verre et muni de buses dont les orifices de sortie sont du côté de la bande. La retenue de la couche de métal en fusion sur la bande s'effectue par admission d'une veine orientée de gaz réducteur, qui rejette le metal en fusion au centre du dispositif, en s'opposant ainsi à l'entratnement de ce métal en fusion par la bande de verre. Dans un autre dispositif connu, l'organe retenant un volume limité de métal en fusion sur la surface de la bande est réalisé sous la forme d'un inducteur en boucle. Un inconvénient commun 8 ces dispositifs connus est l'absence d'organes permettant de réaliser la mise en forme et le contrôle de la couche de metal en fusion, étalee en travers de la bande de verre, de façon que son volume soit constant. Un autre inconvénient de ces dispositifs consiste en ce qu'ils ne prévoient pas la possibilité de doser l'oxydation du métal en fusion en vue d'augmenter son adhérence au verre et d'obtenir ainsi un revêtement métallique sur le verre. En outre, l'emploi d'un inducteur pour la retenue du métal en fusion sur la bande de verre est irrationnel, car il induit des courant non seulement dans la couche de métal en fusion, recouvrant la surface supérieure de la bande de verre, mais aussi dans le métal en fusion du bain, sur lequel défile la bande. De plus, comme la couche de métal en fusion se trouvant sur la surface supérieure du verre a une épaisseur de 4 à 6 mm, et la couche de métal en fusion se trouvant sous la bande a une épaisseur de 50 à 100 mm, l'action de l'inducteur sur le métal au-dessous de la bande de verre est bien plus forte.Il en résulte une accumulation de métal sous la bande de verre dans la zone d'action de l'inducteur et la déformation de la bande dans cette zone. On connaît aussi un procédé d'application de films à la surface du verre par mise en contact du verre avec un métal en fusion. Dans ce procédé, on maintient au-dessus du métal en fusion une atmosphère oxydante. Le dispositif réalisant ce procédé se présente sous la forme d'un caisson retourné au-dessus de la bande de verre. L'entrainement de la couche de métal en fusion est empeché sous l'effet du mouillage des bords du caisson et de l'admission de 1'atmosphère oxydante dans le caisson. Toutefois, les vérifications expérimentales de ce procédé ont montré que lorsque l'adhérence du métal en fusion sur le verre est faible, c'està-dire quand le métal ne se dépose pas sur le verre, I'entraînement de la couche de métal en fusion par la bande de verre est réellement empêché. Quand, par contre, l'oxydation assure une augmentation de l'adhérence sur le verre, la couche de métal en fusion est arrachée aux bords du caisson et une grande partie de métal liquide est entratnée par la bande de verre sur laquelle ce métal constitue des excroissances difformes. Les tentatives faites pour obtenir un revêtement métallique par ce procédé sont restées sans succès. On connaît aussi un procédé de traitement de la surface d'une bande de verre, par action d'un champ magnetique sur une couche de métal en fusion admis sur la bande deverre. Le dispositif réalisant ce procédé est constitué par un systeme d'électroaimants disppsés autour de la bande de verre. L'inconvénient de ce dispositif est l'absence d'organes qui permettraient de mettre en forme et de contrôler la couche de métal en fusion, étalée en travers de la bande de verre. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. On s'est proposé de créer un dispositif pour le traitement d'une bande de verre continue, dont la conception serait telle qu'il permettrait de mettre en forme et de contrôler le revêtement métallique déposé sur la bande de verre, ainsi que de régler son épaisseur. La solution consiste en ce que, dans le dispositif pour le traitement d'une bande de verre continue, comprenant une capacité pour un métal en fusion, mise en communication avec une fenêtre de chargement, une fenêtre de déchargement et un canal lui amenant une atmosphère réductrice, et un organe pour la retenue du métal en fusion sur la bande, réalisé sous la forme d'un électro aimant refroidi par eau et placé au-dessus de la bande de verre, d'apres l'invention, ledit électroaimant a