Brevet FR2509715A1 — publié le 19830121

ROULEAU DE TRANSPORT DE FEUILLES DE VERRE A TEMPERATURE ELEVEE. L'invention a trait à un rouleau constitué d'une âme métalli- que tubulaire porteuse revêtue d'un manteau de matériau réfractaire pour le transport horizontal de feuilles de verre à l'intérieur d'une enceinte de refroidissement ou de réchauffage a des températures élevées, allant jusqu'à 900 C environ. Les rouleaux de transport de feuilles de verre destinés à fonctionner à haute température doivent répondre à diverses exigences. L'une des plus importantes est qu'ils n'endommagent pas la surface du verre, ramolli à ces températures élevées; en outre, l'usure du man- teau doit être relativement faible, sans quoi le temps d'utilisation des rouleaux est trop court et oblige à les changer fréquemment Enfin, le matériau constitutif du manteau ne doit pas adhérer au verre à tem- pérature élevée, ce qui détériorerait aussi la surface des feuilles. Pour répondre à ces objectifs, on connait des rouleaux de transport de structures diverses Un type fréquemment utilisé, par exemple, est constitué d'un tube de quartz fondu, muni d'un revêtement fait d'un tissu de fibres de verre ou de silice (DE AS 15 96369) Une telle structure exige des échanges fréquents du revêtement fibreux, lors desquels les tubes de quartz, cassants, sont facilement endom- magés Enfin, la fabrication de ces rouleaux et le renouvellement con- tinuel du revêtement sont relativement coûteux. Selon une autre solution (US-A 2 120 435), on enfile sur un arbre métallique creux une succession d'anneaux circulaires en amiante, anneaux compressibles serrés les uns sur les autres dans le sens axial par des bagues vissées sur des filetages placés aux extrémités du rou- leau Cependant l'amiante se déshydrate à température élevée et il tom- be en poussière, de sorte que de tels rouleaux ne sont pas utilisables à très fortes températures et en particulier dans les fours de trempe horizontale. L'invention a pour objet de fournir un rouleau pour le trans- port de feuilles de verre à température élevée, exempt des inconv&- nients des rouleaux connus: en particulier son manteau sera constitué d'un matériau suffisamment doux pour ne pas risquer de blesser la sur- face des feuilles et qui n'adhère pas au verre à haute température, et possédera cependant une durée d'usage supérieure à celle des rouleaux connus. Selon l'invention, ce manteau réfractaire est formé d'un matériau aggloméré à base de silicate de calcium, d'une masse spécifi- que apparente de 200 à 800 kg/m; il s'agira avantageusement d'un si- licate de calcium pratiquement déshydraté. Le matériau utilisé selon l'invention pour constituer le man- teau du rouleau de transport possède une masse spécifique nettement in- férieure à la masse spécifique théorique du silicate de calcium qui est de l'ordre de 2 900 kg/m Un agglomérat de particules de silicate de calcium d'une aussi faible densité se prête particulièrement bien à l'utilisation proposée D'une part, l'usure, inévitable, du matériau est étonnamment faible et les manteaux des rouleaux transporteurs selon l'invention ont des durées d'utilisation de -l'ordre de 10 fois supé- rieures à celles des enveloppes des fibres de verre utilisées couram- ment sur les rouleaux de quartz à revêtement fibreux Il s'est d'ail-leurs révélé que, sur les rouleaux qui ne tournent pas tout à fait rond, cette usure apparait surtout sur les parties les plus éloi- gnées de l'axe de rotation, ce qui a pour avantage de mettre au rond de soi-même la surface porteuse. La faible densité joue également un grand r 6 le parce que les particules ou grains d'impuretés qui s'incrustent éventuellement à la surface se détachent au frottement et tombent facilement Le silicate de calcium luimême possède une dureté inférieure à celle du verre transporté, de sorte que ses grains ne blessent ni ne raient sa surface. Les divers silicates de calcium se