Brevet FR2570690A1 — publié le 19860328

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'EXTRACTION D'UN RUBAN DE VERRE A LA SORTIE D'UN FOUR DE FLOTTAGE ET VERRE PLAT OBTENU. La présente invention concerne la fabrication de verre plat par flottage et notamment l'extraction du ruban de verre plat a la sortie du four de flottage. Dans la fabrication de verre plat par flottage, du verre fondu est déversé sur un bain de métal en fusion, généralement de l'étain ou un alliage à prédominance d'étain, ou il forme un ruban continu qui se refroidit et est extrait à l'aide de rouleaux extracteurs qui l'acheminent dans un four de recuisson appelé étenderie. L'extraction du ruban de verre est un des points délicats de la fabrication du verre plat par flottage. Pour assurer l'extraction du ruban de verre et son transfert, ce dernier doit être suffisamment rigide pour être supporté et entrainé par les rouleaux extracteurs, mais il doit être encore assez mou pour se déformer et quitter le plan de l'étain puis épouser le plan des rouleaux de l'étenderie qui suit les rouleaux extracteurs, le tout avec régularité et continuité sans altération de la qualité optique du ruban. Les dispositifs extracteurs connus présentent certains inconvénients. Dans le cas particulier de la fabrication de verre épais, c'est-à-dire de verre d'épaisseur supérieure a environ 7 mm qui est l'épaisseur dite "épaisseur d'équilibre", le poids du verre sur les rouleaux extracteurs peut provoquer une détérioration du poli du verre. D'un autre côté, dans la fabrication du verre très mince, c'est-à-dire pour du verre présentant une épaisseur inférieure à environ 2 mm, le ruban de verre est extrait à grande vitesse ce qui peut provoquer des débordements du métal en fusion du bain. L'invention propose un procédé pour l'extraction du ruban de verre à la sortie d'un four de flottage qui obvie aux inconvénients cités. Selon l'invention, on crée une surpression à l'aide d'un gaz inerte, sous le ruban de verre dans l'intervalle compris entre le pre mier rouleau extracteur et la ligne de séparation du ruban de verre du bain de métal en fusion. Par gaz inerte, on entend un gaz d'un produit ou d'un mélange inerte chimiquement vis-à-vis du bain de métal en fusion. Ce gaz inerte est avantageusement un mélange d'azote et d'hydrogène. La surpression créé selon l'invention sous le ruban de verre tend à soulever celui-ci dans la zone indiquée ce qui diminue le poids du ruban de verre sur le premier rouleau extracteur et évite les marques d'impression de ce rouleau sur la face inférieure du verre. Dans la fabrication du verre plat par flottage, les rouleaux extracteurs sont disposés généralement dans une chambre partagée en cellules isolées les unes des autres par les rouleaux extracteurs et par des moyens d'étanchéité disposés en dessous et au dessus desdits rouleaux. Dans chaque cellule et notamment dans la cellule disposée en amont, délimitée par la face de sortie du four, le premier rouleau extracteur et ses moyens d'étanchéités, l'atmosphère dans la partie supérieure au dessus du ruban de verre est en équilibre de pression avec l'atmosphère dans la partie inférieure sous le ruban de verre. L'équilibre de pression est réalisé grâce aux passages latéraux existant entre les parois latérales de la chambre et les bords du ruban de verre. Sous un des aspects de l'invention, on crée une surpression sous le ruban de verre en introduisant le gaz inerte dans la partie inférieure de la cellule amont et on obture les échappements latéraux permettant l'équilibre des pressions entre la partie inférieure et la partie supérieure, de part et d'autre du ruban de verre, de sorte que la seule possibilité d'échappement du gaz introduit dans la partie in férieure de la cellule est le passage en amont disposé sous le ruban de verre dans l'ouverture de sortie du four de flottage, c'est-à-dire entre la face inférieure du ruban de verre et la lèvre inférieure de l'ouverture de sortie.Il se crée ainsi un courant de gaz inerte orienté vers l'amont et qui ne peut s'évacuer que par les bords du ruban de verre au niveau de l'ouverture de sortie du four et surtout dans le four lui-même. Dans ce cas, un des avantages de l'invention est que le courant de gaz orienté vers l'amont balaie de façon continue d'une part la face inférieure du ruban de verre, éliminant toutes les particules entrainées hors du bain par ledit ruban, et d'autre part la partie découverte du bain empêchant les particules de s'accumuler à proximité de l'ouverture de sortie. Avantageusement, par l'utilisation d'un courant de gaz à une température adéquate, on peut obtenir en outre un refroidissement ponctuel et contrôlé de la face inférieure du ruban de verre et une augmentation de la viscosité de cette face notamment dans le cas d'un ruban de verre de forte épaisseur. Le courant de gaz orienté vers l'amont selon l'invention peut en outre éviter les débordements du métal en fusion notamment lorsque le ruban de verre est extrait à grande vitesse dans le cas d'une fabrication de verre très mince. Le courant de gaz peut encore aider à la maitrise des déformations longitudinales