Brevet FR2567118A1 — publié le 19860110

"PROCEDE DE CHAUFFAGE D'UN CANAL CONTENANT DU VERRE A L'AIDE DE FLAMMES OXY-COMBUSTIBLES". La présente invention concerne un procédé et une installation de chauffage d'un canal dans lequel s'écoule une masse de verre en fusion en direction d'une ou plusieurs machines de formage. Une ligne de fabrication continue du verre comprend successivement un atelier de composition dans lequel on mélange les matières premières qui sont introduites dans le four de fusion, puis un avant-bassin dans lequel le verre fondu passe en vue d'être soumis à un dégazage, puis un ou plusieurs canaux reliés à- des machines de formage, ces ca- naux ayant deux rôles à savoir transporter le verre fondu et le conditionner en température. Le transport du verre fondu est assuré par gravité et l'écoulement de celui-ci se fait à faible vitesse, de l'ordre de quelques mètres par heure. Le rôle le plus important du cana] de liaison est de conditionner correctement]e verre de façon à fabriquer un produit de qualité élevée et régulière. Pour cela le canal a trois fonctions à savoir: a. en général refroidissement du verre de la température du 2n du four à la température de formage et dans certains cas réchauffement; b. homogénéisation de la température du verre, afin de limi- ter les gradients transversaux et verticaux de températu- re; c. régulation de la température du verre délivré au machines de formage. Pour la première fonction on peut retenir deux techniques à savoir: 1 ) on refroidit violemment le verre pendant une courte du- 3n rée puis on le laisse s'homogénéiser en température. Cette méthode nécessite des moyens de refroidisse- ment internes (ventilation, circulation d'eau) qui ré- duisent le rendement effectif des équipements de chauf- fe installés pour maintenir un niveau de température suffisant dans]e canal. De plus cette technique deman- de une certaine connaissance des écoulements ldu verre dans le cana] d(le façon à éviter des gradients transver- saux de température trop importants. 2 ) on refroidit d'une façon continue et très lente le verre et avec cette technique on a uniquement recours au refoidissement naturel dû aux pertes par les parois du canal. Pour la deuxième fonction, à savoir l'homogénéisa- tion de la température du verre, il est nécessaire de ré- chauffer les zones marginales de la surface supérieure de la veine de verre à l'aide de brûleurs car les couches extérieures de cette veine de verre se refroidissent beau- coup plus vite que le coeur, du fait que le verre est un bon isolant et que dans une masse de verre, même chaud les transferts de chaleur sont faibles. Les brûleurs utilisés ainsi pour réchauffer les zones marginales de la veine de verre sont généralement alimentés à partir d'une nourrice contenant un prémélange d'air froid et de gaz combustible, ce qui présente un certain danger en cas d'extinction de la flamme ou de retour de flamme. En ce qui concerne la régulation qui est rendue nécessaire pour obtenir une qualité constante du produit fini, le canal comporte plusieurs zones successives dont le chauffage est piloté globalement à partir d'une seule sonde de température. Les techniques antérieures utilisées pour assumer les trois fonctions précitées présentent un certain nombre d'inconvénients à savoir: a. un mauvais rendement thermique de la flamme mettant en oeuvre de l'air froid; b. une difficulté pratique d'assurer le chauffage préféren- tiel des zones marginales de la veine de verre s'écou- lant dans le canal; c. un risque d'explosion dans la nourrice d'alimentation des brûleurs résultant de l'utilisation d'un prémélanqe air/ gaz combustible; d. une difficulté de réguler avec précision le rapport air/ gaz combustible conduisant à des combustions incomplètes ne présentant pas un rendement optimal; e. une difficulté à rêpondre,h l'aide des moyens de chauffn- qe h flamme actuels, à une variation brutale dés condi- tions de fonctionnement du four qui conduit de plus en plus les verriers à avoir recours h]'électricit6 pour assurer le chauffage partiel ou complet du canal par ef- fet Joule direct dans le bain de verre. La présente invention vise essentiellement à -remé- dier à ces inconvénients. A cet effet ce procédé de chauffage d'un canal dans lequel s'écoule une veine de verre en fusion, en direction d'une ou plusieurs machines de formage, est caractérisé en ce qu'on chauffe les zones marginales longitudinales de la surface supérieure de la veine de verre au moyen de rideaux de flammes issues de brûleurs oxycombustibles et dirigés vers ces zones marginales. L'invention a également pour objet une installation de chauffage d'un canal dans lequel s'écoule une veine de verre en fusion, en direction d'une ou plusieurs machines de formage, caractérisée en ce que la voûte du canal porte au moins un ensemble de brûleurs oxycombustibles reliés à une source d'oxygène et à une source de gaz combustible, ces brûleurs étant orientés de manière à produire des rideaux de flammes dirigées vers les zones marginales longitudinales de la surface supérieure de la veine de verre fondu. Le procédé et l'installation de chauffage suivant l'invention offrent plusieurs avantages par rapport aux techniques connues. En premier lieu on obtient une améliora- tion sensible du rendement thermique 'de la flamme du fait de l'emploi de brOûleurs oxycombustiles, étant donné la réduc- tion, voir la suppression, du