prêtent les uns et les au- tres à la mise en oeuvre de l'invention Il est cependant très avanta- geux qu'une grosse partie au moins de l'agglomérat soit constituée de silicate de calcium déshydraté A cet égard, les compositions consti- tuées en grande partie de wollastonite ou, le cas échéant, d'une pro- portion relativement importante de silicate de calcium cristallisé à un degré variable ont donné de très bons résultats Les formes amorphes ou partiellement cristallisées apparaissent lorsqu'on élabore le silicate de calcium par réaction de composés calciques sur du silidate ou du mé- tasilicate de sodium. En raison de la faible densité demandée au matériau, la liai- son entre les particules et grains qui forment l'agglomérat joue un rô- le important Pour obtenir une bonne cohésion du produit lors de sa fabrication, qui s'effectue couramment de façon connue en phase liqui- de c'est-à-dire par précipitation, il est d'ailleurs connu d'introduire dans le précipité une proportion variable de fibres organiques ou inor- ganiques ainsi, le cas échéant, qu'une addition de produits organiques ou inorganiques jouant un r 8 le de liant Ces additifs sont également avantageux dans le cas o le produit est destiné à la mise en oeuvre de l'invention, pour donner à l'agglomérat la ténacité voulue On peut d'ailleurs tenir compte de ce que les liants et fibres organiques sont détruits aux températures d'emploi élevées ou brûlent, la liaison des grains de l'agglomérat par frittage à la surface de contact augmentant tandis que le rôle des premiers liants disparaît. Des résultats particulièrement favorables ont été obtenus avec des matériaux renfermant une proportion de 20 à 75 % de wollasto- nite cristallisée en aiguilles ou fibres d'une longueur allant jusqu'à 1 mm, une proportion de 75 à 20 % de silicate de calcium, en particu- lier de wollastonite, pulvérulent, en grains d'un diamètre tout au plus égal à quelques microns, et une faible partie de carbonate de calcium, de poudre de quartz et de fibres organiques jouant un r 8 le de liant. Les procédés de fabrication de ces agglomérats à base de si- licate de calcium sont connus et, par exemple, décrits en détail dans la publication de brevet allemande DE OS 28 32125 Des agglomérats à base de silicate de calcium possédant les propriétés décrites sont éga- lement connus et, par exemple, le brevet US A 3 804 701 décrit diverses compositions utilisables en tant que matériaux réfractaires thermique- ment isolants On les trouve dans le commerce sous forme de plaques; ils sont d'ailleurs destinés à servir d'isolants pour la fabrication des fours industriels. L'invention a encore pour objet une structure de rouleaux transporteurs qui permet d'utiliser ces matériaux en plaques pour fa- briquer les rouleaux, structure dont un exemple préféré sera décrit ci- dessous en liaison avec le dessin. La figure unique est une coupe longitudinale d'un tel rouleau transporteur. Les parois latérales 1 appartiennent à l'enceinte 2 d'un four de réchauffage de feuilles de verre à l'intérieur duquel les feuilles en question sont acheminées horizontalement à travers une zone à température élevée, sur des rouleaux transporteurs entraînés en rotation Quand ces feuilles de verre doivent, par exemple, être trem- pées thermiquement, il faut les porter à une température de l'ordre de 630 'C Dans' ce but sont prévus, à l'intérieur du four, des dispositifs de chauffage appropriés tels que des éléments électriques radiants Les rouleaux de transport placés à l'intérieur du four atteignent ainsi des températures nettement supérieures et peuvent ê-tre portés jusqu'à quel- que 850 ou 9000 C. Les parois latérales 1 sont pourvues d'ouvertures 3 à travers lesquelles passent les rouleaux transporteurs 4 dont chacun est porté à l'extérieur de l'enceinte par deux paires de galets 5 montés fous Les axes 6 de ces galets 5 sont montés sur des cornières 7 disposées elles- mêmes le long