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La présence invention concerne la fabrication en continu du verre dans les fours à bassin ; a plus par- ticulièrement pour objet un procédé et un dispositif per- mettant d'éliminer les bulles qui s'introduisent généra- @ . lement dans le verre après son affinage, par suite de son contact avec les matériaux réfractaires qui constituent 'les parois de la cuve qui contient le verre pendant son conditionnement thermique en vue de son travail.
On sait qu'à la fin de l'affinage le verre se trouve à une température trop élevée, c'est-à-dire pré-
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sente une viscosité .insuffisantepour pouvoir être tra- vaillé correctement par les machines. Au cours du pro- cessus de refroidissement, dénommé "conditionnement ther- mique", qu'il doit nécessairement subir pour devenir apte à être travaillé, les matériaux réfractaires qu'il baigne donnent naissance à des bulles qui sont d'autant plus indésirables que l'affinage a précédemment été plus pous- sé.
Le problème des bulles occasionnées par les maté- riaux réfractaires après l'affinage revêt une importance particulière dans le cas de la fabrication du verre étiré parce que le conditionnement thermique, tel qu'il est encore pratiqué actuellement, nécessite un contact par- ticulièrement long avec des matériaux réfractaires.
Jusqu'ici, on a considéré que le problème des bulles qui s!introduisent dans le verre ehtre la cuve d'affinage et le compartiment de travail devait être résolu par la mise en oeuvre de matériaux réfractaire@ .convenablement choisis ; mais, étant donné que les divers ..processus de formation des bulles dans la zone de contact verre-matériau réfractaire sont encore mal connus, il est. difficile sinon impossible de déterminer les critè-. res devant servir à sélectionner judicieusement les ma- tériaux réfractaires.
On a actuellement tendance à adop- ter dans le compartiment de conditionnement thermique des matériaux qui offrent de sérieuses garanties de ré- sistance à la corrosion pour l'emploi dans le çomparti- ment de fusion, mais de nombreux exemples prouvent que ces matériaux sont susceptibles d'occasionner autant, sinon plus, de bulles que des matériaux moins résistants à la corrosion.
On voit donc que le seul choix des matériaux ré-.
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fractaires, tel qu'on le pratique actuellement, ne permet pas de résoudre le problème des bulles d'une manière satis- faisante.
La présente invention a donc pour objet de pallier les inconvénients précités en apportant une solution nou- velle et radicale au problème des bulles provoquées par les matériaux réfractaires au cours du conditionnement ther-. mique du verre et qui se retrouvent dans les produits ver- riers façonnés à chaud par les machines. Conformément à l'invention, on élimine la fraction de verre bulleux à mesure qu'elle se produit et on empêche ainsi qu'elle se répande dans la masse de verre affiné qui se rend aux ma- chine s.
Il est connu que, dans le compartiement de condi- tionnement thermique d'un four à bassin, le verre qui se trouve à la surface du bain se déplace transversalement depuis la zone axiale jusqu'aux murs latéraux, puis arri- vé à leur contact, ce verre de surface descend le long de ces murs latéraux.
Jusqu'ici, on admettait généralement sans preuve que ce mouvement de descente le long des murs latéraux s'étendait nécessairement sur toute la hauteur du bain.
En admettant cette extension du courant de ,des- cente et en l'admettant pour tous les verres ainsi que pour tous les types de fours, on a sérieusement retardé la compréhension du problème des bulles dues aux maté- riaux réfractaires et, par conséquent, sa solution.
En effet, la demanderesse a découvert que, dans , le compartiment de conditionnement thermique des verres clairs .(tels que le verre à glaces, le verre à vitres, le verre de flaconnage, etc..'.), qui contient des bains .de verre de grande largeur et de grande profondeur, il
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existe, partant du fond, un courant vertical ascendant le long des murs latéraux lorsque ces murs sont, comme c'est le cas général, constitués de matériaux réfractai- res absorbant fortement les radiations infra-rouges pro-. ches du spectre visible.
Ce courant ascendant, dont l'existence a été constatée par la demanderesse, s'oppose au courant des- cendant mentionné précédemment et qui n'existe que sur une hauteur relativement faible à partir de la surface du bain et non sur toute la hauteur du bain comme on le croyait précédemment.
La rencontre des deux courants ascendant et des- cendant a pour effet de créer, au contact des murs laté- raux, une zone de verre à peu près calme où viennent sé- journer toutes les bulles provoquées par les matériaux réfractaires puisque les deux courants en question ba- laient complètement leur surface baignée par le verre.
Dans tous les fours @ verres clairs dont les murs latéraux sont construits en matériaux réfractaires silico-alumineux contenant un certain pourcentage d'im- puretés fortement absorbantes (notamment des oxydes de fer ou encore des carbures et des siliciures'dans le cas des matériaux électro-fondus à base de mullite et de corindon), la zone calme précitée se rencontre à une profondeur (au-dessous de la surface du bain) comprise entre environ 15 et environ 25 centimètres, cette profon- deur diminuant à mesure que le verre se refroidit et que la profondeur totale du bain diminue.
