Procédé de fabrication du verre et de produits analogues et four pour la mise en aeuvre du procédé. Comme on le sait, la fabrication du verre et de produits analogues tels que du silicate de soude ou de potasse et de l'émail com porte généralement une succession d'opéra tions thermiques telles que la fusion, l'affi nage et la mise à température de travail, qui se distinguent, notamment, les unes des au tres par les températures qu'elles nécessitent.
Dans les procédés dits continus pour la fabrication du verre on réalise ces différen tes opérations dans les zones successives d'un même bassin, l'introduction des matières brutes et le prélèvement du verre ayant lieu d'une manière pratiquement continue respec tivement à chacune des deux extrémités du four. Dans un tel four, le niveau du bain est constant et en chaque point le régime de température ne subit en principe aucune va riation.
Dans le cas des procédés discontinus on soumet au contraire la totalité du contenu du récipient à la même opération thermique et l'on attend, avant d'utiliser le verre, d'avoir amené tout le contenu du récipient à l'état final désiré. Les différentes opérations s'é chelonnent donc, dans ce cas, dans le temps, la matière à traiter étant chargée, fondue et affinée, par exemple pendant la nuit, tandis que le verre est extrait pendant la journée. Dans un tel mode de fabrication, le niveau du verre est essentiellement variable et la température de la masse de verre dans son ensemble subit dans le temps des variations , . systématiques correspondant aux opérations à réaliser.
La présente invention se rapporte à ce mode de fabrication discontinu. Elle a pour objet un procédé pour la fabrication du verre et de produits analogues tels que du silicate de soude ou de potasse et de l'émail, dans lequel on effectue successivement dans le temps les différentes opérations thermiques nécessaires à cette fabrication, de telle sorte qu'à un même instant tout le contenu du ré- cipient dans lequel sont placées \les matières à traiter soit soumis à la même opération thermique, et dans lequel le chauffage des matières dans au moins une des phases de la fabrication est effectué au moyen d'un courant électrique traversant ces matières à la ma nière d'une résistance,
ce procédé consistant à réaliser ce chauffage au moyen d'électrodes dont une partie au moins est disposée de telle façon que, malgré les variations du niveau du bain pendant l'opération de chauffage, la surface de contact de ces électrodes avec le bain soit invariable.
L'invention se rapporte également à un four pour la mise en oeuvre du procédé sui vant l'invention. Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce four, laquelle est spécialement destirje à la fa brication du verre.
La fib. 1 est une vue en coupe de ce four représenté après que le verre fabriqué a été prélevé et que l'on a déposé dans le four la première charge de la nouvelle fusion.
La fig. 2 représente le nième four û, lui autre moment du cycle des opérations, par exemple à la fin de la fusion.
Dans les figures, 1 représente le récipient, 2 les électrodes qui ont leur surface S desti née à venir en contact avec le verre, disposée au-dessous d'un plan horizontal 4 situé à une faible distance au-dessus du fond du réci pient.
La fi-. 1 représente le récipient avant le début d'une nouvelle opération de fusion. On laisse intentionnellement dans le réci pient, après la coulée précédente, une quan tité de verre suffisante pour constituer en tre les électrodes une masse conductrice apte à. s'échauffer par le passage du courant. C'est sur cette masse conductrice que l'on dé pose la première motte 6 des matériaux à fondre dans la nouvelle opération de fusion. Cette couche de verre initialement laissée dans le fond du récipient peut être de hauteur relativement faible puisque les électrodes lie dépassent pas le niveau 4 qui est proche du fond du récipient.
Dans la fib. 1 on a représenté en 5 une couche de verre initiale qui remplit cette der nière condition. Dans le cas où il s'agit de matières non encore vitrifiées, ces matières premières G flottent à la surface de la. couche de verre comme le représente le dessin. Le chauffage de ces matières est obtenu par leur contact avec la couche de verre fondu chauffé par le passage du courant électri- (lue.
On doit noter (lue la surface d'amenée de courant dans 1 < i couche à a déjà, dès le début de la fusion, la valeur totale prévue polir l'alimentation en courant du récipient dans toutes les phases du travail. Cette surface a donc une valeur notable et permet l'introduc tion d'un courant d'intensité élevée.
D'autre part., en raison de la faible hauteur du bain de verre la section de passage du courant électrique entre les électrodes a une valeur iirinirnuiu (lui est du même ordre de gran deur (lue lit surface de contact des électro des avec le verre. La température atteinte par 1 < ( couche :
5 peut ainsi avoir une valeur élevée, sensiblement uniforme dans tout l'en- .semble de la couche. Cette circonstance est particulièrement favorable à la fusion régu lière (le la motte car du fait de la faible hau teur (le la couche on peut difficilement comp ter sur l'établissement de courants de verre horizontaux pour uniformiser l'action du chauffa.be de la courbe à sur la motte, d'au tant plus que, au eoinmeneement du cycle,
u"(#st-ii-dire au début: de l'opération de fusion, le verre n'est pas très chaud et par suite n'a pas la fluidité favorable à l'établisse ment desdits courants.
