Brevet FR2645527A1 — publié le 19901012

La présente invention est relative à une installation pour transférer du verre fondu depuis un four jusqu'à un poste de formage d'objets, en particulier d'objets creux en verre. Dans l'industrie du verre sodocalcique, on distingue actuellement deux types de qualités: d'une part la qualité "flaconnage et gobeletterie" et, d'autre part, la qualité "bouteillerie". Les exigences de qualité du verre flaconnage et gobeletterie sont très élevées, c'est pourquoi les bassins de travail et les canaux de transfert sont toujours équipés de produits réfractaires de haute qualité, normalement des produits alumineux électrofondus. Ces produits, au contact de verre, n'engendrent qu'une quantité négligeable d'inclusions cristallisées, vitreuses et/ou gazeuses. Les exigences de qualité du verre bouteillerie sont moins élevées, et il est possible d'accepter des défauts mineurs du type "petite corde", "griffures", "bouillon" et "puce", dont la gravité est souvent atténuée par la couleur foncée du verre. Ces défauts sont le plus souvent en relation avec la qualité des réfractaires utilisés pour constituer le canal de transfert amenant le verre du four à l'installation de formage. Dans la technique courante actuelle, on utilise des réfractaires agglomérés silicoalumineux ou mullitiques, dont le coût est, évidemment, inférieur à celui des produits alumineux électrofondus. Devant l'augmentation des performances et des productivités des fours, la résistance à la corrosion des réfractaires utilisés jusqu'ici a tendance à devenir insuffisante, et d'autre part, il est évident qu'une amélioration de la qualité est toujours souhaitable, à condition qu'elle ne se traduise pas par un accroissement trop grand des prix de revient. Pour cette raison, on a tendance actuellement à remplacer les réfractaires agglomérés silico-alumineux ou mullitiques par des réfractaires de type "AZS", c'est-à- dire alumine-zircone-silice, agglomérée ou électro-fondus. Ces produits ont une meilleure résistance à la corrosion que les réfractaires couramment utilisés, mais il se forme au contact du verre une phase "alumine-zircone" fortement visqueuse, dont la vitesse de diffusion et de dissolution dans le verre devient quasiment nulle dans la partie aval de l'installation de transfert o règnent des températures inférieures à 1250 C. Cette phase, très faible en volume, tend à s'écouler par densité et convection depuis les parois du canal de transfert jusqu'au fond de celui-ci et à y progresser vers le ou les orifices de distribution. Au bout d'un certain temps d'exploitation, une veine de la phase "aluminezircone" atteint les orifices de distribution, ce qui se traduit, sur l'article fini, par un défaut qui est communément appelé "griffures de chat". C'est un ensemble de très fines cordes vitreuses parallèles situées en surface externe du verre et dont la section n'excède pas 10 à 20 micromètres. Généralement, ces défauts ne sont visibles que lorsque l'objet est soumis à un éclairage intense. L'augmentation du niveau de qualité de certains articles de bouteillerie ne permet cependant plus d'accepter ce "défaut" et divers moyens ont été proposés, ou sont mis en oeuvre, pour l'éliminer. Parmi les moyens mis en oeuvre, on peut citer les "bouillonneurs", placés à l'entrée du canal de transfert, il s'agit d'un dispositif injectant des bulles de gaz à la partie inférieure de l'écoulement de verre, ce qui génère un courant vertical ascendant de verre. Ces bouillonneurs ne peuvent être mis en place qu'à la partie amont du canal, ou bien dans le four lui-même, en effet, la viscosité du verre dans la partie aval aboutirait à la' présence de bulles dans le produit obtenu. D'autres moyens sont constitués par des agitateurs mécaniques, ou des rotors tournants, qui peuvent être situés dans la partie aval du canal, ou dans la cuvette de distribution, ces agitateurs et rotors permettent de disperser, décoller ou étirer la veine d'alumine-zircone, réduisant ainsi les défauts qui en résultent à une taille telle qu'ils ne sont plus gênants. La mise en place de ces dispositifs, qui travaillent dans des conditions difficiles, et dans un milieu très visqueux, est cependant délicate. D'autre part, ils sont, évidemment, assez coûteux. On connaît, par ailleurs, par US-A-3 127 262 un procédé et un appareillage pour raffiner le verre qui se caractérisent par l'emploi d'un seuil ou