Brevet FR2501666A1 — publié le 19820917

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de trempe continue de plaques de verre chauffées dans un four, la face supérieure et la face inférieure des plaques de verre entraînées horizontalement par l'intermédiaire de rouleaux transporteurs étant soumises à l'action d'un agent de refroi- dissement. On sait chauffer des plaques de verre, notamment des pla- ques de verre au silicate de chaux et soude dans des fours hori- zontaux et effectuer, dans une opération ultérieure, une trempe dans des caissons de refroidissement, qui sont soumis d'une manière connue à une oscillation, de façon à obtenir sur les deux côtés des plaques de verre une contrainte centrale de traction ayant la valeur nécessaire. Comme agent de refroidis- sement, on utilise un gaz, la plupart du temps de l'air. Celui-ci est amené d'une manière essentiellement uniforme sur les deux faces principales des plaques de verre. L'inconvénient essentiel des procédés connus consiste en ce que l'air de refroidissement est projeté par de nombreuses buses sur toutes les faces principales du verre. L'espacement relatif des buses, qui sont généralement disposées en réseau, s'élève à environ 3 à 5 cm. L'air de refroidissement est pro- jeté avec une pression élevée et en grand débit sur les faces principales des plaques de verre, de sorte que le jet d'air ressort sur les surfaces latérales périphériques des plaques. L'air de refroidissement est canalisé, à partir de compresseurs d'air surdimensionnés, généralement des ventilateurs radiaux, jusque dans les caissons de refroidissement. Pour atteindre un coefficient de transmission de chaleur qui soit efficace par rapport au verre, on utilise des compresseurs d'air d'une puis- sance d'environ 800 à 900 kW lorsqu'on doit effectuer avec de l'air de refroidissement la trempe d'une plaque de verre ayant par exemple des dimensions de 300 x 200 cm. Non seulement la grande consommation d'énergie constitue un inconvénient de ces procédés connus, mais il faut en outre prévoir des structures très grandes et très coûteuses lors de la fabrication des caissons de refroidissement et des compres- seurs d'air. Ainsi, par exemple, dans les procédés connus, il se pose un problème caractéristique lors du refroidissement de plaques de verre ayant une épaisseur de 2 à 3 mm. 2 2501666 Le caisson de refroidissement de la surface de la plaque de verre qui est dirigée vers le bas est interrompu par des rou- leaux transporteurs qui doivent être disposés à une faible distance les uns des autres entre les buses de refroidissement. Le courant d'air sortant des buses de refroidissement et arri- vant sur la face principale inférieure de la plaque de verre ne peut cependant toujours doucher que la surface qui est placée entre les rouleaux. L'invention doit permettre de trouver une solution pour le problème consistant à faire passer des plaques de verre, de pré- férence minces et ayant par exemple une épaisseur comprise entre 2 et 6 mm, qui ont été chauffées dans un four jusqu'à ce qu'elles atteignent pratiquement leur point de ramollissement (générale- ment compris entre 600 et 700'C), entre des buses de refroidis- sement par l'intermédiaire desquelles, un gaz de refroidissement, généralement de l'air, est projeté sur les deux faces principales des plaques de verre sans que les buses doivent être placées dans les caissons de refroidissement. Pour résoudre ce problème, il est proposé conformément à la présente invention, un procédé du type défini ci-dessus, qui est caractérisé en ce que les plaques de verre sont guidées au travers de deux jets d'un agent de refroidissement dirigés à partir de côtés opposés vers les plaques de verre et s'étendant sur toute la largeur desdites plaques. Les deux jets sont de préférence déviés, immédiatement avant d'arriver sur la plaque de verre, dans la direction de déplacement de cette dernière et, après un contact avec les surfaces de la plaque de verre qui est établi pendant un temps déterminé dans un canal d'écoulement, ils sont à nouveau évacués par aspiration. Le dispositif proposé pour la mise en oeuvre de ce pro- cédé est caractérisé en ce qu'il est prévu, sur le côté supé- rieur et sur le côté inférieur des plaques de verre, respecti- vement une paire de buses d'entrée et de buses de sortie se succédant dans la direction de déplacement des plaques de verre et qui s'étendent sur toute la largeur desdites plaques, et en ce que chaque buse d'entrée est séparée de la buse de sortie associée, dans la direction de déplacement, par un coin de retenue s'étendant jusqu'à proximité des plaques de verre. Dans un mode avantageux de réalisation de l'invention, l'extrémité de chaque coin de retenue qui est dirigée vers la plaque de verre est profilée en forme de T, de façon à créer un canal d'écoulement entre les extrémités en forme de T des coins de retenue et le côté supérieur ou le côté inférieur des plaques de verre correspondantes, ce canal s'étendant, en