La fi-. ? représente le four à la fin de la fusion de l'ensemble des mottes qui ont été successivement déposées à la surface du bain. Comme on le voit, le niveau du verre est venu en 7.
Lit section offerte par le verre au passage du courant étant devenue beaucoup plus brande qu'au début de l'opération de fu sion (fig. 1), la résistance de l'ensemble du four a diminué et, si la tension d'alimentation est restée constante, l'intensité absorbée par le four est devenue plus brande.- Mais la sur- face de contact 3 des électrodes et du verre n'ayant pas varié, cette augmentation de ni veau se traduit par une augmentation rela tive de la résistance électrique des zones de verre qui entourent les électrodes par rapport à la résistance de l'ensemble de la masse.
La puissance dissipée au voisinage des électrodes se trouve donc augmentée en valeur absolue par suite de l'augmentation de l'intensité et en plus en valeur relative par suite de la variation relative de la résistance du bain indiquée plus haut.
Il résulte de ce qui précède qu'il se crée dans la masse de verre des zones de tempé rature très élevée, et limitées à certaines par ties du bain qui sont les parties avoisinant les électrodes et figurées en 8 sur la fig. 2. Ces zones à température très élevée sont très favorables à l'obtention d'un bon affinage.
De plus, les courants de convection qui, dans ce cas, sont nécessaires pour faire béné ficier l'ensemble de la masse du verre du de gré de température très élevé procuré par les zones voisines des électrodes, sont facilités par le fait qu'il existe une notable hauteur de verre au-dessus de ces zones chaudes 8.
On peut agir d'ailleurs sur la direction des courants de convection, provenant. des zones chaudes créées à la partie inférieure du bain, en disposant dans d'autres parties du bain, aux emplacements convenables, des élec trodes qui créent des zones chaudes dans leur voisinage.
On peut noter que la température engen drée dans les zones avoisinant les électrodes peut être réglée à l'avance, pour une tension d'alimentation donnée, par la valeur de la surface de contact des électrodes dans le bain.
Pour faciliter encore l'affinage, des élec trodes auxiliaires, à faible surface de con tact avec le verre, donc engendrant des zones chaudes, peuvent être placées au niveau du bain, lesquelles électrodes sont à niveau ré glables de façon à ce qu'elles puissent tou jours être maintenues immergées, malgré les variations de niveau.
Il doit être entendu que la présente inven- tion est applicable aussi bien à des récipients en forme de cuve et qui peuvent avoir de grandes dimensions, tels que ceux appelés communément "bassins journaliers" ou "day- tanks" qu'à des récipients plus petits en forme de pots.
L'alimentation des électrodes peut être faite au moyen d'amenées de courant métal liques qui pénètrent dans le bain par sa sur face supérieure. Ces amenées de courant sont alors de préférence refroidies par circulation d'eau de façon à éviter une corrosion trop rapide.
Dans tous les cas on peut être amené, pour l'utilisation de verre terminé, à déplacer le récipient et à l'incliner en vue de déverser le verre dans les appareils d'utilisation ou façonnage du verre. Pour ce genre d'utilisa tion il est prévu que les électrodes peuvent être séparées des conducteurs d'amenée de courant au four.
Les électrodes dont la surface de contact avec le bain est constante peuvent être en graphite puisque, celles-ci, au cours des di verses opérations, sont maintenues constam ment recouvertes par la matière fondue, c'est-à-dire être mises à l'abri de l'air.
Ces électrodes, introduites dans des ouver tures pratiquées dans les parois latérales du four, peuvent être en une seule pièce et s'é tendre d'un bord à l'autre du four. Au lieu de cette disposition, chaque électrode peut être constituée par deux éléments situés dans le prolongement l'un de l'autre et introduite par des ouvertures se faisant vis-à-vis de fa çon à se rencontrer -ou presque se rencontrer à l'intérieur du four. Dans un cas comme dans l'autre ces dispositions permettent d'ob tenir un chauffage uniforme sur toute la largeur du four.
Dans ce qui précède on a considéré que les électrodes étaient alimentées sous poten tiel constant; dans ce cas le réglage, en fonc tionnement, du chauffage du verre compris entre les électrodes ne peut être obtenu, pour une hauteur déterminée du niveau du verre dans le four, que par variation de distance entre électrodes. Dans le cas où on dispose d'une source à potentiel variable, ce réglage peut être obtenu par variation de la tension d'alimentation des électrodes.
Il a été reconnu que la résistance entre électrodes dépendait dans une large mesure de la surface de contact des électrodes avec le verre. En conséquence. lorsqu'il est fait usage de courants polyphasés l'équilibrage des phases peut être obtenu en donnant des valeurs convenables aux surfaces des diffé rentes électrodes.