Brevet FR2562061A1 — publié le 19851004

i L'invention concerne un four électrique de fusion du verre qui convient en particulier à la fusion de borosilica- tes, comportant une partie de fusion rectangulaire dans le plan, un canal dans l'axe longitudinal du four et un passage d'immersion entre les parties de fusion et de travail. La partie de fusion est chauffée par des électrodes en forme de plaque, près du fond, et par des électrodes en barreau qui se trouvent au dessus de celles-ci. On connait, par le brevet GB 835 201, un four de fusion o10 du verre qui présente, sur des côtés opposés de la cavité de fusion, des électrodes en plaque disposées sur le fond. Dans le four, on obtient une température atteignant 1650 C, qui convient à la fusion de verre de borosilicate. Dans la pra- tique, lors de la fusion de borosilicates, on obtient un débit de fusion de 1,5 t/m2/24 h, un accroissement supplé- mentaire du débit de fusion conduit à une fusion non satisfai- sante. Il est vrai que dans la pratique, on n'utilise pas une combinaison d'électrodes en plaque et en barreau pour la fu- sion électrique du verre, mais cela a été proposé selon le certificat d'auteur SU 500 188. Selon ce document, la partie de fusion est divisée horizontalement en deux zones. Celle qui est la plus grande par sa surface et la moins profonde, destinée à la profusion du mélange, est chauffée par deux électrodes en barreau dans la paroi frontale, au besoin, pour un plus grand débit, par quatre électrodes en barreau. La zone inférieure, qui est destinée à la fusion et à l'affinage du verre et qui est de plus petite surface et plus profonde, est chauffée par deux électrodes en plaque dans les parois latérales. L'alimentation des électrodes de chaque zone est assurée par des circuits électriques biphasés indépendants et séparés, tandis que dans le cas o l'on utilise quatre électrodes, on applique du courant triphasé. Ce four présente une construction compliquée de la partie de fusion et convient à de petits débits de fusion. La disposition d'électrodes en barreau dans la paroi frontale de la partie de fusion limite en effet la surface totale de la partie de fusion, puisque la saillie active des électrodes en molybdène ne peut pas dé- passer une certaine longueur, à laquelle il peut déjà se produire une flexion spontanée et une rupture des électrodes. Lorsqu'on utilise des sources de courant réparties, il existe en outre un risque d'influence réciproque entre elles. Les inconvénients mentionnés sont supprimés ou notable- ment limités selon l'invention, l'essence de l'invention ré- sidant dans le fait que les électrodes en plaque et en bar- reau sont disposées dans des parois latérales opposées de la partie de fusion. Le rapport entre les nombres d'électrodes en plaque et en barreau est de (1,1 à 3):1. Les électrodes en plaque et en barreau d'une même paroi latérale sont re- liées à une source commune de courant biphasé. Un four de fusion présentant cette combinaison mutuelle, le rapport du nombre d'électrodes, la disposition et le bran- chement des électrodes en plaque et en barreau réalise un écoulement avantageux et progressif, il se produit un mélange intensif et une transmission intensive de chaleur. Le résul- tat global de ces influences est précisément de porter le débit spécifique de fusion du four à au moins 2 t/m2/24 h. Le four est élastique quant à son débit. Pour une masse de verre donnée et une combinaison donnée d'électrodes, on peut, en conservant la même partie de source, faire varier le débit de fusion dans des limites de + 20/, en maintenant la qualité du verre, par exemple en réglant la source de cou- rant électrique d'alimentation. On décrit plus précisément ci-après un exemple d'exécu- tion de l'invention à propos des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale axiale d'un four; la figure 2 un plan du four en coupe suivant un plan désigné par A-A sur la figure 1; la figure 3 une coupe de la partie de fusion du four, suivant un plan désigné par B-B sur la figure 1. Le four de fusion du verre 1, est formé d'une partie de fusion 2 et d'une partie de travail 3, seulement représentée partiellement sur la figure 3, qui sont séparées l'une de 1' autre par un passage d'immersion 4. La partie de fusion est formée par une voûte 5, des pa- rois latérales 6, des parois frontales 7 et un fond 8 muni d'un canal 9 dans l'axe longitudinal du four 1. Le système de chauffage est formé d'électrodes en plaque 10 et d'élec- trodes en barreau 11. Les électrodes en plaque 10 sont dis- posées près du fond 8 sur les parois latérales 6 de la partie de fusion 2, par exemple au nombre de dix, sur la moitié su- périeure des parois latérales 6 sont prévues des électrodes en barreau 11, par exemple au nombre de six. Toutes les élec- trodes en barreau 11 et les électrodes en plaque 10 de la même paroi latérale 6 sont reliées à la même phase d'une source commune de courant biphasé 12. La fusion s'effectue comme suit. On distribue uniformé- ment le mélange vitrifiable et le calcin le long de toute la surface de la partie de fusion 2, en ce qu'on appelle une couche froide (voir figure 1) et la fusion se déroule ensuite essentiellement en direction verticale et dans le sens d'un gradient positif de chaleur, ce qui signifie que la tempéra- ture s'élève à mesure que la profondeur augmente. La masse de verre fondue et affinée s'écoule, par le canal de liaison 9, vers la partie de travail 3. La rangée inférieure d'élec- trodes en plaque 10 engendre dans l'espacement entre les pla- ques un champ électrique homogène, le maximum de température se situant au niveau des bords supérieurs des électrodes en plaque 10. De l'ensemble de l'apport de chaleur, les électro- des en plaque 10 fournissent à la masse de verre environ 10 à 90/ de la puissance, le reste incombe aux électrodes en barreau 11 qui engendrent et soutiennent un écoulement verti- cal de convection. Grace à la disposition selon l'invention et au rapport du nombre des électrodes en plaque 10 et en barreau 11 (figures 1 et 2), on obtient dans la masse de ver- re un écoulement de convection efficace, de sorte que la mas- se de verre est homogénéisée intensivement. L'écoulement de convection est plusieurs fois plus fort que l'écoulement re- tire, de sorte que le four est stabilisé et ne dépend plus autant du retrait. Les électrodes en plaque forment une barrière thermique qui empêche la pénétration de courants de convection dans le courant principal de retrait. Le four convient surtout à la fusion de verre difficile- ment fusible, en particulier de verre de borosilicate. Pour d'autres sortes de verre, il y a lieu de prévoir des enga- gements de la géométrie et de la grandeur du four, y compris la partie d'alimentation. Grace aux débits de fusion, on peut travailler la masse de verre à la machine ou manuelle- ment REVENDICATION Four électrique de fusion du verre, en particulier pour la fusion de borosilicates, comportant une partie de fusion rectangulaire dans le plan, un canal dans l'axe longitudinal du four et chauffé par des électrodes en barreau au dessus des électrodes en plaque, caractérisé par le fait que les électrodes en plaque (10) et les électrodes en barreau (11) sont prévues sur des parois latérales opposées (6) de la partie de fusion (2) et que le rapport du nombre des élec- trodes en plaque (10) au nombre des électrodes en barreau (11) est de (1, 1 à 3):1, les électrodes en plaque (10) et les électrodes en barreau (11) d'une même paroi latérale (6) étant reliées à la même phase d'une source de courant biphasé réglable (12).