Procédé pour la recuisson rapide du verre en feuilles en production continue et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que la reeuisson industrielle des verres en feuilles produits de manière con tinue, par exemple les verres à vitres, à glaces, etc., n'élimine pas totalement les con traintes internes permanentes qui sont. révé lées par l'observation, parallèlement. aux faces, de la. biréfringence à la température ambiante.
On sait aussi qu'il est bon, d'un point de vue pratique, que ces verres conservent un faible résidu de contraintes internes perma nentes, résidu caractérisé par un léger taux de compression des couches superficielles et cela parce que ce résidu de contraintes leur confère, en général, une meilleure tenue mé canique .ainsi qu'une meilleure résistance aux chocs thermiques.
La r ecuisson industrielle des verres en feuilles, qui ne peut pas être une recuisson parfaite, se borne à atteindre deux objectifs principaux: a) Assurer une bonne répartition des con traintes internes résiduelles, autrement dit les uniformiser en surface et les rendre symé triques en épaisseur.
b) Abaisser leur intensité au-dessous d'une certaine limite.
Pour chaque produit particulier, le pro blème consiste. à réaliser un compromis entre ces deux tendances, compromis permettant de satisfaire à toutes les exigences pratiques d'emploi -du verre considéré. La condition essentielle posée par l'utilisation est la possi bilité de découpe sans difficulté excessive et avec un minimum de pertes. Pour obtenir ce résultat, il faut réaliser un taux de compres sion de la. peau des feuilles qui ne soit pas trop élevé afin que le sectionnement de cette peau par l'outil de .découpe ne soit pas trop pénible.
Mais il faut aussi, et cela est plus important encore, qu'il n'y ait pas, dans la peau, de plages ou -de lignes nu voisinage des quelles l'état de compression varie rapide ment et, à plus forte raison, qu'il n'y ait pas, à côté de zones en compression, des zones en extension afin que les lignes de rupture tra cées par l'outil ne risquent. pas de bifurquer dans des directions inattendues, ce qui donne rait lieu à des pertes de matière.
La recuisson industrielle du verre en feuilles, telle qu'elle est pratiquée actuelle- ment, met, en général, en oeuvre des moyens d'une importance hors de proportion avec le résultat à atteindre: l'opération est longue et son prix de revient est loin d'être négligeable. En fait, les fours modernes de recuisson sont encombrants, leur prix et leurs frais de fonc tionnement sont relativement élevés.
On doit. cependant reconnaître que les procédés d'étirage continu vertical des verres à vitres pratiquent une recuisson relativement rapide, dans des gaines de refroidissement progressif de construction rustique fonction nant, en général, sans apport de chaleur. Mais il est bien certain que ces appareils sont nettement défectueux dès qu'il s'agit de recuire ode manière continue .des feuilles dont l'épaisseur dépasse 3 mm: la découpe de ces feuilles donne lieu à des pertes notables chez l'usager et le distributeur comme chez le fa bricant.
La présente invention comprend un pro <B>cédé</B> pour la. recuisson rapide du verre en feuille en production continue, en \lie d'ob tenir une bonne répartition des contraintes internes permanentes et une faible valeur des- dites contraintes, caractérisé en ce qu'on fait.
subir à la feuille, qui a été formée d'une façon connue, une opération d'homogénéi sation de température de manière que la feuille acquière en tous ses points une même température plus élevée que la température T2 de la fin du coude de transformation de la courbe de dilatation,
qu'on soumet ensuite cette feuille à un refroidissement symétrique uniquement par rayonnement dans des condi tions telles que l'effet de la convection soit rendu négligeable et ceci jusqu'à ce que tout point de la feuille se trouve à une tempéra ture plus basse que la température Ti du commencement du coude de transformation de la courbe de dilatation et qu'on soumet la feuille à un refroidissement symétrique par convection forcée d'air jusqu'à ce qu'elle at teigne une température suffisamment basse pour pouvoir être découpée.
Sur la fig.1 du dessin annexé, on a repré senté la courbe de dilatation dont il vient d'être fait mention.