La demanderesse a également constaté que la zone dite calme se trouve dans'le prolongement de là région de plus haute température existant dans le bain à un certain niveau au.-dessous de la surface du bain, ce qui 'permet
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de situer cette zone comme cela sera expliqué ci-après.
La zone calme existe évidemment tout le long des. murs latéraux depuis la fin du compartiment d'affinage jusqu'au compartiment de travail. 'Sous l'effet d'un gradient transversal de température, des veines de verre bulleux s'en détachent et vont s'incorporer au verre af- finé, mais la majeure partie du verre bulleux de cette zone calme obéit au gradient longitudinal de température et se dirige lentement vers le compartiment de travail tout en:demeurant au contact des parois,
Il convient de souligner que le verre bulleux de la zone calme provient du balayage des murs latéraux par les deux courants ascendant et descendant précédemment mentionnés. Ce verre non seulement contient des bulles, mais il contient aussi en dissolution une quantité non négligeable de matériaux réfractaires, ce qui a pour effet d'élever notablement sa viscosité.
En se déplaçant le long des parois, il ne peut que continuer à dissoudre les matériaux réfractaires et il apporte de notables dé-. fauts d'homogénéité aux produits fabriqués, notamment au verre étiré en nappe libre dans lequel ces défauts se manifestent sous la forme de "lignes de bord".
Le procédé objet de l'invention consiste essen- tiellement à prélever d'une manière continue une quantité faible et réglable de verre, au voisinage des murs laté- raux qui limitent le bain de verre pendant son condition.. nement thermique, ce prélèvement étant effectué au niveau @ de la zone calme existant.au-dessous de la surface du bain et où se rencontrent le courant descendant et le cou- rant ascendant contenant les bulles provoquées par les mztériaux réfractaires; le verre ainsi prélevé étant in- désirable par les bulles qu'il contient et aussi par sa
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viscosité accrue, conséquence de la dissolution d'une fai- ble quantité de matériau réfractaire.
Pour effectuer le prélèvement suivant la présente invention, on utilise, de préférence, le moyen qui consis- te à laisser écouler de manière continue, vers l'extérieur du four, un débit faible et réglable du verre indésirable, par des ouvertures ménagées dans les murs latéraux.
Ces. faibles écoulements de verre sont échelonnés entre la fin du compartiment d'affinage et le compartiment de travail et- constituent un véritable "drainage" des bul- les provoquées par les matériaux réfractaires ; ilsélimi- nent en même temps le verre plus visqueux qui a balayé les matériaux réfractaires et qui occasionne les défauts d'homogénéité les plus marquants-dans les produits finis.
Ces dérivations de verre vers l'extérieur du four ont pour effet de stopper. les veines qui, du c8té inté- rieur de la zone calme, sont sollicitées, par un faible gradient thermique transversal, à gagner la masse de verre dit affiné, ainsi qu'il a étécédemmento
D'autre part, le rayon d'action de ces dérivations sur le verre bulleux qui progresse longitudinalement le long.. des .parois est assez grand car l'écoulement se fait sous une charge appréciable.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'on ménage, dans les murs latéraux du com- partiment de conditionnement thermique, des ouvertures au niveau de la zone calme existant au-dessous de la surface du bain et où se rencontrent le courant descendant et le :courant ascendant contenant les bulles provoquées par les matériaux réfractaires, ouvertures par lesquelles on lais- se écouler de manière continue à l'extérieur du four un débit faible et réglable de verre.
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Il résulte des considérations précédentes quu .Le nombre des ouvertures sur chaque mur latéral n'a pas be- soin d'être considérable pour capter tout le verre ayant balayé la surface des matériaux réfractaires. On peut se contenter par exemple de ménager une seule ouverture par bloc de flottaison de dimensions habituelles.
De toute évidence, le débit de verre bulleux s'é- coulant par chaque ouverture ne peut qu'être faible puis- que le courant ascendant et le courant descendant qui col- lectent les bulles sont très lents et par conséquent pré- sentent des débits réduits. En fait, la quantité totale de verre bulleux évacuée du four par toutes les ouvertu- res ménagées conformément à l'invention ne représente qu'un faible pourcentage de la quantité de verre travaillée par les machines ; iln'en résulte donc qu'une pertè réduite de verre.
Les ouvertures d'écoulement du verre ménagées dans les murs latéraux du compartiment de conditionnement ther- mique peuvent être de types et de dimensions divers. On peut se borner à de simples canaux cylindriques percés dans les blocs de flottaison. Chaque canal est alors muni, du c8té de l'extérieur du four, d'un bouchon réfractaire cylindrique d'une certaine longueur pouvant être bloqué et qui est percé axialement d'un orifice de diamètre va- riable. Le bouchon réfractaire peut être chauffé par des brûleurs sur sa partie qui est en dehors du mur latéral; on dispose donc,pour régler, le débit, des trois facteurs suivants :diamètre de l'orifice du bouchon, longueur du bouchon en dehors du mur, température de la surface du ' bouchon.
