<EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1>
sion et l'affinage efficaces du verre fonda dans un
four continu chauffé au moyen d'un combustible.
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tinus employés jusqu'à présent ont été très inefficaces
et que, même lorsqu'ils travaillaient dans les meilleur <EMI ID=4.1>
duit était de qualité inférieure ou déficiente.
C'est ainsi par exemple que, dans l'industrie du verre à vitres, on a considéré qu'un bassin fonction-
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qualité, c'est-à-dire de verre sensiblement exempt de grains de petites pierres, de nervures, de bulles, etc.. On pouvait rarement élever au-dessus de 25 % le pourcentage de verre de bonne qualité produit dans ces bassins et cela seulement dans le cas où l'on travaillait à une vitesse telle que le rendement de l'opération était grandement diminué.
L'une des raisons essentielles pour le fonctionnement inefficace des fours continus, dans le passé, avait pour cause l'absence d'un contrôle adéquat
des courants de convexion qui se produisaient dans le verre pendant les opérations de fusion et d'affinage. Cette absence de contrôle qui existait jusqu'à présent se manifestait par une distribution défectueuse des deux
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culation primaire., celle-ci se rapportant au mouvement de la surface du verre pour s'écarter du point le plus chaud vers la paroi arrière du four, et par l'expression "circulation secondaire", conformément à laquelle la surface du verre se déplace du point le plus chaud vers l'avant du four.
<EMI ID=7.1>
sable, pour un travail efficace, que la circulation primaire s'étende sur une partie considérable du bassin parce qu'un trajet étendu pour cette circulation donne beaucoup plus de stabilité à l'opération que jusqu'à présent, ce qui donne amplement l'occasion d'une fusion <EMI ID=8.1>
gaz contenus dans chacune des parties du verre, avant qu'elles n'entrent dans la circulation secondaire, Ceci permettait également une meilleure homogénéisatio:
<EMI ID=9.1>
Dans la fabrication du verre par le procédé continu, on doit se rappeler constamment certaines con' ditions essentielles. Il doit y avoir, dans la partie du four où se fait la fusion, un point dont la tempe" rature est suffisamment élevée pour transformer la chai ge rapidement et d'une façon efficace en verre. Cette température peut être différente pour diverses espèces
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dément à des températures plus élevées que celle que l'on choisit ordinairement comme température de fusion. Toutefois, la température de fusion que l'on choisit généralement est celle à laquelle le meilleur êquilibre est maintenu entre la vitesse de la fusion désirée et la destruction des matières réfractaires formant le bassin. Par exemple, pour certains types de verre à vitres, la meilleure température de fusion est de
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cette température est celle qui doit exister à l'endroit qui, dans ce qui suit, sera appelé "point chaud*,
Il est également indispensable qu'en un autre
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du verre s oit réduite oette température étant maintenue généralement (instante en ce point, qui est celui où
la fusion et l'affinage du verre sont sensiblement ache-
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tante audit pointa la température du verre, lorsqu'il est amené à l'appareil de façonnage ou d'étirage, est <EMI ID=14.1>
reil. Dans le cas du type de verre à vitres mentionné ci-dessus, cette deuxième température est de 1260[deg.] environ, au point où le verre quitte la partie du four où se fait l'affinage et passe dans le compartiment d'extraction à partir d'où le verre est façonné par un procédé connu quelconque. En ce point ou en un point correspondant d'un four différent, la température exacte ne varie pas seulement avec les caractéristiques du verre que l'on utilise mais il est clair quelle varie aussi un peu suivant l'usage que l�on veut faire du verre retiré de la chambre de recuit; mais, pour un travail déterminé quelconque et pour un verre détermi-
<EMI ID=15.1>
de régler la température, tant en ce qui concerne le point chaud qu'en ce qui concerne le point froid, que la chaleur amenée dans l'extrémité du four où se fait
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la position relative du point chaud et du point froid Il est indispensable que le point froid reste à la
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positifs de chauffage et de refroidissement provoquent un déplacement du point chaud dans le sens longitudinal du bassin.
<EMI ID=18.1>
:rament, il était nécessaire, pour maintenir le point froid à la température convenable, de maintenir le
<EMI ID=19.1>
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chaud vers le bas du four n'a pas amélioré les conditions de travail parce que le déplacement de ce point vers l'avant augmente automatiquement la température
du point froid. Les industriels ont cherché à vaincre cette difficulté en allongeant le four tout entier.
Ceci est le cas particulièrement dans l'industrie du verre à vitres où les bassins ont atteint des dimensions énormes, mais cet expédient s'est montré peu satisfaisant parce que l'augmentation des bassins dans leur ensemble entraînait, à son tour, l'augmentation de leur capacité et la ./nécessité d'utiliser plus de combustible tout
en modifiant peu ou pas du tout la position relative du
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trés très instables et sujets à des modifications très marquées et très nuisibles dans leur fonctionnement lorsqu'il se produisait de légères variations dans les
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maintenu assez près de la paroi arrière du compartiment de fusion parce qu'un déplacement notable quelconque
<EMI ID=23.1>
culation secondaire et à provoquer le passage du verre insuffisamment fondu et insuffisamment affiné, à travers
<EMI ID=24.1>
Le principal objet de la présente invention est un:-. dispositif et un procédé pour le fonctionnement des bassins pour la fusion continue du verre, bassins qui réalisent une distribution convenable, dans le gens longitudinal, de la circulation primaire et de la circulation secondaire, tout en maintenant sans changement les dimensions et la capacité des bassins et tout en obtenant une grande augmentation de la proportion du verre de première qualité produit.
