FR2778910A1 - Melting furnace especially for melting recycled glass containing metallic residues to recover glass and optionally metal - Google Patents
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Abstract
Description
FOUR, NOTAMMENT A VERRE, UTILISATION ETOVEN, ESPECIALLY GLASS, USE AND
PROCEDE UTILISANT LE FOURPROCESS USING THE OVEN
La présente invention se rapporte aux techniques de fusion de matériaux thermoplastiques à haut point de fusion, tels que le verre. Elle concerne plus The present invention relates to techniques for melting thermoplastic materials with a high melting point, such as glass. It concerns more
particulièrement un four destiné à la fusion de tels matériaux, et son utilisation. particularly an oven for melting such materials, and its use.
Un tel four réalisant la fusion de matériaux tels que le verre doit être conçu de telle sorte que ses parois isolent convenablement le bain en fusion de l'extérieur de façon à garantir un bon rendement thermique, en évitant toute Such an oven performing the melting of materials such as glass must be designed so that its walls adequately isolate the molten bath from the outside so as to guarantee good thermal efficiency, avoiding any
migration du verre fondu vers l'extérieur. migration of molten glass to the outside.
A cet égard une construction typique de paroi de four prévoit, du côté extérieur une épaisseur suffisante de matériau isolant, et du côté intérieur des In this respect, a typical oven wall construction provides, on the outside a sufficient thickness of insulating material, and on the inside of the
surfaces en matériau réfractaire résistant à la corrosion par le verre. surfaces of refractory material resistant to corrosion by glass.
Ces matériaux réfractaires sont installés dans le four sous forme de dalles ou de blocs, placés les uns à côté des autres, entre lesquels il convient de These refractory materials are installed in the furnace in the form of slabs or blocks, placed side by side, between which it is advisable to
réaliser des joints étanches pour éviter la pénétration du verre. make watertight seals to avoid penetration of the glass.
Au niveau de la sole du four, les dalles de matériau réfractaire qui ont une conductivité thermique élevée reposent sur des blocs de matériau isolant par l'intermédiaire d'une couche d'un béton spécial, qui permet de procurer une base At the bottom of the oven, the refractory material slabs which have a high thermal conductivity rest on blocks of insulating material by means of a layer of special concrete, which makes it possible to provide a base
ayant un niveau parfaitement horizontal. having a perfectly horizontal level.
En principe, le profil de température est tel que la température au niveau du béton soit proche de la température de cristallisation du verre, ou au moins soit telle que la viscosité du verre devient très élevée, de façon à ce que si du verre traverse l'épaisseur de réfractaire, il se fige ou cristallise (dévitrification) au contact du béton et sa migration est alors stoppée. Cela peut arriver notamment lorsque le bloc de réfractaire se fissure sous l'effet de contraintes de dilatation In principle, the temperature profile is such that the temperature at the level of the concrete is close to the crystallization temperature of the glass, or at least is such that the viscosity of the glass becomes very high, so that if glass passes through the glass. 'refractory thickness, it freezes or crystallizes (devitrification) on contact with concrete and its migration is then stopped. This can happen in particular when the refractory block cracks under the effect of expansion stresses
thermique, ou lorsqu'un joint entre deux blocs a été mal ferme. thermal, or when a joint between two blocks has been badly closed.
Cela peut également se produire lorsque le verre introduit à l'état solide dans le four renferme des résidus métalliques. En effet, la corrosion des matériaux réfractaires est accélérée quand une goutte de métal fondu est This can also happen when the glass introduced in the solid state into the furnace contains metallic residues. In fact, corrosion of refractory materials is accelerated when a drop of molten metal is
présente à l'interface entre le réfractaire et le verre. present at the interface between the refractory and the glass.
On a pu observer que la couche de béton n'était pas vraiment étanche, notamment au verre mais aussi au métal. Or, la pénétration de métal dans les blocs d'isolant cause des dégradations sérieuses car le métal attaque l'isolant et It was observed that the concrete layer was not really waterproof, especially to glass but also to metal. However, the penetration of metal into the insulation blocks causes serious damage because the metal attacks the insulation and
crée des poches que le verre vient creuser et/ou remplir. creates pockets that the glass comes to dig and / or fill.
