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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'ETIRAGE DE VERRE EN PLAQUE.
Dans la fabrication du verre en plaques par étirage il se produit, quel que soit le procédé employé, des défauts dans les qualités optiques du verre, défauts causés par des irrégularités des surfaces planes des deux faces de la plaque. Ces défauts sont représentés surtout par des ondulations dans le sens de l'étirage de la bande de verre.
Ces ondulations optiques ont pour conséquence une diminution de qualité du verre étiré, car elles provoquent des distorsions optiques. lorsqu'on regarde obliquement à travers le verre ou en cas de réflexion obliqueo
Les défauts optiques d'une bande de verre, étirée de façon continue à partir d'une masse en fusion peuvent avoir des causes très différenteso Ils peuvent provenir des caractéristiques du verre en fusion parvenant à la chambre d'étirageo Lorsque la masse en fusion n'est homogène ni thermiquement ni chimiquement, on observe sur la bande de verre des stries plus ou moins épaisseso Ces défauts optiques qui proviennent d'un manque d'homogénéité de la masseen fusion ne peuvent être influencés qu'accessoirement par des mesures agissant au-dessus de la plaque de verre pendant ou après le processus de formation de la bande de verre.
Un second groupe de défauts optiques provient directement de l'opération d'étirage et se produit même dans le cas de verre parfaitement homogeneo
La présente invention a pour but de supprimer ou de diminuer notablement ces ondulations d'étirage des plaques de verre provenant d'influences qui s'exercent au-dessus de la surface du verre.
On s'est efforcé depuis très longtemps déjà,de diminuer ces ondulations d'étirage. On reconnut notamment, après l'introduction du procédé
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Fourcault, qu'un courant d'air, pénétrant dans la chambre d'étirage par les regards placés sur les petits côtés de cette chambre et dirigé transversalément à la-bande du verre ascendante, peut avoir-une influence favorable sur les ondulations d'étirage.. du fait de la production par ce courant d'air dune structure transversaleo Dans le cas particulier où l'on dispose sur les deux côtés de la chambre des regards à peu près de même ouverture, il se. forme une structure dite "structure en sapin",pour laquelle les ondulations d'étirage sont très diminuées.
En exploitant le fait que les ondulations ou stries d'étirage sont influencées par des courants d'air transversaux, on a proposé de plus de faire circuler, dans la chambre d'étirage et de préférence près de l'organe débiteur, un .fluide gazeux venant en contact avec la surface du verre, se déplaçant parallèlement à la surface du verre, transversalement à la largeur de la bande d'un bord à l'autre de cette bande. On a trouvé qu'il était particulièrement avantageux pour cela de produire la gaine gazeuse qui entoure la bande de verre, avec deux dispositifs de soufflage, situés dans la chambre d'étirage ou dans la chambre inférieure du puits de refroi- dissement, disposés de chaque côté de la bande de verre, décalés obliquement l'un par rapport à l'autre et agissant parallèlement aux faces du verre.
Pour former ce circuit d'air transversal, on a employé de l'air frais, ou un mélange d'air frais et de gaz de four.
Le circuit autour de la bande de ce courant d'air transversal ainsi obtenu détermine sur les deux faces de la bande de verre ascendante des conditions de température fortement différentes l'une de l'autre et par suite des états de tension différents dans la plaque de verre, et il en résulte en outre des défauts et manques dans la bande de verre.
Pour éviter cet inconvénient, on a alors proposé de faire circuler près du point de formation un gaz dans le même sens sur les deux fa- ces de la bande de verre, transversalement et sur toute la largeur de la bande. Egalement, dans ce cas., on utilisait de l'air frais ou un mélange d'air frais et de gaz du four.,, pour produire le courant d'air transversal.
