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BREVET D' I N V E N T I O N .Société dite : SOCIETE ANONYME DES MANUFACTURES DES GLACES ET PRODUITS CHIMIQUES DE SAINT-GOBAIN,CHAUNY & OIREY. lbis, Place des Saussaies, Paris 8 - France.
PROCEDE ET DISPOSITIFS .POUR LA FABRICATION DU VERRE.
Ayant fait l'objet d'une'demande de brevet en France, en date du. 7 juin-1944, N 401.828,
La présente invention, à laquelle ont collaboré Messieurs P,AR BEIT, R.DUBOIS et R.LAMBERT, concerne la fabrication du verre et a pour objet'un procédé et des dispositifs pour réaliser d'une manié- ,re' avantageuse l'ensemble des différentes opérations à haute tem- pérature quei conduisent à l'obtention du verre. Elle se rapporte spécialement au mode de fabrication continu dans lequel, comme on le sait, le verre.circule à travers un ou plusieurs compartiments pour y subir successivement les différentes opérations thermiques que comporte la fabrication du verre.
Comme il est connu, ces opérations qui sont essentiellement, la fusion des matières premières, l'affinage des matières fondues, le conditionnement ou mise à bonne température du verre' pour son travail, tout en exigeant toutes les trois des températures éle- vées, demandent toutefois des températures différentes. C'est ainsi que tandis que l'affinage exige la température la plus éle- vee atteignant ou même dépassant 1450 . la fusion commence déjà lorsque la température'dépasse 900 , en donnant lieu à ce que l'on peut. appelerla profusion du verre. Quant à la mise en condition du verre, elle consiste à ramener le verre de la température d'af-
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finage à une température plus modérée qui est pratiquement de l'ordre de 1200 .
On a donc généralement recours pour chacunede ces phases de l'élaboration du verre, soit à des-' moyens de chauffage différents,soit à un même moyen de chauffage utilisé pour toutes les phimess, mais ré-. glé de facon différente d'un compartiment à l'autre.
Par ailleurs, il est connu de réaliser un chauffage particulière- ment énergique pour fondre ou affiner le verre en faisant agir simulta- nément sur le verre deux moyens de chauffage distincts, l'un intérieur à la masse de verre et réalisé par passage du courant électrique au sein de cette masse, l'autre extérieur à cette masse et réalisé par tout mode de chauffage approprié (,voir procédé décrit par la demande- resse dans sa demande de brevet belge du 27 avril 1945,N 355.329)
L'invention consiste à réaliser le chauffage du verre au meyen d'un chauffage extérieur maintenu à la valeur relativement modérée qui convient au conditionnement du verre et agissant avec cette même va- leur sur l'ensemble de tous les compartiments,
tandis qu'on développe un appoint de chaleur au sein du verre dans les compartiments d'affi- nage et de fusion par le passage d'un courant électrique localisé dans ces compartiments.
Grâce à l'invention on peut réaliser la préfusion, le chauffage extérieur des compartiments de fusion et d'affinage ainsi que la mise en condition du verre par un moyen de chauffage, qui, d'une part, est le même pour l'ensemble des compartiments et qui, d'autre part, est ré- glé à la même valeur. Dans ces cond-itions le chauffage'peut être réa- lisé au moyen d'un four de construction simple, puisqu'il ne comporte qu'une seule enceinte renfermant les trois compartiments et que cette enceinte est pratiquement portée, -',dans toute son étendue, à la même température. Comme il s'agit par ailleurs d'un procédé continu, la température de l'enceinte, qui est la même dans toute son étendue, est en outre constante dans le temps.
Cette permanence dans les conditions de chauffage de l'enceinte qui contient les compartiments facilite la conduite du chauffage. D'autre part, la consommation de combustible est elle-même réduite et la conservation du four bien assurée du fait que l'enceinte qui entoure l'ensemble 'des compartiments peut être de for-
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me simple et n'est en outre.soumise qu'à la température.relativement ',' r-"tt!.,(' . ". "IIi.ht modérée qui doit suffire pour i;è' çompartiïent ^.dë"ëôiid:,;iôziiëment. Les 'fx ' H . ..i ', i a M V:^dumr,*rlr' v ,,i^^II,r6 ',^tn
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températures élevées nécessaires à l'affinage ou ] la fusion sont en effet localisées dans le verre à l'intéieur des compartiments corres- pondants et n'influencent pratiquement pas la température des parois de l'enceinte.