Les risques de pénétration de verre à travers les parois du four sont susceptibles d'affecter à la fois la capacité de production du four et la sécurité de The risk of glass penetrating through the walls of the oven can affect both the production capacity of the oven and the safety of
sa mise en oeuvre.its implementation.
L'invention a pour but de réduire ces risques, et de procurer des parois de four ayant une étanchéité au verre améliorée, en particulier lorsque l'on introduit The object of the invention is to reduce these risks and to provide oven walls having improved glass tightness, in particular when introducing
dans le bain de verre des résidus métalliques. metal residue in the glass bath.
Ce but, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, a été atteint selon l'invention en dotant au moins une partie des surfaces intérieures du four d'un This object, as well as others which will appear subsequently, has been achieved according to the invention by providing at least part of the interior surfaces of the oven with a
revêtement comprenant de la grenaille de matériau réfractaire. coating comprising shot of refractory material.
A cet égard, I'invention a pour objet un four pour réaliser la fusion d'un matériau de haut point de fusion, tel que du verre, ce four comprenant une sole et des parois latérales délimitant un bain de matériau fondu, et étant caractérisé en ce qu'au moins une partie de la surface de la sole, et éventuellement des parois latérales, qui est au contact du matériau fondu est constituée par au moins une In this regard, the subject of the invention is an oven for melting a material with a high melting point, such as glass, this oven comprising a hearth and side walls delimiting a bath of molten material, and being characterized in that at least part of the surface of the hearth, and possibly of the side walls, which is in contact with the molten material consists of at least one
couche comprenant de la grenaille de matériau réfractaire. layer comprising shot of refractory material.
Il est apparu de façon surprenante qu'une surface de paroi réalisée à partir d'un matériau particulaire tel que la grenaille de réfractaire présente une étanchéité au verre améliorée par rapport à une surface constituée de la juxtaposition d'articles préformés tels que des dalles Un autre problème lié à la réalisation de surfaces intérieures de parois avec des dalles juxtaposées, est la fissuration sous l'effet des contraintes de dilatation thermique, en particulier au niveau des joints. L'utilisation selon l'invention d'un matériau particulaire permet de constituer une couche de surface It has surprisingly appeared that a wall surface made from a particulate material such as refractory shot has an improved glass seal compared to a surface made up of the juxtaposition of preformed articles such as slabs Un Another problem linked to the production of interior wall surfaces with juxtaposed tiles is cracking under the effect of thermal expansion stresses, in particular at the joints. The use according to the invention of a particulate material makes it possible to constitute a surface layer
qui présente une excellente résistance aux contraintes de dilatation thermique. which has excellent resistance to thermal expansion constraints.
Par conséquent, le risque de fissuration est diminué, et l'étanchéité au verre est améliorée. Dans une forme particulière de réalisation, la surface au contact du verre peut être constituée essentiellement de grenaille. La granulométrie de celle-ci peut être choisie avantageusement, en fonction de la nature du verre présent dans le bain, en particulier de sa viscosité à la température de la paroi et de sa tension superficielle, pour que la grenaille ne soit pas ou très peu mouillable par le verre du bain et donc que la progression du verre dans les interstices entre les particules de grenaille soit empêchée. De manière générale dans cette forme de réalisation, une grenaille est d'autant plus avantageuse que sa granulométrie est fine. Dans une autre forme particulière de réalisation, qui peut être préférée sous certains aspects, la couche ou au moins une des couches de la surface au contact du verre renferme, en plus de la grenaille, un liant minéral formé à partir d'oxyde(s) fondu(s) ou de matériau(x) vitreux. Dans cette forme de réalisation, les interstices entre les particules de grenaille sont au moins partiellement remplis Consequently, the risk of cracking is reduced, and the glass seal is improved. In a particular embodiment, the surface in contact with the glass can consist essentially of shot. The particle size thereof can be advantageously chosen, depending on the nature of the glass present in the bath, in particular its viscosity at the temperature of the wall and its surface tension, so that the shot is not or very little wettable by the glass of the bath and therefore that the progression of the glass in the interstices between the particles of shot is prevented. In general, in this embodiment, a shot is all the more advantageous the finer its particle size. In another particular embodiment, which may be preferred in certain aspects, the layer or at least one of the layers of the surface in contact with the glass contains, in addition to the shot, a mineral binder formed from oxide (s ) melted (s) or glassy material (s). In this embodiment, the interstices between the particles of shot are at least partially filled
dudit liant, pour constituer un matériau composite. of said binder, to constitute a composite material.