On a ensuite proposé comme amélioration de ce procédé d'introduire l'air atmosphérique ou un gaz chauffé préalablement à 190 G, par une paroi latérale de la chambre d'étirage, des deux côtés de la bande de verre,près du point où elle se forme, et d'aspirer cet air ou ce gaz du côté opposé à son introduction. Le gaz réchauffé préalablement doit alors se réchauffer à environ 280 C.. pendant sa traversée de la chambre d'étirage.
Des écrans de tôle s'étendant sur toute la largeur de la chambre d'étirage doivent alors empêcher que des courants d'air vagabonds ne rencontrent le courant d'air transversal, et l'on doit veiller à ce que l'air ascendant soit maintenu éloigné de la bande de verre ascendante.
On doit tout d'abord constater que la disposition d'écrans placés sur toute la longueur de la chambre d'étirage ne convient pas, car ils se tordent et s'oxydent facilement par suite des hautes températures régnant dans la chambre d'étirageo Mais, si l'on renonce à la disposition de ces écrans en tôle, on n'a aucune amélioration optique satisfaisante en utilisant les courants transversaux d'air ou de gaz moyennement réchauffés.
entourant la bande de verre, que ces courants créés sur les deux faces de la bande près de son point de formation soient de même direction ou de direction opposéeo
Pour diminuer les ondulations d'étirage, dans la zone où elles se forment, zone qui, par exemple dans le procédé Fourcault, commence un peu au-dessus de l'organe débiteur et s'étend jusqu'au bord supérieur des tuyaux de refroidissement, il est également bien connu de retarder ou de faire rétrograder le refroidissement de la bande de verre en faisant rayonner particulièrement ses couches extérieures contre les refroidisseurs à l'aide de moyens réglables spéciaux, et agissant le plus uniformément possi-
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ble sur toute la largeur de la bande de verre.
Dans ce cas, également, on ne'peut empêcher les torsions des écrans, qui s'étendent sur toute la'lon- gueur de la chambre d'étirage. Mais si de telles torsions se produisent il en résulte de nouvelles causes de défauts qui contribuent à la formation d'ondulations d'étirage.
Le but de la présente invention est, en évitant ces écrans de tôle s'étendant sur toute la longueur de la chambre d'étiragede réaliser de façon aussi simple que possible un procédé efficace et sur, pour amélio- rer des qualités optiques du verre.
Le procédé de l'invention emploie des courants gazeux transver- saux à la direction d'étirage, ayant des deux côtés de la bande de verre le même sens ou un sens opposé, et, en vue d'obtenir une amélioration optique certaine, le procédé est caractérisé par ce que les gaz sont introduits dans la chambre d'étirage et sont réchauffés au moins à la température moyenne des gaz de la chambre d'étirage et notamment à 2500,
L'amélioration optique dépend alors naturellement également du volume et de la vitesse des gaz fortement réchauffés introduits dans la chambre d'étirage.
Le volume et la vitesse des gaz fortement réchauffés introduits., dépendent de la construction particulière de l'installation. du type de ma- chine et de l'épaisseur de la bande de verre. On peut cependant régler rapidement les conditions optima de fonctionnement par des essais purement empiriques. On peut également régler facilement et empiriquement la température optimum des gaz introduits. Si la structure de la bande produite est incorrecte et comporte des bulles, il suffit seulement d'augmenter la température jusqu'à ce que cette structure à bulles s'améliore.
Pour une composition déterminée du verre et pour des épaisseurs de verre déterminées, des températures d'environ 400 C, pour des gaz introduits dans la chambre d'étirage,ont donné des résultats particulièrement bons sur des machines Fourcault.
Le mot "gaz" employé dans la description et le résumé indique qu'il s'agit d'un gaz de composition quelconque, par exemple d'air fortement réchauffé, de gaz de four ou analogue, ou d'un mélange des deux, ou d'un mélange d'air et de gaz de combustion.,
L'expérience prouve que les courants de gaz transversaux à la direction d'étirage qui circulent des deux côtés de la bande de verre.. dans le même sens ou en sens opposé. peuvent ne pas être parallèles à la bande de verre. Les courants de gaz peuvent faire un certain angle avec la bande de verre et être dirigés aussi bien en direction horizontale qu'en direction verticale.