barrage disposé au fond du canal de transfert du verre, juste avant la cuvette o est prévu l'orifice de distribution du verre fondu, en combinaison avec des drains latéraux prévus soit sur le seuil lui-même, soit dans les parois latérales de la cuvette à proximité immédiate du seuil et à peu près au niveau du sommet du seuil. Selon le brevet cité, le seuil a pour but de faire remonter la couche de verre inférieure visqueuse, lourde et impure et on élimine celle-ci par les drains latéraux. Le seuil ou barrage utilisé n'a donc pas pour fonction de retenir des impuretés lourdes, mais seulement de défléchir le courant de verre lourd et impur qui s'écoule, vers le haut et en direction des drains latéraux. Cet agencement n'a toutefois pas, à la connaissance de la Demanderesse, été développé en pratique, sans doute en raison d'une efficacité médiocre. Le but de la présente invention est de fournir une installation de transfert du verre fondu depuis un four jusqu'à un poste de -formage d'objets en verre, qui permette une suppression efficace des défauts du type "griffures de chat" et qui soit d'un coût faible et d'une mise en oeuvre simple et économique. Plus particulièrement l'invention concerne une installation pour transférer du verre fondu depuis un four jusqu'à un poste de formage d'objets, cette installation comprenant un canal relié à une de ses extrémités audit four et, à son autre extrémité, à une cuvette comportant au moins un orifice de distribution dirigé sensiblement verticalement à partir du fond de la cuvette et destiné à amener une masse de verre fondu ou paraison, au poste de formage, et un seuil présentant une paroi sensiblement verticale sur sa face amont, prévu sur le fond du canal en amont de la cuvette, caractérisée en ce que: - ledit seuil est utilisé sans drains latéraux prévus sur le seuil ou dans les parois latérales de la cuvette, présente sur sa face aval une paroi sensiblement verticale, occupe toute la largeur du canal et présente une épaisseur d'environ 4 & 10 dci et une hauteur telle qu'il laisse passer au-dessus de lui une veine de verre de 8 à 10 cm environ d'épaisseur, et en ce que l'installation comprend, en outre, - un drain de fond chauffable, ledit drain étant prévu en amont du seuil et pratiquement accolé à ce dernier. Le canal peut être de tous types connus, c'est-à- dire être un canal horizontal, à pente remontante ou à pente descendante. De façon surprenante, on a constaté que le seuil de l'installation selon l'invention retient la phase "alumine-zircone" visqueuse et empêche que celle-ci ne vienne contaminer les articles en verre produits. Evidemment la phase visqueuse tend à s'accumuler en amont du seuil et, au bout d'un certain temps, elle risquerait de passer par dessus ce seuil, mais ce phénomène est très lent. Le seuil prévu dans la présente installation permet, par conséquent, un fonctionnement correct, entre deux opérations de drainage, pendant une durée importante. Ce résultat est surprenant compte tenu des enseignements du brevet des E. U.A. 3 127 262 précité qui enseigne qu'un seuil provoque une déviation de la veine de verre impure. Cette différence de résultat peut s'expliquer par diverses raisons. Une première raison est l'absence de drains latéraux. Une deuxième raison est liée à l'évolution de la taille du canal de transfert. A l'époque du dépôt (1960) du brevet des E.U.A. No. 3 127 262, les canaux de transfert étaient relativement étroits (40 à 65 cm de large) pour une hauteur de verre fondu de l'ordre de 15 à 23 cm [voir le Handbook of Glass Manufacture, chapitre 10, page 331, par F.V. Tooley, Ogden Publishing Company, (1933)] tandis qu'ils sont actuellement beaucoup plus larges, de l'ordre de 60 à 120 cm, pour une hauteur de verre fond inchangée (15-23 cm) [voir le livre "Glass Making Today", page 199, par P.J. Doyle, Portcullis, (1979)]. Ainsi donc, pour des raisons thermiques, le rapport largeur du canal/hauteur du verre dans le canal est passé d'une valeur de l'ordre de 3 ou moins à une valeur supérieure à 5, d'o résulterait un régime d'écoulement différent. Cet élargissement combiné à l'absence de drains latéraux explique, vraisemblablement, la différence de résultat observée. Suivant une modalité intéressante, on prévoit que le seuil présente également sur sa face aval une paroi sensiblement verticale. Dans ce cas, si la phase visqueuse retenue en arrière du seuil vient à dépasser le