Le matériau composite à base de grenaille de réfractaire et du liant est un matériau assez cohérent qui ne permet pas le passage d'un matériau fondu tel que du verre entre les particules de grenaille. C'est aussi un matériau dont la The composite material based on refractory shot and the binder is a fairly coherent material which does not allow the passage of a molten material such as glass between the particles of shot. It is also a material whose
corrosion par le verre est lente et qui présente donc une durée de vie améliorée. corrosion by glass is slow and therefore has an improved lifespan.
Par grenaille de matériau réfractaire, on entend dans la présente demande un matériau réfractaire sous forme particulaire ou granulaire qui peut être obtenu By refractory material shot is meant in the present application a refractory material in particulate or granular form which can be obtained
notamment par broyage ou concassage. especially by grinding or crushing.
Le matériau réfractaire peut avantageusement être de tout type résistant à la corrosion par le verre, notamment du type à base d'oxyde de chrome ou à base The refractory material may advantageously be of any type resistant to corrosion by glass, in particular of the type based on chromium oxide or based
d'oxyde de zirconium, de silicium et/ou d'aluminium (type AZS). zirconium oxide, silicon and / or aluminum (AZS type).
La granulométrie de la grenaille est variable et peut avantageusement être inférieure à 50 mm, par exemple de l'ordre de 1 mm à 50 mm. Pour fixer les idées, on qualifiera de " fine " une grenaille dont la granulométrie est inférieure à environ 5 mm, de " moyenne " une grenaille dont la granulométrie est de l'ordre de 5 à 20 mm, et de " grosse " une grenaille dont la granulométrie est de l'ordre The granulometry of the shot is variable and can advantageously be less than 50 mm, for example of the order of 1 mm to 50 mm. To fix the ideas, we will qualify as "fine" a shot whose particle size is less than about 5 mm, "medium" a shot whose particle size is of the order of 5 to 20 mm, and "coarse" a shot with a grain size of the order
de 20 à 50 mm.from 20 to 50 mm.
Dans certaines applications, il est préférable que la grenaille ne soit pas trop fine de façon à éviter tout risque d'entraînement de la grenaille dans le bain In certain applications, it is preferable that the shot is not too fine so as to avoid any risk of entrainment of the shot in the bath
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de verre fondu par suite d'un brassage important à la surface de la sole et des of molten glass as a result of heavy mixing on the surface of the sole and
parois, risque qui serait préjudiciable à la qualité du verre fondu. walls, a risk which would be detrimental to the quality of the molten glass.
L'utilisation de grenaille relativement fine est néanmoins avantageuse car elle permet de créer, éventuellement en association avec un liant sous la forme d'une couche composite, une barrière très étanche au verre et à d'autres résidus The use of relatively fine shot is nevertheless advantageous since it makes it possible to create, possibly in association with a binder in the form of a composite layer, a barrier which is very tight against glass and other residues.
éventuellement présents dans le bain fondu. possibly present in the molten bath.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, on dispose au contact du bain fondu une première couche, dite " couche de contact " comprenant de la grenaille et, sous ladite couche de contact, une autre couche dite " inférieure " comprenant de la grenaille, la granulométrie de la grenaille de la couche de contact étant supérieure à celle de la grenaille de la couche inférieure. La grenaille de la couche de contact est avantageusement telle qu'elle ne peut être entraînée par le brassage du bain et protège la couche inférieure de ce In a particularly preferred embodiment, a first layer, called "contact layer" comprising shot, is placed in contact with the molten bath and, under said contact layer, another layer called "lower layer" comprising shot, the granulometry of the shot of the contact layer being greater than that of the shot of the lower layer. The shot of the contact layer is advantageously such that it cannot be entrained by stirring the bath and protects the bottom layer from this
brassage.brewing.
