Brevet FR2614889A1 — publié le 19881110

L'invention concerne un procédé et un four pour céramiser des plaques de verre, dans lesquels les plaques à céramiser sont suspendues verticalement. Dans la céramisation de plaques de verre par un traitement thermique, il est difficile d'obtenir des taux de production élevés avec des moyens de mise en oeuvre acceptables et sans qu'il se produise des défauts ou une proportion excessive de rebuts, notamment par suite d'une céramisation irrégulière et/ou des change- ments de cotes et/ou des courbures des plaques. Selon l'état de la technique, on s'efforçait d'obtenir une haute uniformité dans le traitement thermique en suspen- dant les plaques en les orientant longitudinalement dans une direction de transport et en les faisant passer sui- vant cette direction à travers un four comprenant des zones de différentes températures prévues les unes à la suite des autres. Un tel procédé est connu par le brevet DE 36 32 085. Selon ce document, on accepte l'inconvé- nient que le four doit être très long avec cette dispo- sition longitudinale des plaques de verre dans la direc- tion de transport. Un procédé semblable est connu par le brevet GB 14 24 526. Ce document laisse cependant la li- berté de disposition des plaques, individuellement ou groupées par plusieurs, avec une orientation dans la di- rection de transport ou transversalement à celle-ci. Les résultats indiqués dans ce document montrent que cet autre procédé connu peut seulement conduire à des résultats utilisables dans des cas exceptionnels, même en respec- tant les prescriptions mentionnées pour la mise en oeuvre du procédé. En particulier, il peut se produire facile- ment d'importants changements de dimensions et de cour- bures des plaques. Ce risque est d'autant plus grand que cet autre procédé connu prescrit que le chauffage jusqu'à une température de cristallisation prédéterminée doit s'effectuer à une vitesse d'au moins 30 C/mn. Le but de l'invention est d'indiquer un pro- cédé et un four pour céramiser des plaques de verre, avec lesquels on puisse obtenir une haute vitesse de produc- tion avec des moyens réduits et des résultats de produc- S tion améliorés. Conformément à l'invention pour ce qui con- cerne le procédé, on parvient à ce résultat par un pro- cédé, du type mentionné au début, qui est caractérisé en ce que l'on suspend plusieurs des plaques à céramiser transversalement à une direction de transport et à des espacements mutuels, de manière qu'elles forment un pa- quet de plaques, que l'on fait passer le paquet de plaques dans la direction de transport par plusieurs chambres d'un four, qui sont séparées les unes des autres par des portes coulissantes ou analogues et sont essentiellement fermées, chambres dans lesquelles on porte le paquet de plaques uniformément à différentes températures par de l'air chaud circulant, en faisant passer le paquet direc- tement d'une chambre à l'autre, qu'avant de transférer le paquet d'une chambre à la suivante, on amène cette chambre suivante à peu près à la même température que la chambre dans laquelle se trouve le paquet et que, pour le transfert, on ouvre temporairement les portes coulissantes concernées. Dans le procédé selon l'invention, grâce à l'orientation des plaques transversalement à la direction de transport et à la réunion de plusieurs plaques en pa- quets, on obtient une disposition très compacte des plaques, de sorte que la longueur totale du four peut être ramenée à environ 5 % de la longueur d'un four clas- sique. Malgré ce très important raccourcissement du four, on obtient cependant une très haute uniformité du trai- tement thermique grâce au fait que ce traitement s'effec- tue avec de l'air chaud circulant. Il est aisément com- préhensible que l'air chaud circulant permet d'obtenir facilement une élévation et une diminution uniformes de la température, même des plaques de verre se trouvant à l'intérieur d'un paquet, lorsque la vitesse d'écoulement et le débit du gaz chaud sont choisis suffisamment grands. Ceci est rendu possible, selon l'invention, par le fait que les différentes chambres du four sont essentiellement fermées et sont séparées l'une de l'autre par des portes coulissantes ou analogues. Conformément à l'invention, le transfert d'une chambre à l'autre s'opère sans sauts nui- sibles de la température, de sorte que les transferts ne peuvent pas non plus provoquer des défauts dans les plaques. On évite des perturbations par la radiation ther- mique des parois du four parce que les plaques sont sus- pendues transversalement à la direction de transport dans - le procédé selon l'invention. De préférence, on fait passer plusieurs pa- quets de plaques l'un derrière l'autre dans la direction de transport à travers les chambres et on les transfère chaque fois en même temps dans la chambre suivante. Ceci permet un fonctionnement pas à pas rationnel. Lors des transferts, toutes les portes coulissantes ou analogues, y compris celles se trouvant au début et à la fin de la rangée de chambres, sont ouvertes et fermées simultané- ment et un premier paquet