FR2523115A1

FR2523115A1 - METHOD FOR OBTAINING GLASS FROM A GLASS COMPOSITION OBTAINED ESPECIALLY BY CHEMICAL SYNTHESIS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE SAME

Info

Publication number: FR2523115A1
Application number: FR8204083A
Authority: FR
Inventors: Christian Richard
Original assignee: Rhone Poulenc Chimie de Base SA
Current assignee: Rhone Poulenc Chimie de Base SA
Priority date: 1982-03-11
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1983-09-16
Also published as: GB8306607D0; GB2118929A; GB2118929B; FR2523115B1

Abstract

LA PRESENTE INVENTION A TRAIT A UN PROCEDE DE FABRICATION DE VERRE A PARTIR D'UNE COMPOSITION VERRIERE, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE: -L'ON INTRODUIT LA COMPOSITION VERRIERE DANS UNE ZONE A AVANCEMENT PISTON EN LUI IMPARTISSANT UN GRADIENT DE TEMPERATURE; -PUIS ON LA CONDUIT DANS UNE ZONE AGITEE. CE PROCEDE EST EN PARTICULIER MIS EN OEUVRE PAR UN FOUR ELECTRIQUE A POT.THE PRESENT INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR MANUFACTURING GLASS FROM A GLASS COMPOSITION, CHARACTERIZED BY THE FACT THAT: THE GLASS COMPOSITION IS INTRODUCED IN A PISTON ADVANCING ZONE BY IMPROVING IT A TEMPERATURE GRADIENT; -THEN WE DRIVE IT INTO A BUSTY AREA. THIS PROCESS IS IN PARTICULAR CARRIED OUT BY AN ELECTRIC POT OVEN.

Description

PROCEDE D'OBTENTION DE VERRE A PARTIR D'UNE COMPOSITION VERRIEREMETHOD FOR OBTAINING GLASS FROM A GLASS COMPOSITION

OBTENUE NOTAMMENT PAR SYNTHESE CHIMIQUE OBTAINED IN PARTICULAR BY CHEMICAL SYNTHESIS

ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE AND DEVICE FOR IMPLEMENTING IT

La présente invention a pour objet un procédé pour l'obtention de verre à partir d'une composition verrière obtenue notamment par synthèse chimique Elle a également trait à un dispositif The subject of the present invention is a process for obtaining glass from a glass composition obtained in particular by chemical synthesis. It also relates to a device

pour sa mise en oeuvre.for its implementation.

Dans la demande européenne 15 794 on a décrit un procédé pour l'obtention d'une composition verrière à partir d'une solution de silicates de métaux alcalins et de solutions de sels solubles de métaux entrant dans la composition verrière de manière à substituer ces métaux au moins partiellement au métal alcalin de départ On European Application 15 794 describes a process for obtaining a glass composition from a solution of alkali metal silicates and solutions of soluble salts of metals used in the glass composition in order to substitute these metals. at least partially to the starting alkali metal

obtient ainsi des compositions à comportement eutectique. thus obtains compositions with eutectic behavior.

Dans la demande européenne 44 236 les métaux peuvent être amenés directement en opérant en présence d'un liquide organique In the European application 44 236 the metals can be brought directly by operating in the presence of an organic liquid

polaire miscible tel que le méthanol. polar miscible such as methanol.

Il est ainsi plus aisé de contr 8 ler les rapports molaires It is thus easier to control the molar ratios.

conditionnant la formation de la composition à comportement eutec- conditioning the formation of the composition with eutectic behavior

tique. Ces procédés permettent d'obtenir une composition à point de tick. These methods make it possible to obtain a composition of

fusion plus bas et à caractéristiques d'affinage améliorées. lower melting and improved refining characteristics.

Or maintenant on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé de fabrication d'un verre à partir d'une composition verrière caractérisé par le fait que: l'on introduit la composition verrière dans une zone à avancement piston en lui impartissant un gradient de température However, it has now been found, and this is the subject of the present invention, a process for manufacturing a glass from a glass composition, characterized in that: the glass composition is introduced into a piston advancing zone by imparting a temperature gradient

puis on la conduit dans une zone agitée. then she is driven to a restless area.