Dans une mise en ceuvre particulière dudit procédé, on soumet la feuille, aussitôt après l'opération d'homogénéisation de la. tempéra ture susmentionnée, à un chauffage par rayonnement pendant un court instant, chauf fage destiné à créer un certain gradient de température dans les deux moitiés de l'épais- seur, entre le plan médian de la. feuille et ses faces, ces dernières se trouvant ainsi à. tem pérature phis élevée.
Immédiatement après ce chauffage, la feuille subit le refroidissement par rayonne ment sans convection indiqué ci-dessus, puis le refroidissement final par convection < l'air forcée spécifié ci-dessus.
Le refroidissement. par rayonnement s'ef fectue simultanément sur la surface du verre et les couches sous-jacentes. Bien qu'il ne soit pas d'égale efficacité dans ces deux régions en raison de l'absorption de la. matière, l'écart de température qu'il détermine entre les faces et le plan médian de la feuille est faible; il y a donc. solidification sous un faible gradient de température et le. résultat final à la. tempé rature ambiante est. que les contraintes internes permanentes suivant l'épaisseur sont. faibles; en particulier, la pellicule de surface est faiblement comprimée.
Etant donné que le refroidissement par rayonnement peut être produit uniformément sur chacune des faces et qu'il est facile d'ob tenir qu'il soit d'égale intensité sir les deux faces, les légères contraintes internes perma nentes qui affectent la. feuille après recuis- son sont uniformes en surface et symétriques suivant l'épaisseur; en conséquence, elles ne sont pas gênantes pour l'emploi du verre, en particulier pour sa découpe.
L'opération est d'autant plus satisfaisante que le verre est moins absorbant pour les ra diations infrarouges, car, dans ce cas, le gra dient de température suivant l'épaisseur est plus faible.
On peut améliorer l'efficacité de cette opération par la mise en ce-Livre décrite ci-des sus, c'est-à-dire en opérant. un bref chauffage par rayonnement après l'opération d'égalisa tion de la température. Par cette opération supplémentaire, on crée par avance un gra dient de température qui est. de sens con traire à celui résultant du refroidissement par rayonnement et on conçoit que ces deux gra dients, en se neutralisant, partiellement au moins, permettent de réaliser avec une meil leure approximation encore le franchissement simultané de la zone critique de solidifica tion par le eceur de la feuille et par sa peau.
On peut, au moyen du procédé décrit, franchir le coude de la courbe de dilatation pour des feuilles produites de manière con tinue et dont l'épaisseur atteint 10 mm, qu'il s'a;-isse de verre étiré progressant verticale ment jusqu'à solidification complète ou de verre étiré verticalement, puis plié horizon talement, ou encore de verre coulé progres sant horizontalement.
Dans le cas d'une épaisseur de 5 mm, on peut compter que le temps nécessaire à la deuxième opération susvisée, sans ou avec l'opération complémentaire de bref chauffage, ne dépasse pas deux minutes.
Il convient de remarquer que, pour la plu part des verres sodo-caleiques industriels ne contenant pas trop d'impuretés augmentant l'absorption dans l'infrarouge, le refroidisse- nient au moyen du seul rayonnement, sans convection, est encore avantageiLx au-dessous <B>(le</B> la température du commencement du coude de la courbe de dilatation. La limite clans cette voie se situe vers 400 C.
La rapidité du refroidissement final par convection forcée d'air sur les deux faces de la feuille est fonction de l'épaisseur; sa durée peut être inférieure à une minute pour -une épaisseur de 5 mm.
Ce que l'on vient d'exposer démontre am plement que le procédé continu de recuisson décrit diffère fondamentalement des procédés (le recuisson industrielle actuellement connus, la différence portant sur les ponts suivants: 1 Le mode d'homogénéisation de la tem pérature.
Le mode de franchissement de. la zone critique de température.
3 La rapidité de ces deux opérations.
4 La sûreté et la rapidité du refroidisse ment final qui sont la conséquence des opé- rations précédentes, le procédé présentant la caractéristique dominante du refroidissement par rayonnement, sans aucun effet de con vection.