de plaques peut pénétrer dans le four, tandis qu'un dernier paquet de plaques quitte le four. On obtient une exploitation optimale du four lors- que les chambres sont disposées à égales distances dans la direction de transport et lorsque la distance entre - deux paquets de plaques correspond à la distance entre une chambre et la deuxième chambre suivante. Ce mode de fonctionnement est possible lorsque les durées de séjour des paquets dans les différentes chambres sont les mêmes. Cependant, de manière générale, le procédé selon l'inven- tion peut être mis en oeuvre selon les désirs. Le pro- gramme de températures notamment peut être varié de ma- nière appropriée en fonction de la composition du verre afin-d'obtenir la céramisation optimale des plaques. La durée de séjour dans les différentes chambres peut aussi être choisie en fonction de la composition des plaques de verre. Par exemple, le paquet de plaques traverse cinq chambres d'un four, dans lesquelles il est exposé successivement aux températures Tl 800 C, T3 = 750 - 850 C, T4 = 830 - 860 C, T5 Le paquet quitte la dernière chambre avec une température d'environ 7000C et est ensuite refroidi à environ 30 - 40 C. La chaleur ainsi récupérée est utilisée au besoin pour le chauffage de locaux. Le procédé n'est pas limité au programme de températures indiqué ci-dessus, lequel fournit seulement des valeurs de référence. Dans une plage de température critique, allant notamment de 720 à 730 C, la plaque de verre doit être chauffée et refroidie aussi uniformément que possible sur toute la surface. Le gradient de température dans le verre lors de ce proces- sus doit être aussi faible que possible, de préférence inférieur à 2 - 3 C/m. Le changement de température nécessaire par unité de temps peut varier dans les différentes phases du processus de céramisation. Pour ce qui concerne le four, on obtient les résultats recherchés par un four, comprenant plusieurs zones de température susceptibles d'être chauffées et re- froidies séparément, qui, conformément à l'invention, est caractérisé en ce que, pour la formation des zones de température, le four présente plusieurs chambres qui sont conformées chacune pour la réception d'un paquet formé de plusieurs plaques de verre suspendues verticalement et transversalement à une direction de transport à des espacements les unes des autres, chambres qui peuvent être chauffées ou refroidies par de l'air circulant, les chambres étant essentiellement fermées et étant séparées les unes des autres par des portes coulissantes ou ana- logues, dont l'écartement permet de faire communiquer temporairement deux chambres voisines en vue de l'avan- cement d'un paquet de plaques d'une chambre à la chambre suivante. Le four selon l'invention permet d'opérer différents traitements thermiques avec de l'air chaud circulant dans les différentes zones de température, sans que des perturbations mutuelles entre les chambres puissent se produire. Ainsi qu'il a déjà été mentionné, l'utilisa- tion d'air chaud circulant permet de rassembler les plaques en paquets dans lesquels les plaques sont rela- tivement peu espacées les unes des autres; ces paquets sont exposés aux traitements thermiques dans les diffé- rentes chambres. Un paquet comporte de préférence 20 plaques environ. L'espacement des plaques dans un tel paquet peut être d'environ 5 cm. Les plaques peuvent être suspendues au moyen de pinces ou de crochets. En cas d'utilisation de crochets, les bords des plaques doivent être pourvus de trous, dans lesquels pénètrent les cro- chets. Etant donné que la vitrocéramique peut encore être coupée après la céramisation, contrairement au verre que l'on ne peut plus couper après la trempe, les parties marginales des plaques, contenant les trous, peuvent être éliminées facilement après la céramisation. Il va de soi que des dispositifs de mesure, de commande et de régulation sont associés à chacune des chambres du four selon l'invention. La distribution uniforme désirée de l'air chaud circulant sur les plaques de chaque paquet peut être améliorée par la prévision, à l'intérieur des chambres, de tôles de guidage de l'air, qui sont de pré- férence pourvues en plus d'ouvertures. Il est préférable qu'un ventilateur soit installé dans le fond de chaque chambre et que la tôle affecte la forme d'un tube dont l'axe est orienté dans la direction de transport et qui entoure les paquets de plaques traversant la chambre. Des ouvertures sont ménagées dans la partie inférieure et dans la partie supérieure d'une telle tôle. Le ventila- teur aspire l'air à travers les trous inférieurs depuis l'espace intérieur entouré par la tôle de guidage de l'air; ensuite, l'air est soufflé vers le haut le long d'éléments chauffants disposés sur la paroi du four et provoquant l'élévation de la température de l'air. En haut, l'air chauffé pénètre de nouveau dans l'espace in- térieur à travers les ouvertures supérieures de la tôle de guidage et s'écoule uniformément le long de toutes les plaques d'un paquet se trouvant dans cet espace. Il est ainsi possible d'échauffer et de refroidir les