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L'invention concerne des filières du type employé
-dans la fabrication de fibres à partir de matières qui deviennent visqueuses par chauffage et qui se solidifient par refroidissement. Plus particulièrement, la présente invention concerne des filières du type généralement utilisé dans la production de fibres de verre, filièresà l'aide desquelles on étire directement des filaments de verre à partir d'une masse de verre fondu se trouvant dans un récipient ou creuset.
les filières du type utilisé dans la fabrication des fibres de verre doivent nécessairement être constituées
d'une matière capable de résister à des températures supérieures aux températures de fusion du verre sans se décomposer et sans altérer la composition du verre. On a proposé de fabriquer les filières en matière céramique étant donné que
ces matières sont capables de résister aux températures élevées utilisées dans la fabrication du verre. On a rencontré toutefois des difficultés dans la production de fibres de verre à l'aide des filières en céramique, parce que l'écoulement continu de verre fondu par les orifices de la filière produit une usure excessive de la matière entourant l'orifice et produit finalement un agrandissement des orifices tel
que le diamètre des filets de verre sortant de ces orifices est supérieur au diamètre désiré. En outre, la matière céramique a tendance à modifier la composition chimique du verre en ce qu'elle favorise la formation de cordes dans le verre, et introduit des impuretés dans celui-ci, ce qui constitue une gêne dans la production de fibres fines à partir de verre. On a obtenu des résultats satisfaisants en employant des filières réalisées en platine ou en alliages de platine, mais le platiné et ses alliages sont très coûteux et ils sont relativement difficiles à se procurer.
Le fait que le verre fondu mouille les surfaces métalliques présente des inconvénients dans les installations où les fibres sont étirées à partir de filets de verre fondu s'écoulant d'orifices relativement rapprochés ménagés dans
la paroi inférieure d'un récipient attendu que, dans certaines conditions, les filets de verre fondu sortant des orifices ont tendance à se rejoindre pendant leur écoulement et à former
une nappe par leur réunion. On prévient cet inconvénient jusqu'à un certain point en disposant sur le creuset ou récipient des ajutages en saillie, à travers lesquels le verre s'écoule, mais même dans ce cas, le noyage des orifices se produit parfois, ce qui interrompt la formation des fibres
et non seulement retarde la production, mais encore entraîne une perte de matière.
Ayant présent à l'esprit ce qui précède, la présente invention concerne une filière qui est non seulement d'un prix de revient inférieur mais encore qui réduit la tendance du verre fondu à noyer la paroi inférieure de la filière. Conformément à l'invention le noyage des orifices d'écoulement est empêché par le fait qu'on ménage les orifices de la filière dans une matière qui n'est pas aisément mouillée par le verre fondu et qui est en même temps capable de supporter sans décomposition des températures considérablement supérieures aux températures de fusion du verre. Des matières telles que le graphite, le carbone et le .graphite synthétique ont été reconnues comme donnant particulièrement satisfaction pour l'obtention des résultats désirés.
Un autre objet de l'invention, la réduction du prix de la filière, est atteint en réalisant en graphite, en carbone ou en graphite synthétique la filière entière ou au moins la paroi inférieure de la filière. De telles matières sont considérablement moins coûteuses que le platine et possèdent en outre l'avantage de ne pas être mouillées aisément par le verre fondu. Il est ainsi possible de rapprocher davantage les orifices d'écoulement ménagés dans la paroi inférieure de la filière sans danger de noyage ; il en résulte que la capacité de production de fibres de la filière
peut être augmentée sans augmenter d'une manière correspondante les dimensions de cette filière.
Un autre objet de cette invention est de procurer des moyens pour créer une atmosphère neutre dans le voisinage des parties en graphite de la filière de façon à éviter l'oxydation de la matière aux températures de fonctionnement de la filière. L'atmosphère désirée est réalisée en envoyant un gaz dépourvu d'oxygène, comma par exemple de l'hélium ou
de l'azote pur, dans l'espace entourant la filière. De plus, il est possible de créer une atmosphère réductrice au voisinage de la filière en brûlant un gaz convenable à proximité
de celle-ci.