En d'autres termes, le but visé implique l'utilisation d'un appareil dans lequel les courants de convexion existant dans le verre pendant sa fusion et son affinage sont réglés d'une façon convenable, ce qui permet d'augmenter considérablement la vitesse à laquelle fonctionne le four et la proportion de verre de première qualité produit.
D'une façon plus particulière, l'invention vise
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1er sans obstruction, à la fois vers l'avant et vers l'arrière du point chaud du four dans lequel on a prévu, en comparaison de ce qui se faisait avant, un trajet court pour la circulation secondaire et un trajet long
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en zones de circulation primaire et de circulation secondaire est exactement le contraire de ce qu'on faisait
<EMI ID=27.1>
ditions dans les bassins existants a augmenté la production de verre de première qualité dans des proportions aussi élevées que 300 %,
De préférence, la demanderesse, pour obtenir le réglage désiré produit une séparation marquée et
/de la convexion déterminée. au dessus du. niveau du verre entre la chambre de fusion du bassin dans laquelle a lieu la circulation primaire, d'une part, et, d'autre part, la chambre de refroidissement dans laquelle se produit la circulation
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gler les gradients de température dans différentes zones des deux circulations, grâce à quoi non seulement on
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lise ces courants avec une économie appréciable de la chaleur appliquée aux fours.
D'une façon plus particulière, dans un four tel que celui qui fait l'objet de la présente invention, on prévoit une chambre de refroidissement communiquant avec une chambre de chauffage par un goulet relativement étroit, goulet qui, avec les moyens utilisés pour se" parer la chaleur et associés avec ledit goulet. facilite la détermination de l'emplacement du point chaud dans
le voisinage de l'extrémité antérieure de la zone de fusion, qui constitue une surface complémentaire de
<EMI ID=30.1>
D'autres buts et d'autres objets de l'invention apparaîtront au c ours de la description suivante qui se rapporte au dessin annexé, dessin qui représente deux formes d'exécution différentes de bassins auxquels on a
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un succès marqué.
Sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe horizontale d'un bassin relativement petit:, la coupe étant faite suivant 1-1 de la figure 3; La figure 2 est une coupe verticale suivant <EMI ID=32.1> La figure 3 est une coupe suivant 3"3 de la figure 1;
Les figures 4 et 5 s ont, respectivement, un plan et une coupe verticale indiquant schématiquement un trajet plus ou moins idéal d'une masse de verre fondu dans le bassin représente sur les figures 1, 2 et 3; <EMI ID=33.1> grand bassin pour la fabrication du verre à vitres, après modification par application de la présente invention audit bassin, les courants superficiels étant indiqués sur ladite coupe;
Les figures 7 et 8 sont des vues schématiques d'un four d'un des types utilisés jusqu'à présent dans
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néralement appliqué dans la fabrication de-/ les courants de convexion ayant été indiqués d'une façon analogue à celles des figures 4 et 5; La figure 9, enfin, est un graphique portant plusieurs courbes qui montrent les différents résultats obtenus par la prise de mesures relatives aux conditions <EMI ID=35.1>
re 6.
Si l'on se reporte plus particulièrement aux <EMI ID=36.1> destinée à façonner le verre. 13/ évident que le compartiment T peut communiquer avec une chambre d'étirage, telle que celle qui est indiquée sur la figure 6, si l'on doit utiliser le four pour la fabrication de verre à vitres plutôt que pour la fabrication de récipients, ou avec un bassin réservoir. Les chambres M et C sont séparées partielle-
<EMI ID=37.1>
térieur à partir des cotés du bassin� lesdites parois étant reliées par des parois 13 qui délimitent un goulet N lequel, pour des raisons indiquées plus loin, a,
<EMI ID=38.1>
a environ 15 à 20 % de la largeur de la chambre de fusion réalise les conditions les plus favorables, bien que l'on ait obtenu des résultats très satisfaisants, tels que ceux qui sont décrits ici, en donnant au goulet
<EMI ID=39.1>
dessus du niveau du verre et peuvent porter des parois à jour 14 qui séparent les chambres M et C au point
de vue de la chaleur, dans la ; mesure,. voulue; .
Le but principal du prolongement,vers le haut, des parois 11, 12 et 13 ou l'application de la paroi
à jour 14 est d'exclure plus ou moins complètement de la chambre de refroidissement C les produits de combus-
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séparer les deux chambres et installer la paroi qui
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four comporte un foyer à régénérateur placé à l'une de ses extrémités et projetant une flamme en fer à cheval dans la chambre de fusion. De préférence, le mécanisme de chauffage est réglé de façon que la chaleur la plus intense soit développée sur la surface du verre immé�
diatement derrière les parois 11 et l'on considère qu'il est indispensable que le point où la température est la plus élevée soit situé, en avant de la paroi
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distance c emprise entre la paroi arrière de la chambre de fusion et la paroi 11. Conformément à l'invention,
le point chaud doit être placé à une distance suffisant te vers l'avant, par rapport à l'extrémité postérieure de la chambre de fusion, pour que 60 % au moins du verre soumis à l'action du feu se trouvent en arrière dudit point chaud et!) compte tenu de cette limitation, plus
le point chaud se rapproche du goulet,meilleurs sont
les résultats.