plaques plus uniformément que jusqu'à présent à partir de leur surface et de maintenir l'écart de température par unité de longueur de la plaque à une valeur plus petite que celle pouvant être obtenue jusqu'à présent. Il est possible aussi de réaliser la tôle de guidage de l'air de matériaux céramiques. Il est particulièrement avantageux que les chambres soient disposées à égales distances dans la di- rection de transport. Ceci permet un mode de fonctionne- lent pas-à-pas, sériel, au cours duquel une série de pa- quets de plaques est déplacée pas-à-pas à travers les chambres. Il est préférable que chaque chambre soit dimensionnée en vue de la réception d'un seul paquet de plaques. Les portes coulissantes, par lesquelles les dif- férentes chambres sont séparées les unes des autres, sont seulement ouvertes pendant le transport d'un paquet dans la chambre suivante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur les- quels: - la figure 1 montre un programme possible pour les différentes températures en fonction du temps, -7 indiquant les durées de séjour Il', II',... des plaques dans les chambres successives; - la figure 2 est une vue en plan schéma- tique d'un four selon l'invention; - la figure 3 est une coupe schématique d'une chambre du four, prise transversalement à la direc- tion de transport; et - les figures 4a et 4b illustrent la suspen- sion des plaques au moyen de crochets. La figure 1 montre un programme de tempéra- tures en fonction du temps pour une composition usuelle de vitrocéramique. Les figures 2 et 3 représentent un four com- portant cinq chambres I à V qui sont séparées par des portes coulissantes 7. Les chambres extérieures sont iso- lées vis-à-vis de l'extérieur par des portes coulissantes ou par des portes 2, 2a à mouvements d'ouverture et de fermeture particuliers. Par exemple, un paquet de plaques est chauf- fé dans la chambre I à environ 700 C en 90 min environ. Le paquet est ensuite transféré dans la chambre II,amenée préalablement à 700 C. Là, le paquet est porté à environ 800 C en 80 min environ. Ensuite, le paquet arrive dans la chambre III, également amenée préalablement à environ 800 C. Dans cette chambre III, le paquet est porté à en- viron 8500C en 80 min. Dans la chambre IV, les plaques sont exposées pendant 80min à une température constante d'environ 850 C. Enfin, dans la chambre V, les plaques sont refroidies en 70 min environ jusqu'à une température d'environ 700 C, avec laquelle les plaques quittent cette chambre. Les temps de séjour indiqués représentent seulement des valeurs de référence et il est notamment possible facilement d'utiliser des temps de séjour égaux dans les différentes chambres, ce qui permet de transfé- rer pas-à-pas une série de paquets de plaques à travers les chambres. Les valeurs indiquées constituent des exemples seulement; en particulier, les paquets peuvent également rester plus longtemps ou pendant un temps plus court dans les différentes chambres, suivant le programme de céramisation appliqué. Le processus de céramisation s'achève par un refroidissement jusqu'à environ 30 - 40 C à l'extérieur du four. Le four 1 est traversé par un circuit de transport 4 comprenant un convoyeur avec des châssis de transport recevant chacun un paquet de plaques 40. Chaque paquet 40 se compose de vingt plaques 10 suspendues ver- ticalement et transversalement à la direction de trans- port. Un châssis de transport est chargé d'un pa- quet de plaques 40 en un point A se trouvant à l'extérieur du four 1 et est amené ensuite suivant le circuit de trans- port 4 à la chambre I du four 1 en passant par un point d'attente B. Les portes coulissantes ou analogues 2 se trouvant à l'entrée du four 1 sont seulement ouvertes immédiatement avant l'introduction du paquet de plaques et sont aussitôt refermées ensuite. Les plaques du paquet sont échauffées ou refroidies selon un programme préfixé dans les chambres I à V. Un exemple d'un tel programme de températures en fonction du temps a déjà été expliqué en référence à la figure 1; les durées I', II',... de ce programme sont associées aux différentes chambres I, II.... Au passage d'une chambre à la suivante, par exemple de I à II, la température de II est ajustée appro- ximativement à la température de I. A cet effet, la chambre II, après qu'un paquet s'y trouvant éventuelle- ment a été exposée aux températures requises pendant la durée prévue, est vidée, par exemple à l'instant a (voir Fig. 1), et est refroidie dans l'intervalle de temps a à a' jusqu'à la température de la chambre I (il s'agit d'un refroidissement de 800 à 700 C dans l'exemple de la fi- gure 1). Pour y parvenir, le chauffage est arrêté et la température de l'air chaud est abaissée dans la mesure nécessaire, par exemple par l'addition en mélange à l'air chaud d'une certaine quantité d'air plus froid. Le recy- clage de l'air n'est pas interrompu pendant cette opéra- tion. Les plaques sont ensuite transférées de I à II. A cet effet, comme pour les transferts entre les autres chambres, les portes coulissantes 7 sont ouvertes puis refermées. Ces opérations se déroulent