Dans un mode de réalisation particulier de l'inven- tion, les ouvertures peuvent être constituées par des fen-
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tes intéressant une certaine longueur de la zone calme.
La lame de verre bulleux qui s'écoule alors du four par une telle fente est reçue dans un récipient calorifugé placé contre le mur latéral et dont le fond comporte un orifice par lequel le verre s'écoule verticalement, cet orifice travaillant en liaison avec un poinçon vertical qui permet de faire varier la section d'écoulement du verre hors du récipient. Ce réglage de la dimension de l'orifice d'écoulement et le réglage des moyens de chauf- fage auxiliaire du verre contenu dans le récipient permet- tent de régler d'une manière souple le débit de verre bulleux qui quitte le récipient et par conséquent le com- partiment de conditionnement thermique.
On dispose les ouvertures dans le compartiment de conditionnement thermique à un niveau qui est fonction de la position de la zone calme, connue par des études antérieures sur des fours de même type. Pour un verre clair donné, ce niveau varie sensiblement avec la tempé- rature et la profondeur du bain. Il convient toutefois de remarquer que la zone calme s'étend sur une certaine hauteur du bain et qu'il n'y a pas lieu de déterminer avec une très grande précision le niveau des ouvertures.
Le procédé selon l'invention s'applique aux fours à bassin dans lesquels on fond des verres clairs mais il présente un intérêt tout particulier dans le cas de ltéti- rage car les verres sont alors amenes aux machines à des températures assez basses (voisines de 1000 ), ce qui nécessite un long compartiment de conditionnement thermi- que et, par conséquent, un contact prolongé des ve@res est des matériaux réfractaires.
Tous¯les procédés actuels d'étirage (Fourcault, Libbey-Owens, Pittsburgh) connaissent, à des degrés divers,
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les difficultés provenant dos bulles occasionnés par les matériaux réfractaires; le procédé de la présente inven- tion leur apporte non seulement une amélioration de la qualité mais encore une économie sur les frais de cons- truction en ce sens qu'il permet d'employer, dans le com- partiment de conditionnement thermique, des matériaux réfractaires ordinaires au lieu des matériaux réfractaires électro-fondus extrêmement onéreux qui sont loin de donner toute satisfaction.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on va illustrer par deux figures la description des phénomènes qui se produisent dans un compartiment de conditionnement thermique ainsi que l'a constaté la demanderesse et qui sont à la base de l'invention et l'on décrira ensuite. à titre d'exemples non limitatifs, quelques dispositifs particuliers de mise en oeuvre de l'inventior, représen- tés sur les autres figures- du dessin annexé sur lequel la fig. 1 représente, en coupe transversale, une partie du compartiment de conditionnement thermique d'un four à bassin; la fig. 2 représente, en élévation et vu de l'in- térieur du four, un des murs latéraux du compartiment de conditionnement thermique précédent ;
la fig. 3 est une coupe par un plan perpendicu- laire au mur latéral d'une ouverture cylindrique d'écou- lement du verre bulleux munie de son bouchon dans un pre- mier mode de mise en oeuvre de l'invention; la fig. 4 représente, vu en élévation de l'exté- .rieur du four; un bloc du mur latéral, le bouchon d'écou- lement de l'ouverture cylindrique et son dispositif de blocage écarté de la position"normale, dans ce premier mode de réalisation;
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les fig. 5 et 6 représentent, respectivment @@ élévation et on coupe, par VI-VI de la fig. 5, un bloc spécial de flottaison possédant un canal cylindrique d'écou- lement qui, du côté du bain, se prolonge par un évasement qui facilite la prise du verre bulleux selon un second mode de mise en oeuvre de l'invention; la fig. 7 représente en coupe un dispositif selon un troisième mode de réalisation de l'invention comportant un récipient auxiliaire destiné à recevoir et à laisser écouler ensuite, à l'extérieur du four, le verre bulleux qui a traversé le mur latéral dans un canal en forme de fente pratiqué sur la majeure partie de la largeur d'un bloc de flottaison ;
la fig. 8 ést une vue en perspective cavalière du récipient auxiliaire de la fig. 7 à une échelle plus réduite; la fig. 9 enfin, montre comment se présente la fente de sortie du verre bulleux vue du côté du bain de verre..
Sur les fig. 1 et 2, le bain de verre du comparti- ment de conditionnement thermique 1 est contenu par le mur latéral 2. sur lequel s'appuie le mur de superstructure 4.
Le niveau de la surface du bain est figuré par la ligne horizontale 3.
Le mouvement transversal du verre de surface s'ef- fectue suivant la flèche 5; il se continue par le courant descendant schématisé par la flèche 6.
Le mouvement du verre venant du voisinage du fond est indiqué par la flèche 7 ; se continue par le courant ascendant schématisé par la flèche 8.