Dans des récipients qui sont constitués d'une matière pouvant à des températures élevées être mouillée
par le verre fondu, les filets s'écoulant des orifices s'étirent normalement à partir de la périphérie de l'orifice du côté exposé à l'atmosphère extérieure . Une légère élévation de la température au-dessus de la température normale de fonctionnement fait que le verre coule aisément le long de la surface et se réunit avec le verre provenant des orifices adjacents, ce qui produit le noyage des orifices.
L'invention a également pour objet de procurer une filière munie d'orifices d'écoulement d'une profondeur notable pourvus de surfaces constituées de graphite, de carbone, ou de graphite synthétique. En raison de la propriété que possèdent de telles matières ou compositions de ne relativement pas se mouiller, les fibres s'étirent à partir des parties supérieures ou de la périphérie intérieure des orifices au lieu de s'étirer à partir des extrémités d'écoulement des orifices comme c'est généralement le cas quand les orifices sont ménagés directement dans une paroi métallique de la filière.
En d'autres termes, grâce à la présente invention, les filets de verre fondu s'écoulent directement de la masse de verre en fusion adjacente à la surface intérieure du fond de la filière et ils sont protégés contre les variations de température par les parois latérales des orifices. Une telle disposition contribue notablement à maintenir les portions de la masse de verre fondu, à partir desquelles les fibres sont étirées, à la température uniforme requise pour fabriquer des fibres très fines de, dimensions régulières,.de plusieurs dizaines de mètres de long et avec le minimum de ruptures.
Les objets précédents ainsi que d'autres ressortiront davantage au cours de la description, spécialement quand on la considère en liaison avec le dessin annexé dans lequel:
La Fig. 1 est une vue schématique en coupe montrant une réalisation de filière conforme à l'invention;
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de la partie inférieure de la filière représentée à la Fig.l.
La Fig. 3 est une vue schématique en coupe d'une variante de réalisation de la filière.
La Fig, 4 est une vue en coupe transversale prise sensiblement suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3; et
La Fig. 5 est une vue en coupe transversale d'une autre variante de réalisation de la filière.
En se référant d'abord aux Figs. 1 et 2 du dessin on notera que le numéro de référence 10 désigne une filière
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récipient est destiné à contenir une réserve de matière fondue telle que par exemple du verre et les parois du récipient sont constituées d'une substance capable de résister à des températures supérieures aux températures de fusion de la dite matière. Les parois latérales 12 peuvent être réalisées en nickel, ou en molybdène, mais elles sont de préférence en pla-
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qui, outre qu'elle supporte sans se décomposer des températures extrêmement élevées, ne peut être facilement mouillée par le verre fondu, se trouvant dans la filière. La paroi <EMI ID=5.1>
qu'on puisse employer le carbone et le graphite synthétique. On peut utiliser les graphites industriels ordinaires résistant à l'oxydation, tels que par exemple ceux du type employé communément dans la fabrication des creusets. Ces produits industriels contiennent des particules de graphite liées par
de l'argile et on peut les obtenir dans le commerce sous
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aux parois latérales 12 par un ciment résistant à la chaleur désigné par le numéro de référence 14.
Le dispositif de chauffage 11 choisi à titre d'illustration de l'invention comprend une série d'enroulements
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pérature sensiblement uniforme déterminée à l'avance pour permettre l'étirage de fibres fines sensiblement continues à partir de la masse de verre contenue dans le fond de la
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coulent de la filière 10, ils sont étirés à l'aide d'un dispositif approprié, non représenté ici, et solidifiés sous la forme de fibres fines pratiquement continues.