De la sorte, le procédé suivant.l'invention permet d'obtenir, dans une fabrication continue, au moyen d'une installation simple et dans des conditions économiques avantageuses, un verre qui, à tous les instants de sa fabrication, a été porté à la température la plus favo- rable et qui, par. suite, au moment où on le recueille, est du verre fin et à bonne température.
Des résultats intéressants, notamment au point de vue de l'écono- mie de combustible, sont obtenus en disposant dans la même enceinte, c'est à dire en soumettant au même moyen de chauffage extérieur,plu- sieurs ensembles distincts de compartiments permettant chacun une fabri- cation distincte de verre. Toit en'ayant un-moyen de chauffage uniforme et commun tous ces ensembles, il est possible, d'obtenir un traite- ment thermique différent d'un ensemble à un autre, grâce à l'appoint de chaleur donné par voie électrique et qui peut être facilement réglé à des valeurs différentes d'un ensemble à un autre.
Certains'avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront clairement, dans la description qui suit, de différents modes de réali- sation donnés à titre d'exemple. Dans cette description on se réfère au dessin ci'* joint qui montre: Fig.I une vue en coupe longitudinale d'une première forme d'exécu- tion comportant un bassin analogue à celui des fours pour la fabrica- tion continue du verre, fig.II une vue en plan, avec arrachements partiels de la fig.I. suivant III-III fig. IV Fig.III une vue en plan, avec arrachement partiel/, d'une autre forme d'exécution comportant des pots dans lesquels l'introduction des matières premières, l'élaboration du verre, son affinage et son souti- rage s'effectuent de façon continue.
Fig.IV une vue en coupe verticale suivant IV-IV de la fig.III, Fig.V une vue en coupe verticale d'une variante..
Fig.VI une vue de détail, à échelle agrandie, du dispositif de re- froidissement des électrodes par circulation d'eau représenté dans la fig.V.
Dans la fig.I on a représenté en 1 un ensemble de compartiments
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constituant un bassin, Le compartiment de préfusion est figure en 2, le compartiment de fusion et d'affinage en 3 et celui de conditionnement en 4. Ce bassin est placé dans l'enceinte 5 dans laquelle des brûleurs 6, du type à renversement, font circuler des flammes assurant le chauf- fage uniforme et à température relativement modérée qui convient pour donner au verre dans le compartiment 4 la température favorable à l'ex- traction ou au travail du verre. Cette même température suffit à r6ali- ser la profusion dans le compartiment 2. Quant à la haute température nécessaire au compartiment 3, elle est obtenue par passage du courant électrique dans la masse de verre entre les électrodes 7.
La chaleur développée par ce courant reste pratiquement localisée à l'intérieur de la masse de verre occupant le compartiment 3. On peut d'ailleurs, comme représenté sur le dessin, disposer dans ce but une voûte 8 pour concos- rirtevec les autres parois du compartiment 3 à la localisation de la haute température dans ce compartiment. On notera que l'existence d'une telle voûte, portée sur sa face intérieure à une très haute temuérature, est rendue pratiquement possible parole fait qu'elle n'est portée sur sa face supérieure qu'à une température modérée, ce qui permet la con- servation de la dite voûte.
Pendant le fonctionnement du four, les matières premières sont in- trodui.tes par l'ouvreau9 et extraites par l'ouvreau 10.
Les figs III et IV se rapportenttan cas où plusieurs ensembles 1 sont disposés dans une même enceinte 5 chauffée par des brûleurs 6, de manière à bénéficier d'un chauffage commun pour le chauffage extérieur aux compartiments de chacun des ensemblls. Ceux-ci sont constitués par des pots 1 présentant, à la manière connue, une cloison intermédiaire 11 qui détermine à l'intérieur de ces pots, un compartiment de fusion et d'affinage 3 et un compartiment de conditionnement 4. A la partie infé- rieure de cette cloison est ménagé un orifice 12 établissant la communi- cation entre ces deux compartiments.
