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Procédé et dispositif pour traiter le verre en feuille.
La présente invention est relative d'une manière géné- rale à la production du verre en feuille et se rapporte plus particulièrement à un procédé et à un appareil perfectionnés pour le traitement de la surface ou des surfaces d'un ruban de verre continu, tel qu'il est étiré à partir d'un bain de verre en fusion.
La présente invention est particulièrement applicable dans le traitement du verre plat, généralement désigné par le terme de "verre en feuille" ou "verre à vitres", qui est produit avec des surfaces naturelles polies au feu, par op- position au verre "en tables ou à glaces", dont les surfaces sont doucies et polies mécaniquement.
L'invention nst pas limitée à son application à un pro- cédé particulier quelconque pour la formation du verre en feuille continue; elle a-cependant été représentée dans les
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dessins - et sera décrite dans la suite - à propos du procédé dit Colburn, dans lequel une feuille ou un ruban de verre est étiré de façon continue, de bas en haut,' à partir d'un', bain de verre en fusion, ensuite rabattu par-dessus un roua leau plieur, pour se trouver dans un plan essentiellement horizontal, et est entraîné vers l'avant, sur une série de rouleaux de support, de manière à pénétrer dans une galerie de recuisson et à traverser celle-ci.
Toutefois, l'invention peut aussi être employée efficacement dans les procédés où le ruban de verre est étiré verticalement à partir d'un bain de verre en fusion, à travers une chambre d'étirage et un caisson de recuisson.
Un des inconvénients propres à ce procédé réside dans le fait que les surfaces du ruban de verre fraîchement formé sont sujettes à un certain nombre de défauts ou d'imperfec- tions superficielles, que l'on considérait à ce jour comme étant plus ou moins caractéristiques pour le verre plat étiré. Parmi ces défauts on rencontre des états de surface qui se remarquent en particulier sur la ou les surfaces du ruban de verre et qui sont dénommés dans ce domaine ; miroitement ou peau d'orange (sheen); rayure (shrend); éclats (spalls); amiante (asbestos); cristaux de dévitrifi- cation (métal).
Dans certains cas, ces défauts sont attri- bués à l'état des rouleaux entraîneurs et/ou de support, qui sont en contact avec le ruban de verre fraîchement formé, et l'on a constaté que ces défauts varient pendant la durée au cours de laquelle les rouleaux sont en service. Ainsi, la présence d'imperfections dans les surfaces périphériques des rouleaux a conduit à la conclusion que, d'une manière ou d'une utre ces imperfections tendent à engendrer des con- ditions défavorables sur les surfaces du ruban de verre.
Partant de ce qui précède, la présente invention a
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principalement pour objet d'établir un procédé et un appa- reil nouveaux pour améliorer la qualité de surface d'un ru- ban de verre continu, en réduisant les défauts de surface qui, jusqu'à présent, étaient dus au contact entre le ruban fraîchement formé, d'une part, et les rouleaux entraîneurs et/ou de support, d'autre part.
Dans les dessins annexés :
La fig. 1 est une vue en coupe verticale et longitudi- nale de la chambre d'étirage et des éléments connexes faisant partie d'une machine à étirer le verre plat du type Colburn.
La fig. 2 est une vue schématique d'un appareil d'en- duisage.
La fig. 3 est une vue de détail en coupe de l'appareil suivant la fig. 2, prise suivant la ligne 3-3 de la fig. 2 ; et
La fig. 4 est une vue en coupe longitudinale d'une au- tre partie de l'appareil.
Suivant la présente invention, il est prévu un procédé pour améliorer la qualité du verre en feuille, procédé où un ruban de verre continu est étiré à partir d'un bain de verre en fusion et, pendant qu'il se trouve à l'état ramolli, fortement chauffé, est amené à se déplacer sur une surface d'entraînement ou de support, en contact avec celle-ci, ce procédé étant caractérisé par les dispositions qui consis- tent à diriger un gaz vers une surface du ruban de verre de manière à former un film sur celle-ci, et à transférer ce film du ruban de verre à ladite surface de support, à la sui- te du contact avec celle-ci, de manière à former un revête- ment protecteur sur ladite surface de support.
Toujours suivant l'invention, il est prévu un appareil pour améliorer la qualité du verre en feuille, cet appareil comprenant des moyens pour étirer un ruban de verre continu
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à partir d'un bain de verre en fusion, et au moins un rou- leau rotatif, disposé de manière à opérer sur le ruban de ver- re, alors que celui-ci est à l'état ramolli, fortement chauf- fé, ledit appareil étant caractérisé par des moyens pour diriger un gaz sur la surface du ruban de verre, de manière à former un film sur celle-ci, ledit film étant transféré du ruban de verre sur le rouleau, à la suite de la rotation de ce dernier, pour former un revêtement protecteur sur ce rouleau.
Ainsi qu'il a été dit plus haut, l'invention n'est pas limitée à son application dans un procédé déterminé quelcon- ; que d'étirage continu du verre en feuille, et la représenta- tion, ainsi que la description, données ici du procédé dit Colburn doivent être prises à titre d'exemple d'un des pro- cédés dans lesquels l'invention peut être utilisée.
Dans les dessins annexés, auxquels on se reportera ci-après, et en particulier dans la fige 1, le chiffre de ; référence 10 désigne l'extrémité de travail ou la chambre d'étirage d'un four de verrerie à bassin, qui comprend une cuve de travail ou pot d'étirage 11, alimenté en verre fondu, convenablement conditionné, à travers un canal 12 situé au-dessous de la paroi d'extrémité 13 d'une chambre de re- froidissement 14. Le pot d'étirage 11 est monté sur des pi- liers 15, dans une chambre à pot 16.
La zone inférieure de la chambre d'étirage ou de travail 10 est essentiellement isolée du pot d'étirage 11 au moyen d'auvents classiques 17 et 18, respectivement avant et arrière, qui agissent égale- ment de manière à limiter entre leurs faces opposées 19 et 20 la zone proprement dite, 21, à travers laquelle la feuil- ! le de verre 22 est étirée vers le haut. La chambre 10 est limitée par la paroi 13, la voûte 23 et des parois latérales, dont l'une est désignée par 24. La voûte 23 et les parois
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latérales 24 se prolongent à partir de la chambre 10, de ma- nière à encaisser convenablement une chambre d'aplanissement
25 et une galerie de recuisson 26, qui lui fait suite.
Le dessous de la chambre d'aplanissement 25 et celui de la ga- lerie de recuisson 26 sont fermés par une sole 27.
Le ruban de verre 22 est étiré continuellement vers le haut à partir d'une nappe de verre en fusion 28 contenue dans la cuve ou le pot de travail 11. Dans une machine du type Colburn, le ruban de verre 22 est étiré initialement dans un plan vertical et est ensuite rabattu à angle droit, par-dessus un rouleau plieur 29, refroidi intérieurement, de sorte qu'il peut ensuite être transporté horizontalement sur des rouleaux entraîneurs 30 dans la chambre d'aplanisse- ment 25 et, à travers la galerie de recuisson 26, sur des rouleaux 31, avant d'être finalement découpé en feuilles individuelles à l'extrémité de sortie de la galerie.
D'au- tre part, lors de l'étirage du ruban de verre à partir de la nappe en fusion 28, il se forme un bulbe ou une base élar- gie à proximité de la surface de cette nappe, l'épaisseur finale n'étant pas déterminée tant que le ruban n'a pas été entrainé vers le haut, sur une certaine distance, en direc- tion du rouleau plieur 29. La largeur du ruban est généra- lement maintenue à l'aide de molettes 32, d'un emploi connu.
Il est évident que pendant l'opération d'étirage con- tinue, une face du ruban 22, désignée par le chiffre de ré- férence 33, est en contact avec la surface du rouleau plieur
29 et se meut tout en étant en contact avec les périphéries des rouleaux 30 situés dans la chambre d'aplanissement 25 et les rouleaux 31 prévus dans la galerie de recuisson 26.
C'est au cours de cette période d'élaboration du ruban de verre que la surface 33 de celui-ci est particulièrement sensible aux conditions régnant dans la chambre d'étirage
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et/ou la galerie de recuisson, conditions qui tendent à altérer sa qualité.
On a constaté que lorsque les périphéries du rouleau plieur et des rouleaux entraîneurs ou de support sont pour- vues d'un enduit de sulfatee sodium, cet enduit sert d'a- gent antiadhésif ou lubrifiant, sur lequel une face du ruban de verre peut se déplacer sans être marquée par la surface des rouleaux avec lesquels elle est en contact. En résumé, la couche de matière d'enduisage est appliquée sur la sur- face du ruban de verre sous la forme d'un gaz dirigé vers la surface et qui est appelé à former sur celle-ci un film à la suite d'une réaction chimique avec le verre. Le film est ensuite transféré par le ruban aux rouleaux entraîneurs et/ou de support, de manière à former une couche lubrifian- te sur ceux-ci.
On prévoit à cette fin, ainsi qu'il est re- présenté dans la fige l, un élément d'amenée tubulaire com- prenant un tube 34 disposé au-dessous du rouleau plieur. 29 et espacé par rapport à la surface 33, qui lui est voisine, du ruban de verre. Ainsi qu'il est indiqué dans les figs.