ballast d'azote apporté par l'air de combustion. Il en résulte une diminution des pertes thermiques par les fumées et par conséquent une économie importante sur la consommation d'énergie. En outre l'éléva- tion de la température de la flamme provoque un net accrois- sement du transfert de chaleur direct flamme-verre par rayonnement et par convection, avec naissance d'éléments dissociés qui libhèrent de la chaleur par recombinaison au contact avec la surface de la veine de verrc chaud. Par ailleurs une plus grande sécurité de fonctionne- ment est assurée du fait de l'utilisation de brûleurs à mélange au nez et on obtient également une grande facilité de réglage du rapport oxygène/gaz permettant une optimisa- tion de la combustion. En outre la disposition des brûleurs dans le canal permet d'éviter tous les problèmes relatifs à la tenue des réfractaires constituant la super-structure de ce canal et à l'isolation thermique de la partie inférieure du canal, et d'exploiter au mieux l'amélioration des trans- ferts convectifs résultant de l'utilisation de l'oxygène pur. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limita- tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe verticale et trans- versale schématique d'un canal de transfert d'une veine de verre fondu pourvu d'une installation de chauffage suivant l'invention. La figure 2 est une vue en plan schématique du canal de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe transversale et verticale d'une variante d'exécution d'une installation de chauffage d'un canal. Les figures 1 et 2 représentent une installation de chauffage d'un canal 1 dans lequel s'écoule une veine de verre fondu 2, en provenance d'un four de fusion et en di- rectiofi d'une ou plusieurs machines de formage situées en aval. Ce canal 1 présente une section droite en forme de 11, il est constitué par une sole 3, des parois verticales 4 et 5 et il est fermé, à sa partie supérieure, par une voûte 6, tous ces éléments étant en un matériau réfractaire. Pour conditionner la veine de verre 2 en tempéra- ture, de manière que cette température soit la plus homogène possible, il est prévu, suivant l'invention, de chauffer les zones marginales longitudinales de la surface supdrieure 2a de la veine de verre 2, au moyen de deux rideaux de flammes 7, 8 dirigées vers ces zones. Dans la forme d'exécution illustrée sur les figures 1 et 2, ces deux rideaux de flamme 7, 8 sont produits par une rampe 9 de brûleurs l, 12, cette rampe 9 étant montée verticalement et longitudinalement dans la partie centrale de la voûte 6. L'angle a d'inclinaison, par rapport à la verticale, des deux rideaux de flammes 7, 8 étant défini par la struc- ture de la rampe de brûleurs 9,- il est possible de faire varier le point d'impact des rideaux de flammes 7, 8 sur la surface supérieure 2a de la veine de verre fondu 2, c'est-à- dire la distance d sur la figure 1, en ajustant en consé- quence la hauteur h de cette rampe de brûleurs par rapport à ladite surface. Dans la variante d'exécution illustrée sur la figure 4 le chauffage des zones marginales longitudinales de la surface supérieure 2a de la veine de verre 2 est réalisé au moyen de deux séries de brûleurs 21, 22 du type oxy-combus- tible traversant la voûte 6 du canal et disposés symétrique- ment par rapport au plan vertical longitudinal médian de symétrie P. Ces brûleurs peuvent être ajustés suivant des orientations différentes, comme il est indiqué en trait plein et en trait mixte, à condition que les rideaux de flammes émis par les deux séries de brûleurs 21, 22 viennent lécher la surface 2a de la veine de verre fondu 2 à proxi- mité des bords du canal. REVENDICATflNS 1.- Procédé de chauffage d'un canal dans lequel s'écoule une veine de verre en fusion, en direction d'une ou plusieurs machines de formage-, caractérisé en ce qu'on chauffe les zones marginales longitudinales de la surface supérieure de la veine de verre au moyen de rideaux de flam- mes issues de brûleurs oxycombustibles et dirigés vers ces zones marginales. 2.- Installation de chauffage d'un canal dans le- quel s'écoule une veine de verre en fusion, en direction d'une ou plusieurs machines de formage, caractérisée en ce que la voûte (6) du canal porte au moins un ensemble de brûleurs oxycombustibles (11,12; 21, 22) reliés à une source d'oxygène et à une source de gaz combustible, ces brûleurs étant orientés de manière à produire des rideaux de flammes (7,8) dirigées vers les zones marginales longitudinales de la surface supérieure (2a) de la veine de verre fondu (2). 3.- Installation suivant la revendication 2 carac- térisée en ce que la voûte (6) porte une rampe (9) de brO- leurs (11,12) reliés aux sources de combustible et d'oxy- gène, ces brol-eurs étant inclinés d'un même angle'(a) par rapport au plan de symétrie longitudinal et vertical (P) de la rampe (9) et répartis en deux ensembles symétriques l'un de l'autre par rapport à ce plan.. 4.- Installation suivant la revendication 3 carac- térisée en ce que la rampe (9) de brûleurs (11,12) est si- tuée 4 une hauteur réglable (h) par rapport 5 la surface supérieure (2a) de la veine de verre fondu. 5.- Installation suivant la revendication 2 carac- térisée en ce qu'elle comnport.e deux séries de brûleurs (21, 22) du type oxy-combustibie.i,traversant la voûte (6) du canal et disposés symétriqueme Àr rapport au plan vertical longitudinal m6dian de sym trie(P) du cana].