du bâti porteur 8 du four. Le rouleau de transport comprend une âme-tubulaire 10 en acier réfractaire Sur l'une des extrémités de celle-ci s'emboîte un manchon d'accouplement 11 qu'une vis de blocage 12 solidarise avec l'âme 10 Le manchon d'accouplement 11, dans la partie qui entoure l'âme 10, porte une gorge 13 par l'intermédiaire de laquelle il repose sur les galets porteurs 5, qui centrent ainsi le rouleau transporteur en direction longitudinale et encaissent les efforts longitudinaux aux- quels ce rouleau est soumis. A l'extrémité opposée, le manchon d'accouplement 11 est muni d'un alésage ouvert d'une fente radiale o vient se loger un ergot 15 monté perpendiculairement à l'axe sur une broche 16 accouplée au moteur d'entra Inement, qui pénètre dans l'alésage, devenant ainsi solidaire en rotation de l'âme 10 par l'intermédiaire de l'ergot 15, de manière à entraîner positivement le rouleau transporteur. Sur l'âme 10 s'enfilent de gauche à droite une entretoise tu- bulaire 18, un disque de pressage 19 d'un diamètre supérieur à celui de l'entretoise, une série d'anneaux cylindriques 20, un second disque de pressage 21, puis une entretoise 22 et une douille de pressage 23 dont l'extrémité externe porte une collerette 24. Les anneaux 20 dont l'ensemble forme le manteau du rouleau transporteur sont constitugs d'un agglomérat à base de silicate de cal- cium; ils sont découpés dans une plaque à l'aide d'outils à bois conventionnels Leur épaisseur dans la direction de l'axe du rouleau transporteur peut aller de 20 à 100 mm selon les plaques utilisées, alors que leur diamètre extérieur va de 25 à 100 mm selon l'utilisation. M/21 OL 9 OP 8 JPI Ol Op anb Ig Tugds assum eun su Tj su Tuag e ai Tuoisv I Tom op aipnod ue eg Aa Tg queme AT Ie Tai inouïe UT op uos Tvi ue apessod nu Tagium Tel uni % Z: eso Tn T Taz op saaq Tj - % 'C: mn Tz Te D op alvuoqie D - % 8 SBTT Tng Te ue zlivnb - % OZ:Sa IT Tn BTV ue Bl TUOISVITOM - % çggg: eapnod ue al Tuoleul To M - Z aldmexa M 21 OO, op aipao T op enb Tj OC -Tzgds assvm eun e I Tnpuoz uo Tz Tsodmoo ellev op uo Tivioqulgl % Z: sonb Tuvgao sajq Tj - % E: mn TD Iuz op aleuoqie D - % ç su Tj su Tvi Z 2 aipnod ue zlivrib - % Oi expnod ue mn TD Tvo OP 828 DTTTS çZ % O : SUOT op mm T op su Tom op sa TI Tng Tu ua ays TT Tnis Tau ai Tuoisu T Tom - T aldmexa sp Tod ue soluv,&Tns suo Ti Toodwoz sep aun T luvúv sa Tnpoid sep envajunm al janb Txqvj anod 4 jes TT Tin e Tdmexe and ined uo OZ "mnl -o T-ez) op a 3 uu Tl Ts op asvq e gagmo T Sge nv Tigium anb juni ua lxnap unzvqz quem Joluom ai TOA 4909 T Ozailue sep and OZ xlivauuu SOI aeaudgs ai Teil -uoz nu no gaenblaqvj V apommoz su Tow s Togainoi 4 onb Tun aqui unp polog n-vo 4 u-em un jes TIT:ln saqjez):i Tt>axnod uo T anb jejou V Ise Il -analvqv vl and s Tmoadmoz sud iseu zuemauuo Tizuojuos la ag Aa Tp ainjuagduiel aun j, S 1 mnos sud Iseu IT ginoj np ana Tjgqxa T le v Anoiq es laossai e je Tijoq e T ammo D -salles quemai Toily sanornoi luel -sai xnvauur sel anb aijos op 4 ne Tagium np nag nu alied UT op lejje#T snos ja Tuaep oz) and a Tqns uo T:l Dealgi UT laud ailnup 4 nt> a:lulm e T qa OT am VT eaque enb Tmjaql uo Tivir T Tp op siju Dg sel land aunp laossez np ea T-e-rp gmiaiu TT sud iaqaosq-ep:lama-ad uo-isseidmoz) ue a Ze:luom a D -ç sia Tvs SOI ans je Tlud op lies 9 Z eqnl e T la OT 9 OEVST op Inoq nu appnos ZC e T Tepuoi UT ans T 9 TA eun#P affli T r qx Tj u Tjua Ise inoqmaq -9 Z aqnz al ins ppnos OC uo Tiux Tj op inoqwe un ans ayanq ue ameui-aj Ta 46 Z e TI Tnop aun ans aijod aqsoddo pi Tmpaixa'T quop uo Tsseadmou ue 9 Z TUPIODTT 9 q 130998 J un and sanbs Tp sel sja A agssnod s Tvm 61 Z sd T Tza To un and ina Tiglu TT Z enuelu Tvm Ise alla l 9 Z aqnq un suu P OSSTT 2 OZ elle Je TTOD VU ç T ç LZ 605 Z Exemple 3 Wollastonite en poudre: 60 Z Wollastonite en aiguilles: 30 % Poudre de quartz: 3 % Carbonate de calcium: 3 % Fibres de cellulose: 4 % Ce matériau possède lui aussi une masse spécifique