Brevet FR2519332A1 — publié le 19830708

l 2519332 La présente invention concerne un procédé et un dispositif qui apportent un nouveau mode de fabrication d'éclats de verre secs pour des unités de pro- duction de verre. Dans les installations de production de verre, notamment en vue de la réalisation de conteneurs en verre, de verreries ménagères, de fibres de verre, etc, on met souvent en oeuvre un procédé de production de verre en continu De temps en temps, par exemple en liaison avec les perturbations survenant lors de la production, les démarrages de l'installation, les change- ments de qualité et similaire, du matériau fondu est amené à circuler dans la ligne de production Il est généralement de pratique courante d'entraîner la masse fondue à l'écart de la ligne de production, pour l'amener dans un bassin contenant de l'eau ou vers un transporteur comportant un bassin d'eau (voir notamment les brevets américains n' 3 523 015 et N O 4 230 477), o le verre est trempé et o il est broyé. Dans le brevet américain N O 4 268 295 est décrit un procédé de traite- ment de scories fondues, selon lequel la scorie est laminée de manière à ob- tenir une pellicule dont la surface est durcie à l'aide de jets d'eau, et selon lequel la trempe finale est réalisée, comme dans les cas mentionnés ci-dessus, dans un bassin rempli d'eau, cependant que le broyage et la désintégration finaux sont réalisés dans un broyeur séparé. Dans ces procédés connus, la masse fondue est refroidie par l'action de l'eau, o elle perd sa capacité calorifique, entraînant ainsi, bien entendu, une augmentation de la température de l'eau Cette augmentation de tempéra- ture est compensée par un apport d'eau fraîche dans le bassin La teneur en eau de ce type de masse d'éclats de verre, lorsqu'elle est enlevée de l'eau, est généralement, selon les mesures qui ont été effectuées, de l'ordre de 6 à 10 Io du poids total Lorsqu'une masse d'éclats de verre de ce type est réutilisée, comme cela est classique dans les verreries, il est nécessaire de la transporter vers une enceinte séparée quelconque pour lui faire subir un séchage. Le séchage est généralement effectué par dessèchement, de manière que la masse de verre subisse un refroidissement jusqu'à ce qu'il est convenu d'appeler une "siccité de dessèchement", se traduisant par une teneur moyenne en eau de l'ordre de 4 %, alors que la teneur en eau de la masse d'éclats de verre finement pulvérisés, présentant une granulométrie inférieure à 1 mm, 2 2519332 peut atteindre 15 % Le dessèchement de la masse d'éclats de verre est rendu tout particulièrement difficile par le fait que, lorsque la trempe est réalisée par refroidissement, des alcalis sont dissous dans l'eau, ce qui se traduit par le fait que l'eau demeurant sur la surface du verre tend à devenir similaire à du silicate de soude ou de potasse, et est donc difficile à évaporer Le dilemne s'accentue encore lorsqu'il s'agit de petits éclats ( qu'ils tendent alors à former une masse collante, qui ne peut pas être séchée. Lorsque la masse, constituée à la fois par les éclats de verre et par l'eau, se refroidit par suite de l'effet refroidissant de l'eau du bassin, la teneur en humidité de la masse demeure constamment élevée. Ces procédés couramment utilisés présentent de nombreux inconvé- nients Parmi ceux-ci, on peut citer le suivant: pratiquement la totalité de la capacité calorifique de la masse de verre est éliminée et transmise à l'eau, ce qui entrarne une consommation de quantités considérables d'eau de refroi- dissement, étant donné que la température de l'eau du bassin est maintenue à un faible niveau par des apports d'eau fraîche dans ce bassin Simultanément, l'eau alcaline refroidie demeure sur les surfaces des éclats de verre et entre les éclats de verre, et elle forme ainsi une masse d'éclats qui refroidit dif- ficilement La masse d'éclats doit être transportée,dans des conteneurs ou à l'aide d'un camion, sur l'emplacement de séchage, et elle doit être ensuite ramenée à l'installation de fusion, ce qui entrarne de nombreuses opérations et la nécessité de prévoir, dans ce but, des équipements de transport Tous ces facteurs contribuent à augmenter les prix de revient des installations. Le séchage de la masse d'éclats de verre nécessite son propre espace, et exige fréquemment de prévoir des installations d'évacuation des eaux pour éliminer l'eau en circulation. Le dessèchement ne peut pas être considéré comme une bonne solution pour le procédé de fusion, étant donné que la teneur en eau demeure tout à fait élevée, de l'ordre de 4 % du poids total Etant donné que le pourcentage d'éclats de verre recyclés dans le procédé est élevé, il est nécessaire de prévoir des quantités considérables d'eau pour le four de fusion, pour assurer l'évaporation De même, les changements de teneurs en eau nuisent à la pré- cision du dosage du matériau brut Ces faits se traduisent par une augmenta- tion des dépenses en énergie et un risque de perturbations dans le déroulement du procédé de fusion. 