Dans ce cas, la couche au contact du bain fondu comprend de préférence de la grenaille ayant une granulométrie de l'ordre de 20 à 50 mm, et la couche inférieure comprend de préférence de la grenaille de granulométrie inférieure à In this case, the layer in contact with the molten bath preferably comprises shot having a particle size of the order of 20 to 50 mm, and the lower layer preferably comprises shot of particle size less than
mm, notamment de l'ordre de 1 à 10 mm. mm, in particular of the order of 1 to 10 mm.
Lorsqu'une couche du revêtement de surface comprend un liant assurant la cohésion entre les particules de grenaille, ce liant peut être formé à partir de matériaux minéraux divers, notamment à partir d'oxydes ou à partir de matériaux vitreux tels que du verre, éventuellement partiellement dévitrifié, ou de la roche telle que du basalte. Le verre peut être identique ou différent du verre présent dans le bain. Il peut s'agir en particulier au moins en partie d'un verre de récupération (calcin) ou encore avantageusement d'un verre dense absorbant les When a layer of the surface coating comprises a binder ensuring cohesion between the particles of shot, this binder can be formed from various mineral materials, in particular from oxides or from vitreous materials such as glass, possibly partially devitrified, or rock such as basalt. The glass can be identical or different from the glass present in the bath. It may in particular be at least partially a recovery glass (cullet) or advantageously a dense glass absorbing the
rayonnements dans le domaine de l'infrarouge. radiation in the infrared domain.
Le liant est avantageusement choisi, notamment en fonction de sa viscosité à la température de la paroi et de sa tension superficielle, de façon à obturer au The binder is advantageously chosen, in particular as a function of its viscosity at the temperature of the wall and of its surface tension, so as to seal at
moins partiellement les espaces interstitiels entre les particules de grenaille. at least partially the interstitial spaces between the particles of shot.
La couche composite peut être réalisée de diverses manières: on peut étendre sur la surface un mélange de grenaille de réfractaire et de matériau minéral et chauffer ce mélange, par exemple lors du démarrage du four, pour former le composite, ou bien on peut disposer tout d'abord une couche de grenaille puis une couche de matériau minéral que l'on fait fondre pour imprégner The composite layer can be produced in various ways: one can spread on the surface a mixture of refractory shot and mineral material and heat this mixture, for example when starting the furnace, to form the composite, or else one can arrange all first a layer of shot then a layer of mineral material which is melted to impregnate
la grenaille.the shot.
Au contact des particules de matériau réfractaire, le matériau minéral fondu (verre ou autre matériau liant) se charge peu à peu en éléments d'oxydes contenus dans ledit matériau. Il semble que la cohésion de la couche ainsi constituée soit liée à la modification progressive de la composition chimique du liant, qui entraînerait une augmentation de la viscosité et/ou la dévitrification de ce dernier à la température de la sole ou de la paroi, empêchant le verre du bain On contact with particles of refractory material, the molten mineral material (glass or other binder material) is gradually loaded with oxide elements contained in said material. It seems that the cohesion of the layer thus formed is linked to the progressive modification of the chemical composition of the binder, which would lead to an increase in viscosity and / or devitrification of the latter at the temperature of the sole or of the wall, preventing the glass of the bath
fondu de s'infiltrer entre les particules de réfractaire. molten to infiltrate between the refractory particles.
Cet enrichissement du verre (ou autre matériau) interstitiel est en général d'autant plus prononcé que la surface d'échange avec le matériau réfractaire est This enrichment of the interstitial glass (or other material) is generally all the more pronounced when the surface of exchange with the refractory material is
élevée, c'est-à-dire que la granulométrie de la grenaille est fine. high, that is to say that the granulometry of the shot is fine.