L'invention comprend également. un dis positif pour la mise en oeuvre du procédé dé- crit, caractérisé en ce qu'il comprend un organe réflecteur destiné à entourer com plètement la feuille à traiter et susceptible d'égaliser rapidement la température en tous les points de ladite feuille à une valeur supé rieure à celle de la température supérieure T. du coude de la courbe de dilatation, un or- galle absorbant qui est également destiné à entourer complètement la. feuille et qui est susceptible de la. refro-dir rapidement par rayonnement dans toute son épaisseur en dessous de la.
température Tl de commence ment du coude de la courbe de dilatation et des organes de refroidissement final permet tant de balayer symétriquement les faces de la feuille par de l'air.
Les conditions imposées à l'organe réflec teur peuvent. être satisfaites par une enve loppe de faible épaisseur en un métal tel que la tôle d'aluminium dont la surface inté rieure a été polie électrolytiquement, ou encore tel que la tôle d'acier portant un revêtement. de chrome poli, l'un ou l'autre moyen .assurant un pouvoir réflecteur aussi élevé que possible.
Il peut être désirable que la. surface exté rieure de l'organe réflecteur ait une faible déperdition calorifique par rayonnement; dans ce cas, on lui confère également un fort pouvoir réflecteur pour le rayonnement infrarouge, ce qui implique un faible pouvoir émissif.
Les conditions imposées à l'organe absor bant sont, en général, satisfaites par les deux moyens suivants: 1 Une double enveloppe à circulation d'eau réalisée, par exemple, en tôle d'acier, la surface interne de l'enveloppe intérieure étant recouverte d'un enduit noir diffusant de telle man;ère que l'organe absorbant. en question ait des propriétés aussi voisines que possible de celles d'un corps noir .
2 L'application, à l'intérieur de cette double enveloppe, entre sa surface interne ab sorbante et les faces de la. feuille, de deux séries de cloisons, ou chicanes, en une ma tière légère, perpendiculaires au sens du dé placement de la feuille, ces cloisons s'oppo- saut à la libre circulation de l'air à l'inté rieur de la double enveloppe.
I1 convient de noter qu'il importe que l'organe réflecteur et l'organe absorbant soient clos aussi parfaitement que possible afin qu'il ne se produise pas, à l'intérieur de ces organes de circulation, de filets d'air ambiant susceptibles de refroidir irrégulièrement les faces et les tranches des feuilles. Il est donc préférable que l'entrée et la sortie des deux organes en question soient munies d'écrans flexibles obturant les espaces libres entre les dits organes et la feuille.
Les organes de refroidissement final peuvent être constitués par une buse de soufflage placée de chaque côté de la feuille ou bien par deux séries de buses de soufflage échelonnées.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispo sitif pour la mise en ceuvre du procédé que comprend l'invention.
La fig. 1 représente la courbe de dilatation du verre.
La fig. 2 est une coupe verticale partielle par II-II de la fig. 3 d'une chambre d'éti rage et d'une gaine de recuisson d'une feuille de verre F étirée verticalement. par l'un des procédés connus.
La fig. 3 est une coupe par III III de la fig. 2 englobant deux premières paires de rouleaux et la partie de la feuille se trouvant à une faible distance avant. la première paire et à une faible distance après la deuxième paire de rouleaux.
Sur ces deux figures, on voit le tronçon de feuille situé entre les deux paires de rou leaux entouré d'abord par un organe réflec teur, ensuite par un organe absorbant.
La fig.4 est une coupe verticale schéma tique, analogue à celle de la, fig.2, montrant, seulement l'organe réflecteur.
La fig. 5 est une coupe verticale longitu dinale ne montrant que la partie de la forme d'exécution située à une faible distance avant l'entrée de la feuille dans l'organe réflecteur et à une faible distance après la sortie de ladite feuille de l'organe absorbant. La fig. 6 est une coupe verticale, à plus grande échelle, de la partie inférieure de l'organe réflecteur montrant. un détail dudit organe.
La fig.7 est une coupe horizontale par tielle du même organe..
La fi-. 8 est une vue en perspective avec arrachement., de l'ensemble des organes réflec teur et absorbant.
La fig. 9 est une coupe verticale du même ensemble, à plus grande échelle que sur la fi-. 2.
La forme d'exécution du dispositif repré sentée au dessin comprend une chambre d'éti rage 1 (fig. 2), limitée par des maçonneries réfractaires 2, et surmontée d'une gaine de recuisson 3 représentée dans un but de sim plification d'une manière tout à fait schéma tique sans ses ouvertures latérales, portes de visite ou autres accessoires.