considérant la direction de déplacement des plaques de verre, de la buse d'entrée vers la buse de sortie. Pour modifier la hauteur du canal de retenue, les coins de retenue sont déplaçables perpendiculairement aux plaques de verre guidées entre lesdits coins de retenue. Les buses d'entrée et de sortie qui sont prévues sur les côtés supérieurs des plaques de verre sont de préférence régla- bles en hauteur par l'intermédiaire d'un dispositif de manoeuvre. Pour la régulation de la vitesse d'écoulement et du débit d'agent de refroidissement, il est avantageusement prévu dans les buses d'entrée des modulateurs de réglage. Les buses d'entrée sont de préférence alimentées en gaz de refroidissement par l'intermédiaire d'un compresseur d'air et d'une chambre de retenue de gaz. A cause de l'échauffement de l'agent de refroidissement et de la dilatation ainsi engendrée. les buses de sortie sont de préférence un peu plus grosses que les buses d'entrée. La puissance des compresseurs d'air utilisés avec le dispositif selon l'invention pour faire arriver l'air de re- froidissement aux buses peut être réduite de 70% par rapport à la puissance des compresseurs d'air utilisés dans les dispo- sitifs connus. Le procédé proposé nécessite seulement un débit minimal de gaz de refroidissement, de sorte que le dispositif de refroi- dissement occupe seulement un faible volume par comparaison aux caissons de refroidissement encombrants et coûteux des disposi- tifs connus. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins an- nexés dans lesquels:- 4 2501666 la Fig. l est une coupe longitudinale verticale schémati- que du dispositif selon l'invention; la Fig. 2 représente des détails d'un modulateur de réglage servant à la régulation du débit d'air. Sur la Fig. 1, on a représenté une plaque de verre 7 sor- tant par glissement d'un intervalle horizontal d'ouverture d'un four de chauffage 9, cette plaque ayant été soumise de façon con- tinue dans le four 9 à un échauffement suffisant pour pouvoir atteindre une température correspondant au point de ramollisse- 1Q ment de la plaque de verre. La plaque de verre 7 est ensuite soumise, après le traitement thermique, à un processus de re- froidissement conforme à la présente invention, c'est-à-dire en ne faisant pas intervenir, comme dans les réalisations connues, des buses de refroidissement qui sont disposées en assez grand nombre sous forme de réseaux, mais en utilisant deux buses de refroidissement qui sont disposées perpendiculairement à la voie de transport et qui n'agissent pas sur toute la surface mais seulement sur chaque zone de la plaque de verre 7 qui est disposée, au cours du processus de déplacement, en correspon- dance avec les buses de refroidissement pendant un intervalle de temps court et continu. Ainsi, la plaque de verre chauffée 7 sortant du four 9 est entrainée par l'intermédiaire des rouleaux transporteurs 12 directement entre les buses de refroidissement 1, 2, la, 2a, placées immédiatement après la sortie du four. Un capteur 13 placé à la sortie du four détecte l'épais- seur et la largeur d'une plaque de verre 7, et il produit, par l'intermédiaire d'un générateur non représenté, des signaux électriques correspondant aux valeurs caractéristiques de la plaque de verre et qui sont appliqués à un microprocesseur, non représenté. Ce microprocesseur commande un moteur électrique de ma- noeuvre lOb qui fait monter ou descendre, par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission 10, une paroi protectrice Il en correspondance à l'épaisseur de la plaque de verre 7. :3 Lors de la fabrication d'une plaque de verre ayant par exemple une épaisseur de 3 mm et une contrainte centrale de traction comprise entre 220 et 370 kg/cm2, il est prévu, conformément à une autre caractéristique de l'invention, que la plaque de verre 7 soit saisie par des cylindres de trac- tion 8, à l'extérieur de la zone de refroidissement mais cepen- dant immédiatement aprèsles buses 1, 2, la, 2a, et soit entrai- née plus ou moins rapidement entre les buses, en fonction de l'épaisseur du verre et de la commande du débit de l'agent de refroidissement sous forme gazeuse, en vue d'atteindre le coef- ficient de transmission de chaleur le plus favorable. Selon l'invention, la plaque de verre 7 se déplace, en considération des caractéristique précitées, à une vitesse plus ou moins grande en fonction de l'épaisseur du verre à traiter, entre les cylindres de traction 8, des cylindres transporteurs 12 en matériau céramique étant pourvus de dispositifs d'entrai- nement fonctionnant librement dans la direction de transport et les plaques de verre 7 ainsi déplacées pouvant être accélérées par les cylindres de traction 8, tandis que la liaison de fric- tion entre une plaque de verre 7 et les cylindres transporteurs est également maintenue à vitesse constante. Le refroidissement uniforme et un coefficient de transmis- sion de chaleur adopté spécifiquement sont fonction de ce que la plaque de verre 7 