et transversales du ruban et par là il permet l'obtention d'un ruban de verre de meilleure qualité optique. Ces avantages sont encore accentués du fait que le ruban de verre sous l'action de la surpression quitte la surface du bain en fusion plus tôt. Sous un aspect avantageux de l'invention, le-courant gazeux introduit dans la cellule amont, dans sa partie inférieure, provient du système de refroidissement de la face de sortie de la cuve du four de flottage. La paroi de sortie est généralement refroidie à des températures de l'ordre de 200 à 300"C afin d'éviter des différences de dilatation entre la plaque métallique qui revêt la paroi réfractaire et les éléments de fixation de ladite plaque et surtout pour figer le métal en fusion qui pourrait s'infiltrer dans les interstices entre les réfractaires et attaquer la plaque métallique de sortie, de sorte qu'un tel refroidissement augmente la durée de vie de la paroi de sortie.Le refroidissement de cette paroi est obtenu à l'aide d'une boite accolée à la plaque métallique, traversée par un agent de refroidissement, de préférence un gaz inerte vis-à-vis du métal en fusion du bain, évacué dans la partie inférieure de la chambre contenant les rouleaux extracteurs. Ainsi, selon une caractéristique de llinvention, c'est ce gaz de refroidissement qui est alors de façon indispensable inerte visà-vis du bain de métal en fusion, et qui est chauffé après son passage dans la boite de refroidissement qui est récupéré pour créer la surpression sous le ruban de verre et le courant orienté vers l'amont décrit précédemment. Un autre avantage du procédé selon l'invention est qu'il résulte du courant amont une augmentation de la pression à l'intérieur du four de flottage, ce qui diminue les risques d'oxydation du métal en fusion par une rentrée de l'air extérieur. L'invention concerne aussi un dispositif amél-ioré pour l'extraction du ruban de verre d'un four de flottage. Le dispositif selon l'invention comprend en aval de la face de sortie du four une cellule limitée d'une part par la face de sortie du four, d'autre part par le premier rouleau extracteur, sous lequel sont disposés des moyens pour l'étanchéité empêchant l'échappement des gaz vers l'aval, des parois latérales, un fond, des moyens d'obturation des ouvertures latérales entre la face de sortie du four, le premier rouleau extracteur, les parois latérales et le ruban de verre, ces moyens associés au ruban divisant la cellule en une partie supérieure et une partie inférieure, la partie inférieure présentant alors une seule fenêtre consistant en la partie inférieure de l'ouverture de sortie du four, c'est-à-dire la partie située entre la face inférieure du ruban de verre et la lèvre inférieure de ladite sortie, des moyens pour l'introduction d'un gaz inerte dans la partie inférieure de la cellule de façon à créer une surpression sous le ruban de verre. Sous un des aspects du dispositif, celui-ci comprend une boite de refroidissement accolée à la paroi de sortie du four de flottage, alimentée de l'extérieur en un gaz inerte de refroidissement qui après traversée de la boite est évacué dans la partie inférieure de la cellule. Les moyens obturant les ouvertures latérales entre la lèvre de sortie du four, le premier rouleau et les parois latérales de la cellule sont avantageusement constitués de deux pièces de forme en graphite, dont les faces supérieures sont tangentes à la face inférieure du ruban de verre, ces pièces étant posées en friction sur le premier rouleau, ces pièces étant en outre disposées et ayant une structure telle qu'elles s'étendent sous les bords du ruban de verre. Ces pièces en graphite obturant les échappements latéraux du gaz, de part et d'autre du ruban de verre obligent le gaz introduit dans la cellule à aller vers l'amont et s'échapper par les bords du ruban de verre au niveau de l'ouverture de sortie et surtout dans le four de flottage lui-même, après que le courant formé se soit appuyé sur la face inférieure du ruban de verre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront dans la description d'un exemple de réalisation du dispositif. La figure 1 représente schématiquement, en élévation, un dispositif d'extraction du ruban de verre d'un four de flottage. La figure 2 représente ce même dispositif en vue de plan. L'extrémité du four de flottage comprend la cuve 1 en matériau réfractaire, le toit 2, des parois latérales 3 et une paroi de sortie 4 comportant une ouverture 5 pour le passage du ruban de verre 6 qui est extrait du bain d'étain en fusion 7 après sa formation. La partie inférieure 8 de la paroi de sortie est doublée d'une plaque métallique 9 sur laquelle est accolée une boite de refroidissement 10 traversée par un gaz inerte. En aval de la face de sortie du four, une chambre 11 comprend les rouleaux extracteurs 12, 13 qui extraient le ruban de verre et l'entrainent dans l'étenderie non représentée. Au dessus des rouleaux extracteurs sont disposés des rideaux 14, 15 et en dessous, des moyens d'étanchéité 16, 17, de sorte que la chambre 11 contenant les rouleaux extracteurs est divisée en cellules 18, 19, 20. Deux pièces de forme 