On ajustera le choix de la granulométrie et du type de verre liant en We will adjust the choice of particle size and type of binder glass by
fonction des propriétés du matériau destiné à être fondu dans le four. depending on the properties of the material intended to be melted in the oven.
La structure de la sole et/ou des parois peut être adaptée en fonction des besoins, notamment en choisissant parmi les variantes suivantes: - la ou les couches comprenant de la grenaille de réfractaire peuvent être appliquées sur des dalles ou blocs de matériau réfractaire utilisés habituellement pour réaliser la surface de contact avec le bain fondu; la ou les couches comprenant de la grenaille de réfractaire peuvent être appliquées à la place d'un matériau traditionnel en bloc ou dalle, soit sur une The structure of the sole and / or of the walls can be adapted as required, in particular by choosing from the following variants: - the layer or layers comprising refractory shot can be applied to slabs or blocks of refractory material usually used to make the contact surface with the molten bath; the layer or layers comprising refractory shot can be applied in place of a traditional block or slab material, either on a
couche de béton nivelant, soit directement sur les blocs d'isolant. leveling concrete layer, either directly on the insulating blocks.
La ou les couches comprenant de la grenaille peuvent aussi être utilisée sur les parois intérieures du four en des zones bien déterminées, notamment en fonction de la température régnant dans le bain ou au- dessus du bain dans les zones considérées, ou en fonction de la qualité du matériau dans le bain fondu au The layer or layers comprising shot can also be used on the interior walls of the furnace in well-defined zones, in particular as a function of the temperature prevailing in the bath or above the bath in the zones considered, or as a function of the quality of the material in the molten bath
niveau des zones considérées.level of the zones considered.
De manière générale, le composite à base de grenaille de réfractaire peut être utilisé dans tous les types de fours. Son emploi peut néanmoins varier In general, the refractory shot-based composite can be used in all types of ovens. Its use can nevertheless vary
suivant le type de four.depending on the type of oven.
Ainsi, au niveau de la sole, la couche comprenant de la grenaille pourra être utilisée sur toute la surface de la sole dans un four électrique notamment du type à électrodes plongeantes, alors qu'elle pourra n'être utilisée que dans la zone d'enfournement dans un four à brûleurs, dans lequel la zone aval peut Thus, at the level of the sole, the layer comprising shot can be used over the entire surface of the sole in an electric oven, in particular of the plunging electrode type, whereas it may only be used in the area of charging in a burner oven, in which the downstream area can
utiliser des dalles classiques au contact du matériau fondu. use conventional slabs in contact with the molten material.
Il est en général avantageux que la sole présente une couche comprenant de la grenaille de réfractaire au moins dans une zone du four o a lieu l'alimentation en matériau à fondre. Ainsi, lorsque ledit matériau renferme des résidus fusibles, en particulier métalliques, qui ont tendance à se déposer au fond du bain dans la zone d'alimentation du four, le revêtement de surface selon l'invention est parfaitement adapté pour recevoir ces résidus. Il peut notamment permettre d'empêcher la progression de ces résidus vers les niveaux structurels It is generally advantageous for the hearth to have a layer comprising refractory shot at least in an area of the furnace where the material to be melted is fed. Thus, when said material contains fusible residues, in particular metallic residues, which tend to deposit at the bottom of the bath in the furnace supply zone, the surface coating according to the invention is perfectly adapted to receive these residues. It can in particular make it possible to prevent the progression of these residues towards the structural levels
inférieurs des parois, tels que les blocs d'isolant. walls, such as insulation blocks.
En particulier, la revêtement de surface de paroi selon l'invention présente un avantage remarquable lorsque le matériau à fondre renferme des résidus métalliques, en ce sens qu'il résiste beaucoup mieux qu'un matériau réfractaire de contact conventionnel à la corrosion par le matériau fondu à une température In particular, the wall surface coating according to the invention has a remarkable advantage when the material to be melted contains metallic residues, in the sense that it withstands corrosion much better than a conventional contact refractory material. melted at a temperature
voisine de son point de fusion.near its melting point.