Pratiquement, la fusion et l'affinage de la composition sont réalisés dans la première zone et le gradient de température imparti doit être suffisant pour que l'on puisse considérer que la fusion, l'affinage et le cueillage sont réalisés sensiblement à la même température. Le présent procédé s'est avéré être particulièrement avantageux dans le cas o l'on fait appel à une composition verrière à comportement eutectique comme décrit dans la demande européenne 794. On forme tout d'abord une solution alcaline d'oxydes formateurs de même rapport molaire que la composition verrière finale et une suspension d'oxydes modificateurs du même anion que la solution précédente sensiblement de même rapport molaire, l'on sèche ladite suspension, l'on met en suspension le produit obtenu dans la solution alcaline d'oxydes formateurs de même rapport molaire, l'on sèche ladite suspension sur laquelle on effectue la fusion, In practice, the melting and refining of the composition are carried out in the first zone and the temperature gradient provided must be sufficient for it to be considered that the melting, the refining and the culling are carried out at substantially the same temperature. . The present process has proved to be particularly advantageous in the case where a glass composition with eutectic behavior is used as described in European Application 794. An alkaline solution of forming oxides having the same ratio is firstly formed. molar that the final glass composition and a suspension of modifying oxides of the same anion as the previous solution substantially of the same molar ratio, said suspension is dried, the product obtained is suspended in the alkaline solution of forming oxides of the same molar ratio, said suspension is dried on which the fusion is carried out,

l'affinage et le cueillage à la même température. ripening and culling at the same temperature.

De manière simple une partie de la solution alcaline d'oxydes formateurs sert à former la suspension d'oxydes modificateurs, lesquels sont rajoutés à la partie restante de la solution alcaline de départ Les métaux alcalins utilisés sont notamment le potassium In a simple manner, part of the alkaline solution of forming oxides serves to form the suspension of modifying oxides, which are added to the remaining part of the alkaline starting solution. The alkali metals used are in particular potassium.

et le sodium.and sodium.

Selon la demande européenne N O 44 236, comme précédemment, on forme une solution alcaline d'oxydes formateurs de même rapport molaire que la composition finale et une solution d'oxydes modificateurs, mais ceux-ci peuvent être apportés directement dans la solution d'oxydes formateurs en faisant appel à la présence d'un liquide organique miscible à l'eau tel que le méthanol On obtient ainsi une suspension de la composition verrière que l'on sèche et sur laquelle on effectue la fusion, l'affinage et le cueillage à la According to the European application No. 44 236, as above, an alkaline solution of forming oxides having the same molar ratio as the final composition and a solution of modifying oxides is formed, but these can be introduced directly into the oxides solution. formers by using the presence of a water-miscible organic liquid such as methanol. A suspension of the glass composition which is dried and on which the melting, refining and culling is carried out is thus obtained. the

même température.same temperature.

Le liquide organique peut être amené de diverses manières, telle qu'à la solution alcaline d'oxydes formateurs, ou par le biais d'une solution organique des oxydes modificateurs que l'on ajoute à The organic liquid can be fed in various ways, such as to the alkaline solution of forming oxides, or through an organic solution of the modifying oxides that are added to

la solution alcaline d'oxydes formateurs. the alkaline solution of forming oxides.

Dans l'un et l'autre type de procédés, le métal des oxydes formateurs est généralement la silice mais l'on peut aussi faire appel à d'autres métaux, tels que le bore ou l'alumine Les métaux des oxydes modificateurs sont ceux usuellement mis en oeuvre et In either type of process, the metal of the forming oxides is generally silica, but other metals, such as boron or alumina, can also be used. The metals of the modifying oxides are those usually implemented and

notamment du goupe du Ca, Pb, Ba, Zn. especially the group of Ca, Pb, Ba, Zn.

Le produit obtenu est remarquable par son comportement qui est de type eutectique La présente invention a trait également à un dispositif particulièrement approprié à la mise en oeuvre du procédé The product obtained is remarkable for its behavior which is of the eutectic type. The present invention also relates to a device that is particularly suitable for carrying out the process.

et des compositions en résultant.and resulting compositions.

Ce dispositif est constitué par un four électrique à pot et se caractérise par le fait qu'il comprend une enveloppe 1, au moins deux compartiments l'un à voûte froide 2 et l'autre à voûte chaude 3, une paroi étanche 4 séparant les deux compartiments, un espace de communication 5 entre les compartiments et des moyens de chauffage. Une forme de réalisation non limitatif est illustrée à la This device consists of an electric pot furnace and is characterized by the fact that it comprises an envelope 1, at least two compartments, one with a cold vault 2 and the other with a hot vault 3, a sealed wall 4 separating the two compartments, a communication space 5 between the compartments and heating means. A non-limiting embodiment is illustrated in the

figure ci-annexée.figure attached.