Pour obtenir les meilleurs résultats, il convient que la paroi postérieure 15 de la chambre de fusion
<EMI ID=43.1>
parois de ladite chambre. A cet effet, on peut utiliser une paroi d'une épaisseur moindre en ce point ou on peut isoler d'autres parties de la chambre, comme on l'a montré en 16. Le fait qu'une quantité plus grande
<EMI ID=44.1>
térieure, augmente l'activité dans le sens des composantes longitudinales de la circulation primaire,
Il est préférable, comme on le voit sur la figure 2, de surélever le fond 17 du bassin en un point qui se trouve à peu de distance en retrait du goulet parce que ceci contribue à déterminer et à maintenir le point chaud en un point voisin dudit goulet, par <EMI ID=45.1>
mais elle contribue à régler les courants de convexion, ce qui est désirable.
En raison de la grande surface de parois dans la chambre C (voir figure 1) et en raison du calcul et
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parois de cette chambre, on peut donner à cette demie*" re une longueur beaucoup moindre que ce qui serait nécessaire autrement pour un four qui ne présenterait pas les caractéristiques indiquées plus haut. Grâce à cette organisation. on peut obtenir une chute accentuée de température entre le point chaud D et le point froid
<EMI ID=47.1>
pillage de combustible. Il résulte de l'emplacement
du point chaud dont il a été question plus haut et de la chute brusque de température entre le point chaud et le point froid, à l'extrémité antérieure de la chambre
<EMI ID=48.1>
tion des gaz qu'elle renferme ait été éliminée.
Ceci est illustré par la figure 5 sur laquelle la circulation primaire est désignée par P, les flèches montrant la façon dont une moitié particulière de la
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raie, la matière s'élevant à différentes reprises à la surface du bain de verre, chaque fois à un endroit plus rapproché du point chaud, jusqu'à ce qu'elle passe fine.lement dans la circulation secondaire désignée par S.
<EMI ID=50.1>
expulsés du verre semble être fonction du nombre de fois que le verre s'élève à la surface du bain etc dans le présent système!) on compte surtout sur une circulation qui amène chaque partie du verre à la surface on grand nombre de fois, huit à dix par exemple, plutôt que de compter, dans une large mesure, comme il était d'usage jusqu'à présent, sur l'élimination des bulles par leur
<EMI ID=51.1>
ce dedensité entre lesdites bulles et le verre.
Après que le verre est entré dans la circu.. lation secondaire, il passe d*une façon répétée, dans les deux sens, à travers le goulet et la demanderesse a constaté que, lorsqu'on fait fonctionner un bassin conforme à l'invention à sa pleine production, il passe
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pendant le même espace de temps du bassin. En fait il semble que, dans des limites raisonnables, plus la différence entre le poids du verre passant par le goulet et celui du verre retiré du four est élevée meilleure est la qualité du verre. Les expériences de la demande** resse lui ont permis de constater que le verre passant vers l'avant par le goulet doit avoir au moins huit fois le poids de celui qui est retiré du four pendant la même période.
évidemment le schéma de la figure 5 est un
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impossible d'indiquer les trajets exacts, bien que la distribution de ces trajets, latéralement par rapport
<EMI ID=54.1>
Par conséquent, outre le mouvement en spirale indiqué sur la figure 5, le verre et la charge circulent au
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circulation secondaire mais aussi mélangent le verre et le rendent homogène dans une très large mesure.
On obtient, en outre, un effet favorable par l'intensité et par l'extension de la circulation primaire .notamment le maintien, en arrière du goulet,
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charge qui flotte ers la paroi arrière, Bien qu'une ten dance analogue existe dans certains bassins déjà connus, les conditions dans ces fours étaient tellement instables
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sont pratiquement impossibles dans un four exécuté conformément à la présente invention. En outre dans les fours connus, le point chaud était souvent si près de la paroi arrière que, derrière lui, il n'y avait pas
<EMI ID=58.1>
plètement fondues et affinées avant de s'écouler dans la circulation secondaire.
A�rès que le verre a passé dans la circulation secondaires il reflue, d'une façon répétée, par le goulet, vers les parois froides de la chambre de chauffe
et vers le point chaud, le verre venant progressivement
<EMI ID=59.1>
de recuit T pour se rendre aux dispositifs d'alimenta. t.ion. Si, par hasard et malgré la circulation longue et active dans la zone primaire, du verre non homogène ou du verre qui n'a pas été affiné d'une façon convenable passe dans la circulation secondaire il a l'occasion de dégager ses gaz et de continuer à être affiné grâce à cette circulation secondaire. Comme cette circulation secondaire implique le passage répété du verre par un goulet étroit, cette circulation réalise une homogénéisation complète du verre ainsi que l'élimination finale et complète de tous les gaz qui ne sont pas réellement absorbés par le verre. L'étirage et la contraction du
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par le goulet, les accroissements et les abaissements rapides et répétés de la température du verre sont des agents importants pour l'affinage complet.