1 et 3, le tube 34 est pourvu d'un certain nombre de trous ou orifices 35, répartis uniformément le long de ce tube et destinés à diriger le gaz vers la surface du verre, ainsi qu'il est indiqué par les flèches 36. A la face inférieure du tube d'amenée 34 est fixé un tube 37 dans lequel circule un agent de refroidissement, l'eau par exemple. Ainsi qu'on le voit dans la fig. 2, le tube 34 fait partie d'un système d'alimentation, désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 38, une extrémité du tube 37 étant reliée par un conduit 39 à une source de réfrigérant (non représentée).
Le tube à réfrigérant 37 sert également de réfrigérateur pour le rouleau plieur, employé normalement dans la machine à étirer le verre en feuille du type Colburn.
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Pour des raisons qui seront exposées dans la suite d'une manière plus détaillée, le système d'alimentation 38 est appelé à être actionné soit automatiquement, soit de fa- çon manuelle et, à cette fin, comporte un tube 40 qui com- munique avec le tube 34 au moyen d'une soupape à main 41, le tube 40 étant à son tour relié à un tube 43 par l'intermé- diaire d'un raccord 42 en T.
Le tube 43 est relié à un débit- mètre 44. Cet indicateur de débit comporte, comme on le sait, un petit flotteur visible, lequel s'élève pendant le passage d'un liquide et/ou d'un gaz, par exemple à partir du cylindre d'alimentation 45, d'où le fluide se dirige à travers un tube 46, en traversant le régulateur de pression 47 muni d'un cadran indicateur 48.
Contrairement aux rouleaux 30 et 31, qui sont entraînés par une force motrice, le rouleau plieur 29 constitue norma- lement un élément rotatif fou, qui se meut avec le ruban de verre 22 et autour duquel celui-ci est rabattu depuis le plan vertical, dans lequel il s'élabore, jusqu'à un plan horizon- tal, dans lequel il est entraîné et avancé à travers la cham bre d'aplanissement 25 et la galerie 26. Bien que la péri- phérie du rouleau plieur puisse paraître lisse lorsqu'elle est examinée de près, il est de pratique courante de faire tourner ou entraîner mécaniquement ce rouleau lors de son installation initiale, de sorte que, grâce à cette rotation relativement rapide, par rapport à la surface inférieure du ruban de verre, il se produit une action de "rodage", au cours de laquelle la surface du verre sert à lisser la sur- face du rouleau.
Il en résulte évidemment que le ruban de verre présente un tronçon d'une qualité inadéquate.
En considérant la fig. 1, à laquelle on se reportera ci-après, on voit que le tube 34 est disposé entre le bulbe de la nappe de verre en fusion et le rouleau plieur 29,
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transversalement entre les parois latérales 24 et qu'il est muni d'orifices 35 uniformément espacés, ce qui est indiqué par les différentes flèches 36, ces orifices servant à diri- ger une charge de gaz contre la surface 33 du ruban de verre
22, entre les parties marginales de celui-ci. Il se forme ainsi un film sur la surface du verre, grâce à la réaction , chimique entre les éléments constitutifs du verre et ceux du gaz. Le film qui en résulte est entraîné vers le haut, jusque sur la surface périphérique du rouleau plieur.
De pré- férence, cette opération d'enduisage est effectuée pendant la rotation précitée du rouleau plieur, de sorte que la ro- tation rapide de ce rouleau sert à lisser la surface de ce- lui-ci, en vue d'appliquer une couche de ce film sur la sur- face du verre. Jusqu'à présent on supposait que l'on pou-, vait utiliser un gaz tel que l'anhydride sulfureux (SO2) et qu'il se formait apparemment dès le début, sur la surface du verre, un film de sulfate de sodium (Na2SO3), lequel se combine en suite avec de l'oxygène, pour former finalement un film de sulfate de sodium (Na2SO4).
Toutefois, à la suite de recherches approfondies, on estime actuellement que, lorsque l'anhydride sulfureux est introduit dans une atmoa- phère contenant suffisamment d'oxygène, le gaz anhydride sulfureux se combine avec l'oxygène de l'atmosphère, pour produire l'anhydride sulfurique (SO3), lequel réagit ensuite avec l'oxyde de sodium (Na20) de la surface du verre, pour former le film final de sulfate de sodium (Na2SO4).
Ainsi, la formation d'un film protecteur de cette nature peut con- sister à combiner l'anhydride sulfureux avec l'oxygène con- tenu dans l'atmosphère du four, pour former le gaz anhydride sulfurique (SO3), lequel réagit ensuite avec l'oxyde de so- dium présent dans la surface du verre, pour former le sulfa- te de sodium: Il s'ensuit que, dans ce traitement, le gaz
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SO2 sert uniquement comme source de gaz SO3.
Lors de la mise en oeuvre de la présente invention, il est de beaucoup préférable d'utiliser en premier lieu l'an- hydride sulfurique. Toutefois, on sait que ce gaz est d'u- ne manipulation malaisée et que ses caractéristiques physi- ques rendent difficile sa distribution dans une installation de production. Le gaz anhydride sulfurique peut être formé par la combinaison du gaz anhydride sulfureux et d'oxygène aux températures élevées, par exemple de 800 F environ.
Toutefois, cette réaction est paresseuse et exige une cataly- se pour donner des résultats satisfaisants. Un catalyseur approprié à cet effet peut être utilisé dans le système d'a- limentation décrit ci-dessus ; plus, le tube même à tra- vers lequel le gaz est introduit dans la chambre du four peut servir dans une certaine mesure à cet effet, parce qu'il existe, en un certain point pris le long de ce tube, une zone de température qui favorise cette réaction.
Les avan- tages qui résultent de la conversion d'une aussi grande quan- tité que possible de SO2 en SO3 consistent en ce que la réac- tion entre le gaz et le verre est plus rapide et plus effi- cace ; en ce que le volume de SO2 peut ainsi être réduit, ce qui réduit à son tour le risque de voir un excès de SO2, tout entraîné/autour des chambres du four, ronger le verre très chaud et corroder les parties métalliques du four; et, ce qui est très important, en ce que l'augmentation de la vi- tesse du gaz, due à l'addition de l'air, permet au gaz (SO3) de se diriger dans une zone plus restreinte du ruban de verre.
Sur le plan pratique, la présente invention suggère de convertir désormais l'anhydride sulfureux en anhydride sul- furique, en mélangeant le gaz SO2 avec des quantités dosées d'air ou d'oxygène. L'oxydation ainsi réalisée peut être
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favorisée par l'action catalytique du tube distributeur en métal ou en faisant passer le gaz à travers un catalyseur efficace, pour augmenter le rendement en anhydride sulfuri- ; que. L'anhydride sulfureux (S02), une fois converti en an- hydride sulfurique (SO3), réagit avec l'alcali (Na2O) pré- sent à la surface du ruban de verre, pour former le sulfate de sodium (Na2SO4). Il en résulte un film blanc et tendre sur la face inférieure du verre.
Comme la surface considé- rée, recouverte de film, du ruban de verre, passe sur le rouleau plieur ou les rouleaux entraîneurs, le sulfate de sodium agit à la manière d'un film protecteur entre la face inférieure de ce ruban et les surfaces périphériques des rouleaux. Simultanément, et comme indiqué ci-dessus, ce film sert non seulement d'agent antiadhésif, destiné à empê- cher le collage du verre aux hautes températures, mais aus- si de moyen empêchant les rouleaux d'éroder les surfaces du verre.
Il convient de souligner ici que les deux particula- rités inédites de l'invention résident dans le fait que, dans le mode de réalisation particulièrement favorable de celle-ci, le gaz SO3 n'est pas appliqué continuellement à la face inférieure du ruban de verre, pendant que ce dernier se déplace d'une manière continue au-dessus de la source de ce gaz. Ainsi, les zones du ruban de verre recouvertes par le film présentent un tronçon "courant", déterminé par la durée pendant laquelle le système de réglage est en action, et des zones intermédiaires, dépourvues de film, espacées par les durées pendant lesquelles le système de réglage n'est pas en action.
Les zones pourvues de film transfèrent une proportion considérable du film de sulfate de sodium aux surfaces du rouleau plieur et à celle des rouleaux entrat- neurs ou de support, pendant que ces zones sont en contact avec ces rouleaux. Ceci permet d'établir une surface pro-
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tectrice de sulfate de sodium sur les rouleaux, pour les zones dépourvues de film, les cycles inactifs du système de réglage étant fonction de la rapidité avec laquelle l'en- duit protecteur est enlevé par la surface de verre non en-. duite, qui se déplace au contact de ces rouleaux.
Un ajus- tement du système de réglage peut également être effectué lorsqu'il a été constaté que, par suite de l'usure ou de facteurs analogues, les rouleaux doivent être rechargés en enduit protecteur, et cela à des périodes plus rapprochées de l'opération d'application.
Partant de ce qui précède, l'invention prévoit que l'anhydride sulfureux sera employé essentiellement pour les buts exposés ici et que, d'une façon ou d'une autre, la for- mation du film de sulfate de sodium sera le résultat de l'in- troduction du gaz anhydride sulfurique dans l'atmosphère que traverse le ruban de verre. Toutefois, et comme il a été dit plus haut, le film qui en résulte n'est pas appliqué d'une façon continue. Ce film est discontinu et n'apparait qu'à intervalles sur la face inférieure du ruban de verre et est ôté de celle-ci, moyennant transfert par contact sur les surfaces du rouleau.