niveau de celui-ci et à être entraînée vers l'aval, il semble qu'elle tend A ne rejoindre le fond du canal que progressivement, et, si le seuil se trouve à une distance suffisamment faible du ou des orifices de distribution, elle atteint ces orifices avant d'avoir rejoint le fond, aidée en cela par l'effet d'entraînement des appareillages tels que chemises, rotors, poinçons habituellement prévus dans ces orifices ou à leur voisinage. L'hétérogénéité due à la phase visqueuse se trouve alors incluse dans la masse du produit fini au lieu de se trouver en surface, et n'est alors pratiquement plus décelable. De plus, afin de pouvoir éliminer périodiquement la phase visqueuse rampante qui s'accumule en amont du seuil, l'installation comprend un drain obturable dans le fond du canal, juste en amont du seuil, qu'il suffit de chauffer et d'ouvrir de temps à autre pour éliminer ladite phase visqueuse. Le chauffage du drain pendant une opération de drainage, qui a pour but de faire fondre le verre qui s'est solidifié dans le drain entre deux opérations de drainage, peut être réalisé simplement & l'aide de n'importe quel moyen couramment utilisé dans ce but. Avantageusement, toutefois, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le chauffage est réalisé au moyen d'un dispositif chauffant électrique. Bien entendu, les éléments chauffants, qui sont soumis au contact du verre fondu et/ou de la phase visqueuse, doivent être réalisés en un métal réfractaire approprié, par exemple en platine, capable de résister à la corrosion et à des températures élevées. Le drain doit être positionné en amont du seuil en une position pratiquement accolée à celui-ci. Par pratiquement accolé", on veut dire que la distance entre la base du seuil et le bord le plus proche du drain n'excède pas 5 centimètres au plus. Selon un mode de réalisation préféré, le seuil constitue avec la cuvette une pièce réfractaire d'un seul tenant. En effet, l'orifice ou les orifices de distribution de la cuvette est une partie sujette à une usure relativement importante et celle-ci doit être changée périodiquement. Si le seuil est d'une seule pièce avec la cuvette, il est donc possible de profiter des remplacements nécessaires de la cuvette pour remplacer du même coup le seuil dont l'usure, bien que plus lente, n'est cependant pas négligeable. Une pièce formant cuvette- et pourvue d'un seuil n'est pratiquement pas plus compliquée à fabriquer qu'une cuvette de type classique, et son prix de revient n'est pas sensiblement plus élevé. Le fait d'associer un barrage à la cuvette permet de monter un système anti-griffures sur un canal de transfert ("feeder") qui n'était pas initialement prévu pour cela, le drain pouvant, de son côté, être percé de l'extérieur. La présente invention va maintenant être exposée de façon plus détaillée à l'aide d'exemples pratiques, en s'aidant des dessins, parmi lesquels: La figure 1 est une vue de dessus, très schématique, d'une installation dépourvue de dispositifs s'opposant à la progression de la phase visqueuse. La figure 2 est une vue en coupe de la même installation. La figure 3 est une vue en coupe schématique d'un dispositif analogue à celui de la figure 2, mais pourvu de moyens conformes à l'invention. La figure 4 est une vue en coupe d'une cuvette de distribution pourvue d'un seuil à son entrée, le tout formant une pièce d'un seul tenant. L'installation décrite aux figures 1 et 2 comprend un four de fusion de verre 1, de type classique, non représenté sur la figure 1, auquel fait suite un canal 2 (qui dans le cas illustré est horizontal mais pourrait être à pente descendante ou ascendante) plus connu par les gens du métier sous le nom anglais de "feeder". On a représenté sur la figure 2 une liaison entre le four 1 et le canal 2 qui comporte une chicane 3, avec un seuil comportant une partie verticale 4. Ce seuil ne saurait être confondu avec celui de la présente invention; en effet, il se situe en amont du conduit, et par conséquent il serait totalement inapte à arrêter les produits qui se seraient formés par contact de l'écoulement de verre fondu avec le réfractaire formant ledit canal. L'extrémité du canal 2, qui est à l'opposé du four 1, constitue ce qu'on appelle en termes de métier la "cuvette d'avant-corps" 5. Sur les figures 1, 2 et 3 on a représenté deux orifices 6, 7 de formation de paraison 8, 9. Ces orifices 6, 7 sont, dans la représentation