<EMI ID=61.1>
organisation qui permet d* assurer une fusion complète et un affinage sensiblement complet au cours de la cir-
<EMI ID=62.1>
sation complète au cours de la deuxième circulation, à une vitesse dépassant de beaucoup celle qui caractérisait ce travail comme on le faisait auparavant, non seulement on augmente, d'une façon considérable, la vitesse à laquelle le verre est produit mais on assure
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savec une économie appréciable de combustible.
Dans le bassin représenté sur la figure 1,
<EMI ID=64.1>
bre T et agit dans cette chambre aussi bien que dans la chambre C, bien que cette extension de la circulation présente relativement peu d'importance, le verre étant complètement fondu et affiné et sa température étant
si basse que sa viscosité paralyse grandement ses mouvemonte. En diminuant le passage de la chambre C à la chambre T dans des proportions plus grandes que celles qui sont représentées sur le dessin, on peut obtenir une surface plus grande des parois et des effets de refroidissement plus considérables dans la chambre C.
<EMI ID=65.1>
bres de refroidissement est indiquée sur la figure 6.
D'une façon générale l'invention, bien que son application la meilleure comporte l'utilisation d'un goulet', ne dépend pas nécessairement de l'existence d'un goulet. Toutefois les avantages de la présente invention
<EMI ID=66.1>
lation secondaire active entre le point chaud et le point froid, la chute de température entre ces deux points étant suffisamment accentuée, on peut obtenir du verre excellent bien que l'on ne réalise pas néoessai� rement les conditions économiques que 1' on peut atteindre par l'utilisation de bassins présentant les caractérisa tiques décrites ci-dessus. L'utilisation d'un goulet
est particulièrement avantageuse en raison du fait qu'il
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avec la dépense de combustible la plus faible, tout en permettant une chute rapide de température entre le point
<EMI ID=68.1>
calories entre ces deux points.
Conformément au mode d'exécution préféré de l'invention, on a prévu un endroit à passage restreint ou goulet entre la partie arrière (où se réalise la fusion) et une chambre voisine dont l'extrémité antérieu-
<EMI ID=69.1> goulet sont des facteurs importants pour la détermination et le maintien convenable de l'emplacement du
<EMI ID=70.1>
long du four.
Des observations se rapportant à des modifications d'un four particulier ont démontré que, lors. qu'on maintenait la température de fusion déterminée de 1450[deg.] au point chaud et de 1260[deg.] au point froid,
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<EMI ID=72.1>
varier
en outre, que, si ce point chaud est situé relativement
près de la paroi postérieure du four, l'opération devient
<EMI ID=73.1>
vée de verre de première qualité visée plus haut. De préférence, le goulet est situé à l'extrémité antérieure de ce qu'on peut appeler la sone de fusion, laquelle peut
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d'une façon générale, la "zone sous le feu". La demanderesse a constaté qu'il était très désirable de main-
tenir le point chaud en un endroit situé en avant de la
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que, plus ce point s'approche de l'extrémité antérieure de la chambre de fusion, meilleurs sont les résultats de l'opération,
Les expériences susvisées ont démontré que, pour situer le point chaud en avant de l'endroit qui se trouve à 60 % de la distance à partir de la paroi arrière de la chambre de fusion, le goulet ne devrait pas dépasser, d'une façon appréciable. 30 % de la largeur de la chambre de fusion et qu'une réduction du goulet de
<EMI ID=76.1> <EMI ID=77.1>
se trouve immédiatement à l'extrémité du goulet tournée du coté de la chambre de fusion. Une réduction plus pous-
<EMI ID=78.1>
re. Toutefois, cette réduction plus poussée du goulet peut entraîner d'autres avantages qui seront décrits plus loin.
Il semble que la règle déterminée par ces expériences supplique, dans des limites raisonnables,
à des fours présentant des caractéristiques différentes, bien que des modifications des caractéristiques de rayon
<EMI ID=79.1>
ment et peut-être des modifications de certaines carac� téristiques de la partie du four où se fait la fusion puissent modifier, entre certaines limites , la règle pour qu'elle puisse être appliquée, d'une façon &ppro� priée, à d'autres fours. Les expériences de la demanderesse ont toutefois démontré qu'on peut réaliser des avantages et des améliorations très marquée en ce qui concerne la fusion du verre lorsqu'on utilise un goulet réduit conformément à la règle indiquée plus haut et lors que la largeur dudit goulet est comprise entre 10 et 35% de la largeur de la partie du four où se fait la fusion, Il semble que les règles indiquées plus haut et basées sur les expériences susvisées ne se modifieront pas
pour des fours d'une autre construction de façon qu'elles sortent des limites qui viennent d'être indi� quées pour la largeur du goulet.