21, 22 en graphite, en appui d'une part sur la boite de refroidissement 10 et d'autre part sur le premier rouleau extracteur 12 s'étendent des parois latérales 23, 24 de la chambre jusque sous les bords 25, 26 du ruban de verre. Le passage des pièces sous le ruban de verre est d'environ 20 à 25 centimètres. Les faces supérieures 27 des deux pièces de forme sont tangentes à la face inférieure 28 du ruban de verre. Dans cette structure, la boite de refroidissement 10 est disposée dans la partie inférieure 29 de la cellule amont de la chambre contenant les rouleaux extracteurs. Elle est alimentée en gaz par le conduit 30. L'orifice de sortie 31 du gaz de refroidissement après passage dans la boite est placé dans cette partie inférieure. Le dispositif fonctionne de la manière suivante. Au cours de la fabrication du ruban de verre, le gaz de refroidissement, qui est un mélange d'azote et d'hydrogène, introduit dans la boite de refroidissement à raison d'environ 200 m3/heure, passe dans ladite boite où il remplit son rôle d'agent de refroidissement de la face de sortie du four, puis sort de la boite, chauffé, et pénètre dans la partie inférieure 29 de la cellule amont de la chambre contenant les rouleaux extracteurs. Les ouvertures latérales de part et d'autre du ruban de verre étant obturées dans cette cellule, le gaz ne peut s'échapper que par la seule ouverture disponible, c'est-à-dire la partie inférieure de l'ouverture de sortie du four, sous le ruban de verre.Il se forme donc un courant de gaz (représenté sur la figure par des flèches en pointillés) orienté vers l'amont qui s'appuie sur la face inférieure du ruban de verre, entre la face de sortie et le premier rouleau extracteur pour s'échapper ensuite par les bords du ruban au niveau de l'ouverture de sortie du four et surtout dans le four lui-même par les deux passages latéraux délimités par les bords du ruban et le bain de métal. En prenant appui sur la face inférieure du ruban de verre, le gaz inerte exerce une poussée qui a tendance à soulever le ruban, ce qui diminue d'autant le poids dudit ruban sur le premier rouleau extracteur. Pour ne pas être entièrement dépendant de la quantité de gaz introduit dans la boite de refroidissement, il peut etre prévu une alimentation supplémentaire de gaz inerte dans la partie inférieure de la cellule ou le cas échéant à l'inverse, une évacuation vers l'extérieur d'une partie du gaz de refroidissement. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'extraction du ruban de verre à la sortie d'un four de flottage dans lequel le ruban de verre est retiré du bain de métal en fusion et extrait du four à l'aide d'au moins un rouleau extracteur, caractérisé en ce qu'on crée une surpression à l'aide d'un gaz inerte sous le ruban de verre dans l'intervalle compris entre le premier rouleau extracteur et la ligne de séparation du ruban de verre du bain de métal en fusion. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on introduit le gaz inerte dans la partie inférieure de la cellule délimitée par la paroi de sortie du four et le premier rouleau extracteur et ses moyens d'étanchéité, qu'on obture les échappements latéraux permettant l'équilibre des pressions entre la partie inférieure et la partie supérieure de part et d'autre du ruban de verre, qu'on crée ainsi un courant de gaz orienté vers l'amont qui après s'être appuyé contre la face inférieure du ruban de verre est évacué par les bords dudit ruban de verre au niveau de l'ouverture de sortie du four et dans le four lui-meme. 3. Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz inerte introduit dans la cellule est un gaz de refroidissement de la paroi de sortie du four de flottage. 4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gaz inerte est un mélange d'azote et d'hydrogène. 5. Dispositif pour l'extraction du ruban de verre à la sortie d'un four de flottage comprenant en aval de la face de sortie du four une cellule (18) limitée d'une part par la face de sortie du four, d'autre part par le premier rouleau extracteur (12) et ses moyens (14, 16) pour l'étanchéité, des parois latérales (23, 24), un fond (32), caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'obturation (21, 22) des ouvertures latérales entre la face de sortie du four, le premier rouleau extracteur, les parois latérales et le ruban de verre, ces moyens associés au ruban de verre divisant la cellule en une partie supérieure et une partie inférieure (19), des moyens pour l'introduction d'un gaz inerte dans la partie inférieure de la cellule afin de créer une surpression dans la partie inférieure 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une boite de refroidissement (10) accolée à la paroi de sortie du four de flottage, alimentée par l'extérieur en un gaz inerte de refroidissement qui après traversée de la boite est évacué dans la partie inférieure de la cellule. 7. Dispositif selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens obturant les ouvertures latérales sont deux pièces de forme en graphite, posées en friction sur le premier rouleau. 8. Verre plat obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 à 4.