3 2519332 Les procédés couramment utilisés exigent, avec leurs équipements, un volume important en raison des dimensions des équipements et des pres- criptions de circulation. Le brevet américain ne 4 277 273 décrit un procédé de traitement d'une scorie fondue, mis en oeuvre de façon que la solidification du fondant soit ob- tenue à l'aide d'une quantité d'eau qui peut être régulée, que la désintégration soit obtenue dans un dispositif du type broyeur à tambour, et que le séchage soit réalisé partiellement par un courant d'air induit par la chute en pluie du matériau granulaire produit par le broyeur, et partiellement par un séchage obtenu sur un transporteur perforé En dépit de ses avantages évidents, ce procédé ne peut pas être appliqué pour réaliser des séchages précis, tels que ceux d'une masse d'éclats de verre, étant donné qu'il met en oeuvre unique- ment un séchage à l'air pendant une courte période de temps, lorsque la masse est dans un état totalement humide et que le séchage e st réalisé sur le trans- porteur Un tel procédé est rapide, mais il ne permet que d'obtenir un produit sec dit "d'assèchement" En outre, la fibre de verre produite par un tel pro- cédé doit être traitée séparément au cours d'un procédé de centrigugation De même, le niveau de bruit de ce procédé est trop élevé Les équipements né- cessaires à la mise en oeuvre de ce procédé sont apparemment sensibles à l'abrasion et à l'engorgement, lors du traitement d'une masse d'éclats de verre. La présente invention se propose d'éliminer les inconvénients des solutions connues et d'apporter un procédé et un dispositif grâce auxquels la teneur en humidité de la masse d'éclats de verre, y comprisdes particules de fine granulométrie, est sensiblement rédiite comparativement à ce qu'il est convenu d'appeler la siccité d'assèchement, les dimensions du dispositif étant en outre considérablement réduites Ce type d'éclats de verre séchés peut être enlevé par des transporteurs et amené directement dans un silo de stockage situé à proximité de l'équipement de pesée, et, par conséquent, le traitement des éclats de verre peut être mis en oeuvre sous la forme d'un procédé automatisé de l'installation industrielle. Le procédé objet de cette invention repose sur l'idée suivante Une masse d'éclats de verre en déplacement, à l'état fondu, contient une énergie calorifique de l'ordre de 1, 2 k J/kg e C, qui peut être utilisée pour effectuer le séchage du verre. La présente titulaire a découvert que la trempe et le refroidissement 4 2519332 du filet de verre, au lieu d'être réalisés par immersion dans un bassin d'eau, pouvaient gtre effectués simplement par un lavage régulé par circulation d'eau, de manière que la chaleur du filet de verre chaud ne soit pas éliminée par une grande quantité d'eau, comme c'était le cas généralement jusqu'à présent, mais uniquement par de l'eau d'évaporation Des essais ont montré-que la température finale du verre pouvait être régulée en contrôlant la quantité d'eau par rapport à celle du verre Ceci permet de réaliser un stockage de la cha- leur nécessaire au séchage de la masse d'éclats de verre, de façon plus per- manente dans des éclats très importants, une faible quantité d'eau étant em- magasinée dans la masse entre les éclats Il en résulte une diminution de la quantité d'eau alcaline, qui est difficile à évaporer, devant être éliminée par séchage debla surface des éclats de verre. La demanderesse a découvert que le séchage pouvait être plus efficace après le lavage à l'eau, et que l'opération de reséchage, qui constitue une charge, peut être réduite en construisant des compartiments d'élimination de l'eau sur le fond incliné du bassin d'eau, le long desquels le transporteur achemine les éclats de verre Le fond perforé généralement utilisé, tel que décrit dans le brevet américain n' 3 523 015, s'engorge et est colmaté par les éclats de verre, et l'élimination recherchée de l'eau ne se produit pas. Par conséquent, le transporteur à ailettes ou à volets agit comme une pompe hydraulique, l'eau étant transportée avec les éclats vers l'extrémité d'évacua- tion du transporteur Dans les essais qui ont été réalisés, les compartiments d'élimination de l'eau, qui, lors du stade initial du procédé de séchage, sont remplis d'éclats bruts ou grossiers, se sont révélés être des dispositifs effi- caces, assurant une élimination de l'eau jusqu'à des teneurs de 2 % (exemple 2 ci-après). En ce qui concerne les chiffres comparatifs, pour la teneur en eau de la masse d'éclats de verre, on a obtenu les pourcentages suivants expérimen- talement: élimination à l'aide d'un transporteur à volets, à partir de l'eau dans le bassin: 7 à 9 %; simplement un lavage à l'eau, éliminée par le transporteur à volets sensiblement 4 %o lavage à l'eau, et élimination de l'eau par les compartiments d'extraction d'eau à l'aide d'un transporteur à volets: 2 %. 