la forme d'un fer a cheval, il est monté perpendiculairement au mouvement de la bande de verre et, dans l'espace entre ses pâles, sont plaoées des conduites amenant à la bande de verre le métal en fusion et une atmosphere oxydante, la conduite d'amenée du métal étant mise en communication avec la fenêtre de déchargement de la capacité et comportant, dans sa paroi côté bande de verre, des perforations, et des amenées de courant, montées sur les faces dudit électroaimant, étant mises en contact avec le métal en fusion se trouvant sur la bande de verre. Il est avantageux que le canal amenant l'atmosphere réductrice à la capacité soit doté d'une soupape régulatrice, asservie a des contacts électriques fixés à la paroi amont de l'électroaimant. Il est avantageux de monter des éléments chauffants dans les parois de la capacité et de monter un thermocouple dans la capacité. Une des variantes de réalisation du dispositif prévoit le montage, dans la partie supérieure de la capacité, d'un capteur de niveau du métal en fusion, réalisé sous la forme d'un flotteur dont un bout est plongé dans le métal en fusion. La substance de l'invention consiste en ce qui suit. Ze métal à déposer sur la bande de verre est chargé dans la capacité où il est fondu et chauffé jusqu'a la température prescrite. Quand cette température est atteinte, le thermocouple coupe les éléments chauffants. Les impuretés et les oxydes se trouvant dans le métal en fusion montent à la surface du bain. Le capteur indique le niveau du métal en fusion dans la capacité. L'atmosphère réductrice amenée dans la capacité s'oppose à l'oxydation du métal en fusion, en même temps que sa pression refoule le métal en fusion qui passe à travers la fenêtre de déchargement et entre dans la conduite située entre les piles de l'électroaimant. Ensuite, le métal en fusion passe à travers les perforations de la paroi inférieure de la conduite et arrive sur la bande de verre, où il s'étale en couche. Par l'intermédiaire des amenées de courant sur les faces de l'électro-aimant, on fait circuler un courant continu à travers la couche de métal en fusion. Le champ de l'électro-aimant interagit avec le courant, selon la règle des trois doigts de la main gauche, en entravant l'entraînement du métal en fusion par la bande de verre. Quand le volume du métal en fusion atteint une valeur déterminée, il touche les contacts électriques montés sur la paroi amont de l'électro-aimant et ferme le circuit entre eux, en établissant un courant qui enclenche la soupape régulatrice; celle-ci obture l'admission de l'atmosphère réductrice vers la capacité. La pression est abaissée dans la capacité et le métal en fusion cesse d'arriver sur la bande de verre.Le volume de métal diminue, et la couche de métal en fusion s'écarte des contacts électriques en coupant le circuit électrique constitué par ces contacts, la soupape régulatrice, une source de courant et les amenées de courant. Cette soupape ouvre l'admission de l'atmosphère réductrice vers la capacité. L'atmosphere réductrice admise a la capacité en refoule le métal en fusion vers la conduite, d'où ce métal passe sur la bande de verre. De la sorte, le volume de la couche de métal en fusion reste constant sur la bande de verre. Une autre conduite, placée entre les piles de l'électro-aimant > amène à la surface de la couche de métal en fusion une atmosphère oxydante, contenant un oxydant (oxygène, soufre) et un gaz inerte. Par changement du taux d'oxydant dans l'atmosphère oxydante on règle le degre d'oxydation de la couche de métal en fusion. Par suite de l'oxydation, il se forme à la surface du métal en fusion un film d'oxydes que la rotation du métal en fusion transfère à l'interface verre-métal et qui se colle au verre.La rotation de la couche de métal en fusion s'effectue sous l'action de deux forces : la force résultant de l'interaction du champ de l'électro-aimant et du courant établi dans la couche de metal en fusion à l'aide des amenées de courant, et la force de frottement entre la bande de verre et la couche de métal en fusion. Le film d'oxydes collé au verre entraîne une certaine quantité de métal en fusion. Par variation