est déplacée par les cylindres de traction 8 entre les buses de refroidissement à la vitesse calculée pour l'épaisseur et la largeur des plaques de verre. Les cylindres de traction 8 sont pourvus de moteurs d'entraînement dont la vitesse est réglée électroniquement. La régulation est effectuéeà l'aide du microprocesseur à partir des coordonnées d'épaisseur et de largeur des plaques de verre 7 qui sont définies à l'aide du capteur 13 et qui sont emmagasinées en mémoire. La faible conductibilité thermique des plaques de verre 7 permet d'effectuer la trempe des deux faces principales de la plaque de verre, nécessaire pour son durcissement, à l'aide d'un agent gazeux de refroidissement en opérant de façon continue seulement dans une zone de refroidissement en forme de bande qui est orientée perpendiculairement à la voie de transport. La représentation de la Fig. 1 met en évidence le trai- tement de refroidissement des plaques de verre. Les buses 1, la sont alimentées en gaz de refroidissement par l'intermédiaire d'un compresseur d'air, non représenté et prévu pour deux buses, ce compresseur présentant une puissance maximale de 80 à 100 kW et l'air arrivant par l'intermédiaire de deux chambres 4 et 4a. Les buses de refroidissement la, 2a restent invariantes jusqu'à proximité du côté inférieur des faces principales de la plaque de verre 7. Les buses 1, 2 sont réglées à la distance correcte d'espacement par rapport à la face correspondante de la plaque de verre, en relation avec l'épaisseur de cette plaque 7, c'est- â-dire par une commande automatique assurée par le capteur 13 et le microprocesseur, par l'intermédiaire d'un moteur électrique de manoeuvre 6b associé à un mécanisme de transmission 6. Le traitement de refroidissement du verre est effectué par une régulation coordonnée assurée par le microprocesseur, qui ac- tionne deux coins de retenue 3, 3a de manière à les amener à une distance correspondante d'espacement par rapport à la plaque de verre 7. Ces coins de retenue 3, 3a sont déplaçables vers le haut et vers le bas entre les buses 1, 2, la, 2a par l'intermé- diaire d'un groupe moto-réducteur 4b. Le groupe moto-réducteur 4b déplace les coins de retenue, sous la commande du micro- processeur, de façon à les amener, par rapport à la plaque de verre 7, à une distance d'espacement qui soit telle que le canal subsistant permette l'écoulement sur la face correspondante de la plaque de verre d'une quantité de gaz de refroidissement permettant d'établir le coefficient correct de transmission de chaleur. Les coins de retenue 3, 3a sont caractérisés par le fait qu'ils constituent, par leurs extrémités en forme de T, un canal d'écoulement dans la zone des faces principales de la plaque de verre, la hauteur de ce canal étant réglable en correspondance à l'épaisseur des plaques de verre et à leur vitesse. Par commande du débit d'écoulement et de la vitesse de l'agent gazeux de refroidissement, il est possible d'établir le coefficient de transmission de chaleur le plus favorable pour les faces principales de la plaque de verre dans une zone d'écoulement en forme de bande. Le gaz de refroidissement s'écoule dans un canal qui est placé perpendiculairement à la d!rection de transport au-dessus et en dessous des faces prin- ipales de la plaque de verre de manière que l'air arrivant par les buses 1, la s'écoule dans le canal délimité par les coins de retenue 3, 3a en passant sur les faces principales de la plaque de verre pour pénétrer ensuite dans les buses de sortie 2, 2a, en s'écoulant ainsi dans la même direction que le sens de déplacement des plaques de verre. Il est ainsi possible d'assurer une trempe continue des faces principales de la pla- que de verre. Pour le refroidissement uniforme des plaques de verre 7, il est en outre important par ailleurs d'effectuer le dosage de la quantité de gaz de refroidissement et la régulation de sa vitesse à la sortie des buses d'injection 1, la, cette régulation étant assurée par un modulateur de réglage 5, 5a (cf. Fig. 2). Ce modulateur de réglage reçoit les instructions de fonctionnement provenant du microprocesseur de manière à com- mander un moteur de manoeuvre 14. Le moteur électrique de manoeuvre 14 fait déplacer une came 18 radialement jusque contre les parois 15, mobiles par suite de la prévision des articulations 21, du modulateur de régulation 5, en opposition à la force d'un ressort 17. A partir des coordonnées mémorisées concernant la largeur et l'épaisseur de la plaque de verre à refroidir, le microproces- seur transmet au moteur électrique de manoeuvre 14, des infor- mations concernant le sens de rotation et le déplacement radial de façonà actionner la came 18 qui fait alors déplacer les parois mobiles 15 du modulateur de réglage 5, en fonction des données prédéterminées, vers l'extérieur ou vers l'intérieur en vue de rétrécir ou d'élargir le canal d'écoulement 6 et d'agir en correspondance sur la vitesse d'écoulement et le débit de l'agent de refroidissement. