Four pour la fabrication du verre. L'invention a pour objet un four pour la fabrication du verre, qui est par exemple ,du type des fours appelés "day-tank" qui sont conduits d'une manière continue ou semi- continue, c'est-à-dire de telle sorte que le verre affiné puisse être soutiré de manière continue ou par intermittences à l'une des extrémités du four, cependant que les ma tières vitrifiables sont chargées à l'autre extrémité de celui-ci.
Conformément aux méthodes bien connues, le verre a longtemps été produit dans des fours où la. fusion et l'affinage des matières vitrifiables sont obtenues par le chauffage de leur surface, par exemple par des flammes situées au-dessus de la surface de la masse des matières présentes dans le four. L'énergie calorifique ainsi produite est transmise à et à travers la masse de verre par radiation et convection. La proportion de l'énergie calo rifique produite et ainsi effectivement trans mise à la masse de verre dépend naturelle ment, -dans une grande mesure, des tempéra tures :des produits de la combustion.
De tels fours sont construits en matériaux réfrac taires; leur capacité de production est, par suite, limitée par les températures maxima auxquelles les voûtes et les parois réfractaires des fours peuvent être soumises sans subir une détérioration trop rapide.
C'est un fait connu que, dans les fours de ce type chauffés au mazout ou au gaz, environ 85 % de l'énergie calorifique totale produite est perdue par radiation et entraîne ment par la cheminée quand le four travaille à sa capacité normale. Il est également connu que la capacité normale -de production d'un four utilisant le chauffage par la surface est fonction de la surface de la masse de verre contenue dans le four.
Cette capacité peut naturellement être portée à une valeur au- dessus de la normale pour un four contenant une masse traitée d'une surface donnée, par l'utilisation de températures plus élevées, mais seulement au prix d'une appréciable et rapide diminution de l'efficacité de l'opéra tion. En outre, une telle augmentation dans la capacité de production pour un four donné du type ci-dessus est nécessairement limitée par les températures maxima qui peuvent être utilisées en pratique.
Le four faisant l'objet de l'invention com prend une cuve dans laquelle les matières premières sont introduites et où la fusion et l'affinage sont obtenus par chauffage de la surface .de ces matières, ce four étant en outre caractérisé par au moins un avant-corps accolé à la cuve, communiquant avec elle et dans lequel les matières premières sont dé versées, l'un au moins de ces avant-corps étant muni de moyens de chauffage addition nels susceptibles d'être mis en fonction à vo lonté.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du four fai- saut l'objet de l'invention, ainsi qu'un détail d'une variante.
La fig. 1. -est une section horizontale de ladite forme d'exécution, suivant la ligne I-I de la fig. 2.
La fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de détail en coupe prise suivant la ligne III-III de la fig. 1, et la fig.. 4 est une vue en coupe partielle mais analogue à la fig. 2 de ladite variante.
Le four représenté dans les fig. 1 à 3 comprend une cuve 5 réalisée en matériaux réfractaires et comprenant un fond 6, des pa rois latérales 7, des parois d'extrémité 9 et 10 et un toit en forme de voûte 11a. L'inté rieur de cette cuve est divisé transversale ment en une chambre de fusion et d'affinage 11 et une chambre de travail 12 par une cloison 14 construite avec des blocs de maté riaux réfractaires s'étendant sur la largeur entière de la cuve 5 à une courte distance au-dessus de la surface de la masse fondue 15, dont le niveau est maintenu pratiquement constant.
La cloison 14 présente un passage 16 à travers lequel le verre affiné peut passer de la chambre 11 à la chambre de travail 12.
Des matières vitrifiables 15a sont intro duites dans la chambre 11 à travers des avant-corps 17, 18 et 19 construits à l'exté rieur du mur d'extrémité 9 et des murs ad jacents 7. Chacun de ces avant-corps est ouvert au sommet et en communication con tinue avec la chambre 11 à travers un pas sage 20. Les bords supérieurs de ces passages 20 sont au-dessus du niveau le plus élevé de la masse fondue 15, comme représenté dans la fig. 2, mais un ou tous lesdits passages peuvent être complètement submergés, si on le désire. Les parois latérales de l'avant-corps sont prolongées au-dessus du bain.
La masse fondue des matériaux 15 traités dans la chambre 11 est tout d'abord chauffée par des flammes produites au-dessus de la surface par des brûleurs 21 de construction connue dans les fours pour la fabrication du verre. Le four est construit en matériaux ré- fractaires convenables, de telle sorte que l'opé ration soit réalisée avec une efficacité rela tivement élevée quand les brûleurs 21 ou autres moyens de chauffage de la surface sont utilisés comme seuls moyens de chauf fage.