Les courants 6 et 8 se'réunissent dans la zone dite calme 9 qui est hachurée. Elle se trouve sensible-
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ment dans le prolongement de la couche de plus haute tem- pérature 10, figurée par une ligne en traits interrompus, qui s'écarte relativement peu d'un plan horizontal et qui est aisément repérable lorsqu'on mesure la température dans le bain de verre suivant les verticales à partir de la sur- face.
Les flèches 6' et 8' schématisent les courants ré- . siduels qui entraînent le verre bulleux vers la zone axiale du bain dans un compartiment de conditionnement thermique habituel.
Sur la fig. 2 on voit particulièrement bien les directions (flèches 6) des veines de verre qui plongent au-dessous de la surface du bain après qu'elles ont ren- contré le mur latéral 2 et les directions (flèches 8) des veines de verre qui remontent le long de ce mur latéral au moment où elles vont fusionner avec les veines 6 dans la zone calme 9.
Les flèches 7 sont courbes et ont leur concavité tournée vers le haut, tandis que les flèches 8 qui les pro- longent ont leur concavité tournée vers le bas. Ces deux orientations des veines de 'verre qui montent le long du mur vertical sont la simple conséquence du fait que le mouvement ascendant du verre se compose avec son mouvement longitu- dinal.
A partir de la surface et jusqu'à une certaine pro- fondeur, le mouvement longitudinal va du compartiment d'af- finage vers le compartiment de. travail alors que, dans les couches profonde il se produit en sens inverse.
Il est évident que, dans la zone dite calme 9, le verre huileux se déplace longitudinalement au contact du mur latéral 2 vers le compartiment de travail comme l'in- diquent les doubles flèches de la fig. 2.
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Ainsi qu'il a été dit précédemment, la zone dite calme est située à une profondeur moyenne au-dessous de a surface du bain qui, pour un verre donné, varie légère- ment avec la température et avec la profondeur du bain.
Pour les verres à vitres étirés, la profondeur moyenne est voisine de 20 centimètres au début du compar- timent de conditionnement thermique lorsque la hauteur du bain est comprise/entre 120 et 150 centimètres. Lorsque cette hauteur n'est plus que de 60 à 80 centimètres, la profondeur moyenne en question s'établit aux environ de
15 centimètres.
Ces chiffres ne sont que das ordres de grandeur car il est certain qu'un facteur important de la position de la zone calme en profondeur est 1 -intensité de la déper li- tion calorifique vers la superstructure du compartiment de conditionnement thermique,.déperdition qui peut varier notablement d'un type de four à un autre.
Sur les fig. 3 et 4 qui représentent un dispositif selon l'invention, l'ouverture d'écoulement à travers le mur latéral 2 est constitué par un canal cylindrique 11 ménagé dans le mur 2 et fermé par un bouchon 12 réalisé en un .produit réfractaire et percé par un orifice axial
13. Après avoir traversé cet orifice, le verre bulleux tcmbe à l'extérieur du four sous la forme d'un filet 14.
Le bouchon 12 est maintenu bloqué contre le mur latéral par une pièce réfractaire 15 portée par une plaque métallique 16 qui est mobile autour d'une tige filetée 17 et qui peut être immobilisée sur elle au moyen de deux écrous 17a. La tige filetée 17 est'soudée sur une des cornières 18 qui maintiennent le mur de superstructure 4,
La pièce réfractaire 15 n'a pas seulement pour mission d'appliquer un épaulement du bouchon 12 contre le
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mur latérale elle sert aussi à éviter que le verre, qui s'écoule par l'orifice 13, ne se refroidisse trop par rayonnement.
Une rampe à gaz 19 sert éventuellement à éviter que le verre ne se raffermisse trop dans son parcours à travers l'orifice 13 du bouchon 12; elle est alimentée par un tube 20 fixé sur une cornière 21 par une bride 22.
Lorsque du verre bulleux s'écoule à l'extérieur, le courant descendant 6 et le courant ascendant 8 sont, en fait, déviés et attirés dans le canal cylindrique 11.
Si le débit est suffisant, le verre bulleux n'est plus sollicité vers le milieu du four suivant les flèches 6' et 8' (fig. 1) et la zone calme 9 ne s'allonge plus de ce côté ; il n'y a plus mélange du verre bulleux avec le verre affiné.
Il parait indiqué de ménager un canal de "drainage"
11 dans chaque bloc de flottaison du compartiment de condi- tionnement thermique. Si cette disposition est souhaita- ble au début, on peut, vers la fin du conditionnement ther- mique, se contenter d'avoir un seul bloc percé d'un canal tous les deux ou trois blocs.
Sur la fig. 4 on voit le dispositif de blocage 15 prêt à être rabattu dans sa position verticale et maintenu contre le bouchon 12 grâce aux écrous 17a portés par la tige filetée 17.