du courant, circulant dans l'enroulement de l'électro- aimant, et du courant. circulant dans la couche de métal en fusion, on peut changer la force retenant le métal en fusion et, en conséquence, la quantité de métal entraînée par la bande de verre, c'est-à-dire que l'on peut ainsi régler l'épaisseur du revêtement métallique. Il est à noter que, dans des conditions déterminées, le film d'oxydes est extrêmement mince et n'abaisse pas la -réflexion de la lumière quand on veut obtenir un revetement miroir. L'enroulement de l'électroaimant est réalisé avec un tube en cuivre de 8 mm de diamètre. Pour refroidir l'électroaimant, on fait circuler de l'eau dans ce intube. Les lignes de force magnétiques de l'électro-aimant sont des courbes, de ce fait les forces agissant sur le métal en fusion ont une direction variable. Aux bords de la couche, les forces sont dirigées vers le centre de la couche, et au centre, elles sont dirigées perpendiculairement vers le haut, ce qui abaisse la pression de la couche de métal en fusion sur le verre. Le dispositif conforme à l'invention a un grand rendement, qui n'est limité que par la vitesse de défilement de la bande de verre. Les dimensions du dispositif sont réduites et permettent de l'intégrer sans aucune dif fi- culté dans la chaîne de fabrication d'un verre plan et'lisse, par la méthode du formage a deux stades ou "float". Pour une meilleure explication de la substance de l'invention, la description est accompagnée de dessins d'une forme préférée de réalisation concrète du dispositif, dans lesquels la figure l est une coupe- longitudinale schématique d'un dispositif conforme à l'invention ; et la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne II-II da la figure i Le dispositif (figure 1) comprend une capacité 1 pour la fusion du métal qui y est chargé a- travers la fenêtre de chargement 2. Les parois de la capacité 1 ondes éléments chauffants 3, a l'aide desquels le métal est ré chauffé jusqu'à la température prescrite.A l'intérieur de la capacité est monté un thermocouple 4 pour la mesure de la température du métal en fusion. Le niveau du métal en fusion dans la capacite 1 est mesuré par un capteur 5, réalisé sous la forme d'un flotteur dont un-bout est plongé dans le métal en fusion. Un canal 6 mis en communication avec la capacité 1 sert à lui amener l'atmosphère réductrice sous pression. La. pression de l'atmosphère réductrice refoule le métal en fusion de la capacité à travers la fenêtre de déchargement 7, d'où le métal passe à la conduite 8 qui lui est raccordée. La paroi de la conduite 8, du côté de la bande de verre 9, a des perforations 10, à travers lesquelles le métal en fusion passe sur la bande 9, où il s'etale en une couche 11.La mise en forme de cette couche sur la bande et sa retenue s'effectuent grâce à l'interaction du champ magnétique engendré par l'électroaimant 12 en forme de fer à cheval et qui est refroidi par eau, et du courant que les ame nées de courant 13, montées sur les faces de l'électro-aimant 12, font circuler dans la couche de métal 11. L'électro-aimant 12 est monté au-dessus de la bande de verre 9, perpendiculairement à son mouvement,. et, dans son espace interpolaire, sont placées des conduites 8 et 14 (figure 2), qui amènent à la bande de verre 9 le métal en fusion et l'atmosphère oxydante.Le contrôle du volume de la couche de métal en fusion sur la bande 9 est assuré par un système, comprenant-: une source de courant (non representée), deux contacts électriques 15, fixés à la paroi amont de ltelectro-aimant 12, dans le sens du déplacement de la bande9 et une soupape régulatrice 16, montee sur le canal 6 et asservie auxdits contacts électriques 15. Le dispositif fonctionné de la façon suivante. On met sous tension l'enroulement de l'electro-aimant 12 en fer à cheval. On introduit le métal dans la capacité 1à travers la fenêtre de chargemment 2. Ensuite on ferme hermétiquement la fenêtre 2 avec un couvercle. A l'aide des éléments chauffants 3, on fait fondre le metal dans la capacité l. Quand la température nécessaire est atteinte, le thermocouple 4 coupe automatiquement les éléments chauffants 3. Le capteur 5 indique