Quand le four est conduit de cette ma nière, les matières premières sont de préfé rence introduites dans l'avant-corps 17, quoi qu'elles puissent être introduites dans chacun des autres ou simultanément dans plusieurs.
Dans le but d'accroître la production sans diminuer pratiquement l'efficacité de l'opéra tion et sans agir de manière défavorable sur les matériaux réfractaires dont le four est constitué, les brûleurs à gaz ou les autres moyens de chauffage de la surface peuvent être utilisés en addition avec des moyens de chauffage électrique grâce auxquels la tem pérature de la masse de verre peut être élevée avantageusement sans augmenter la tempéra ture des flammes, cette dernière température étant limitée au point de vue pratique par les matériaux réfractaires du toit et des murs du four.
Dans la forme représentée, les moyens de chauffage supplémentaire compren nent des électrodes dans les avant-corps 18 et 19 au moyen desquelles on peut faire passer un courant électrique dans les matières vitri fiables jouant le rôle de résistances électri ques et ainsi amener ces matières à leur tem pérature de fusion ou au-dessus. Dans les avant-corps 18, deux électrodes 22 et 23 de polarité opposée sont disposées près du plan de la surface normale de la masse fondue 15, niais complètement au-dessous de celui-ci, et deux électrodes 22a et 23a sont de même respectivement disposées directement au- dessous des électrodes 22 et 23.
Les électrodes 22, 22a sont reliées électriquement à un pôle de la source d'énergie électrique 24 et les électrodes 23, 23a à l'autre pâle par des interrupteurs 25.
Les électrodes dans les avant-corps 19 sont disposées transversalement au sens du passage des matières premières de l'avant corps vers la cuve. Deux électrodes horizon tales 26, 26a séparées par une distance verti cale s'étendent à travers les murs latéraux desdits avant-corps et sont reliées à une extrémité de la source 24 ou d'une autre source d'énergie électrique, cependant que deux électrodes 27, 27a séparées par une dis tance verticale sont disposées de manière ana logue à une plus grandé distance du mur du four 7 et sont reliées à l'autre extrémité de ladite source par des interrupteurs 28 qui peuvent être ouverts ou fermés à volonté.
Dans chaque avant-corps, les électrodes constituent une sorte de grille qui retient les matières premières dans leur mouvement descendant et qui permet d'avoir dans l'avant- corps une charge de matières d'une grande hauteur au-dessus du' bain.
Les électrodes décrites ci-dessus sont constituées d'un matériau conducteur, tel que du carbone, par exemple, qui ne doit pas être attaqué d'une manière notable par les ma tières vitrifiables fondues 15. Lesdites élec trodes ont, de préférence, une faible surface en contact avec lesdites matières, par rapport 'L la section transversale de la masse fondue située entre les électrodes qui coopèrent, de sorte que des zones de température plus éle vée seront créées dans le voisinage immédiat des électrodes. Si les électrodes sont ainsi convenablement choisies, il sera possible d'éle ver la température des matières dans les avant-corps 18 et 19 à un degré tel que leur fusion soit obtenue rapidement.
On voit que les électrodes dans tous ou dans un, deux ou trois des avant-corps 18 et 19 peuvent être mises en circuit en fermant les interrupteurs 25 et 28. Un interrupteur principal, placé dans le circuit en un point situé près de la source 24, est prévu pour séparer simultané ment toutes les électrodes de ladite source. Si on le désire, des moyens de chauffage sup plémentaires sous la forme d'électrodes re- lées à la source 24 peuvent aussi être placées dans l'avant-corps 17 avec l'une ou l'autre des deux dispositions représentées, ou toute autre disposition convenable.
Quand les élec trodes, dans les avant-corps 18 et 19, ne sont pas actives, c'est-à-dire quand les interrup teurs 25 et 28 sont en position ouverte, et que des matières premières ne sont pas intro- duites par lesdits avant-corps dans la chambre 11, il y aura un très petit courant, s'il y en a, à partir desdits avant-corps vers ladite chambre.
En même temps, la masse accumu lée dans les avant-corps inactifs sera relative ment froide et dans un état relativement so lide, de sorte qu'il n'y aura pas de perte appréciable de chaleur à travers ces avant- corps. Il doit être compris que des électrodes montées différemment et des électrodes non complètement noyées dans la masse fondue peuvent être employpes au lieu de celles qui sont représentées.