Une feuille de verre F est étirée de ma nière connue grâce aux paires de rouleaux 4--1, 5-5, 6-6<B>...</B> Entre les paires de rou leaux 4-4 et les paires de rouleaux 5---5, en partant du bas, se trouvent en premier lieu un organe réflecteur 7 et, immédiatement au- dessus de lui, un organe absorbant 8 qui en tourent l'un et l'autre la feuille aussi com plètement que possible.
Au-dessus des deuxième et troisième paires de rouleaux 5-5 et 6-6 sont disposées des paires de buses de soufflage 9-9 et 10-10.
Chacun des organes 7 et 8 est formé de deux demi-boîtes pouvant s'emboîter l'une dans l'autre (fig. 6 et 7) de manière à ne lais ser entre elles que deux fentes pour le passage de la feuille F.
Chacune des demi-boîtes de l'organe réflec teur 7 est munie de deux tiges de manoeuvre 11; de même, les demi-boites de l'organe ab sorbant 8 sont fixées à des tiges de manmuvre 12. Ces tiges de manoeuvre coulissent dans des guides 13 et 14 fixés sur les parois de la gaine 3. Il est passible ainsi d'écarter et de rapprocher facilement les deux demi-boîtes des organes 7 et 8 lorsque cela est nécessaire.
Les demi-boîtes constituant l'organe ré flecteur 7 sont faites en une mince feuille de métal et sont rendues intérieurement réflé chissantes pour le rayonnement infrarouge. On peut obtenir ce résultat en utilisant, par exemple, pour former lesdites boîtes, de la tôle d'aluminium polie électrolytiquement ou bien de la tôle d'acier doux revêtue d'un dé pôt de chrome poli.
Les deux demi-boîtes de l'organe absor bant 8 sont. faites, par exemple, en tôle d'acier doux recouverte intérieurement d'un enduit noir absorbant. Celle de leurs faces qui se trouve en regard de la feuille F est éner giquement. refroidie par circulation d'eau dans une chambre 15 ménagée au dos de la demi-boîte. de l'organe 8, chambre à la. partie inférieure et à la partie supérieure de laquelle sont disposés des tuyaux 16 et 17 d'amenée et de départ d'eau, respectivement. Ces tuyaux peuvent, par exemple (fig. 9), comporter une fente disposée le long d'une génératrice et permettent. le libre passage de l'eau de refroi dissement.
Sur trois des faces des boîtes à eau, les tôles se prolongent. vers le bas par une partie 18 qui s'applique sur les demi-boîtes. de l'or gane 7 et qui assure ainsi une étanchéité satis faisante entre l'organe réflecteur et l'organe absorbant.
Il est. essentiel qu'il ne se produise aucune circulation appréciable de filets d'air froid au contact. de la feuille F afin d'éviter aussi rigoureusement que possible tout phénomène de convection. Pour obtenir ce résultat, la forme d'exécution est agencée de façon que la fermeture de l'espace inférieur entre les demi-boîtes des organes 7 et 8, d'une part, et la feuille, d'autre part, est obtenue au moyen de rideaux suffisamment denses de poils élastiques 19 (fig.6 et 9) par exemple de poils de laiton, c'est-à=dire de fils très fins de cet alliage, fixés par des réglettes, lesdits rideaux venant frotter légèrement.
sur le verre sans occasionner la. moindre dégradation à sa surface grâce à leur. grande finesse et assu rant néanmoins une étanchéité très efficace.
L'intérieur des demi-boîtes de l'organe 8 est cloisonné par des lamelles horizontales 20 qui remplissent toute la section horizontale des demi-boîtes jusqu'au voisinage de la feuille. Ces lamelles peuvent être fixées sur le fond -de la boîte (fig. 8 et 9), ou bien être maintenues par des tiges filetées sur les quelles on visse -des écrous et être maintenues en même temps sur trois de leurs côtés par appui sur un jonc en matière isolante à sec tion en forme de [J fixé à l'intérieur des boîtes assurant l'étanchéité et isolant tlier- miquement les lamelles 20 des parties refroi dies de la boîte.