le niveau du métal en fusion dans la capacité. L'atmosphère réductrice, admise sous pression par le canal 6, refoule le metal en fusion à travers la fenêtre 7, dans la conduite 8. Le métal en fusion coule à travers les perforations 10 de la paroi de la conduite 8, du côté de la bande de verre 9, et en filets, sur la bande, pour former une couche 1l de métal en fusion, etalée en travers du mouvement de la bande. Sur la figure 1 la bande se déplace vers l'observateur. Entre les amenees de courant 13 on fait circuler un courant électrique à travers la couche il de métal en fusion.L'interaction du courant électrique, circulant à travers la couche l1 de métal en fusion et du champ de l'électroaimant 12, empeche ltentraînement de cette couche de métal par la bande de verre 9. Quand le volume de la couche atteint une valeur déterminée, le métal touche les contacts électriques 15 et ferme le circuit entre eux. Le courant établi dans le circuit enclenche la soupape régulatrice 16, laquelle coupe l'admission de l'atmosphère réductrice vers la capacité 1. La pression de l'atmosphère réductrice s'abaisse dans la capacité l et le refoulement du métal dans la conduite 8 s'interrompt. Le volume de la couche de métal en fusion, se trouvant sur la bande 9, diminue. La coupure du circuit en résulte et l'atmosphère réductrice est de nouveau admise vers la capacité.Pour former à la surface du métal un fil-m d'oxydes, on admet une atmosphère oxydante sur la couche ll de métal en fusion, par la conduite 14. Le film d'oxydes, en arrivant à l'interface verremétal, se colle au verre en y formant le revêtement. Le réglage de l'épaisseur du revêtement s'effectue soit par augmentation ou diminution de l'intensité du courant circulant à travers la couche de métal en fusion, soit par variation de l'intensité du champ magnétique de I'électroaimant 12. L'epaisseur du revêtement métallique peut être modifiée dans l'intervalle de 10 à 500 microns. L'invention permet d'automatiser complètement le processus d'application du revêtement métallique sur la bande de verre, ainsi que d'abaisser considérablement le prix de revient du verre à revêtement métallique. Ainsi, par exemple, le prix de l'application du revêtement miroir, par le dispositif faisant l'objet de l'invention, est de plus de dix fois plus bas que le prix de l'application du revêtement miroir dans la fabrication des miroirs par évaporation sous vide. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le traitement d'une bande de verre continue, comprenant une capacité pour un métal en fusion, mise en communication avec une fenêtre de chargement; une fenêtre de déchargement avec un canal lui amenant une atmosphère réductrice, et un organe pour la retenue du métal en fusion sur la bande, réalisée sous la forme d'un électro-aimant refroidi par eau et placé au-dessus de la bande de verre, ce dispositif étant caractérisé en ce que ledit électro-aimant a la forme d'un fer à cheval et est monté perpendiculairement au mouvement de la bande de verre, et en ce que, dans l'espace entre ses pâles, sont placées des conduites amenant à la bande de verre le métal en fusion et une atmosphère oxydante, la conduite d'amenée du métal étant mise en communication avec la fenêtre de déchargement de la capacité et comportant dans sa paroi, côté bande de verre, des perforations, et des amenées de courant étant montées sur les faces dudit électro-aimant et mises en contact avec le métal en fusion se trouvant sur la bande de verre. 2. Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que le canal amenant I'atmosphère réductrice vers la capacité est doté d'une soupape régulatrice, asservie à des contacts électriques fixés à la paroi amont de l1électro- aimant dans le sens du déplacement de la bande. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des éléments chauffants sont montés dans les parois de la capacité et un thermocouple est monté à l'intérieur de la capacité. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la partie supérieure de la capacité est monté un capteur de niveau du métal en fusion, réalisé sous la forme d'un flotteur dont un bout est plongé dans le métal en fusion.