indiquée, situés l'un derrière l'autre dans le sens de déplacement du flot de verre fondu, et ils débouchent tous deux dans la partie centrale de la cuvette d'avantcorps (l'installation de la présente invention pourrait, bien entendu, comporter un nombre d'orifices différent, par exemple un ou trois). On a représenté en 10 la phase visqueuse à base d'alumine et zircone, qui se forme au contact du verre fondu et du réfractaire du canal, et qu'il s'agit d'éliminer. Dans un but de clarté, on a considérablement augmenté l'épaisseur et l'importance de cette phase, dont, comme il a été dit plus haut, le volume est en fait extrêmement restreint. Comme le montrent clairement les figures, c'est surtout la paraison 8 formée dans l'orifice 6 situé le plus en amont par rapport au flux du courant qui reçoit ladite phase visqueuse qui s'incorpore à sa surface extérieure, et peut donc donner naissance à des produits présentant les "griffures de chat" dont il a été question plus haut. Il est cependant clair que, selon la disposition des orifices dans la cuvette d'avantcorps, l'une ou l'autre ou plusieurs des paraisons peuvent être affectées de ce défaut. La figure 3 montre un canal tel que celui des- figures 1 et 2, mais modifié selon l'invention par l'adjonction d'un seuil 11, à paroi amont verticale et d'un drain de fond 12, accolé au seuil, destiné à évacuer l'excédent de la phase visqueuse. Sur la même figure, les flèches 10a représentent le trajet de la phase visqueuse en aval du seuil 11, au cas o cette phase visqueuse vient à passer au- dessus du seuil en raison d'un drainage insuffisant ou pour toute autre raison. On voit que, dans ce cas, le seuil 11 étant suffisamment rapproché de l'orifice 6, la phase vitreuse atteint celui-ci avant d'avoir rejoint le fond, et va donc se trouver noyée dans la masse de la paraison 8, au lieu de se placer sur sa surface extérieure. Au drain de fond 12 est associé un dispositif chauffant électrique 13 d'un type couramment utilisé dans ce but. Le drain peut être obturé par un bouchon 14. Lorsqu'on veut effectuer un drainage de la phase visqueuse, on met en action le dispositif de chauffage 13, puis on dégage le bouchon 14 pour permettre l'élimination de la phase visqueuse qui s'est accumulée au fond du canal depuis l'opération de drainage précédente. La figure 4 montre une pièce conçue spécialement pour la mise en oeuvre de l'invention qui combine la cuvette d'avant-corps et le seuil. Cette pièce d'un seul tenant, qui constitue à la fois la cuvette 5 et le seuil 11, se place à l'extrémité du canal 2. On peut facilement la fabriquer par coulée dans un moule d'une matière réfractaire préalablement fondue. Lorsque cette pièce est usée, par exemple par élargissement ou déformation des bords du trou de paraison 6, on l'enlève pour la remplacer. La cuvette d'avant-corps représentée à la figure 4 ne comporte qu'un trou de formation de paraison, mais bien entendu il est possible de prévoir une cuvette analogue pourvue d'un nombre plus important de tels trous. REVENDICATIONS 1. Installation pour transférer du verre fondu depuis un four (1) jusqu'à un poste de formage d'objets, cette installation comprenant un canal (2) relié à une de ses extrémités audit four et, à son autre extrémité, à une cuvette (5) comportant au moins un orifice (6, 7) de distribution dirigé sensiblement verticalement à partir du fond de la cuvette et destiné à afener une masse de verre fondu ou paraison (8), au poste de formage, et un seuil (11) présentant une paroi sensiblement verticale sur sa face amont, prévu sur le fond du canal en amont de la cuvette, caractérisée en ce que: - ledit seuil est utilisé sans drains latéraux prévus sur le seuil ou dans les parois latérales de. la cuvette, présente sur sa face aval une paroi sensiblement verticale, occupe toute la largeur du canal et présente une épaisseur d'environ 4 à 10 cm et une hauteur telle qu'il laisse passer au-dessus de lui une veine de verre de 8 à 10 cm environ d'épaisseur, et en ce que l'installation comprend, en outre, - un drain de fond (12) chauffable, ledit drain étant prévu en amont du seuil et pratiquement accolé à ce dernier. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le seuil forme avec la cuvette une pièce réfractaire d'un seul tenant. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le seuilcuvette d'un seul tenant est formé d'une matière réfractaire fondue, coulée et moulée.