Le dessin montre, à l'échelle, deux fouis qu'on a utilisés avec succès. Ces fours se rapprochent,
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mes que de la moyenne, le four représenté sur les figuras
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par jour tandis que celui qui est représenté sur la figure 6 est exceptionnellement grand, sa production étant d'environ 175 tonnes par jour.
Les dimensions du bassin le plus petit sont : longueur à partir de la paroi arrière de la chambre
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0 m 46.
Les dimensions du bassin représenté sur la figure 6 sont: largeur 9 m 45; longueur à partir de la paroi arrière de la chambre de fusion jusqu'au goulet
23 m 47; longueur à partir du coté avant du premier <EMI ID=84.1>
Le graphique que constitue la figure 9 est fondé sur des expériences exécutées avec le bassin le plus grand et les résultats obtenus avec ledit bassin
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moins similaires faits en ce qui concerne le petit bassin. Pour l'établissent de ce graphique, la température au point froid désigné par A sur la figure 1
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sur les figures, En même temps, la température du point chaud a été maintenue constante à 1450[deg.], mais ce point était déplaçable et la quantité du déplacement de ce point vers l'arrière. à partir du côté du goulet tourna vers la chambre de fusion, est indiqué sur le graphique en pourcentage de la longueur de la chambre de fusion.
Il résulte dudit graphique que la largeur optima du goulet est comprise entre 15 et 20 % de la largeur de la chambre d.e fusion; cette largeur permet de maintenir la température du coté du goulet tourné vers la chambre de fusion à 1450[deg.] environ et maintient le point chaud directement à l'extrémité dudit goulet. Ainsi qu'on l'a dit plus haut, on peut faire varier la largeur du goulet entre 10 et 35 %, mais, lorsque la
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particulier se trouve normalement en arrière d'un point situé à 60 % de la largeur de la chambre de fusion. On peut régler, dans une faible mesure, l'emplacement du point chaud en réglant les conditions de combustion et rayonnement
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bustible si considérable que cette façon de procéder est impraticable industriellement.
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leur/du verre introduit **, on peut constater que la chaleur introduite dans la chambre de refroidissement par le goulet par suite du mouvement du verre s'approche de son maximum lorsque la largeur du races/est dienviron
25 % de la largeur de la chambre de fusion du bassin mais que, lorsque le goulet est élargi, la quantité de chaleur ainsi introduite s'abaisse. Ceci résulte du fait
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de fusion, l'écoulement du verre par le goulet diminue et ceci diminue également l'apport de chaleur sensible.
Bien que, dans ce qui précède, on ait décrit, avec des détails et d'une façon un peu particulière, les
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il est bien entendu qu'on peut y apporter différentes modifications sans qu'on s'écarte de l'esprit de ladite invention.
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par le fait qu'on provoque un courant superficiel ininterrompu de verre à partir d'une zone de verre fortement chauffée, maintenue entre les extrémités d'un four, le dit courant étant dirigé vers les parois du four, vers l'extrémité par où entre la charge, afin de maintenir la charge à ladite extrémité, sans l'intervention d'organes mécaniques.
2. Procédé de fabrication du verre conforme
<EMI ID = 1.1>
<EMI ID = 2.1>
efficient fusion and refining of melted glass in a
continuous furnace heated by means of fuel.
<EMI ID = 3.1>
tinus used so far have been very ineffective
and that even when they worked in the best <EMI ID = 4.1>
duit was inferior or deficient.
Thus, for example, in the window glass industry, it has been considered that a basin functions
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quality, that is to say of glass substantially free of grains of small stones, ribs, bubbles, etc. The percentage of good quality glass produced in these ponds could rarely be raised above 25% and this only in the case of working at such a speed that the efficiency of the operation was greatly reduced.
One of the main reasons for the inefficient operation of continuous furnaces in the past was the lack of adequate control
convection currents which occurred in glass during melting and refining operations. This lack of control which existed until now was manifested by a faulty distribution of the two
<EMI ID = 6.1>
primary culation., this referring to the movement of the glass surface away from the hottest point towards the rear wall of the furnace, and by the expression "secondary circulation", according to which the glass surface meets moves from the hottest point to the front of the oven.
<EMI ID = 7.1>
sand, for efficient work, that the primary circulation extends over a considerable part of the basin because an extended path for this circulation gives much more stability to the operation than heretofore, which gives ample occasion of a merger <EMI ID = 8.1>
gases contained in each of the parts of the glass, before they enter the secondary circulation, This also allowed a better homogenization:
<EMI ID = 9.1>
In the manufacture of glass by the continuous process, certain essential conditions must be constantly remembered. There must be a point in the part of the furnace where the melting takes place, the temperature of which is sufficiently high to transform the chai ge quickly and efficiently into glass. This temperature may be different for various species.