En effet, dans un four à verre dont la surface de la sole est constituée par une dalle de réfractaire usuelle, la présence de métal liquide à la surface de la sole provoque au niveau du point triple verre fondu-métal liquide-réfractaire une In fact, in a glass oven, the bottom surface of which is formed by a usual refractory slab, the presence of liquid metal on the bottom surface causes a level of the triple point molten glass-liquid metal-refractory
corrosion très sévère du réfractaire. very severe corrosion of the refractory.
On constate alors rapidement une dégradation des éléments constitutifs de We then quickly see a degradation of the constituent elements of
la paroi par infiltration du métal. the wall by metal infiltration.
Cet inconvénient ne se présente pas ou est singulièrement réduit lorsqu'on réalise une surface de paroi selon l'invention A cet égard, I'invention a également pour objet l'utilisation d'un four tel que décrit précédemment pour fondre du verre de récupération renfermant des This drawback does not arise or is considerably reduced when a wall surface is produced according to the invention. In this regard, the invention also relates to the use of an oven as described above for melting recovery glass. containing
résidus métalliques.metallic residues.
Le verre de récupération peut être de diverses provenances, notamment provenir de miroirs, de vitrages chauffants de véhicules automobiles en particulier lunettes arrière, ou bien de verres étamés ou émaillés notamment pour vitrages d'automobile. Les métaux présents à l'état de résidus métalliques dans ces verres de récupération peuvent être notamment de l'argent, du cuivre, de l'étain ou autres. Il fut surprenant de constater que, selon la granulométrie de la grenaille employée (pour un liant vitreux donné), le métal liquide issu de la fusion du verre de récupération pouvait ou non pénétrer dans la ou les couches de surface. La taille critique des particules de grenaille dépend de la nature du métal en particulier de sa viscosité à l'état fondu à la température de la sole, ainsi que du The recovery glass can come from various sources, in particular from mirrors, heated glazing for motor vehicles, in particular rear glasses, or tinned or enamelled glass, in particular for automobile glazing. The metals present in the form of metal residues in these recovery glasses can be in particular silver, copper, tin or others. It was surprising to note that, depending on the granulometry of the shot used (for a given vitreous binder), the liquid metal resulting from the melting of the recovery glass could or not penetrate into the surface layer (s). The critical size of the particles of shot depends on the nature of the metal in particular on its viscosity in the molten state at the temperature of the sole, as well as on the
liant vitreux et du verre fondu dans ce bain. glassy binder and molten glass in this bath.
Ainsi, la surface d'une paroi de four peut être adaptée pour récupérer le Thus, the surface of an oven wall can be adapted to recover the
métal séparé du verre par fusion, cette surface étant perméable audit métal. metal separated from the glass by fusion, this surface being permeable to said metal.
A cet égard, I'invention a encore pour objet un procédé de séparation de métal présent dans du verre de récupération, ce procédé comprenant une étape consistant à faire fondre le verre de récupération dans un four tel que décrit précédemment, dans lequel la grenaille comprise dans la couche de surface de la sole qui est au contact du verre a une granulométrie adaptée pour rendre ladite In this regard, the subject of the invention is also a process for the separation of metal present in recovery glass, this process comprising a step consisting in melting the recovery glass in an oven as described above, in which the shot included in the surface layer of the sole which is in contact with the glass has a particle size suitable for making said
couche perméable audit métal.layer permeable to said metal.
Dans un premier mode de réalisation, on peut prévoir, immédiatement sous ladite couche, un espace de récupération du métal liquide s'écoulant à travers ladite couche. On peut éventuellement disposer en partie supérieure de cet espace un élément perforé tel qu'une grille, servant de support à la couche de contact. Dans un autre mode de réalisation, on peut disposer, immédiatement sous ladite couche, une deuxième couche dite " inférieure " comprenant de la grenaille ayant une granulométrie adaptée pour rendre ladite couche inférieure In a first embodiment, there can be provided, immediately under said layer, a space for recovering the liquid metal flowing through said layer. Optionally, a perforated element such as a grid can be placed in the upper part of this space, serving as a support for the contact layer. In another embodiment, there can be placed, immediately under said layer, a second so-called "lower" layer comprising shot having a particle size suitable for making said lower layer
imperméable au métal liquide.impermeable to liquid metal.