'Les figo 5 et 6 sont relatives à un bloc de flot- taison 2a (faisant partie d'un mur latéral 2) comportant ' une conduite d'évacuation du verre bulleux de forme spécia- le. Vers le milieu du bloc 2a, le canal cylindrique 11 présente un évasement 23 qui facilite le prélèvement du verre car il se termine par une ouverture rectangulaire
24 qui intéresse à peu près toute la largeur du bloc.
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on voit que si tous les blocs de flottaison au compartiment de conditionnement thermique sont du type
2a, l'évacuation du verre bulleux est réalisée de façon parfaite.
Sur les fig. 7, 8 et 9, on a représenté un dis- positif constituant un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention.
Sur la fig. 7,on voit que le verre de la zone calme 9 qui a traversé le canal à section rectangulaire
11 pénètre dans un récipient 25 en un produit réfractaire silico-alumineux par une fente 26 ménagée dans les lèvres
27 du récipient 25 engagées dans le canal 11.
Le récipient 25 est entouré d'une enveloppe iso- lante 28 et il est fermé à sa partie supérieure par @ couvercle réfractaire 29. L'ensemble du récipient 25, de l'enveloppe isolante 28 et du couvercle 29 est porté par un support métallique 30. @
Le verre bulleux qui est entré dans le récipient
25 par la fente 26 s'écoule par un orifice circulaire 31 (ménagé dans le fond du récipient 25 et de l'enveloppe 28) sous la forme d'un filet 32 dont le débit peut être réglé par la montée ou la descente d'un poinçon 33 en un maté- riau réfractaire, le poids du poinçon étant équilibré par un contrepoids 34.
Un brûleur 35, dont les gaz brûlés sont évacués par une ouverture 36 ménagée dans le couvercle 29, permet de chauffer, si besoin est, la surface 37 du verre contenu dans le récipient 25.
Lorsque le poinçon 33 obture complètement l'orifi- ce d'écoulement 31, la surface libre 37 du verre contenu dans le récipient 25 est évidemment au même niveau que la surface libre 3 du verre dans le four.
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Afin d'empêcher toute fuite éventuelle de verre se produisant entre les parois intérieures du canal 11 et les parois extérieures des lèvres 27, la base des lèvres peut être entourée par une bouche 38 réalisée à partir d'un tube métallique dans lequel on peut faire circuler de l'eau.
Sur la fig. 8, qui montre en perspective cava- libre le récipient intermédiaire 25, on aperçoit la fente d'entrée 26 du verre bulleux limitée par les lèvres 27, tandis que sur la fig. 9, on voit l'ouverture par laquelle le verre bulleux s'écoule de la zone de conditionnement thermique et qui est constituée par une fente rectangu- laire 41 réalisée en plaçant le bloc réfractaire 2 sur deux barres réfractaires 39 qui reposent sur un autre bloc réfractaire 40.
Il est bien entendu qu'on peut apporter aux modes de réalisation décrits et représentés divers changements, perfectionnements ou additions, ou remplacer certains dis- positifs par des dispositifs équivalents, sans altérer pour cela l'économie générale de l'invention.
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The present invention relates to the continuous manufacture of glass in tank furnaces; A more particular object is a method and a device making it possible to eliminate the bubbles which are generally introduced. lement in the glass after its refining, as a result of its contact with the refractory materials which constitute the walls of the vessel which contains the glass during its thermal conditioning for its work.
We know that at the end of the refining the glass is at too high a temperature, that is to say pre-
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feels an insufficient viscosity to be able to be worked correctly by the machines. During the cooling process, called "thermal conditioning", which it must necessarily undergo in order to become suitable for working, the refractory materials which it bathes give rise to bubbles which are all the more undesirable as refinement has previously been more extensive.
The problem of bubbles caused by refractory materials after refining is of particular importance in the case of the manufacture of drawn glass because thermal conditioning, as still practiced today, requires a particularly long contact. with refractory materials.
Hitherto, it has been considered that the problem of the bubbles which enter the glass between the refining tank and the working compartment should be solved by the use of suitably chosen refractory materials; but, since the various bubble formation processes in the glass-refractory contact zone are still poorly understood, it is. difficult if not impossible to determine the criteria. res to be used to judiciously select the refractory materials.
There is presently a tendency to adopt in the thermal conditioning compartment materials which offer serious guarantees of corrosion resistance for use in the melting compartment, but numerous examples show that these materials are susceptible. to cause as many, if not more, bubbles than less corrosion resistant materials.
We therefore see that the only choice of materials re-.
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Fractaries, as currently practiced, does not solve the bubble problem in a satisfactory manner.
The object of the present invention is therefore to alleviate the aforementioned drawbacks by providing a new and radical solution to the problem of bubbles caused by the refractory materials during thermal conditioning. mics of glass and which are found in glass products hot-formed by machines. In accordance with the invention, the bubbly glass fraction is removed as it occurs and thus prevents its spillage into the mass of refined glass which passes to the machines.