Les unités de chauffage créées dans la masse de verre 15 par le passage du courant électrique entre les électrodes qui coopèrent s'ajoutent aux unités de chauffage produites par les flammes ou autres moyens de chauf fage dans la chambre 11, de sorte que les matières seront fondues et affinées plus rapi dement sans aucun effet nuisible appréciable sur les parois et la voûte du four.
Le produit fini peut, par suite, être soutiré plus rapide ment et les matières vitrifiables peuvent être introduites en correspondance à un taux plus élevé, augmentant ainsi la capacité de pro duction du four sans modifier le volume ou la surface de la masse fondue soumise à la chaleur des flammes ou autre moyen de chauffage principal.
Le verre affiné de la chambre 11 s'écoule par le passage 16 de la paroi 14 dans la chambre de travail "12 où il se refroidit jus qu'à une température convenable. Le verre fini peut être soutiré de manière continue ou par intermittences par un ou plusieurs orifices 29 du mur 10. De préférence, les matières premières 15a sont introduites et le verre affiné est soutiré à des vitesses pratiquement les mêmes, de sorte que le niveau de la masse fondue 15 demeure pratiquement constant.
Toutefois, le verre affiné peut, par moments; être soutiré à une vitesse plus grande que les matières vitrifiables ne sont introduites pour satisfaire aux besoins de la production, par exemple pendant le jour.
Dans la fig. 4, on a représenté une partie d'une seconde forme d'exécution du four selon l'invention qui se distingue de la précédente par une forme modifiée de l'avant-corps. Cet avant-corps 18'a ses parois 9' et 30 inclinées par rapport à la verticale de façon à conver ger vers les électrodes 31, 31a et 32, 32c re liées à une source d'énergie électrique de la manière précédemment décrite.
Sion le désire, les deux autres parois (non représentées) de l'avant-corps 18' peuvent aussi converger vers la base du four ou le niveau supérieur de la masse de verre, de manière que la section horizontale de l'avant-corps- aille en diminuant vers le bas. Cette construction, qui peut aussi être appliquée à l'un ou à tous les avant-corps de la fig. 1, empêche le bain 15a de glisser vers le bas trop rapidement et évite ainsi la possibilité de surcharger le four avec des ma tières premières.
La disposition convergente des murs aide également à maintenir le bain dans la position représentée dans l'avant-corps, de sorte qu'il sert mieux d'isolant pour empê cher les pertes de chaleur. On peut également faire varier la forme de la surface des ma tières fondues dans l'avant-corps, de manière à mieux s'adapter au type d'électrodes utilisé.
Les fours décrits sont adaptés à la pro- duction continue ou semi-continue du verre dans lequel le chauffage par effet Joule pour la fusion des matières vitrifiables est utilisé comme addition au chauffage de la surface de la masse de verre fondu, par exemple par une flamme ou autres moyens de chauffage ap propriés, -dans le but de permettre de faire varier effectivement le taux de production d'un four donné sans affecter de manière ap préciable l'efficacité de l'opération. En outre.
ces fours ont l'avantage d'être adaptés pour produire de manière efficace un verre de haute qualité au taux maximum désiré et également adaptés pour produire de manière continue et efficace un verre de qualité ana logue à un taux beaucoup plus bas sans qu'il soit nécessaire d'arrêter et de remettre en marche le four quand une faible production seulement est désirable. En outre, ces fours offrent la possibilité de produire efficacement un verre de haute qualité à la vitesse désirée,
avec la qualité de charbon la moins coûteuse qu'on puisse se procurer et qui est cependant capable de produire d'une manière efficace du verre de qualité analogue à une vitesse plus élevée, rendant ainsi inutile de construire et de mettre en route un nouveau four quand on désire seulement une faible augmentation de la production. Si l'énergie électrique utilisée pour augmenter la production est quelque peu plus coûteuse que le combustible normalement utilisé pour la production standard, cette aug mentation de prix sera plus que compensée par le fait qu'un seul four est nécessaire.
Cer taines formes d'exécution pourront être obte nues par aménagement de fours existants pour les rendre capables de s'adapter aux variations dans la production en relation avec les varia tions dans le marché. Un four comme décrit se prête à une construction simple et peu coû teuse aussi bien qu'à une conduite convenable par des ouvriers relativement peu expéri mentés.
Dans d'autres formes d'exécution, on pour rait faire varier quelque peu le type et la dis position des électrodes dans chaque avant- corps, de même que la position et la forme précises des divers avant-corps.