Le métal est alors emprisonné à la limite entre les deux couches à base de grenaille et stocké progressivement au cours d'une campagne d'utilisation du four. Après une ou plusieurs campagnes d'utilisation, il suffit de déposer le revêtement de surface de la sole, dont on peut aisément extraire le métal récupéré. Cette méthode permet, dans un même dispositif, de recycler le verre de The metal is then trapped at the border between the two shot-based layers and gradually stored during a campaign to use the furnace. After one or more campaigns of use, it suffices to deposit the surface coating of the sole, from which the recovered metal can be easily extracted. This method allows, in the same device, to recycle the glass of
récupération tandis qu'on récupère le métal séparément. recovery while the metal is recovered separately.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la Other characteristics and advantages of the invention will become apparent from the
description détaillée qui va suivre faite en regard des dessins annexés, sur detailed description which will follow made with reference to the appended drawings, on
lesquels:which:
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- la figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale partielle d'un four selon l'invention; - Figure 1 shows a schematic view in partial longitudinal section of an oven according to the invention;
- la figure 2 représente un détail agrandi de la sole du four de la figure 1. - Figure 2 shows an enlarged detail of the hearth of the oven of Figure 1.
Sur la figure 1, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de I'invention ont été représentés, sans respecter l'échelle du dispositif. Sur la figure 2, seuls les ordres de grandeur des éléments respectifs ont In FIG. 1, only the elements necessary for understanding the invention have been shown, without respecting the scale of the device. In FIG. 2, only the orders of magnitude of the respective elements have
été respectés.been respected.
Le four 1 représenté sur la figure 1 est constitué essentiellement d'une sole 2, de parois latérales 3 et d'une voûte 4, délimitant un bain 5 d'une matière fondue telle que du verre. Il comprend en outre des moyens d'alimentation 6, tel qu'un convoyeur, en matériau à fondre 7 et un canal 8 d'écoulement du matériau fondu. Les moyens réalisant la fusion du matériau 7 ne sont pas représentés. Le matériau peut être constitué de verre de récupération (calcin) et/ou d'une The oven 1 shown in Figure 1 consists essentially of a hearth 2, side walls 3 and a roof 4, defining a bath 5 of a molten material such as glass. It further comprises supply means 6, such as a conveyor, for melting material 7 and a channel 8 for flow of the molten material. The means for melting the material 7 are not shown. The material may consist of recovery glass (cullet) and / or a
composition d'oxydes pulvérulente.powdery oxide composition.
La sole 2 est constituée essentiellement, de l'extérieur vers l'intérieur, d'une paroi faite de blocs isolants 9 disposés sur une ou plusieurs rangées (seule une rangée étant représentée), d'une couche 10 de béton réfractaire sur laquelle sont éventuellement posées des dalles 11 de matériau réfractaire, puis d'une première couche 12 et d'une deuxième couche 13 continues à base de matériau The sole 2 essentially consists, from the outside towards the inside, of a wall made of insulating blocks 9 arranged in one or more rows (only one row being shown), of a layer 10 of refractory concrete on which are optionally laid slabs 11 of refractory material, then a first layer 12 and a second layer 13 continuous of material-based
réfractaire.refractory.
Le détail des couches 12 et 13 est visible sur l'agrandissement de la figure 2. La première couche 12, ou couche inférieure, comprend de la grenaille 14 de matériau réfractaire, notamment de type AZS ou oxyde de chrome, d'une granulométrie relativement fine, noyée dans ou entourée d'un liant 15 formé à The detail of layers 12 and 13 is visible on the enlargement of FIG. 2. The first layer 12, or lower layer, comprises shot 14 of refractory material, in particular of AZS or chromium oxide type, of a relatively granulometry. fine, embedded in or surrounded by a binder 15 formed at
partir d'un matériau vitreux tel que du verre. from a glassy material such as glass.