2519332 Il en résulte que le procédé selon l'invention pour la fabrication d'une masse d'éclats de verre secs peut être décrit de la façon suivante: un filet de verre fondu en écoulement est lavé par de l'eau, la quantité de l'eau de la- vage étant régulée de manière à conserver une capacité calorifique désirée dans la masse d'éclats de verre en formation L'eau qui reste dans la masse d'éclats est éliminée au travers du fond du bassin d'eau, par l'intermédiaire des divers compartiments d'extraction d'eau, et l'eau alcaline restante est évaporée par un sécheur rotatif à tambour pourvu de lames, pendant une durée de contact prolongée, par suite des effets combinés du courant d'air et de la capacité calorifique qui subsiste dans la masse d'éclats. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence au dessin annexé, qui en illustre un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif Sur le dessin la Figure 1 est un schéma illustrant un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; et, la Figure 2 illustre, à plus grande échelle, le détail A de la Figure 1. Le dispositif comprend un bassin 1, un transporteur à volets 2, et un tambour rotatif de séchage 3 Le filet de verre et l'eau de lavage sont délivrés simultanément, par l'intermédiaire d'une buse 5, dans une ouverture 4 ménagée dans le bassin L'eau est évacuée à partir d'ouvertures 6 pratiquées dans le fond du bassin Les plaques ou volets 7 du transporteur 2 entraînent la masse d'éclats de verre broyés le long d'un fond incliné 8 du bassin. Le fond incliné est muni de compartiments 9, dont les fonds sont fermés par un filet 10 L'eau est évacuée de la mince couche de la masse d'éclats de verre s'appuyant sur les volets du transporteur, vers les compartiments, elle traverse la couche de la masse d'éclats qui s'accumule dans ces compartiments, et elle est évacuée par le fond en filet L'eau drainée à partir des éclats de verre est entraînée le long d'une goulotte Il vers une enceinte de récupération 12, à partir de laquelle l'eau est repompée vers la buse 5 La vapeur engen- drée est éliminée à l'aide d'un ventilateur 13 La masse d'éclats de verre est enlevée par le transporteur à volets 2 vers le sécheur à tambour rotatif incli- né 3, qui comporte des lames releveuses 14 Les éclats de verre tombent du tambour sécheur,sous la forme d'un rideau, vers l'espace dégagé du tambour, o ils sont soumis à un "lavage" par courant d'air Les éclats sont amenés à suivre un mouvement de chute continue pendant que tourne le tambour, et les 6 25193232 éclats de verre se déplacent, lors de chaque rotation, vers l'extrémité du tambour La masse d'éclats enlevée du tambour est transportée par un con- voyeur 15. On a donné ci-après un exemple typique de mise en oeuvre d'un procédé classique, et un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Exemple 1: Lors des essais, du verre chaud se déplaçant sous la forme d'un filet ayant un débit de l'ordre de 10 kg/min, a été amené à un bassin de convoyage dont la longueur était de l'ordre de 5 m, la hauteur de 2, 5 m, et la largeur de 0, 6 m, le niveau d'eau étant de l'ordre de 1, 5 m Le débit d'eau était de l'ordre de 60 1/min L'humidité de la masse d'éclats de verre enlevée du transporteur à volets était de l'ordre de 7 à 9 %, alors que la température était de l'ordre de 30 'C. Exemple 2: Du verre chaud, se déplaçant sous la forme d'un filet ayant un débit de 14 kg/min, a été acheminé vers un bassin de convoyage conforme à la Figure 1, la longueur de ce bassin étant de 1, 5 m, sa hauteur de 1, 5 m, et sa lar- geur de 0, 6 m Le verre a été trempé par rinçage à l'eau Le débit de l'eau de rinçage était de 20 1/min La teneur en humidité de la masse d'éclats était de l'ordre de 2 %, la température de l'ordre de 70 'C La masse d'éclats de verre a été amenée dans un tambour de séchage, o elle a été amenée à tomber de façon continue,au travers d'un courant d'air, pendant environ 2 minutes Le débit du soufflage d'air au travers du tambour était de l'ordre de 2000 m /h, la température d'environ 20 'C Après passage dans le tambour de séchage, la teneur en humidité de la masse d'éclats était d'environ 0, 4 NO. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. Ainsi, le séchage de la masse d'éclats peut être réalisé par exemple dans un dispositif mettant en oeuvre la technique des lits fluidisés. 7 2519332 REVENDICATIONS 1 Procédé pour fabriquer une masse d'éclats de verre, caractérisé en ce que la trempe d'un filet de verre fondu, s'écoulant à l'état fondu, est réalisée à l'aide d'un courant d'eau réglable ayant uniquement un effet de la- vage, et en ce que le séchage, en vue d'obtenir une teneur en eau sensiblement plus faible que celle obtenue par drainage, qui est d'environ 4 %, est obtenu par l'effet combiné d'un courant d'air et de la capacité calorifique qui demeure dans la masse d'éclats de verre. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau alcaline qui adhère à la masse des éclats de verre est sensiblement évaporée. 3 Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications l ou 2, qui comprend un bassin ( 1) et un transporteur ( 2) monté dans ce bassin, caractérisé en ce que le fond du bassin est pourvu de perfora- tions ( 6). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il com- porte des compartiments perforés d'extraction d'eau ( 9) dont les fonds res- pectifs sont pourvus de filets ( 10), ces compartiments étant disposés dans la partie inclinée du fond du bassin ( 1).