Le four comprend une enveloppe 1 -à double paroi, permettant l'introduction 6 d'un liquide à circulation chaude tel que dowtherm ou gillotherm Une paroi étanche 4 séparant deux compartiments à voûte froide 2 et à voûte chaude 3 Cette paroi est solidaire d'une double voûte 7, le passage entre les deux compartiments est assuré par l'espace 5, le chauffage par des électrodes 8 pour ce qui concerne l'intérieur du pot et par des éléments chauffants 9 pour ce qui a trait à la voûte chaude Enfin un agitateur 10 est disposé The furnace comprises a casing 1-double wall, allowing the introduction 6 of a hot circulating liquid such as dowtherm or gillotherm A sealed wall 4 separating two compartments with cold vault 2 and hot vault 3 This wall is secured to a double arch 7, the passage between the two compartments is provided by the space 5, the heating by electrodes 8 with respect to the interior of the pot and by heating elements 9 with respect to the hot vault an agitator 10 is arranged

dans le compartiment 3.in compartment 3.

La composition verrière 13 est amenée par la bande transporteuse Il Le pot est en toute matière, telle qu'acier éventuellement protégé par un revêtement intérieur 12 en réfractaire. La paroi étanche peut également être en matière réfractaire On peut aussi faire appel à des métaux par exemple du platine La The glass composition 13 is conveyed by the conveyor belt 11. The pot is made of any material, such as steel optionally protected by an internal lining 12 made of refractory material. The sealed wall may also be of refractory material. It is also possible to use metals, for example platinum La

nature des électrodes immergées dépend du verre fabriqué. nature of the submerged electrodes depends on the glass manufactured.

Le four selon l'invention, fonctionne aussi bien en marche The oven according to the invention, works as well in operation

continue qu'en marche discontinue; l'alimentation peut être propor- continuous only in discontinuous operation; the power supply can be

tionnelle au soutirage, ou bien, on peut tolérer un abaissement du. racking, or one can tolerate a lowering of the.

niveau de verre dans le pot On peut éventuellement le mettre "en veilleuse" sans difficulté, voire l'arrêter complètement La remise level of glass in the pot It can optionally put "on the night" without difficulty or stop completely The delivery

en route est possible en utilisant le chauffage de la paroi étanche. en route is possible using the heating of the waterproof wall.

La régulation thermique du verre est très facile grâce à la combinaison du système de refroidissement et de chauffe, l'apport souple de frigorie ou de calorie est un des avantages de cette technique qui permet une totale automatisation L'un des avantages de l'invention est de mettre à profit les remarquables propriétés d'une composition verrière chimique et en particulier son homogénéité, ses températures de fusion et d'affinage et de travail, The thermal regulation of the glass is very easy thanks to the combination of the cooling and heating system, the flexible supply of frigorie or calorie is one of the advantages of this technique which allows a total automation One of the advantages of the invention is to take advantage of the remarkable properties of a chemical glass composition and in particular its homogeneity, its melting and refining temperatures and work,

sa vitesse de transformation en verre fin. its speed of transformation into fine glass.

A titre illustratif le fonctionnement de ce four alimenté par le composé tel que décrit dans le brevet EP 15 794 à l'exemple 8 est le suivant On introduit le composé dans le compartiment 2 Celui-ci fond vers 750 'C et se transforme rapidement en masse chargée en bulles, c'est la zone de fusion 14 A mesure que cette masse descend dans le réacteur, elle atteint rapidement la température de marche de 1 2000 C Le mécanisme d'affinage se déroule parallèlement, de grosses bulles se forment, c'est la zone d'affinage 15 Quand le verre arrive au dessous de la paroi étanche, il est affiné et homogène (zone 16) Dans le compartiment 3, il remonte; au contact de l'agitateur il s'homogénéise parfaitement à la température By way of illustration, the operation of this oven fed with the compound as described in patent EP 15 794 in Example 8 is the following. The compound is introduced into compartment 2 which melts at about 750 ° C. and rapidly converts to mass loaded in bubbles, it is the melting zone 14 As this mass goes down into the reactor, it quickly reaches the operating temperature of 1 2000 C. The refining mechanism runs parallel, large bubbles are formed, c When the glass reaches the underside of the sealed wall, it is refined and homogeneous (zone 16). In compartment 3, it rises again; when in contact with the agitator, it is perfectly homogeneous with the temperature

propice au cueillage (zone 17).suitable for culling (zone 17).