Les lamelles 20 sont faites d'un métal mince et léger, de préférence de clinquant mince à surface polie. Elles produisent un freinage de la circulation d'air à l'intérieur des demi-boîtes -de l'organe 8 et s'opposent, par conséquent, au phénomène de convection. En augmentant le nombre des lamelles, on accroît le freinage du mouvement de l'air au contact des faces.
Pour un nombre donné de lamelles, on peut augmenter encore l'efficacité du dispo sitif en munissant le côté interne (c'est-à-dire le bord situé du côté de la feuille F) de chaque lamelle d'une bande de poils élastiques 21 (par exemple de poils de laiton tels que ceux indiqués plus haut) s'appuyant sur le verre (fig. 8 et 9).
Au-dessus des paires de rouleaux 5-5 et 6-6 sont disposées les rampes de soufflage 9-9 et 10-l0 alimentées par les tubes 22 et 23 en air à haute pression; ces rampes servent à refroidir uniformément la. feuille pour la mettre rapidement et sûrement à la dispo sition de l'équipe de fendage.
Il convient de remarquer que, s'il est en principe indiqué de conserver la gaine 3 jus qu'à une certaine hauteur au-dessus des pre miers rouleaux, il est évident -que les grandes faces de cette gaine pourraient être entière ment ouvertes sur la majeure partie de la hauteur, ne serait-ce que pour rendre plus facilement accessibles les organes essentiels de la recuisson et pour couper le tirage gênant dont cette gaine est le siège dans les forures d'exécution connues.
La demi-boîte de l'organe 7 comporte (fig. 6), à sa partie inférieure, des réglettes 24 qui servent à la fixation de deux rideaux 19 de poils de laiton, le premier appuyant légèrement sur la face de droite de la feuille et le deuxième appuyant légèrement sur la tranche de celle-ci en arrière du plan de la. figure.
Sur la fig. 7, on voit en coupe horizontale deux des rideaux 19 des poils de la demi-boîte de l'organe 7. On conçoit aisément qu'en asso ciant les trois nappes de poils de cette demi- boîte avec la. nappe de poils de la demi-boîte correspondante dans laquelle elle doit s'en gager, il soit possible d'éviter toute pénétra tion parasite d'air par la partie inférieure de l'organe réflecteur 7.
La fig.4 correspond à une variante du procédé décrit dans laquelle on opère un bref chauffage par rayonnement avant le refroi dissement par rayonnement au moyen de l'organe absorbant 8. Le dispositif de chauf fage comprend deux radiateurs constitués chacun par une résistance 25 chauffée élec triquement et. occupant la ligne focale d'un réflecteur 26 cylindrique formé par embou tissage dans la paroi même de la demi-boîte 7. La section de ce réflecteur peut être circu laire ou parabolique.
La fig.5 est destinée à illustrer le pro cédé décrit dans le cas d'une feuille r' coulée. La feuille, aussitôt après sa formation, est supportée par une série de petits rouleaux rapprochés 27; elle est ensuite propulsée et portée par les rouleaux 28, 29 et 30.
Entre le rouleau 28 et le rouleau 29, la. feuille est soumise à l'opération d'égalisation grâce à un organe réflecteur 7' qui l'entoure complète ment et qui est constitué de la même manière que dans la forme d'exécution de la fig.2. Entre les rouleaux 29 et 30, la feuille subit l'opération de refroidissement par rayonne ment, sans convection, au moyen d'un organe absorbant 8' qui l'entoure complètement, le refroidissement étant assuré par une cham bre 15' de circulation d'eau.
Après le troi sième rouleau 30, la feuille subit le refroi dissement final au moyen d'air à basse pres sion soufflé par des buses 31. Afin d'éviter les entrées d'air dans les espaces existant. entre les organes 7' et. 8' et le rouleau 29, on isole de l'air ambiant ce der nier rouleau au moyen d'une enveloppe en tôle 32 qui se prolonge sur une partie des demi-boîtes 7' et 8' inférieures. Dans une va riante, si la température de la.
surface du rouleau 29 s'élevait dangereusement, on pourrait assurer le refroidissement de l'enve loppe 32 en doublant celle-ci et en faisant cirenler un courant d'eau dans la boîte ainsi formée.