Conformément au mode d'exécution du procédé dans la chambre d'étirage ou de travail 10, le gaz SO3 est dirigé, à partir du tube d'amenée 34, vers la surface 33 du ruban de verre se déplaçant vers le haut, tandis que la température du verre est voisine de 1.250 F. On admet qu'un film adéquat de sulfate de sodium est appliqué à cette température.
Toutefois, étant donné qu'il s'est avéré avantageux d'entrai- ner le rouleau en rotation pendant qu'a lieu l'opération dénduisage, il n'est pas désavantageux d'exécuter l'enduisa- ge lorsque la température du verre dépasse 1.250 F et est en substance de 1.350 F. D'ordinaire, la réaction entre le
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film et le verre produit, à la température la plus élevée donne lieu à une surface rongée, qui est susceptible d'oc- cuper une superficie de 2 à 4 pieds de la longueur courante du ruban de verre.
Etant donné que la surface du verre af- fectée par l'opération usuelle de l'entraînement rotatif du rouleau est rendue inacceptable pour son utilisation ulté- rieure, le fait que la zone de surface susceptible d'être rongée et la zone au contact de laquelle le rouleau a exécu- té une rotation coïncident entre elles tend à réduire la longueur effective du verre qui présentera une qualité op- tique inadéquate.
Une des raisons principales en faveur de l'enduisage du rouleau plieur consiste en ce que l'enduisage permet d'é- tablir sur ce rouleau une surface périphérique qui, ainsi .qu'on l'a constaté, réduit, voire élimine entièrement, le défaut dénommé miroitement ou peau d'orange (sheen). Ce dé- faut est souvent dû à la rugosité ou la porosité du rouleau et est déterminé par des défauts de surface dont on dit d'une manière générale qu'ils ressemblent à la surface d'une orange. Cependant, en rechargeant périodiquement la surface du rouleau enduit, grâce à l'application du gaz filmogène sur une face du ruban de verre, on a pu réduire notablement le défaut dénommé miroitement ou peau d'orange (sheen).
On a constaté que la durée de l'opération d'enduisage était d'ordinaire d'une minute environ, soit, égale à un laps de temps suffisant pour former une zone enduite comprise entre
2 et 4 pieds. D'autre part, les intervalles entre les opé- rations d'enduisage peuvent varier en fonction de l'état du ' rouleau et de la rapidité avec laquelle la matière d'endui-' sage est ôtée de celui-ci. Par conséquent, l'arrivée de gaz) au tube 34, à travers les tubes 40 et 43, à partir du régu- lateur de pression 47 et du cylindre 45, est contrôlée par
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une soupape à main 41,laquelle est manoeuvrée lorsque l'en- duisage requis doit être effectivement appliqué.
Ce systè- me de tubes peut donc être considéré comme le côté manuel A du système de réglage 38.
Ainsi qu'on le voit dans la fig. 2, le système 38 com- prend également une partie automatique B, qui est employée avantageusement lors de la mise en pratique du procédé sui- vant l'invention, dans son application aux rouleaux 30 de la chambre d'aplanissement 25, et aux premiers rouleaux 31 de la chambre de recuisson 26. A cette fin, le tube 43 est ' relié, par l'intermédiaire du raccord 42 en T, à un tube 50, lequel est relié, par l'intermédiaire d'une soupape à main 51, d'une soupape électromagnétique 52 et d'un conduit de communication 53, à un tube d'arrivée de gaz 54. Tout comme le tube d'alimentation 34, le tube 54 est équipé d'un tube à réfrigérant 55.
Pendant le cycle de travail à phases auto- matiques, le réglage proprement dit de l'acheminement du gaz vers le tube 54 est assuré au moyen de la soupape électroma- gnétique 52 et par un dispositif chronorégulateur ajustable 56, appelé à ouvrir la soupape 52 pendant des périodes de temps déterminées ou cycles "ouvert-fermé", qui sont espacés les uns par rapport aux autres par la mise au point ajustée du dispositif chronorégulateur.
Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, la conversion de l'anhydride sulfureux (SO2) en anhydride sulfurique (SO3) peut être aisément réalisée en faisant passer le mélange de gaz SO2 et d'air ou d'oxygène à travers un catalyseur appro- prié, à une température voisine de 800 F. A cette fin, on prévoit un dispositif de catalyse 58 figurant dans le sché- ma de la fig. 2 et représenté en détail dans la fig. 4.
Le dispositif 58 comprend un court tronçon de tuyau ou tube 59 en acier inoxydable, tronçon relié à chacun des tubes
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34 et 54 au moyen de raccords 60 et 61. A proximité du raccord 60, l'air ou l'oxygène est introduit dans les tubes respectifs à partir d'une source d'alimentation, à travers le tube 62 et les raccords 63 et 64, le tube d'alimentation 62 étant équipé de soupapes manuelles 65 et 66, dans le but de régler à la main la pression fournie au tube 34 ou au tu- be 54, suivant le cas.
L'air ou l'oxygène ainsi introduit dans les tubes d'alimentation respectifs pour le gaz anhy- dride sulfureux (SO2) se mélange physiquement à ce dernier et, en traversant la chambre de catalyse 58, s'y combine chimiquement, pour produire le gaz anhydride sulfurique (S03), lequel se dirige vers le tube d'alimentation 34 ou 54. A l'intérieur du tube 59 du dispositif 58, un tube en quartz, qui constitue une chambre 68, est supporté par des disques 69 en acier inoxydable. La chambre 68 est remplie d'un catalyseur approprié 70, par exemple le gel de silice platinisé, retenu dans cette chambre par des tampons d'ex- trémité 71 établis en une matière poreuse telle que des fi- bres de verre.
Ce type de catalyseur peut être préparé, à titre d'exemple, en faisant absorber du chlorure de platine (H2PtCl6H2O) par le gel de silice, de manière à obtenir une teneur en platine de 0,1%, en séchant le produit et en réduisant ensuite le platine en sa forme métallique dans une atmosphère d'hydrogène, à 1.000 F. Grâce à cette dispo- sition, le flux combiné d'air ou d'oxygène et de gaz anhy- dride sulfureux, à travers la chambra 68, aura pour résul- tat une réaction de conversion telle que SO2 + 1/2 O2 = SO3.
Les chambres de catalyse 58 sont de préférence dispo- sées, en ce qui concerne chacun des tubes d'alimentation 34 ou 54, dans une zone des chambres de surface où la tempéra- ture de l'atmosphère est de 800*F environ. Le gaz SO2 ve- nant de la bonbonne 45 et traversant l'un ou l'autre tube
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d'alimentation sera ainsi amené à passer, ensemble avec l'air ou l'oxygène, à travers le gel de silice platinisé, contenu dans la chambre 68, à une température optimale pour l'accomplissement de la phase de conversion de l'anhydride sulfureux, et s'écoulera à partir des orifices des tubes respectifs sous la forme recherchée du gaz anhydride sulfu- rique (SO3).
Dans la fig. l, à laquelle on se reportera ci-après, le tube 54 est disposé transversalement entre les parois la- térales 24 et est pourvu d'orifices régulièrement espacés, qui dirigent le gaz, ainsi qu'il est indiqué par les flèches 72, contre la face inférieure 33 du ruban de verre 22, dans la partie de celui-ci comprise entre ses parties marginales.
Le tube d'amenée de gaz 54 et le tube à réfrigérant 55 peuvent être disposés, ainsi qu'il est indiqué, entre les pre- mier et second rouleaux de machine ou de tablier 30, dans la chambre d'aplanissement 25. Bien que cette position des tubes 54 et 55 ait été indiquée dans la fig. l, la portée de l'invention n'est nullement limitée à cette disposition, étant donné que, dans certaines conditions de fonctionnement, les tubes peuvent être disposés tout aussi avantageusement, par exemple, entre les troisième et quatrième, voire même entre les quatrième et cinquième rouleaux de support 30.
D'autre part, le tube 54 est suffisamment proche des rouleaux précités pour que ces rouleaux forment ensemble avec le ru- ban qui se déplace sur eux, une chambre essentiellement clo- se, dans laquelle le gaz sera introduit. Ceci garantit d'une manière plus ou moins positive que le film ainsi ob- tenu sera limité à la zone exposée de la face inférieure du ruban de verre.
Ainsi qu'il a été mentionné plus haut, la sensibilité de la surface de verre semi-plastique vis-à-vis des défectu-
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osités présentes dans les surfaces des rouleaux a souvent pour résultat des états défectueux, dénommés généralement rayures (shrend); éclats (spalls); amiante (asbestos); cris- taux de dévitrification (metal). D'une manière ou d'une au- tre, ces défauts sont causés par des points froids présents localement sur la surface du verre, par le ternissement de la surface du verre, par l'écaillement du verre et par d'au- tres abrasions et attaques superficielles.
Lorsque le ruban de verre 22 est entraîné à partir du rouleau plieur 29, la limite de température est située généralement au-dessous de 1200 F et peut être ramenée initialement dans cette zone jusque environ 1100 F, tandis que, lorsque le ruban se rap- proche de la galerie de recuisson 26 et pénètre dans celle- -ci, la température décroît progressivement et une surface dure achève de se former. On réalise donc un avantage sup- plémentaire en appliquant un gaz dans des zones, régulière- ment espacées, de la face inférieure du ruban, le film ainsi produit étant transféré sur la surface des rouleaux lorsque le ruban se déplace au contact de ceux-ci.