<EMI ID = 10.1>
insane at temperatures higher than that usually chosen as the melting point. However, the melting temperature that is generally chosen is that at which the best balance is maintained between the desired rate of melting and the destruction of the refractories forming the basin. For example, for certain types of window glass, the best melting temperature is
<EMI ID = 11.1>
this temperature is that which must exist at the place which, in what follows, will be called "hot spot *,
It is also essential that in another
<EMI ID = 12.1>
of the glass is reduced as this temperature is generally maintained (instant at this point, which is the point where
the melting and refining of the glass are appreciably
<EMI ID = 13.1>
aunt at said point the temperature of the glass, when it is brought to the shaping or drawing apparatus, is <EMI ID = 14.1>
reil. In the case of the type of window glass mentioned above, this second temperature is approximately 1260 [deg.], At the point where the glass leaves the part of the furnace where the refining takes place and passes into the extraction compartment. from which the glass is shaped by any known method. At this point or at a corresponding point of a different furnace, the exact temperature does not only vary with the characteristics of the glass that is used but it is clear that it also varies a little according to the use that one is using. wants to make glass removed from the annealing chamber; but, for any specific work and for a specific glass
<EMI ID = 15.1>
to adjust the temperature, both with regard to the hot point and to the cold point, as the heat brought into the end of the oven where
<EMI ID = 16.1>
the relative position of the hot point and the cold point It is essential that the cold point remains at
<EMI ID = 17.1>
Positive heating and cooling causes a displacement of the hot spot in the longitudinal direction of the basin.
<EMI ID = 18.1>
: row, it was necessary, to maintain the cold spot at the suitable temperature, to maintain the
<EMI ID = 19.1>
<EMI ID = 20.1>
warm down oven did not improve working conditions because moving this point forward automatically increases the temperature
from the cold spot. Industrialists sought to overcome this difficulty by lengthening the entire furnace.
This is particularly the case in the window glass industry where the basins have attained enormous dimensions, but this expedient has proved unsatisfactory because the increase in the basins as a whole resulted, in turn, in the increase. of their capacity and the ./need to use more fuel while
by modifying little or not at all the relative position of the
<EMI ID = 21.1>
very very unstable and subject to very marked and very harmful changes in their operation when there were slight variations in the
<EMI ID = 22.1>
kept close enough to the rear wall of the melting chamber because any noticeable displacement
<EMI ID = 23.1>
secondary culation and to cause the passage of insufficiently melted and insufficiently refined glass, through
<EMI ID = 24.1>
The main object of the present invention is a: -. device and method for the operation of tanks for the continuous melting of glass, tanks which achieve a suitable distribution, in the longitudinal gens, of the primary circulation and of the secondary circulation, while maintaining without change the dimensions and the capacity of the tanks and while obtaining a large increase in the proportion of premium glass produced.
In other words, the intended object involves the use of an apparatus in which the convection currents existing in the glass during its melting and refining are adjusted in a suitable way, which makes it possible to considerably increase the speed. at which the furnace is operating and the proportion of premium glass produced.
More specifically, the invention aims
<EMI ID = 25.1>
1st without obstruction, both towards the front and towards the rear of the hot spot of the oven in which, compared to what was done before, a short path for secondary circulation and a long path have been provided
<EMI ID = 26.1>
in primary and secondary traffic areas is exactly the opposite of what we used to do
<EMI ID = 27.1>
editions in existing basins has increased the production of premium glass to proportions as high as 300%,
Preferably, the Applicant, to achieve the desired setting produces a marked separation and
/ of the determined convection. above. level of the glass between the melting chamber of the basin in which the primary circulation takes place, on the one hand, and, on the other hand, the cooling chamber in which the circulation takes place
<EMI ID = 28.1>
control the temperature gradients in different zones of the two circulations, thanks to which not only
<EMI ID = 29.1>
read these currents with appreciable savings in the heat applied to the furnaces.
More particularly, in an oven such as that which is the object of the present invention, there is provided a cooling chamber communicating with a heating chamber by a relatively narrow neck, which neck, with the means used to "warding off heat and associated with said bottleneck. facilitates the determination of the location of the hot spot in
the vicinity of the anterior end of the fusion zone, which constitutes a complementary surface of
<EMI ID = 30.1>
Other objects and other objects of the invention will become apparent from the following description which relates to the appended drawing, which drawing shows two different embodiments of basins to which we have
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a marked success.
On this drawing :
Figure 1 is a horizontal section of a relatively small basin :, the section being taken along 1-1 of Figure 3; Figure 2 is a vertical section along <EMI ID = 32.1> Figure 3 is a section on 3 "3 of Figure 1;
Figures 4 and 5 s have, respectively, a plan and a vertical section schematically indicating a more or less ideal path of a mass of molten glass in the basin shown in Figures 1, 2 and 3; <EMI ID = 33.1> large basin for the manufacture of window glass, after modification by application of the present invention to said basin, the surface currents being indicated on said section;
Figures 7 and 8 are schematic views of a furnace of one of the types heretofore used in
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generally applied in the manufacture of convection currents having been indicated in a manner analogous to those of Figures 4 and 5; Figure 9, finally, is a graph showing several curves which show the different results obtained by taking measurements relating to the conditions <EMI ID = 35.1>
re 6.
If we refer more particularly to <EMI ID = 36.1> intended for shaping glass. 13 / evident that the compartment T can communicate with a drawing chamber, such as that shown in figure 6, if the furnace is to be used for the manufacture of window glass rather than for the manufacture of containers, or with a reservoir basin. Rooms M and C are partially separated.