Une autre caractéristique essentielle de l'invention est que les gaz sont introduits dans la chambre d'étirage en étant déjà dans un état de tourbillonnement, de sorte qu'ainsi la température qui règne dans la chambre d'étirage le long de la bande de verre s'égalise particulièrement bien, et que les rentrées d'air froid venant du puits de refroidissement ou d'un manque d'étanchéité sont repoussées ou mélangées violemment avec les autres gaz.
Il est essentiel, de plus, que l'admission des gaz introduits ait lieu de telle sorte que les gaz s'écoulent surtout entre les tuyaux refroidisseurs et la paroi de la chambre d'étirage et, au-dessus des tuyaux refroidisseurs, entre la bande de verre et la paroi de la chambre d'étirage. On a constaté qu'il ne suffit jamais ou qu'il ne convient pas de produire un courant de gaz transversal à la direction d'étirage le plus près possible de l'organe débiteur, c'est-à-dire entre les tuyaux refroidisseurs et la bande de verre, qu'il est plutôt nécessaire d'introduire les courants
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gazeux de façon que la totalité de la section transversale de la chambre d'étirage) c'est-à-dire l'espace compris entre les tuyaux refroidisseurs et les parois de la chambre d'étirage, soit également influencé par eux,
et que lapartie principale du courant gazeux arrive sur la bande de verre de préférence' dans la partie supérieure de la zone où se forment les ondulations, au-dessus du bord supérieur des tuyaux refroidisseurs.
Lorsque les bandes de verre sont particulièrement larges, il peut être avantageux d'aspirer d'une façon connue en soi les gaz introduits, dû coté opposé à l'entrée des gaz, pour être ainsi assuréque le gaz traverse bien la chambre d'étirage sur toute la largeur de la bande de verre.
On obtient aussi le même effet, si les gaz introduits sont in- fluencés, du côté opposé à leur entrée et au voisinage du bord de la bande de verre, par un courant gazeux montant verticalement, de préférence ré- chauffé,' compris entre la bande de verre et-la paroi de la chambre d'éti- rage. Ce courant gazeux ascendant vertical peut être constitué par les gaz dé combustion' d'un tube à flammes ou par les gaz sortant d'un tube fendu.
Ce tubé peut être disposé horizontalement ou verticalement au voisinage du bord de la bande de verre et avoir,dans le dernier cas, une rangée de flammes dirigées obliquement vers le haut.
Les gaz qui doivent être introduits dans la chambre d'étirage sont avantageusement réchauffés à la température nécessaire par des sources de chaleur disposées à peu près dans le plan des petits côtés de la chambre d'étirage ou à l'intérieur de la chambre d'étirage entre ses petits côtés et les bords de la bande de verre.
Il convient particulièrement de réchauffer les gaz par la couronne de flammes qui entoure le courant gazeux, qui entre dans la chambre d'étirage. Ces couronnes de flammes agissent sur le courant gazeux introduit dans la chambre d'étirage à la façon d'un injecteur, et augmentent l'asi- ration des gaz, déjà exercée sur eux par la dépression qui règne dans la chambre d'étirage. Le réchauffage du courant gazeux par des couronnes de flammes produit en même temps un tourbillonnement.
De préférence, les flammes des couronnes de flammes sont inclinées à un certain angle dans le sens du courant gazeux, de préférence à 60 . Si la quantité de gaz qui doit être utilisée est trop grande pour une seule couronne de flammes, on peut disposer deux ou plusieurs couronnes de flammes, les unes derrière les autres ou l'une à. côté de l'autre. De préférence, dans chaque couronne de flammes, les flammes inclinées les unes contre les autres sont disposées de façon à laisser un vide, pour avoir un meilleur tourbillonnement et avoir un réchauffage uniforme du courant gazeux, sur toute la section transversale.