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les orifices 16 est constituée de graphite ou d'une matière présentant des caractéristiques analogues, il s'ensuit que la
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d'écoulement des orifices ne peut être mouillée d'une manière appréciable par le verre fondu. Cette particularité du graphite élimine la tendance du verre fondu à couler sur la surface inférieure de la paroi � depuis l'extrémité d'écoulement d'un orifice jusqu'à l'extrémité d'écoulement d'un orifice adjacent. Cet effet est habituellement appelé "noyage" des orifices d'écoulement et présente des inconvénients parce qu'il interrompt le processus désiré de formation de fibres continues.
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10 à l'aide d'une composition qui ne puisse être aisément mouillée par le verre fondu, il est possible de rapprocher
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et l'on peut ainsi augmenter la capacité de production de fibres de la filière sans augmenter d'une manière correspon-
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Il résulte de ce qui précède que la surface 18 des orifices 16 présente également la caractéristique de ne pouvoir être aisément mouillée par le verre fondu. Il s'ensuit que le verre fondu, en raison de sa viscosité et de
sa tension superficielle est étiré sous forme de cônes renversés � à partir de la surface du verre fondu située aux extrémités d'entrée ou extrémités supérieures des orifices
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des orifices, comme cela est représenté à la Fig. 2 du dessin, sans contact avec la surface 18 des orifices. Ceci est désirable attendu que la masse de verre fondu immédiatement adjacente aux extrémités d'entrée des orifices est à la température la plus avantageuse pour l'étirage de fibres fines et cette température n'est pas modifiée d'une manière appréciable par une variation quelconque de la température
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protégés par les orifices et restent à la température nécessaire pendant tout le fonctionnement continu de la filière.
On peut objecter au procédé consistant à réaliser
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une matière analogue que ces'- matières tendent à s'oxyder aux températures de fonctionnement de la filière 10. Pour surmonter cette difficulté, on prévoit la création d'une
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la filière. Dans le présent exemple un souffleur 20 est fixé d'une manière convenable à côté du fond de la filière pour envoyer un jet de gaz neutre, comme par exemple de l'hé-
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filière pour créer une atmosphère réductrice au voisinage des orifices.
En se référant maintenant au mode de réalisation de l'invention représenté aux Figs. 3 et 4 du dessin, on notera que le numéro de référence 21 désigne une filière réalisée complètement en graphite, carbone ou graphite synthétique. Ce dispositif fonctionne de la même manière que la
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de la filière 10. On réalise le chauffage de la filière 21 en la faisant traverser par un courant électrique ; dans
ce but , les extrémités opposées de la filière comportent respectivement des prolongements 22 qui servent de bornes pour le branchement dans le circuit électrique de chauffage.
Etant donné que les parois latérales de même que la paroi inférieure de la filière 21 sont réalisées en graphite, on préfère entourer pratiquement la filière d'une atmosphère de gaz inerte ou dépourvu d'oxygène pour empêcher l'oxydation des parois sous l'action de la température de fonctionnement de la filière. Dans le détail, la filière 21 est pourvue d'une enveloppe 2[pound]¯en tôle, en nickel ou en acier inoxydable, comportant un conduit 24 pour l'introduction du gaz inerte et présentant une fente allongée 26 placée vis à
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forme appropriée pour diriger le gaz inerte contre la paroi inférieure de la filière de manière à conduire le gaz inerte au voisinage de cette dernière paroi.
Le mode de réalisation de l'invention représenté à la Fig. 5 du dessin diffère du dispositif représenté à la <EMI ID=21.1> dans la paroi. Ces pièces sont fixées à l'aide de ciment ou par un autre procédé dans la paroi inférieure de la filière et sont préservées de l'oxydation par un jet de gaz inerte
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analogue au souffleur 20. Bien que la filière représentée
à la Fig. 5 du dessin ne donne pas lieu à la même économie en ce qui concerne le prix de la matière que les réalisations précédemment décrites, cependant, les pièces enchassées dans la paroi empêchent le noyage sur le fond de la filière et permettent également d'étirer les filets de verre fondu à partir de l'intérieur des orifices avec les avantages qui
en résultent et qui ont été précédemment mis en lumière à propos de la première forme de réalisation de cette invention qui a été décrite dans ce qui précède,