It is known that, in the thermal conditioning compartment of a basin oven, the glass which is on the surface of the bath moves transversely from the axial zone to the side walls, then arrives in contact with them. , this surface glass descends along these side walls.
Until now, it was generally accepted without proof that this downward movement along the side walls necessarily extended over the entire height of the bath.
By admitting this extension of the current of, descent and admitting it for all glasses as well as for all types of furnaces, we have seriously delayed the understanding of the problem of bubbles due to refractory materials and, consequently, his solution.
In fact, the Applicant has discovered that, in the thermal conditioning compartment, clear glasses (such as ice-cream glass, window glass, bottle glass, etc.), which contains baths. glass of great width and depth, it
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There is, from the bottom, an upward vertical current along the side walls when these walls are, as is the general case, made of refractory materials which strongly absorb pro-infrared radiations. visible spectrum.
This ascending current, the existence of which has been observed by the applicant, is opposed to the descending current mentioned above and which only exists over a relatively low height from the surface of the bath and not over the entire height of the bath. bath as previously believed.
The meeting of the two ascending and descending currents has the effect of creating, in contact with the side walls, a more or less calm glass zone where all the bubbles caused by the refractory materials remain since the two currents in question completely washed away their surface bathed in the glass.
In all clear glass furnaces whose side walls are made of silico-aluminous refractory materials containing a certain percentage of highly absorbent impurities (in particular iron oxides or even carbides and silicides in the case of electro materials. -melt based on mullite and corundum), the aforementioned calm zone is found at a depth (below the surface of the bath) of between about 15 and about 25 centimeters, this depth decreasing as the glass becomes cools and the total depth of the bath decreases.
The Applicant has also found that the so-called calm zone lies in the extension of the region of higher temperature existing in the bath at a certain level below the surface of the bath, which allows
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to locate this area as will be explained below.
The calm zone obviously exists all along. side walls from the end of the ripening compartment to the working compartment. 'Under the effect of a transverse temperature gradient, veins of bullous glass detach from it and will become incorporated into the refined glass, but the major part of the bullous glass in this calm zone obeys the longitudinal temperature gradient and walk slowly towards the work compartment while: remaining in contact with the walls,
It should be emphasized that the bullous glass of the calm zone comes from the sweeping of the side walls by the two previously mentioned updrafts and downdrafts. This glass not only contains bubbles, but it also contains in solution a not insignificant quantity of refractory materials, which has the effect of significantly increasing its viscosity.
By moving along the walls, it can only continue to dissolve the refractory materials and it brings significant challenges. homogeneity faults in the products manufactured, in particular in the free sheet drawn glass in which these faults appear in the form of "edge lines".
The method which is the subject of the invention consists essentially in taking in a continuous manner a small and adjustable quantity of glass, in the vicinity of the side walls which limit the glass bath during its thermal conditioning, this sampling being carried out at the level of the existing calm zone below the surface of the bath and where the downdraft and the upcurrent meet containing the bubbles caused by the refractory materials; the glass thus taken being undesirable by the bubbles it contains and also by its
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increased viscosity as a result of the dissolution of a small amount of refractory material.
In order to take the sample according to the present invention, use is preferably made of the means which consists in allowing a low and adjustable flow rate of the unwanted glass to flow continuously to the outside of the furnace, through openings made in the tubes. side walls.
These. weak glass flows are staggered between the end of the refining compartment and the working compartment and constitute a real "drainage" of the bubbles caused by the refractory materials; at the same time, they remove the more viscous glass which has swept away the refractory materials and which causes the most noticeable homogeneity defects in the finished products.
These glass branches to the outside of the oven have the effect of stopping. the veins which, from the interior side of the calm zone, are called upon, by a weak transverse thermal gradient, to gain the mass of so-called refined glass, as has been previously mentioned.
On the other hand, the radius of action of these derivations on the bullous glass which progresses longitudinally along the walls is quite large because the flow takes place under an appreciable load.
The device according to the invention is characterized by the fact that, in the side walls of the thermal conditioning compartment, openings are provided at the level of the quiet zone existing below the surface of the bath and where the downdraft and the updraft containing the bubbles caused by the refractory materials, openings through which a low and adjustable flow of glass is allowed to flow continuously outside the furnace.
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It follows from the foregoing considerations that the number of openings on each side wall need not be considerable to capture all the glass which has swept over the surface of the refractory materials. One can be satisfied, for example, to provide a single opening per flotation block of usual dimensions.
Obviously, the flow rate of bubbling glass flowing through each opening can only be small since the upward and downward current which collect the bubbles are very slow and therefore have high flow rates. reduced. In fact, the total quantity of bubbling glass discharged from the furnace through all the openings made in accordance with the invention represents only a small percentage of the quantity of glass worked by the machines; the result is therefore only a reduced loss of glass.