La température des sources de chaleur ainsi que l'admission de volume de gaz sont, de préférence.. prévues pour être réglables.
La description ci-après se rapporte à un mode de réalisation pour l'exploitation du nouveau procédé, donné à titre d'exemple et représenté aux dessins joints dans lesquels : - Fig. 1 montre une étireuse d'un type connu fonctionnant suivabt le procédé Fourcault, vue en coupe suivant la ligne I-I de la figure 2; - Fig. 2, la même machine en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; - Fig. 3, une étireuse modifiée fonctionnant également suivant le procédé Foureault, vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 4; - Fig. 4, la même étireuse en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3 ; - Fig. 5, une source de chaleur constituée par des tubes de brû-
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leur, vue de face ;
- Fig. 6, la même source de chaleur, en coupe suivant VI-VI de la figure 5.
Dans les étireuses représentées aux figures 1 - 4, le verre en fusion. qui se trouve dans la chambre d'étirage 2 est désigné par 1. Le verre en fusion traverse en continu la fente 3 de la buse 4 et forme la bande de verre, qui est tirée vers le haut. La bande de verre, qui se so- lidifie dans la chambre d'étirage au-dessus de la buse 4, est saisie dans le puits de refroidissement 5 par des paires de rouleaux 6 superposées, et est transportée vers le haut, Au-dessus de la buse d'étirage 4.. des tuyaux refroidisseurs sont disposés d'une façon connue à une certaine distance de la bande de verre, et s'étendent au moins sur la même longueur que la fente
4 de la débiteuse.
La chambre d'étirage est fermée sur les petits côtés par des tôles 8, qui sont munies de regards de visite 9 garnis de verre, dans l'axe de la fente 3 de la buse, et au-dessus des tuyaux refroidisseurs
7.
Dans la machine représentée sur les figures 1 et 2, des sour- ces de chaleur 10 ayant la forme de couronnes de flammes sont disposées des deux côtés de l'axe longitudinal de la fente de filière 3, sur les tôles de fermeture 8, en face l'une de l'autre et en diagonale. Ces sources de chaleur ont, par exemple, la forme des tubes de brûleurs 11 représentés aux figures 5 et 6. Un gaz combustible est amené à ces tubes de brûleurs par la tuyauterie d'amanée 12. L'air atmosphérique pénètre de l'extérieur dans la chambre d'étirage, à travers les couronnes de flammes, par des ouvertures correspondantes prévues dans les tôles de fermeture 8. L'entrée de l'air dans la chambre d'étirage est alors assurée à la manière connue par la dépression qui règne dans la chambre d'étirage.
Il est avantageux que les ouvertures 13 des brûleurs soient formées et disposées dans les tubes de brûleurs 11 de façon que les couronnes de flamme 14 formées soient inclinées dans la direction du courant gazeux suivant un certain angle, de préférence de 60 . On obtient, par cette formation, des couronnes de flammes, une action sur le courant d'air entrant semblable à celle d'un injecteur, ce qui renforce l'effet d'aspiration de la chambre d'étirage.
On peut évidemment employer d'autres sources de chaleur que les tubes de brûleur 11 et par exemple des dispositifs de chauffage électriques.
La forme de l'ouverture des tôles de fermeture 8, qui est entourée par les . tubes brûleurs, peut évidemment être adaptée chaque fois aux conditions existantes.
Si une seule couronne de flammes ne suffit pas pour réchauffer le volume d'air, il est possible d'utiliser deux couronnes de flammes ou plusieurs couronnes de flammes, en les disposant les unes derrière ou à côté des autres.
Les sources de chaleur 10 sont calculées de façon que les gaz entrant dans la chambre d'étirage soient réchauffés à plus de 250 C, ou au moins à la température moyenne qui règne dans la chambre d'étirage.