De cette façon, la surface usée des rouleaux - laquelle est souvent rendue quelque peu rugueuse par des dépôts de poussières ou autres particules étrangères, ainsi que par des particules de sa propre matière, qui adhèrent aux rouleaux ou qui sont pro- jetées à tout instant par celui-ci - sera avantageusement recouverte, de manière à offrir une surface périphérique entièrement lisse. Il apparaît que ceci a pour effet de produire, dans une grande mesure, une surface "lubrifiante" sur laquelle la surface du verre est entraînée et, en par- 'ticulier, d'empêcher le verre de coller aux rouleaux aux températures élevées, tout en empêchant d'autre part les rouleaux d'éroder le verre.
On a constaté en outre que les zones enduites du ruban de verre transfèrent l'enduit aux
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surfaces des rouleaux, même ceux situés dans l'extrémité "chaude" de la galerie de recuisson, étant entendu que les quantités d'enduit déposées vont en diminuant progressive- ment.
Ainsi qu'il a été exposé plus haut, l'appareil d'endui- sage fonctionne pendant la phase "ouvert" des cycles "ouvert- -fermé" de la soupape électromagnétique 52, contrôlée par les dispositifs chronorégulateurs 56. Ces cycles peuvent être compris entre une minute - ou plus - pour la phase "ou- vert" et soixante minutes pour la phase "fermé" à une minute pour la phase "ouvert" et quinze minutes - ou moins - pour la phase "fermé". Il apparaît que la phase "fermé" des cy- cles dépend dans une grande mesure de l'effet d'usure des rouleaux entraîneurs 30 et des rouleaux de support 31,de- puis le moment où ceux-ci sont installés dans la chambre d'aplanissement et la galerie de recuisson, jusqu'au moment où ils peuvent être remplacés ou lorsque l'étireuse est ar- rêtée.
Par conséquent, ces limites de fonctionnement cycli- ques peuvent être étendues ou rapprochées dans une mesure appréciable, pour répondre aux opérations de fonctionnement effectives.
Il résulte de ce qui précède que, lorsque le flux de gaz SO2 sous pression est réglé par la soupape de réglage 47, l'ouverture de la soupape électromagnétique 52 par un dispo- sitif chronorégulateur 56 se traduira par une élévation du flotteur indicateur dans le débitmètre 44, et le gaz sera amené par les conduits 43, 50 et 53 vers le dispositif de catalyse 58.
Ainsi, pendant la marche de la partie automa- tique B du système 38, tel que contrôlé par le dispositif chronorégulateur 56, l'air ou l'oxygène est fourni au raccord 64 à travers un tube 73, qui est mis en communication avec le tube d'alimentation 63 au moyen de la soupape électroma-
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gnétique 74. La soupape 74 est contrôlée électriquement par le dispositif chronorégulateur 56, de telle façon que, lorsque le dispositif 56 est activé, les soupapes électroma- gnétiques 52'et 74 permettent simultanément le passage du gaz SO2 et de l'air ou de l'oxygène, afin qu'ils se mélangent physiquement au niveau du dispositif de catalyse connexe 58.
-La combinaison chimique, qui fournit le gaz 5 3 se dirige ainsi vers le tube d'alimentation 54 qui, en cours de fonc- tionnement pratique, est refroidi par le fluide réfrigérant passant par le tube 55 et venant d'une source (non représen- tée).Dans cas quantité surface ruban verre
Dans le cas où la quantité de surface du ruban de verre s'écarte d'une qualité optique acceptable, à la suite de l'apparition de défauts, tels que des "abrasions" ou "impres- sions ", et qu'il s'avère désirable d'apporter des modifica- tions aux cycles de fonctionnement, on peut ajuster l'appa- reil d'enduisage de façon manuelle, ou au moyen de la soupa- pe à main 75 prévue entre la partie manuelle A et la partie automatique B,
après avoir fermé la soupape 51 prévue dans la partie automatique B précitée. A cette fin, un raccord
76 en T est interposé dans le tube 40 entre la soupape à main 41 et le raccord 42, un raccord analogue 77 étant inter- posé dans la canalisation 53. Les raccords 76 ou 77 sont reliés entre eux par un tube 78 contrôlé par la soupape 75.
En observant la pression du courant de gaz, laquelle peut être réglée de façon à stélever à un pied cube par heu- re, par exemple, et en fixant la durée pendant laquelle la soupape est ouverte, on peut déterminer approximativement et examiner la longueur et la position effectives des zones enduites, à l'extrémité de découpe, c'est-à-dire, ltextrémi- ' té froide, de.la galerie. De même, on peut déceler la lon- gueur des zones non enduites du verre et déterminer l'influ-
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ence des rouleaux revêtus du film, en considérant l'augmen- tation ou la diminution des défauts de surface.
Ainsi, pen- dant le fonctionnement à cycles automatiques, on peut ajus- ter le dispositif chronorégulateur 56, de façon qu'il repro- duise les cycles d'enduisage aussi fréquemment qu'il est né- cessaire, lorsqu'il a été établi que l'enduit protecteur a été transféré des rouleaux sur la face inférieure du ruban de verre et que l'état, désormais modifié, des surfaces des rouleaux est à nouveau tel qu'il donne lieu à la production du verre présentant des propriétés de surface inadéquates.
On peut ainsi considérer comme évident que le système de réglage 38 peut être employé lorsqu'on le désire avec ou- verture des soupapes à main 41 et 65 de la partie manuelle A, dans le but d'envoyer le gaz SO2 et de l'air ou de l'oxy- gène au dispositif de catalyse 58, ce qui donne lieu à un courant de gaz SO3 vers le tube 34 et la surface 33 du ruban de verre 22, au-dessous du rouleau plieur 29, cependant que les soupapes 51 et 66 de la partie automatique B sont fermées.
D'autre part, lorsque la soupape 41 est fermée et la soupa- pe 51 ouverte, la partie automatique B du système permet, pendant la phase "ouvert" du dispositif chronorégulateur 56, le passage de gaz SO2, à travers la soupape électromagnéti- que 52 et les tubes 43, 50 et 53, vers le dispositif de ca- talyse connexe. Ainsi qu'il a été dit plus haut, lorsque le dispositif chronorégulateur 56 excite la soupape électro- magnétique 52, il excite simultanément la soupape électroma- gnétique 74, à la suite de quoi l'air ou l'oxygène venant du tube d'alimentation 62, à travers le tube 73, sera dirigé vers le raccord 64, situé en amont du dispositif de cataly- se 58.
D'autre part, lorsque la soupape à main 41 est fer- mée et que la soupape 51, normalement ouverte, est dans la position de fermeture, on peut ouvrir les soupapes 66 et 75,
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de manière à contrôler de façon manuelle les cycles "ouvert- -fermé", afin de déterminer les longueurs des zones enduites de la surface inférieure du ruban de verre, ainsi que la longueur des zones non enduites, qui se présentent entre les premières.
De même, lorsque le système fonctionne sous le contrôle automatique du dispositif chronorégulateur 56 et que la soupape à main 75 occupe la position de fermeture, on peut employer les soupapes à main 41 et 65, pour permeton permetpondant, afin de constituer une zone enduite de longueur ap- propriée sur la surface du ruban 22 pendant que celui-ci est entraîné vers le haut, en direction du rouleau plieur 29.
Ainsi qu'on l'a dit plus haut, la phase "ouvert" du cycle d'enduisage et la phase "fermé" peuvent être déterminées d'avance à la suite d'essais et peuvent varier entre des limites de durée allant de une à six minutes pour la phase "ouvert" et de quinze à soixante minutes pour la phase "fermé". De même, le flux de gaz peut être ajusté à n'importe quelle pression voulue, par exemple, de un à trois pieds cubes par heure, ou plus. Chacun de ces facteurs relatif s au temps ou au volume de gaz peut être aisément ajusté, de manière à se conformer à la vitesse à laquelle le ruban de verre est étiré, à la température de ce ruban lors de son contact.avec le rouleau plieur et/ou les rouleaux du tablier . et .ceux de la galerie, à l'état des surfaces des rouleaux et à la rapidité avec laquelle ces surfaces s'usent ou se . couvrent de particules étrangères.
Il a ainsi été constaté qu'il n'était pas absolument ' nécessaire, pour améliorer la surface ou maintenir celte-ci exempte de certains défauts et réaliser une qualité optique satisfaisante, de former d'une façon continue un film de sul-
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fate de sodium sur la surface d'un ruban de verre après l'é- tirage de celui-ci. Ceci est dû au fait que le gaz anhydri- de sulfurique produit un film qui est transféré aux rouleaux en tant que film de sulfate de sodium, le ruban de verre ser- vant de support.
La zone enduite, qui est ainsi dépouillée dans une certaine mesure de son revêtement, est néanmoins protégée au cours de on déplacement continu, tandis que la surface inférieure non enduite du ruban de verre est proté- gée en se déplaçant au contact des rouleaux précités, grâce aux enduits protecteurs formés sur ces rouleaux. Grâce à cette disposition, on peut déterminer un rechargement pério- dique de l'enduit protecteur des rouleaux et obtenir, à l'extrémité froide de la galerie, une feuille de verre de qualité satisfaisante. De plus, et ainsi qu'il a été expo- sé ci-dessus, l'enduisage des rouleaux, en particulier du rouleau plieur, constitue un moyen pour obtenir une surface de verre améliorée, où les défauts sont notablement réduits, ou entièrement éliminés.