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from the sides of the basin � said walls being connected by walls 13 which delimit a bottleneck N which, for reasons indicated below, a,
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a about 15 to 20% of the width of the melting chamber achieves the most favorable conditions, although very satisfactory results, such as those described here, have been obtained by giving the neck
<EMI ID = 39.1>
above the level of the glass and can bear 14 open walls which separate the M and C chambers at the point
of heat sight, in the; measured,. wanted; .
The main purpose of the extension, upwards, of the walls 11, 12 and 13 or the application of the wall
to day 14 is to exclude more or less completely from the cooling chamber C the fuel products
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separate the two chambers and install the wall which
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furnace has a regenerator hearth placed at one of its ends and projecting a horseshoe-shaped flame into the melting chamber. Preferably, the heating mechanism is adjusted so that the most intense heat is developed on the surface of the immersed glass.
diatement behind the walls 11 and it is considered essential that the point where the temperature is highest is located, in front of the wall
<EMI ID = 42.1>
distance c between the rear wall of the melting chamber and the wall 11. According to the invention,
the hot spot must be placed at a sufficient distance te towards the front, from the rear end of the melting chamber, so that at least 60% of the glass subjected to the action of the fire is behind said point hot and!) given this limitation, more
the hot spot approaches the bottleneck, the better
the results.
For best results, the posterior wall 15 of the fusion chamber should
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walls of said chamber. For this purpose, one can use a wall of less thickness at this point or one can isolate other parts of the chamber, as has been shown in 16. The fact that a larger quantity
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terior, increases activity in the direction of the longitudinal components of the primary circulation,
It is preferable, as can be seen in Figure 2, to raise the bottom 17 of the basin at a point which is a short distance back from the neck because this helps to determine and maintain the hot spot at a nearby point. of said bottleneck, by <EMI ID = 45.1>
but it helps to regulate the convection currents, which is desirable.
Due to the large surface area of walls in chamber C (see figure 1) and due to the calculation and
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walls of this chamber, we can give this half * "re a length much less than what would otherwise be necessary for a furnace which would not have the characteristics indicated above. Thanks to this organization, we can obtain an accentuated drop in temperature between hot point D and cold point
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looting of fuel. It results from the location
the hot spot mentioned above and the sudden drop in temperature between the hot spot and the cold spot, at the front end of the chamber
<EMI ID = 48.1>
tion of the gases it contains has been eliminated.
This is illustrated by Figure 5 in which the primary circulation is denoted by P, the arrows showing how a particular half of the
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line, the material rising several times to the surface of the glass bath, each time at a place nearer to the hot spot, until it passes finely into the secondary circulation designated by S.
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expelled from the glass seems to be a function of the number of times that the glass rises to the surface of the bath etc in the present system!) one relies mainly on a circulation which brings each part of the glass to the surface or a large number of times, eight ten for example, rather than relying to a large extent, as was customary until now, on the elimination of bubbles by their
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this density between said bubbles and the glass.
After the glass has entered the secondary circulation it passes repeatedly in both directions through the bottleneck and the Applicant has found that when operating a basin according to the invention at its full production, it passes
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during the same space of time of the basin. In fact it seems that, within reason, the greater the difference between the weight of the glass passing through the neck and that of the glass taken out of the furnace, the better the quality of the glass. The experiments of the application have shown him that the glass passing forward through the neck must be at least eight times the weight of that which is taken out of the furnace during the same period.
obviously the diagram of figure 5 is a
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impossible to indicate the exact paths, although the distribution of these paths, laterally of
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Therefore, besides the spiral movement shown in Figure 5, the glass and the load circulate at
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secondary circulation but also mix the glass and make it homogeneous to a very large extent.
A favorable effect is also obtained by the intensity and by the extension of the primary circulation, in particular the maintenance, behind the bottleneck,
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load which floats towards the rear wall, Although a similar tendency exists in some already known basins, the conditions in these furnaces were so unstable
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are practically impossible in an oven executed in accordance with the present invention. Also in known ovens, the hot spot was often so close to the rear wall that behind it there was no
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completely melted and refined before flowing into the secondary circulation.
As soon as the glass has passed into the secondary circulation it flows back, in a repeated fashion, through the neck, towards the cold walls of the heating chamber
and towards the hot spot, the glass gradually coming
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annealing T to get to the feed devices. t.ion. If, by chance and despite the long and active circulation in the primary zone, non-homogeneous glass or glass which has not been properly refined passes into the secondary circulation, it has the opportunity to release its gases and to continue to be refined thanks to this secondary circulation. As this secondary circulation involves the repeated passage of the glass through a narrow neck, this circulation achieves a complete homogenization of the glass as well as the final and complete elimination of all the gases which are not actually absorbed by the glass. Stretching and contracting the
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Through the bottleneck, rapid and repeated increases and decreases in glass temperature are important agents for complete refining.
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organization which ensures complete fusion and substantially complete refining during the
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complete sation during the second circulation, at a speed much exceeding that which characterized this work as it was done before, not only one increases, in a considerable way, the speed at which the glass is produced but one ensures
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with appreciable fuel economy.