De nombreux avantages découlent de cette nouvelle conception de four Elle s'adapte à toute dimension du four, et en particulier, ce type de four peut convenir spécialement aux verreries à la main, car il peut être de faible tirée journalière discontinue, inférieure à 500 kg/four tout en conservant les avantages de la fusion électrique: le bon rendement thermique, ici amélioré par la possibilité de récupérer les calories absorbées par le fluide réfrigérant qui peut être soit de l'eau, soit un liquide circulant à haute température au delà de 100 'C; l'absence de pollution du fait de l'alimentation possible en Numerous advantages arise from this new oven design. It adapts to any size of the oven, and in particular, this type of oven can be especially suitable for hand-made glassware, as it can be of low continuous daily batch, less than 500 kg / oven while retaining the advantages of electrical fusion: the good thermal efficiency, here improved by the possibility of recovering the calories absorbed by the refrigerant which can be either water or a liquid circulating at high temperature beyond 100 'C; the absence of pollution because of the possible

voûte froide; -cold vault; -

la souplesse de marche compte tenue de la température unique du four et du système de régulation; le volume réduit des installations et le faible investissement flexibility of operation in consideration of the unique oven temperature and control system; reduced volume of facilities and low investment

qui en résulte.resulting.

A tous ces avantages, s'ajoutent en plus la qualité exceptionnelle du verre dont le contact avec le réfractaire est très réduit Son homogénéité est assurée par le composé; le rythme de fonctionnement du four, qui s'adapte aisément au rythme de travail; la durée de vie du four et des électrodes compte tenu des courants de convection limités et de la température homogène In addition to all these advantages, there is also the exceptional quality of the glass whose contact with the refractory is very reduced. Its homogeneity is ensured by the compound; the operating rhythm of the oven, which easily adapts to the work rate; the life of the oven and the electrodes given the limited convection currents and the homogeneous temperature

relativement basse.relatively low.

Claims

A method of manufacturing glass from a glass composition, characterized in that: the glass composition is introduced into a piston advancing zone by imparting to it a temperature gradient;

then she is driven to a restless area.

Process according to Claim 1, characterized in that the melting, refining and culling are carried out at the same temperature.

Method according to one of claims 1 and 2, characterized by

the fact that an alkaline solution of forming oxides having the same molar ratio as the final glass composition and a suspension of modifying oxides of the same anion as the previous solution and of the same ratio is obtained, that the said suspending and suspending the product obtained in an alkaline solution of forming oxides having the same molar ratio, that the suspension is dried so as to obtain a composition on which the melting is carried out,

ripening and culling.

4 Process according to one of claims 1 and 2, characterized by

the fact that an alkaline solution of forming oxides having the same molar ratio as the final composition and a modifying oxide solution which is provided to the alkaline solution of forming oxides in the presence of a polar organic liquid are formed miscible with water so as to obtain a suspension of the glass composition which is dried and

which is carried out melting, refining and culling.

Process according to Claim 4, characterized in that the organic liquid is fed to the alkaline solution of forming oxides.

Process according to claim 4, characterized in that

an organic solution of the oxides modifying to

which is added the alkaline solution of forming oxides.

Method according to one of Claims 4 to 6, characterized by

the fact that the organic liquid is constituted by methanol.

Process according to one of Claims 1 to 7, characterized by

the fact that the metal of the forming oxides is of the group of silica, boron and alumina and that of the oxides modifying the

group of Ca, Pb, Barium, zinc.

9 Electric pot furnace for melting, refining and culling a glass composition according to

one of claims 1 to 8, characterized in that

comprises in combination an envelope 1 at least two compartments, one with a cold arch 2 and

the other with a hot vault 3; -

a communication space 5 between the two compartments 2 and 3;

heating means.

Electric oven according to claim 9, characterized in that it comprises: a double-walled casing 1 for the introduction of a hot-circulating fluid; a sealed wall 4 separating the two compartments with cold vault 2 and hot vault 3, secured to a double vault 7;

a space 5 ensuring the passage between the two compartments

ments; electrodes 8 of the heating elements 9

an agitator 10.