Ceci est rendu possible en formant - initialement si on le désire, ou encore, périodiquement - un revêtement protecteur de sulfate de sodium sur le rouleau plieur, grâce à l'application du gaz anhydride sulfurique, tout en entraînant ce rouleau en rotation.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour améliorer la qualité du verre en feuil- le, procédé où un ruban de verre continu est étiré à partir , d'un bain de verre en fusion et, pendant qu'il se trouve à l'état ramolli, fortement chauffé, est amené à se déplacer sur une surface d'entraînement ou de support, en contact avec celle-ci, ce procédé étant caractérisé par les disposi- tions qui consistent à diriger un gaz vers une surface du ruban de verre, de manière à former un film sur celle-ci,
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et à transférer ce film du ruban de verre à ladite surface de support, à la suite du contact avec celle-ci, de maniè- re à former un revêtement protecteur sur ladite surface de support;
2.
Procédé pour améliorer la qualité du verre en feuil- le, comme spécifié dans la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban fraîchement formé est amené à progresser par rapport à une surface de support rotative, en contact avec celle-ci, et en ce que le film susdit est transféré à la surface de support précitée à la suite de la rotation de cette dernière surface au contact du ruban de verre.
3. Procédé pour améliorer la qualité du verre en feuil- le, comme spécifié dans une quelconque des revendications 1 et 2, où le ruban de verre est rabattu par-dessus une surfa- ce de support rotative, au contact de celle-ci, vers un plan essentiellement horizontal, et est amené à pénétrer dans une zone de recuisson, caractérisé par les dispositions qui con- sistent : à diriger le gaz sur une surface du ruban de verre située en amont de la surface de support rotative susdite, en vue de former le film sur cette surface du verre, et à transférer ensuite le film- du ruban de verre à la surface de support rotative,, lorsque le ruban susdit passe sur cette ! dernière surface, pour former un enduit protecteur sur la surface de support rotative susdite.
4, Procédé pour améliorer la qualité du verre en feuil- le, comme spécifié dans une quelconque des revendications
2 et 3, caractérisé en ce que le gaz est dirigé sur la sur- face du ruban de verre à des intervalles espacés périodique- ment, en vue de former des zones enduites et non enduites, alternant entre elles.
5. Procédé pour améliorer la qualité du verre en feuil- le, comme spécifié dans la revendication 4, caractérisé en
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ce que les périodes de temps pendant lesquelles le gaz est dirigé vers le ruban de verre sont déterminées par la vi- tesse avec laquelle l'enduit protecteur est transféré de ladite surface de support rotative aux zones non enduites - du ruban de verre susdit, qui alternent avec les zones en- duites.
6. Procédé pour améliorer la qualité du verre en feuil- le, comme spécifié dans une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la vitesse de rotation de la surface de support rotative précitée est augmentée, de tel- le manière que cette surface tourne à une vitesse supérieure à la vitesse à laquelle le ruban de verre se déplace sur cette surface pendant les périodes d'application du gaz sur ce ruban.
7. Procédé pour améliorer la qualité du verre en feuil- le, comme spécifia dans une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le gaz est de l'anhydride sul- furique, qui réagit avec la surface du ruban de verre, pour former un film de sulfate de sodium.
8. Appareil pour améliorer la qualité du verre en feuil- le, comprenant des moyens pour étirer un ruban de verre con- tinu à partir d'un bain de verre en fusion, et au moins un rouleau rotatif, disposé de manière à entrer en contact avec le ruban de verre, alors que celui-ci est à l'état ramolli, fortement chauffé, ledit appareil étant caractérisé par des moyens pour diriger un gaz sur la surface du ruban de verre, de manière à former un film sur celle-ci, ledit film étant transféré du ruban de verre sur le rouleau, à la suite de la rotation de ce dernier, pour former un revêtement protec- teur sur ce rouleau.
9. Appareil pour améliorer la qualité du verre en feuil. le, comme spécifié dans la revendication 8, caractérisé en
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ce que le système pour diriger un gaz contre la surface du ruban de verre comprend un élément tubulaire orienté trans- veraalement par rapport au ruban de verre et pourvu d'une série d'orifices espacés; une source de gaz reliée à l'élé- 1 ment tubulaire susdit ; des moyens pour contrôler le flux de gaz à travers ltélément tubulaire précité.
10. Appareil pour améliorer la qualité du verre en feuille, comme spécifié dans la revendication 9, caractéri- se par des moyens pour fournir du gaz anhydride sulfureux à l'élément tubulaire susdit, et par des moyens pour ajou-t ter de l'oxygène au gaz susdit, en vue de convertir ce der- nier en gaz anhydride sulfurique, avant de le délivrer à travers les orifices prévus dans ledit élément tubulaire.
11. Appareil pour améliorer la qualité du verre en feuil- le, comme spécifié dans la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens pour ajouter de l'oxygène au gaz anhy- dride sulfureux comprennent une source d'oxygène et une chambre de réaction catalytique montée dans l'élément tubu- laire ci-dessus et à travers laquelle passent le gaz anhy- dride sulfureux et l'oxygène.
12. Appareil pour améliorer la qualité du verre en feuille, comme spécifié dans une quelconque des revendica- tions 9 à 11, caractérisé en ce que lesdits moyens pour con- trôler l'arrivée de gaz comprennent une soupape et un sys- tème chronorégulateur réuni à cette soupape, de façon à ou- vrir et à fermer, automatiquement, la soupape précitée à des intervalles déterminés.
13. Appareil pour améliorer la qualité du verre en feuille, comme spécifié dans une quelconque des revendica- tions 9 à 12, caractérisé par des moyens pour refroidir l'é- lément tubulaire.
14. Procédé pour améliorer la qualité du verre en feuille, en substance comme décrit dans l'exposé ci-dessus.
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15. Appareil pour améliorer la qualité du verre en feuille, en substance comme décrit ci-dessus, en se repor- tarit aux dessins annexés.
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Method and device for processing sheet glass.
The present invention relates generally to the production of sheet glass and more particularly relates to an improved method and apparatus for the treatment of the surface or surfaces of a continuous ribbon of glass, such as. that it is drawn from a bath of molten glass.
The present invention is particularly applicable in the processing of flat glass, generally referred to as "sheet glass" or "window glass", which is produced with natural fire-polished surfaces, as opposed to "sheet glass". tables or ices ", the surfaces of which are smoothed and mechanically polished.
The invention is not limited to its application to any particular process for forming continuous sheet glass; however, has it been represented in
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drawings - and will be described in the following - in connection with the so-called Colburn process, in which a sheet or ribbon of glass is drawn continuously, from bottom to top, 'from a' bath of molten glass, then folded over a folding water roller, to lie in an essentially horizontal plane, and is driven forward, on a series of support rollers, so as to enter and pass through an annealing gallery .
However, the invention can also be effectively employed in processes where the glass ribbon is stretched vertically from a bath of molten glass, through a drawing chamber and an annealing box.
One of the drawbacks inherent in this process lies in the fact that the surfaces of the freshly formed ribbon of glass are subject to a certain number of surface defects or imperfections, which to date were considered to be more or less characteristic. for drawn flat glass. Among these defects there are surface states which are noticed in particular on the surface (s) of the glass ribbon and which are referred to in this field; shimmer or orange peel (sheen); stripe (shrend); bursts (spalls); asbestos (asbestos); devitrification crystals (metal).
In some cases, these defects are attributed to the condition of the drive and / or support rollers, which are in contact with the freshly formed glass ribbon, and these defects have been found to vary over time. from which the rollers are in use. Thus, the presence of imperfections in the peripheral surfaces of the rollers has led to the conclusion that in one way or another these imperfections tend to create unfavorable conditions on the surfaces of the glass ribbon.
Based on the foregoing, the present invention has
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primarily for the purpose of establishing a new method and apparatus for improving the surface quality of a continuous glass strip, by reducing surface defects which heretofore have been due to contact between the strip freshly formed, on the one hand, and the drive and / or support rollers, on the other hand.
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a vertical and longitudinal sectional view of the stretching chamber and associated elements forming part of a Colburn type flat glass stretching machine.
Fig. 2 is a schematic view of a coating apparatus.
Fig. 3 is a detailed sectional view of the apparatus according to FIG. 2, taken along line 3-3 of fig. 2; and
Fig. 4 is a longitudinal sectional view of another part of the apparatus.
According to the present invention, there is provided a method for improving the quality of sheet glass, wherein a continuous ribbon of glass is drawn from a bath of molten glass and, while it is in the state. softened, strongly heated, is caused to move on a drive or support surface, in contact therewith, this method being characterized by the arrangements of directing a gas towards a surface of the glass ribbon of so as to form a film thereon, and to transfer this film from the glass ribbon to said support surface, following contact therewith, so as to form a protective coating on said surface of the glass. support.
Still according to the invention, there is provided an apparatus for improving the quality of sheet glass, this apparatus comprising means for stretching a continuous ribbon of glass.
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from a bath of molten glass, and at least one rotating roller, arranged so as to operate on the glass ribbon, while the latter is in the softened state, strongly heated, said apparatus being characterized by means for directing a gas onto the surface of the glass ribbon, so as to form a film thereon, said film being transferred from the glass ribbon onto the roll, as a result of the rotation of this last, to form a protective coating on this roll.