Des électrodes 7 du type vertical, assurent le passage du courant dans le compartiment 3. La matière première, introduite par les ouvreaux 9, est déposée à la surface du compartiment 3, dont la partie supérieure, qui joue le rôle de zone de.préfusion est exposée à la flamme des brû- leurs 6. Le prélèvement du verre s' effectue par 10 à l'intérieur de la pipe 13.
Grâce à l'appoint de chaleur donné par le courant électrique,on
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peut différencier, si on le désire, la température du verre d'un pot à un autre et en particulier obvier aux légères différences de chauffage que présentent fréquemment lea flamme notamment dans les fours de gran- de longueur. On peut également .obtenir dans un même four des verres de naturesdifférentes, nécessitant par suite des températures différentes.
La fig.V représente une variante dans laquelle les matières pre- mières 14 subissent une préfusion sur une dalle 15, les matières premié- res froides étant placées à la partie supérieure et le verre formé par fusion s'écoulant dans le compartim/ent d'affinage 3 du pot par suite de la pente de la dalle. Du compartiment 3 le verre passe par l'ouver- ture 12-dans le compartiment de conditionnement 4 d'où il peut être cueilli à travers l'ouvreau de travail 10.
Les électrodes 7 sont constituées par des cylindres en graphite maintenus par un tube métallique 16 vissé dans la partie supérieure du cylindre et dans lequel on étab.lit, au moyen d'un tube intérieur 17 (fig.VI), une circulation d'eau qui refroidit le tube 16. La protection de ce tube peut en outre être assurée par des pièces annulaires 18 en matière réfractaire recouvrant les parties du tube exposées à la flamme.
On pleut descendre l'électrode de manière telle que toute la partie en graphite soit immergée et que le niveau du bain vienne couper un des éléments annulaires 18. Mais on peut aussi, comme il est représenté sur la fig.V, laisser une partie du graphite émerger au-dessus du bain de verre. La demanderesse'a constaté 'que cette disposition ne donnait pas lieu à une attaque préjudiciable du graphite dans sa partie exposée à la flamme. On peut penser que ce résultat est dü au refroidissement 'énergique que subit le graphite grâce à la tubulure 16, dans cette par- ' tie supérieure de l'électrode. ;
Les électrodes reçoivent le courant par l'intermédiaire de la tubu-j lure 16.
Elles sont retirées du bain;lorsqu'il faut changer le cylindre-' 7 ou lorsqu'il est devenu nécessaire d'opérer le remplacement du pot 1 lui m-même. Cette dernière opération se fait à la manière habituelle en ouvrant l'enceinte 5 sur une de ses parois, par exemple la paroi 19.
Bien entendu, on peut raccorder le compartiment de conditionnement 4 à l'ouvreau 10 au moyen d'une pipe comme dans le cas des figs III et IV. Egalement le pot peut comporter au-dessus du compartiment d'affina- ge 3 une voûte analogue à la voüte 8 de la fig. I. Dans ce cas la voûte, non représentée sur-la fig.V, comporterait des orifices pour le passage
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des électrodes et de la matière fondue venant de la dalle de préfu- sion 15.
REVENDICATIONS.
1 Un procédé pour la fabrication continue de verre.circulant à travers un ou plusieurs compartimente pour y subir successivement les opérations de fusion, d'affinage et de conditionnement, oe procé- dé consistant en ce que l'on réalise le chauffage du verre au moyen d'un chauffage extérieur maintenu à la valeur relativement modérée qui convient au conditionnement du verre, et agissant avec cette même valeur sur l'ensemble de tous les compartiments, tandis qu'on dévelop- pe un appoint de chaleur au sein du verre dans les compartiments d'af- finage et de fusion par le passage d'un courant électrique localisé dans ces compartiments.
2 Un four pour la réalisation du procédé suivant l'invention comportant une enceinte, chauffée par des flammes, à l'intérieur de laquelle est disposé l'ensemble des compartimente contenant le verre à traiter, des électrodes étant disposées à l'intérieur du oomparti- ment de fusion et d'affinage et des moyens étant prévus pour amener, au travers des parois de l'enceinte, le courant électrique destiné aux électrodes.
3 Un four suivant 2 , comportant à l'intérieur de l'enceinte plusieurs ensembles de compartiments, ces ensembles, distincts les uns des autres, étant soumis au même chauffage extérieur et étant alimentés chacun en soi en courant électrique.