dans le même esprit pour tous les transports à effectuer dans des plages de tempeérature critiques. A partir de la chambre V, les plaques sont amenées à un point C, o elles sont refroi- dies d'environ 700 C à 30 - 40 C. Si nécessaire, l'air chaud récupéré est utilisé pour le chauffage de locaux. Depuis le point C, les plaques sont transportées à tra- vers quelques postes d'attente jusqu'à un point D o elles sont retirées du châssis de transport 5. Un aiguil- lage 6 sert à la sortie et l'entrée de châssis de trans- port depuis et dans le circuit 4. La figure 3 montre quelques détails. Le châs- sis de transport comporte une partie supérieure 25 rou- lant dans un rail 13 et un cadre porteur 12 dans lequel les plaques 10 sont suspendues au moyen de pinces 11. Des éléments d'étanchéité 14 empêchent l'air chaud de sortir du four. L'air chaud est recyclé dans la chambre au moyen d'un ventilateur 15 qui est entrainé par un moteur 17 par l'intermédiaire d'une courroie 16. L'air est échauffé par des éléments chauffants 18 et est guidé entre une tôle de guidage 19 et une paroi du four. La tôle 19 pour le guidage de l'air a la forme d'un tube et renferme tout le paquet de plaques. Le haut de la tôle 19 est fendu pour le passage du cadre porteur 12. Une tôle de fond plane 21 est fixée en plus dans la zone inférieure de la tôle 19, au-dessous du paquet de plaques. Des ouver- tures 20 ménagées dans la tôle 19 et dans la tôle de fond 21 créent une distribution aussi uniforme que possible de l'air circulant sur la section d'écoulement. La paroi 22 du four est conçue pour occasionner des pertes de cha- leur aussi faibles que possibles et est maçonnée par exemple. Le four est porté par une carcasse 23. Les figures 4a et 4b montrent une autre suspension possible des plaques 10 dans le châssis de transport, à savoir au moyen de crochets 8 qui sont sus- pendus au cadre 12 et passent par des trous 3 réalisés dans des parties marginales 9 des plaques 10 et présen- tant un diamètre de 4 - 6 mm par exemple. Après la céra- misation, les bandes marginales 9, contenant les trous 3 et ayant une largeur de 30 - 40 mm par exemple, sont en- levées par une opération de coupe en vue de l'élimination des trous 3. REVENDICATIONS 1. Procédé pour céramiser des plaques de verre, selon lequel on suspend les plaques à céramiser vertica- lement, caractérisé en ce que l'on suspend plusieurs des plaques à céramiser transversalement à une direction de transport et à des espacements mutuels, de manière qu'elles forment un paquet de plaques, que l'on fait pas- ser le paquet de plaques dans la direction de transport par plusieurs chambres d'un four, qui sont séparées les unes des autres par des portes coulissantes ou analogues et sont essentiellement fermées, chambres dans lesquelles on porte le paquet de plaques uniformément à différentes températures par de l'air chaud circulant, en faisant passer le paquet directement d'une chambre à l'autre, qu'avant de transférer le paquet d'une chambre à la sui- vante, on amène cette chambre suivante à peu près à la même température que la chambre dans laquelle se trouve le paquet et que, pour le transfert, on ouvre temporai- rement les portes coulissantes concernées. 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on fait passer plusieurs paquets de plaques l'une derrière l'autre dans la direction de transport à travers les chambres et on les transfère chaque fois simultanément dans la chambre suivante. 3. Procédé selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les chambres sont disposées à écgales dis- tances dans la direction de transport et que la distance entre deux paquets de plaques correspond à la distance entre une châmbre et la deuxième chambre suivante. 4. Four pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant plusieurs zones de tempé- rature susceptibles d'être chauffées en refroidies sépa- rément, caractérisé en ce que, pour la formation des zones de température, le four présente plusieurs chambres (I, II....) qui sont conformées chacune pour la récep- tion d'un paquet (40) formé de plusieurs plaques de verre suspendues verticalement et transversalement à une direc- tion de transport à des espacements les unes des autres, chambres qui peuvent être chauffées ou refroidies par de l'air circulant, les chambres étant essentiellement fer- mées et étant séparées les unes des autres par des portes coulissantes ou analogues, dont l'écartement permet de faire communiquer temporairement deux chambres voisines en vue de l'avancement d'un paquet de plaques d'une chambre à la chambre suivante. 5. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que des tôles (19, 21) pour le guidage de l'air circulant sont disposées dans chaque chambre (I, II,...), de manière que toutes les plaques d'un paquet (40) soient échauffées uniformément. 6. Four selon la revendication 5, caractérisé en ce que les tôles de guidage de l'air (19, 21) sont pourvues d'ouvertures (20). 7. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que les chambres sont disposées à égales distances dans la direction de transport.