As was said above, the invention is not limited to its application in any given process; continuous drawing of sheet glass, and the representation, as well as the description, given herein of the so-called Colburn process should be taken as an example of one of the processes in which the invention can be used. .
In the accompanying drawings, to which reference will be made hereinafter, and in particular in fig 1, the figure of; reference 10 designates the working end or the drawing chamber of a basin glass furnace, which comprises a working vessel or drawing pot 11, supplied with molten glass, suitably conditioned, through a channel 12 located below the end wall 13 of a cooling chamber 14. The drawing pot 11 is mounted on pillars 15, in a pot chamber 16.
The lower zone of the drawing or working chamber 10 is essentially isolated from the drawing pot 11 by means of conventional louvers 17 and 18, respectively front and rear, which also act in such a way as to limit their opposing faces. 19 and 20 the area proper, 21, through which the film-! the glass 22 is stretched upwards. The chamber 10 is bounded by the wall 13, the vault 23 and side walls, one of which is designated by 24. The vault 23 and the walls
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sideways 24 extend from chamber 10, so as to suitably accommodate a leveling chamber
25 and an annealing gallery 26, which follows it.
The underside of the leveling chamber 25 and that of the annealing gallery 26 are closed by a sole 27.
The glass ribbon 22 is continuously stretched upward from a sheet of molten glass 28 contained in the working vessel or pot 11. In a Colburn-type machine, the glass ribbon 22 is initially stretched into a vessel. vertical plane and is then folded at a right angle, over an internally cooled folding roll 29, so that it can then be transported horizontally on drive rolls 30 into the leveling chamber 25 and, through the annealing gallery 26, on rollers 31, before being finally cut into individual sheets at the exit end of the gallery.
On the other hand, during the stretching of the glass ribbon from the molten web 28, a bulb or an enlarged base forms near the surface of this web, the final thickness n 'being not determined until the tape has been fed upward, a certain distance, in the direction of the folding roll 29. The width of the tape is generally maintained by means of rollers 32, d 'a known job.
It is evident that during the continuous stretching operation one face of the tape 22, designated by the reference numeral 33, is in contact with the surface of the folding roll.
29 and moves while being in contact with the peripheries of the rollers 30 located in the leveling chamber 25 and the rollers 31 provided in the annealing gallery 26.
It is during this period of production of the glass ribbon that the surface 33 thereof is particularly sensitive to the conditions prevailing in the drawing chamber.
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and / or the annealing gallery, conditions which tend to alter its quality.
It has been found that when the peripheries of the folding roll and the drive or support rollers are coated with a sodium sulfate coating, this coating acts as a release agent or lubricant, on which one side of the glass ribbon can. move without being marked by the surface of the rollers with which it is in contact. Briefly, the coating material layer is applied to the surface of the glass ribbon in the form of a gas directed towards the surface and which is called to form a film thereon following a chemical reaction with glass. The film is then transferred by the tape to the drive and / or support rollers, so as to form a lubricating layer thereon.
For this purpose, as shown in Fig. 1, a tubular feed member is provided comprising a tube 34 disposed below the folding roll. 29 and spaced from the surface 33, which is adjacent to it, of the glass ribbon. As indicated in figs.
1 and 3, the tube 34 is provided with a number of holes or orifices 35, distributed uniformly along this tube and intended to direct the gas towards the surface of the glass, as indicated by the arrows 36. To the underside of the supply tube 34 is fixed a tube 37 in which circulates a cooling agent, water for example. As can be seen in fig. 2, the tube 34 forms part of a supply system, designated as a whole by the reference numeral 38, one end of the tube 37 being connected by a conduit 39 to a source of refrigerant (not shown).
The coolant tube 37 also serves as a refrigerator for the folding roll, normally employed in the Colburn type sheet glass stretching machine.
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For reasons which will be explained in more detail below, the supply system 38 is called upon to be actuated either automatically or manually and, for this purpose, comprises a tube 40 which communicates. with the tube 34 by means of a hand valve 41, the tube 40 being in turn connected to a tube 43 via a T-fitting 42.
The tube 43 is connected to a flow meter 44. This flow indicator comprises, as is known, a small visible float, which rises during the passage of a liquid and / or a gas, for example at from the supply cylinder 45, from where the fluid passes through a tube 46, passing through the pressure regulator 47 with an indicator dial 48.
Unlike the rollers 30 and 31, which are driven by a motive force, the folding roller 29 normally constitutes an idle rotating element, which moves with the glass ribbon 22 and around which the latter is folded from the vertical plane, in which it develops, to a horizontal plane, in which it is drawn and advanced through the leveling chamber 25 and the gallery 26. Although the periphery of the folding roll may appear smooth when When examined closely, it is common practice to rotate or mechanically drive this roller during its initial installation, so that, by virtue of this relatively rapid rotation, relative to the lower surface of the glass ribbon, it becomes produces a "lapping" action, in which the surface of the glass serves to smooth the surface of the roller.
This obviously results in the glass ribbon having a section of inadequate quality.
Considering fig. 1, to which reference will be made below, it can be seen that the tube 34 is arranged between the bulb of the sheet of molten glass and the folding roller 29,
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transversely between the side walls 24 and provided with uniformly spaced orifices 35, which is indicated by the various arrows 36, these orifices serving to direct a charge of gas against the surface 33 of the glass ribbon
22, between the marginal parts of it. A film is thus formed on the surface of the glass, thanks to the chemical reaction between the constituent elements of the glass and those of the gas. The resulting film is drawn upwards to the peripheral surface of the folding roller.
Preferably, this coating operation is carried out during the aforementioned rotation of the folding roller, so that the rapid rotation of this roller serves to smooth the surface thereof, with a view to applying a layer. of this film on the surface of the glass. Until now it was assumed that a gas such as sulfur dioxide (SO2) could be used, and that apparently from the start, a film of sodium sulfate was formed on the surface of the glass ( Na2SO3), which then combines with oxygen, to finally form a film of sodium sulfate (Na2SO4).
However, as a result of extensive research, it is currently believed that when sulfur dioxide is introduced into an atmosphere containing sufficient oxygen, the sulfur dioxide gas combines with oxygen in the atmosphere to produce l sulfur trioxide (SO3), which then reacts with sodium oxide (Na2O) from the glass surface, to form the final film of sodium sulfate (Na2SO4).
Thus, the formation of a protective film of this nature may consist in combining sulfur dioxide with oxygen contained in the atmosphere of the furnace to form sulfur trioxide gas (SO3), which then reacts with the sodium oxide present in the surface of the glass, to form sodium sulphate: It follows that, in this treatment, the gas
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SO2 is only used as a source of SO3 gas.
In practicing the present invention, it is much preferable to use sulfur trioxide first. However, it is known that this gas is difficult to handle and that its physical characteristics make it difficult to distribute it in a production installation. Sulfur dioxide gas can be formed by the combination of sulfur dioxide gas and oxygen at high temperatures, for example about 800 F.
However, this reaction is lazy and requires catalyzing to give satisfactory results. A suitable catalyst for this purpose can be used in the feed system described above; moreover, the very tube through which the gas is introduced into the furnace chamber may serve to a certain extent for this purpose, because there exists, at a certain point taken along this tube, a temperature zone which promotes this reaction.
The advantages of converting as much SO2 as possible to SO3 are that the reaction between gas and glass is faster and more efficient; in that the volume of SO2 can thus be reduced, which in turn reduces the risk of having excess SO2, all entrained / around the furnace chambers, eating away very hot glass and corroding the metal parts of the furnace; and, what is very important, in that the increase in the speed of the gas, due to the addition of air, allows the gas (SO3) to flow into a more restricted area of the glass ribbon .
On a practical level, the present invention suggests now converting sulfur dioxide to sulfuric anhydride by mixing the SO2 gas with metered amounts of air or oxygen. The oxidation thus carried out can be
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promoted by the catalytic action of the metal distributor tube or by passing the gas through an effective catalyst, to increase the yield of sulfuri- anhydride; than. Sulfur dioxide (SO2), when converted to sulfur dioxide (SO3), reacts with the alkali (Na2O) present on the surface of the glass ribbon to form sodium sulphate (Na2SO4). This results in a white and soft film on the underside of the glass.
As the surface in question, covered with film, of the glass ribbon, passes over the folding roller or the drive rollers, the sodium sulfate acts as a protective film between the underside of this ribbon and the peripheral surfaces. rollers. Simultaneously, and as indicated above, this film serves not only as a release agent, intended to prevent sticking of the glass at high temperatures, but also as a means to prevent the rollers from eroding the surfaces of the glass.
It should be emphasized here that the two novel features of the invention reside in the fact that, in the particularly favorable embodiment thereof, the SO3 gas is not applied continuously to the underside of the tape. glass, while the latter moves continuously above the source of this gas. Thus, the areas of the glass ribbon covered by the film have a "running" section, determined by the time during which the adjustment system is in action, and intermediate areas, devoid of film, spaced by the times during which the system. adjustment is not in action.
The film-provided areas transfer a considerable proportion of the sodium sulfate film to the surfaces of the folding roll and to that of the drive or backing rolls while these areas are in contact with these rolls. This makes it possible to establish a pro-
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sodium sulfate coating on the rollers, for areas without film, the inactive cycles of the control system being a function of the speed with which the protective coating is removed by the uncoated glass surface. pick, which moves in contact with these rollers.