Glass drainage openings in the side walls of the thermal conditioning compartment can be of various types and sizes. We can limit ourselves to simple cylindrical channels drilled in the waterline blocks. Each channel is then provided, on the outside side of the furnace, with a cylindrical refractory plug of a certain length which can be blocked and which is axially pierced with an orifice of variable diameter. The refractory plug can be heated by burners on its part which is outside the side wall; In order to adjust the flow rate, the following three factors are therefore available: diameter of the orifice of the stopper, length of the stopper outside the wall, temperature of the surface of the stopper.
In a particular embodiment of the invention, the openings can be constituted by windows.
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your interesting a certain length of the quiet zone.
The sheet of bubbling glass which then flows from the furnace through such a slot is received in a heat-insulated container placed against the side wall and the bottom of which has an orifice through which the glass flows vertically, this orifice working in conjunction with a vertical punch which makes it possible to vary the flow section of the glass out of the container. This adjustment of the size of the flow orifice and the adjustment of the means for auxiliary heating of the glass contained in the container make it possible to adjust in a flexible manner the flow rate of bubbling glass which leaves the container and consequently. the thermal conditioning compartment.
The openings in the thermal conditioning compartment are arranged at a level which depends on the position of the quiet zone, known from previous studies on furnaces of the same type. For a given clear glass, this level varies appreciably with the temperature and the depth of the bath. It should however be noted that the calm zone extends over a certain height of the bath and that it is not necessary to determine with great precision the level of the openings.
The process according to the invention applies to basin ovens in which clear glasses are melted, but it is of very particular interest in the case of drawing, since the glasses are then brought to the machines at fairly low temperatures (close to 1000), which requires a long thermal conditioning compartment and hence prolonged contact of the glass is refractory material.
All the current drawing processes (Fourcault, Libbey-Owens, Pittsburgh) know, to varying degrees,
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difficulties arising from bubbles caused by refractory materials; the process of the present invention not only provides them with an improvement in quality but also a saving on construction costs in the sense that it allows the use, in the thermal conditioning compartment, of materials. ordinary refractories instead of the extremely expensive electro-fused refractory materials which are far from satisfactory.
To better understand the invention, we will illustrate by two figures the description of the phenomena which occur in a thermal conditioning compartment as observed by the applicant and which are the basis of the invention and we will describe then. by way of non-limiting examples, a few particular devices for implementing the inventor, shown in the other figures of the appended drawing in which FIG. 1 shows, in cross section, part of the thermal conditioning compartment of a basin oven; fig. 2 represents, in elevation and seen from the interior of the oven, one of the side walls of the preceding thermal conditioning compartment;
fig. 3 is a section through a plane perpendicular to the side wall of a cylindrical opening for the flow of bullous glass provided with its stopper in a first embodiment of the invention; fig. 4 is an elevation view of the exterior of the oven; a block of the side wall, the drain plug of the cylindrical opening and its blocking device removed from the "normal position, in this first embodiment;
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figs. 5 and 6 show, respectively, elevation and cut, by VI-VI of fig. 5, a special flotation unit having a cylindrical flow channel which, on the side of the bath, is extended by a flare which facilitates the setting of the bubbling glass according to a second embodiment of the invention; fig. 7 shows in section a device according to a third embodiment of the invention comprising an auxiliary container intended to receive and then let flow, outside the furnace, the bubbling glass which has passed through the side wall in a shaped channel slot cut across most of the width of a waterline block;
fig. 8 is an isometric perspective view of the auxiliary container of FIG. 7 on a smaller scale; fig. 9 finally, shows how the outlet slit of the bubbling glass looks from the side of the glass bath.
In fig. 1 and 2, the glass bath of the thermal conditioning compartment 1 is contained by the side wall 2. on which the superstructure wall 4 rests.
The level of the surface of the bath is shown by the horizontal line 3.
The transverse movement of the surface glass takes place according to arrow 5; it continues with the downward current shown schematically by arrow 6.
The movement of the glass coming from the vicinity of the bottom is indicated by arrow 7; continues with the updraft shown schematically by arrow 8.
The currents 6 and 8 meet in the so-called calm zone 9 which is hatched. She finds herself sensitive-
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in the continuation of the higher temperature layer 10, shown by a dotted line, which deviates relatively little from a horizontal plane and which is easily identifiable when measuring the temperature in the glass bath following the verticals from the surface.
Arrows 6 'and 8' schematize the currents re-. sidual which entrain the bubbling glass towards the axial zone of the bath in a usual thermal conditioning compartment.
In fig. 2 one can see particularly clearly the directions (arrows 6) of the glass veins which plunge below the surface of the bath after they have met the side wall 2 and the directions (arrows 8) of the glass veins which rise along this side wall as they merge with the 6 veins in the 9 calm zone.
The arrows 7 are curved and have their concavity facing upwards, while the arrows 8 which extend them have their concavity facing downwards. These two orientations of the glass veins which ascend along the vertical wall are the simple consequence of the fact that the upward movement of the glass is compounded with its longitudinal movement.