relative- ment élevée de l'ordre de 650 kg/m 3. Exemple 4 On utilise pour fabriquer les anneaux 20 des plaques isolan- tes à base de silicate de calcium d'une épaisseur de 50 mm, disponibles dans le commerce sous l'appellation Promasil 1100 (la marque Promasil est une marque déposée appartenant à la firme PROMAT Gesellschaft ffr moderne Baustoffe mb H und Co KG) La masse spécifique de ce matériau atteint 400 kg/m 3 Apres 48 h de séjour à 800 C, la perte au feu est voisine de 8 %, c'est-a-dire que la masse spécifique tombe aux environs de 370 kg/m 3. Exemple 5 On utilise des anneaux 20 découpés dans des plaques isolantes à base de silicate de calcium disponibles dans le commerce sous la déno- mination Sal U-200/800 ou Sali-200/1000 (la marque Sali est une marque déposée de la firme Saline L Uneburg und Chemische Fabrik Gmb H) Ce ma- tériau a une masse spécifique de 240 à 260 kg/m 3. REVENDICATIONS 1 Rouleau constitué d'une âme métallique tubulaire porteuse revêtue d'un manteau de matériau réfractaire, pour le transport hori- zontal de feuilles de verre à l'intérieur d'une enceinte à des tempéra- tures allant jusqu'à 900 C environ, caractérisé en ce que son manteau réfractaire est constitué d'un matériau aggloméré à base de silicate de calcium d'une masse spécifique apparente de 200 à 800 kg/m 2 Rouleau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le silicate de calcium est pratiquement déshydraté. 3 Rouleau selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que le matériau aggloméré possède une masse spécifique de 3 3 l'ordre de 240 à 600 kg/m et avantageusement de l'ordre de 400 kg/m 4 Rouleau selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que l'agglomérat renferme en proportions pondérales de 20 à 75 Z de wollastonite, de 75 A 20 % de poudre de silicate de calcium, de O à 10 % d'un liant organique, et de O à 10 Z de fibres organiques ou non. Rouleau selon la revendication 4, caractérisé en ce que les aiguilles de wollastonite possèdent une longueur de l'ordre de 1 mm et que la poudre de silicate de calcium est constituée de grains d'un diamètre ne dépassant pas quelques microns. 6 Rouleau selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé par la composition pondérale suivante: Wollastonite en aiguilles: 50 % Silicate de calcium pulvérulent: 40 % Poudre de quartz à grains fins: 5 % Carbonate de calcium: 3 % Fibres minérales: 2 % 7 Rouleau selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le manteau est constitué d'anneaux cylindriques ( 20) distincts, espacés le long de l'âme porteuse ( 10). 8 Rouleau selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le manteau est constitué d'un tube enfilé sur l'âme ( 10). 9 Rouleau selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le manteau est constitué d'anneaux cylindriques ( 20) enfilés c 8 te à côte. Rouleau selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un ressort hélicoïdal ( 28) appuyant d'une part sur l'âme ( 10) et d'autre part sur les anneaux cylindriques ( 20) en assure le serrage en compen- sant les dilatations. 11 Rouleau selon la revendication 10, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal appuie sur les anneaux par l'intermédiaire d'une douille ( 23) coulissant sur l'âme, le ressort et l'extrémité de la douille étant enfermés dans un tube cylindrique ( 26) dont la portée ex- térieure sert de palier au rouleau. 12 Rouleau selon l'une des revendications 10 et 11, caracté- risé en ce que son extrémité porteuse du ressort est placée à l'extérieur de l'enceinte ( 2). 13 Rouleau selon l'une des revendications 10 à 12, caracté- risé en ce que son accouplement sur la transmission motrice comprend un manchon d'accouplement ( 11) coiffant l'extrémité de l'âme opposée à celle qui porte le ressort et une broche-mâle ( 16) pénétrant dans ce manchon, pour mettre en prise à l'intérieur d'une fente correspondante ( 14) un ergot ( 15) perpendiculaire à l'axe. -