Adjustment of the setting system may also be made when it has been found that, as a result of wear or the like, the rollers must be reloaded with protective coating, and this at periods closer to the end of the life. application operation.
Proceeding from the foregoing, the invention contemplates that sulfur dioxide will be employed primarily for the purposes set forth herein and that in one way or another the formation of the sodium sulfate film will be the result of the introduction of sulfur dioxide gas into the atmosphere through which the glass ribbon passes. However, and as said above, the resulting film is not applied continuously. This film is discontinuous and only appears at intervals on the underside of the glass ribbon and is removed therefrom by contact transfer to the surfaces of the roll.
In accordance with the embodiment of the process in the drawing or working chamber 10, the SO3 gas is directed, from the supply tube 34, to the surface 33 of the glass ribbon moving upwards, while the temperature of the glass is close to 1,250 F. It is assumed that an adequate film of sodium sulfate is applied at this temperature.
However, since it has been found to be advantageous to cause the roller to rotate while the coating operation is taking place, it is not disadvantageous to carry out the coating when the temperature of the glass. exceeds 1,250 F and is in substance 1,350 F. Usually the reaction between
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film and the glass produced at the highest temperature gives rise to a gnawed surface which is likely to occupy an area of 2 to 4 feet of the running length of the glass ribbon.
Since the surface of the glass affected by the usual operation of the rotary roller drive is rendered unacceptable for its subsequent use, the fact that the surface area liable to be gnawed and the contact area which the roller has rotated coincident with one another tends to reduce the effective length of the glass which will exhibit inadequate optical quality.
One of the main reasons in favor of coating the folding roll is that the coating makes it possible to establish on this roll a peripheral surface which, as has been observed, reduces or even eliminates entirely. the defect referred to as shimmer or orange peel (sheen). This defect is often due to the roughness or porosity of the roller and is determined by surface defects which are generally said to resemble the surface of an orange. However, by periodically recharging the surface of the coated roll, thanks to the application of the film-forming gas on one face of the glass ribbon, it was possible to significantly reduce the defect called shimmer or orange peel (sheen).
It has been found that the duration of the coating operation is usually about a minute, that is, equal to a period of time sufficient to form a coated area between
2 and 4 feet. On the other hand, the intervals between coating operations may vary depending on the condition of the roll and the speed with which the coating material is removed therefrom. Therefore, the flow of gas) to tube 34, through tubes 40 and 43, from pressure regulator 47 and cylinder 45, is controlled by
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a hand valve 41 which is operated when the required pressure is to be actually applied.
This tube system can therefore be considered as the manual side A of the adjustment system 38.
As can be seen in fig. 2, the system 38 also comprises an automatic part B, which is advantageously employed when practicing the method according to the invention, in its application to the rollers 30 of the leveling chamber 25, and to the former. rolls 31 of the annealing chamber 26. To this end, the tube 43 is' connected, via the T-fitting 42, to a tube 50, which is connected, via a hand valve 51 , an electromagnetic valve 52 and a communication duct 53, to a gas inlet tube 54. Like the supply tube 34, the tube 54 is equipped with a refrigerant tube 55.
During the work cycle with automatic phases, the actual regulation of the flow of gas to the tube 54 is ensured by means of the electromagnetic valve 52 and by an adjustable chronoregulator device 56, called to open the valve 52. during set periods of time or "open-close" cycles, which are spaced from each other by the adjusted focus of the time-regulator device.
As indicated above, the conversion of sulfur dioxide (SO2) to sulfur trioxide (SO3) can be easily achieved by passing the mixture of SO2 gas and air or oxygen through a catalyst. appropriate, at a temperature close to 800 F. To this end, a catalysis device 58 is provided, shown in the diagram of FIG. 2 and shown in detail in FIG. 4.
The device 58 comprises a short section of pipe or tube 59 of stainless steel, section connected to each of the tubes
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34 and 54 by means of fittings 60 and 61. Near the fitting 60, air or oxygen is introduced into the respective tubes from a power source, through the tube 62 and the fittings 63 and 64, the supply tube 62 being equipped with manual valves 65 and 66, for the purpose of manually adjusting the pressure supplied to the tube 34 or to the tube 54, as the case may be.
The air or oxygen thus introduced into the respective supply tubes for the sulfur dioxide gas (SO2) physically mixes with the latter and, passing through the catalysis chamber 58, combines therein chemically, to produce sulfur trioxide gas (S03), which goes to the supply tube 34 or 54. Inside the tube 59 of the device 58, a quartz tube, which constitutes a chamber 68, is supported by discs 69 in stainless steel. Chamber 68 is filled with a suitable catalyst 70, for example platinized silica gel, retained in this chamber by end plugs 71 made of a porous material such as glass fibers.
This type of catalyst can be prepared, for example, by absorbing platinum chloride (H2PtCl6H2O) by silica gel, so as to obtain a platinum content of 0.1%, by drying the product and then reducing the platinum to its metallic form in an atmosphere of hydrogen, to 1000 F. Thanks to this arrangement, the combined flow of air or oxygen and sulfur dioxide gas, through chamber 68, will result in a conversion reaction such that SO2 + 1/2 O2 = SO3.
The catalysis chambers 58 are preferably located, with respect to each of the feed tubes 34 or 54, in an area of the surface chambers where the temperature of the atmosphere is about 800 ° F. SO2 gas coming from cylinder 45 and passing through one or the other tube
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feed will thus be caused to pass, together with the air or oxygen, through the platinized silica gel, contained in the chamber 68, at an optimum temperature for the accomplishment of the anhydride conversion phase sulphurous, and will flow from the orifices of the respective tubes in the desired form of sulfur dioxide (SO3).
In fig. 1, to which reference will be made below, the tube 54 is disposed transversely between the side walls 24 and is provided with evenly spaced orifices which direct the gas, as indicated by the arrows 72, against the lower face 33 of the glass ribbon 22, in the part of the latter comprised between its marginal parts.
The gas supply tube 54 and the coolant tube 55 may be disposed, as indicated, between the first and second machine or apron rollers 30, in the leveling chamber 25. Although this position of the tubes 54 and 55 has been indicated in fig. l, the scope of the invention is in no way limited to this arrangement, given that, under certain operating conditions, the tubes can be arranged just as advantageously, for example, between the third and fourth, or even between the fourth and fifth support rollers 30.
On the other hand, the tube 54 is sufficiently close to the aforementioned rollers for these rollers to form, together with the band which moves on them, an essentially closed chamber, into which the gas will be introduced. This ensures in a more or less positive manner that the film thus obtained will be limited to the exposed area of the underside of the glass ribbon.
As mentioned above, the sensitivity of the semi-plastic glass surface to defects.
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bumps present in the surfaces of the rollers often results in defective conditions, generally referred to as scratches (shrend); bursts (spalls); asbestos (asbestos); devitrification crystal (metal). In one way or another, these defects are caused by cold spots present locally on the surface of the glass, by tarnishing of the surface of the glass, by chipping of the glass and others. abrasions and superficial attacks.
When the glass ribbon 22 is fed from the folding roll 29, the temperature limit is generally below 1200 F and may be reduced initially in this zone to about 1100 F, whereas, when the tape is drawn in again. close to the annealing gallery 26 and penetrates therein, the temperature gradually decreases and a hard surface finishes forming. An additional advantage is therefore achieved by applying a gas in regularly spaced areas of the underside of the tape, the film thus produced being transferred to the surface of the rollers when the tape moves in contact with them. .
In this way, the worn surface of the rollers - which is often made somewhat rough by deposits of dust or other foreign particles, as well as by particles of its own material, which adhere to the rollers or which are thrown at any time by the latter - will be advantageously covered, so as to provide an entirely smooth peripheral surface. It appears that this has the effect of producing, to a great extent, a "lubricating" surface on which the surface of the glass is entrained and, in particular, of preventing the glass from sticking to the rollers at elevated temperatures. by preventing the rollers from eroding the glass.
It has further been found that the coated areas of the glass ribbon transfer the coating to the
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surfaces of the rolls, even those located in the "hot" end of the annealing gallery, it being understood that the quantities of coating deposited will gradually decrease.
As stated above, the coating apparatus operates during the "open" phase of the "open-closed" cycles of the electromagnetic valve 52, controlled by the time-regulating devices 56. These cycles can be between one minute - or more - for the "open" phase and sixty minutes for the "closed" phase to one minute for the "open" phase and fifteen minutes - or less - for the "closed" phase. It appears that the "closed" phase of the cycles depends to a large extent on the effect of wear of the drive rollers 30 and the support rollers 31, since the moment when these are installed in the chamber. flattening and annealing gallery, until such time as they can be replaced or when the stretcher is stopped.
Therefore, these cyclical operating limits can be extended or approximated to an appreciable extent, to meet the actual operating operations.
It follows from the foregoing that, when the flow of pressurized SO2 gas is regulated by the regulating valve 47, the opening of the electromagnetic valve 52 by a time-regulating device 56 will result in an increase of the indicator float in the valve. flowmeter 44, and the gas will be brought through conduits 43, 50 and 53 to the catalysis device 58.