Si la source de chaleur a la forme d'une couronne de flammes, elle fait tourbillonner les gaz qui entrent dans la chambre d'étirage. Si l'on utilise d'autres sources de chaleur, le tourbillonnement des gaz peut aussi être obtenu par des dispositifs montés dans les ouvertures de sortie des tuyauteries.
L'admission des gaz fortement réchauffés qui entrent dans la chambre d'étirage est obtenue d'une façon convenable en montant les sources de chaleur 10 sur les tôles de fermeture 8, à la hauteur des regards 9, de façon que le courant de gaz se propage surtout entre les tuyaux refroidis-
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seurs 7 et les parois de la chambre d'étirage et, au-dessus des tuyaux refroidisseurs 7, entre la bande de verre et les parois de la chambre d"'éti- rage. L'amenée des gaz fortement réchauffés dans la chambre d'étirage est effectuée avec un volume de gaz et une vitesse de gaz tels que toute la section transversale de la chambre d'étirage, au moins sur la longueur de fente de la débiteuse, soit balayée par le courant gazeux.
On peut aussi employer, au lieu du principe suivant lequel les deux courants de gaz ont une direction opposée (figures 1 et 2), un principe suivant lequel les deux courants de gaz ont la même direction, en disposant les deux sources de chaleur 10 sur la même tôle de fermeture 8 à côté du regard 9.
Dans la machine représentée sur les figures 3 et 4, les sources de chaleur 10 sont disposées à l'intérieur de la chambre d'étirage entre les bords de la bande de verre et les plaques de fermeture 8. Le courant gazeux est, dans ce cas, amené aux sources de chaleur 10 par les conduits 15, qui passent à travers les plaques de fermeture 80 Pour le reste, la forme de la machine représentée figures 3 et 4 ne diffère pas de celle qui est représentée Fige 1 et 2.
Comme on peut le voir sur la moitié supérieure de la figure 4, il existe une ouverture d'aspiration 16 du côté opposé à l'ouverture d'entrée des gaz fortement chauffés dans la chambre d'étirage. Cette ouverture d'aspiration aspire les gaz qui ont traversé la chambre d'étirage, et les rejette à l'atmosphère par le conduit 17, sur lequel est branché un aspirateur non représenté. La disposition de cette conduite d'aspiration est particulièrement recommandée lorsque les bandes de verre ont une grande largeur ; on est ainsi assuré que l'air fortement réchauffé, qui s'écoule transversalement à la direction d'étirage de la bande de verre, passe bien sur toute la-largeur de la bande de verre.
On peut aussi disposer, à la place de la tuyauterie d'aspiration 17, au voisinage du bord de la bande de verre qui est le plus éloigné de la source de chaleur 10, un tube 18, qui part du bord de la bande de verre et est dirigé vers la paroi de la chambre d'étirage, le courant des gaz réchauffés s'écoulant verticalement vers le haut. Ce courant de gaz ascendant vertical augmente l'aspiration des gaz fortement réchauffés, qui s'écoulent transversalement à la direction d'étirage de la bande de verre, et fait que les gaz s'écoulent sur toute la largeur de la bande de verre.
Le courant de gaz ascendant vertical peut être formé par les gaz de combustion d'un tube à flammes ou aussi par des gaz sortant d'un tube fendu.
Au lieu d'un tube 18 disposé horizontalement, on peut assui, pour produire un courant de gaz vertical, disposer, au voisinage du bord de la bande de verre, un tube vertical avec une rangée de flammes dirigée obliquement vers le haut. On peut, de cette façon empêcher que les gaz fortement réchauffés ne circulent autour du bord de la bande de verre, ce qui n'est pas désirable.
Dans la disposition représentée Fig. 3 et Fig. 4, les sources de chaleur peuvent être constituées par des couronnes de flammes produites par un dispositif analogue à celui des Figures 5 et 6.