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le dosage de la quantité d'agent gazeux de refroidissement passant dans les buses 1, la est effectué à l'aide d'un modu- lateur de réglage 5, 5a qui est commandé par un processeur et qui règle, le cas échéant, la vitesse d'écoulement et la quantité de l'agent gazeux de refroidissement. Les buses de refroidissement 1,la fournissent l'agent gazeux de refroidissement en quantité telle que les buses de sortie 2, 2a, dont la section de passage est augmentée par rapport à celle des buses 1, la, reçoivent le gaz de refroi- dissement qui s'est échauffé dans le canal d'écoulement et qui a augmenté de volume, de telle sorte que la vitesse d'écoulement et la pression statique du gaz dans le canal d'écoulement soient maintenues à la température qui permet d'établir le coefficient de transmission de chaleur le plus favorable. On choisit la structure et la forme des buses 1, la, 2, 2a de telle sorte que le gaz de refroidissement agisse sur les faces principales de la plaque de verre seulement dans la zone du canal reliant les buses 1 - 2a, et que la température ambiante à l'ex- térieur des buses ne soit pas influencée. Dans ce but, comme le montre les figures-, les buses d'entrée comportent une sortie qui est recourbée en correspondance au sens de déplacement des plaques de verre de façon à guider l'agent de refroidissement dans les canaux d'écoulement prévus entre la plaque de verre 7 et les coins de retenue 3, 3a. Les buses de sortie 2, 2a compor- tent également une forme adaptée aux conditions de réception de l'écoulement. REVENDICATIONS 1.- Procédé de trempe continue de plaques de verre chauf- fées dans un four, suivant lequel les plaques de verre sont soumises de chaque côté à l'action d'un agent de refroidissement, procédé caractérisé en ce que les plaques de verre sont guidées au travers de deux jets d'un agent de refroidissement dirigés à partir de côtés opposés sur les plaques de verre et s'étendant sur toute la largeur desdites plaques. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux jets sont déviés immédiatement avant d'arriver sur la plaque de verre dans le sens de déplacement de cette dernière et sont à nouveau évacués par aspiration après un temps de contact déterminé avec les surfaces de la plaque de verre dans un canal d'écoulement. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur du canal d'écoulement est modifiée en correspon- dance à l'épaisseur des plaques de verre. 4.- Dispositif de trempe continue de plaques de verre chauffées dans un four, dans lequel le côté supérieur et le côté inférieur des plaques de verre entraînées horizontalement par l'intermédiaire de rouleaux transporteurs sont soumis à l'action d'un agent de refroidissement, dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu sur le côté supérieur et sur le côté inférieur des plaques de verre(7) respectivement une paire de buses d'entrée (1, la) et de buses de sortie (2, 2a) se suivant dans la direction de déplacement des plaques de verre (7) et qui sont orientées perpendiculairement à la direction de dépla- cement en s'étendant sur toute la largeur des plaques de verre (7) et en ce que chaque buse d'entrée (1, la) est séparée de la buse de sortie associée (2, 2a), en considérant la direction de déplacement des-plaques de verre, par un coin de retenue (3, 3a) s'étendant jusqu'à proximité des plaques de verre. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité, orientée vers la plaque de verre correspon- dante (7), de chaque coin de retenue (3, 3a) est agencée en forme de T et en ce qu'un canal d'écoulement est créé entre les extrémités en forme de T des coins de retenue (3, 3a) et 2501 66 la face supérieure ou la face inférieure des plaques de verre, ce canal assurant à chaque fois la liaison entre une buse d'entrée (1, la) et une buse de sortie (2, 2a). 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, en vue d'une modification de la hauteur du canal d'écou- lement précité, les coins de retenue (3, 3a) peuvent être dépla- cés perpendiculairement aux plaques de verre (7) entraînées entre les coins de retenue (3, 3a). 7.- Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'extrémité de sortie des buses d'entrée (1, la) et l'extrémité de sortie des buses de sortie (2, 2a) sont recour- bées en direction du canal d'écoulement en vue d'établir des conditions favorables d'écoulement. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les buses (1, 2) prévues sur le côté supérieur des plaques de verre (7) sont réglables en hau- teur par l'intermédiaire d'un mécanisme de manoeuvre (6). 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'il est prévu dans les buses - d'entrée (1, la) des modulateurs de réglage (5, 5a) servant à commander la vitesse d'écoulement et le débit de l'aqent de refroidissement. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les buses de sortie d'écoulement (2, 2a) sont plus grosses que les buses d'entrée d'écoulement (1, la).