In the basin shown in Figure 1,
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bre T and acts in this chamber as well as in chamber C, although this extension of the circulation is relatively unimportant, the glass being completely melted and refined and its temperature being
so low that its viscosity greatly paralyzes its movements. By reducing the passage from chamber C to chamber T in greater proportions than those shown in the drawing, a larger surface area of the walls and greater cooling effects can be obtained in chamber C.
<EMI ID = 65.1>
cooling bres is shown in figure 6.
In general, the invention, although its best application involves the use of a bottleneck, does not necessarily depend on the existence of a bottleneck. However, the advantages of the present invention
<EMI ID = 66.1>
Secondary active relationship between the hot point and the cold point, the temperature drop between these two points being sufficiently accentuated, one can obtain excellent glass although one does not carry out neo-test � The economic conditions that can be achieved by the use of basins exhibiting the characteristics described above are clearly achieved. The use of a bottleneck
is particularly advantageous due to the fact that it
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with the lowest fuel expenditure, while allowing a rapid temperature drop between the point
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calories between these two points.
According to the preferred embodiment of the invention, there is provided a place with restricted passage or neck between the rear part (where the fusion takes place) and an adjacent chamber, the front end of which is
<EMI ID = 69.1> bottleneck are important factors in determining and maintaining the proper location of the
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along the oven.
Observations relating to modifications of a particular furnace have shown that, during. that the determined melting temperature was maintained of 1450 [deg.] at the hot point and 1260 [deg.] at the cold point,
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vary
further, that if this hot spot is located relatively
near the rear wall of the furnace, the operation becomes
<EMI ID = 73.1>
vee of premium glass referred to above. Preferably, the bottleneck is located at the anterior end of what may be called the fusion sone, which can
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generally, the "area under fire". Applicants have found that it is very desirable to maintain
hold the hot spot in a location in front of the
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that the closer this point approaches the anterior end of the fusion chamber, the better the results of the operation,
The above experiments have shown that, in order to locate the hot spot in front of the place which is 60% of the distance from the rear wall of the melting chamber, the neck should not protrude in a way appreciable. 30% of the width of the melting chamber and a reduction in the
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is located immediately at the end of the neck facing the side of the melting chamber. A greater reduction
<EMI ID = 78.1>
re. However, this further reduction of the bottleneck may result in other advantages which will be described later.
It seems that the rule determined by these experiences requires, within reason,
to furnaces with different characteristics, although changes in radius characteristics
<EMI ID = 79.1>
ment and maybe modifications of some character � The characteristics of the part of the furnace where the melting takes place can modify, within certain limits, the rule so that it can be applied, in a & ppro � prayed, to other ovens. However, the applicant's experiments have shown that very marked advantages and improvements can be achieved with regard to the melting of the glass when a reduced neck is used in accordance with the rule indicated above and when the width of said neck is between 10 and 35% of the width of the part of the furnace where the melting takes place, It seems that the rules indicated above and based on the above experiments will not change
for ovens of another construction so that they go beyond the limits which have just been indicated; quées for the width of the bottleneck.
The drawing shows, to scale, two burrows which have been used with success. These ovens are getting closer,
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my only average, the oven represented on the figures
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per day while that shown in Figure 6 is unusually large, its production being around 175 tonnes per day.
The dimensions of the smallest basin are: length from the rear wall of the chamber
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0 m 46.
The dimensions of the basin shown in Figure 6 are: width 9 m 45; length from the rear wall of the melting chamber to the neck
23 m 47; length from the front side of the first <EMI ID = 84.1>
The graph in figure 9 is based on experiments carried out with the largest basin and the results obtained with said basin.
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less similar facts with regard to the small pelvis. To establish this graph, the temperature at the cold point designated by A in Figure 1
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In the figures, At the same time, the temperature of the hot spot was kept constant at 1450 [deg.], but this point was movable and the amount of displacement of this point backwards. from the side of the neck turned towards the melting chamber, is shown on the graph as a percentage of the length of the melting chamber.
It follows from said graph that the optimum width of the neck is between 15 and 20% of the width of the melting chamber; this width makes it possible to maintain the temperature on the side of the neck facing the melting chamber at approximately 1450 [deg.] and maintains the hot point directly at the end of said neck. As stated above, the width of the bottleneck can be varied between 10% and 35%, but when the
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particular is normally located behind a point 60% of the width of the melting chamber. The location of the hot spot can be adjusted to a small extent by adjusting the combustion and radiation conditions.
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so considerable that this way of proceeding is impracticable industrially.
<EMI ID = 89.1>
their / of the glass introduced **, it can be seen that the heat introduced into the cooling chamber through the neck as a result of the movement of the glass approaches its maximum when the width of the races / is about
25% of the width of the melting chamber of the basin but that, when the neck is widened, the quantity of heat thus introduced decreases. This results from the fact
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of melting, the flow of glass through the neck decreases and this also decreases the input of sensible heat.
Although, in the foregoing, we have described, in detail and in a somewhat particular way, the
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it is understood that various modifications can be made to it without departing from the spirit of said invention.
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by the fact that an uninterrupted surface current of glass is caused from a strongly heated glass zone, maintained between the ends of a furnace, the said current being directed towards the walls of the furnace, towards the end by which between the load, in order to maintain the load at said end, without the intervention of mechanical members.
2. Glass manufacturing process compliant