From the surface and to a certain depth, the longitudinal movement goes from the fining compartment towards the compartment of. work while in the deep layers it occurs in reverse.
It is obvious that, in the so-called calm zone 9, the oily glass moves longitudinally in contact with the side wall 2 towards the working compartment as indicated by the double arrows in FIG. 2.
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As has been said previously, the so-called calm zone is situated at an average depth below the surface of the bath which, for a given glass, varies slightly with the temperature and with the depth of the bath.
For drawn window glasses, the average depth is around 20 centimeters at the start of the thermal conditioning compartment when the height of the bath is between / between 120 and 150 centimeters. When this height is no more than 60 to 80 centimeters, the average depth in question is approximately
15 centimeters.
These figures are only orders of magnitude since it is certain that an important factor in the position of the calm zone at depth is the intensity of the heat loss towards the superstructure of the thermal conditioning compartment,. can vary significantly from one type of oven to another.
In fig. 3 and 4 which show a device according to the invention, the flow opening through the side wall 2 is constituted by a cylindrical channel 11 formed in the wall 2 and closed by a plug 12 made of a refractory product and drilled. through an axial hole
13. After passing through this orifice, the bubbling glass emerges outside the oven in the form of a thread 14.
The stopper 12 is kept blocked against the side wall by a refractory part 15 carried by a metal plate 16 which is movable around a threaded rod 17 and which can be immobilized on it by means of two nuts 17a. The threaded rod 17 is welded onto one of the angles 18 which hold the superstructure wall 4,
The refractory part 15 is not only responsible for applying a shoulder of the plug 12 against the
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side wall it also serves to prevent the glass, which flows through the orifice 13, from cooling too much by radiation.
A gas train 19 is possibly used to prevent the glass from becoming too firm in its path through the orifice 13 of the stopper 12; it is supplied by a tube 20 fixed on an angle iron 21 by a flange 22.
When bullous glass flows to the outside, the downdraft 6 and upwash 8 are, in fact, deflected and attracted into the cylindrical channel 11.
If the flow is sufficient, the bubbling glass is no longer stressed towards the middle of the furnace following arrows 6 'and 8' (fig. 1) and the quiet zone 9 no longer extends on this side; there is no longer any mixing of the bubbly glass with the refined glass.
It seems appropriate to provide a "drainage" channel
11 in each flotation block of the thermal conditioning compartment. If this arrangement is desirable at the start, one can, towards the end of the thermal conditioning, be satisfied with having a single block pierced with a channel every two or three blocks.
In fig. 4 shows the locking device 15 ready to be folded back into its vertical position and held against the stopper 12 thanks to the nuts 17a carried by the threaded rod 17.
Figures 5 and 6 relate to a float block 2a (forming part of a side wall 2) having a specially shaped bubble glass discharge pipe. Towards the middle of the block 2a, the cylindrical channel 11 has a flare 23 which facilitates the removal of the glass because it ends in a rectangular opening
24 which covers almost the entire width of the block.
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it can be seen that if all the flotation blocks in the thermal conditioning compartment are of the type
2a, the evacuation of the bubbling glass is carried out perfectly.
In fig. 7, 8 and 9, there is shown a device constituting a third embodiment of the invention.
In fig. 7, we see that the glass of the calm zone 9 which has crossed the rectangular section channel
11 enters a container 25 in a silico-aluminous refractory product through a slot 26 formed in the lips
27 of the container 25 engaged in the channel 11.
The container 25 is surrounded by an insulating casing 28 and it is closed at its upper part by a refractory cover 29. The assembly of the container 25, the insulating casing 28 and the cover 29 is carried by a metal support. 30. @
The bullous glass that has entered the container
25 through the slot 26 flows through a circular orifice 31 (formed in the bottom of the container 25 and of the casing 28) in the form of a net 32, the flow rate of which can be adjusted by the rise or fall of a punch 33 of a refractory material, the weight of the punch being balanced by a counterweight 34.
A burner 35, the burnt gases of which are evacuated through an opening 36 made in the cover 29, allows the surface 37 of the glass contained in the receptacle 25 to be heated, if necessary.
When the punch 33 completely closes the outlet 31, the free surface 37 of the glass contained in the container 25 is obviously at the same level as the free surface 3 of the glass in the furnace.
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In order to prevent any possible leakage of glass occurring between the inner walls of the channel 11 and the outer walls of the lips 27, the base of the lips may be surrounded by a mouth 38 made from a metal tube in which it is possible to make circulate water.
In fig. 8, which shows the intermediate container 25 in a cava-free perspective, the inlet slit 26 of the bubbly glass can be seen limited by the lips 27, while in FIG. 9, we see the opening through which the bullous glass flows from the thermal conditioning zone and which is constituted by a rectangular slot 41 produced by placing the refractory block 2 on two refractory bars 39 which rest on another block. refractory 40.
Of course, it is possible to make various changes, improvements or additions to the embodiments described and shown, or to replace certain devices with equivalent devices, without thereby altering the general economy of the invention.