Thus, during operation of the automatic part B of the system 38, as controlled by the time-regulating device 56, air or oxygen is supplied to the connector 64 through a tube 73, which is put in communication with the valve. supply tube 63 by means of the electromechanical valve
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74. The valve 74 is electrically controlled by the timing device 56, so that, when the device 56 is activated, the electromagnetic valves 52 'and 74 simultaneously allow the passage of SO2 gas and air or oxygen, so that they physically mix at the associated catalysis device 58.
-The chemical combination, which supplies the gas 5 3 thus goes to the supply tube 54 which, during practical operation, is cooled by the refrigerant fluid passing through the tube 55 and coming from a source (not shown) .In case quantity glass tape surface
In the event that the surface quantity of the glass ribbon deviates from an acceptable optical quality, as a result of the appearance of defects, such as "abrasions" or "impressions", and there is If it is desirable to make changes to the operating cycles, the coating apparatus can be adjusted manually, or by means of the hand valve 75 provided between the manual part A and the part. automatic B,
after having closed the valve 51 provided in the aforementioned automatic part B. To this end, a fitting
76 T is interposed in the tube 40 between the hand valve 41 and the fitting 42, a similar fitting 77 being interposed in the pipe 53. The fittings 76 or 77 are interconnected by a tube 78 controlled by the valve. 75.
By observing the pressure of the gas stream, which can be set to rise to one cubic foot per hour, for example, and fixing the length of time the valve is open, one can approximately determine and examine the length and the actual position of the coated areas, at the cut end, i.e., the cold end, of the gallery. Likewise, the length of the uncoated areas of the glass can be detected and the influence determined.
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of the rolls coated with the film, considering the increase or decrease in surface defects.
Thus, during the automatic cycle operation, the timing device 56 can be adjusted so that it reproduces the coating cycles as frequently as necessary, when it has been established. that the protective coating has been transferred from the rollers to the underside of the glass ribbon and that the now changed condition of the surfaces of the rolls is again such as to give rise to the production of glass with surface properties inadequate.
It can thus be considered as obvious that the control system 38 can be employed when desired with opening of the hand valves 41 and 65 of the manual part A, in order to send the SO2 gas and the gas. air or oxygen to the catalyst 58, which results in a flow of SO3 gas to the tube 34 and the surface 33 of the glass ribbon 22, below the folding roll 29, while the valves 51 and 66 of the automatic part B are closed.
On the other hand, when the valve 41 is closed and the valve 51 open, the automatic part B of the system allows, during the "open" phase of the chronoregulator device 56, the passage of SO2 gas, through the electromagnetic valve. than 52 and tubes 43, 50 and 53, to the associated catalyst device. As stated above, when the timing device 56 energizes the electromagnetic valve 52, it simultaneously energizes the electromagnetic valve 74, as a result of which air or oxygen coming from the electromagnetic tube. feed 62, through tube 73, will be directed to connector 64, located upstream of catalyst device 58.
On the other hand, when the hand valve 41 is closed and the normally open valve 51 is in the closed position, the valves 66 and 75 can be opened,
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so as to manually control the "open-closed" cycles, in order to determine the lengths of the coated areas of the lower surface of the glass ribbon, as well as the length of the uncoated areas, which occur between the first.
Likewise, when the system operates under the automatic control of the chronoregulator device 56 and the hand valve 75 occupies the closed position, the hand valves 41 and 65 can be used, to allow one to allow, in order to constitute a coated zone. appropriate length on the surface of the tape 22 as the tape is driven upward toward the folding roll 29.
As stated above, the "open" phase of the coating cycle and the "closed" phase can be determined in advance following tests and can vary between time limits ranging from one six minutes for the "open" phase and fifteen to sixty minutes for the "closed" phase. Likewise, the gas flow can be adjusted to any pressure desired, for example, from one to three cubic feet per hour, or more. Each of these factors relating to time or gas volume can be easily adjusted, so as to conform to the speed at which the glass ribbon is stretched, to the temperature of this ribbon when in contact with the folding roll. and / or the apron rollers. and those of the gallery, the condition of the surfaces of the rollers and the speed with which these surfaces wear or wear. cover with foreign particles.
It has thus been found that it is not absolutely necessary, in order to improve the surface or to keep the latter free from certain defects and to achieve a satisfactory optical quality, to continuously form a film of sulphate.
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sodium fate on the surface of a glass ribbon after it has been drawn. This is because the sulfuric anhydrous gas produces a film which is transferred to the rollers as sodium sulfate film, with the glass ribbon serving as a support.
The coated zone, which is thus stripped to a certain extent of its coating, is nevertheless protected during continuous movement, while the uncoated lower surface of the glass ribbon is protected by moving in contact with the aforementioned rollers, thanks to the protective coatings formed on these rollers. Thanks to this arrangement, it is possible to determine a periodic reloading of the protective coating of the rolls and to obtain, at the cold end of the gallery, a glass sheet of satisfactory quality. In addition, and as discussed above, the coating of the rolls, in particular of the folding roll, constitutes a means of obtaining an improved glass surface, where defects are notably reduced, or entirely eliminated. .
This is made possible by forming - initially if desired, or alternatively, periodically - a protective coating of sodium sulfate on the folding roll, through the application of sulfur trioxide gas, while causing this roll to rotate.
CLAIMS
1. A method of improving the quality of sheet glass, wherein a continuous ribbon of glass is drawn from a bath of molten glass and, while in a softened state, strongly heated , is caused to move on a driving or support surface in contact therewith, this method being characterized by the arrangements which consist in directing a gas towards a surface of the glass ribbon, so as to form a film about it,
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and transferring this film from the glass ribbon to said support surface, upon contact therewith, so as to form a protective coating on said support surface;
2.
A method of improving the quality of the glass sheet as specified in claim 1, characterized in that the freshly formed ribbon is advanced relative to a rotating support surface in contact therewith and in that that the aforesaid film is transferred to the aforementioned support surface following the rotation of the latter surface in contact with the glass ribbon.
3. A method of improving the quality of the glass sheet as specified in any one of claims 1 and 2, wherein the glass ribbon is folded over a rotating support surface in contact therewith, towards an essentially horizontal plane, and is caused to penetrate into an annealing zone, characterized by the arrangements which consist: in directing the gas onto a surface of the glass ribbon situated upstream of the aforesaid rotating support surface, in view to form the film on this surface of the glass, and then to transfer the film from the glass ribbon to the rotating support surface, when the aforesaid ribbon passes over this! last surface, to form a protective coating on the aforesaid rotating support surface.
4. A method of improving the quality of sheet glass, as specified in any one of the claims
2 and 3, characterized in that the gas is directed over the surface of the glass ribbon at periodically spaced intervals to form coated and uncoated areas alternating between them.
5. A method for improving the quality of the glass sheet, as specified in claim 4, characterized in.
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that the periods of time during which the gas is directed towards the glass ribbon are determined by the speed with which the protective coating is transferred from said rotating support surface to the uncoated areas - of the aforesaid glass ribbon, which alternate with the hedged areas.
A method for improving the quality of the glass sheet as specified in any one of claims 2 to 5, characterized in that the rotational speed of the aforesaid rotatable support surface is increased, such that this surface rotates at a speed greater than the speed at which the glass ribbon travels on this surface during the periods of application of the gas on this ribbon.
7. A method of improving the quality of the glass sheet, as specified in any one of claims 1 to 6, characterized in that the gas is sulfuric anhydride, which reacts with the surface of the glass ribbon, to form a film of sodium sulfate.
8. Apparatus for improving the quality of sheet glass, comprising means for stretching a continuous ribbon of glass from a bath of molten glass, and at least one rotating roller, arranged to enter into it. contact with the ribbon of glass, while the latter is in a softened, highly heated state, said apparatus being characterized by means for directing a gas onto the surface of the ribbon of glass, so as to form a film thereon. ci, said film being transferred from the glass ribbon onto the roll, following the rotation of the latter, to form a protective coating on this roll.
9. Apparatus for improving the quality of glass foil. le, as specified in claim 8, characterized in
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that the system for directing gas against the surface of the glass ribbon comprises a tubular member oriented transversely to the glass ribbon and provided with a series of spaced orifices; a gas source connected to the aforesaid tubular member; means for controlling the flow of gas through the aforementioned tubular element.
10. Apparatus for improving the quality of sheet glass, as specified in claim 9, characterized by means for supplying sulfur dioxide gas to the aforesaid tubular member, and by means for adding gas. oxygen to the aforesaid gas, in order to convert the latter into sulfur dioxide gas, before delivering it through the orifices provided in said tubular element.
11. Apparatus for improving the quality of the glass sheet, as specified in claim 10, characterized in that the means for adding oxygen to the sulfur dioxide gas comprises an oxygen source and a reaction chamber. Catalytic converter mounted in the above tubular element and through which pass sulfur dioxide gas and oxygen.
12. Apparatus for improving the quality of sheet glass, as specified in any one of claims 9 to 11, characterized in that said means for controlling the inflow of gas comprises a valve and a combined timing system. to this valve, so as to open and close, automatically, the aforementioned valve at determined intervals.
13. Apparatus for improving the quality of sheet glass, as specified in any one of claims 9 to 12, characterized by means for cooling the tubular member.
14. A method for improving the quality of sheet glass, substantially as described in the above discussion.
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15. Apparatus for improving the quality of sheet glass, substantially as described above, with reference to the accompanying drawings.