La deuxième couche 13, ou couche de contact, comprend une autre grenaille 16 de matériau réfractaire, de composition identique ou différente de celle de la grenaille 14, mais de granulométrie supérieure à celle de ladite première grenaille 14, les particules de grenaille 16 étant entourées d'un liant minéral 17, de composition identique ou différente de celui de la couche de The second layer 13, or contact layer, comprises another shot 16 of refractory material, of composition identical or different from that of shot 14, but of grain size greater than that of said first shot 14, the particles of shot 16 being surrounded of a mineral binder 17, of identical or different composition to that of the layer of
contact 12.contact 12.
La réalisation de ces couches sur la surface des dalles 11 peut avoir lieu These layers can be produced on the surface of the slabs 11
de diverses manières.in various ways.
Dans un mode de fabrication préféré, une couche inférieure de la grenaille 14 relativement fine est déposée sur les dalles 11, puis une couche supérieure de la grenaille 16 relativement grosse est déposée sur la couche inférieure. On recouvre ensuite le tout d'une épaisseur de calcin fusible de matériau vitreux, notamment de verre, et l'on démarre le four: la fusion du calcin permet l'imprégnation des couches de grenaille et l'enrobage progressif des particules de grenaille 14 et 16 pour finalement produire les couches 12 et 13 dans lesquelles In a preferred manufacturing method, a lower layer of the relatively fine shot 14 is deposited on the slabs 11, then an upper layer of the relatively large shot 16 is deposited on the lower layer. The whole is then covered with a thickness of fusible cullet of vitreous material, in particular glass, and the oven is started: the fusion of cullet allows the impregnation of the layers of shot and the progressive coating of the particles of shot 14 and 16 to finally produce layers 12 and 13 in which
le calcin fondu joue le rôle de liant et assure la cohésion de l'ensemble. the molten cullet acts as a binder and ensures the cohesion of the whole.
Au fur et à mesure qu'il s'écoule entre les particules de grenaille, le verre fondu à partir du calcin interagit avec la surface des grenailles et se charge en élément(s) d'oxyde(s) du réfractaire, par exemple AI, Zr, Si dans le cas de grenaille AZS, ou Cr dans le cas de grenaille au chrome. Le verre finit par dévitrifier dans les espaces interstitiels libres, la matière dévitrifiée empêchant le As it flows between the particles of shot, the glass melted from the cullet interacts with the surface of the shot and becomes charged with element (s) of refractory oxide (s), for example AI , Zr, Si in the case of AZS shot, or Cr in the case of chrome shot. The glass ends up devitrifying in the free interstitial spaces, the devitrified material preventing the
passage de verre à partir du bain 5. passage of glass from the bath 5.
Dans une variante, un élément séparateur tel qu'une grille ou un tamis en métal réfractaire pourrait être interposé entre les deux couches de grenaille, et éventuellement un élément similaire pourrait être posé sur la deuxième couche de Alternatively, a separating element such as a grate or a refractory metal screen could be interposed between the two layers of shot, and possibly a similar element could be placed on the second layer of
façon à maintenir les niveaux respectifs des couches. so as to maintain the respective levels of the layers.
La même technique avec une grille de maintien pourrait être utilisée pour The same technique with a support grid could be used to
appliquer une ou des couches similaires sur les parois latérales 3. apply one or more similar layers to the side walls 3.
Sur la figure 2, on a illustré en outre la différence de comportement des deux couches 12 et 13 vis-à-vis d'un métal 18, présent à l'état fondu dans le bain , notamment dans le cas o le matériau à fondre 7 est un verre de récupération In FIG. 2, the difference in behavior of the two layers 12 and 13 with respect to a metal 18, present in the molten state in the bath, is also illustrated, in particular in the case where the material to be melted 7 is a recovery glass
renfermant des résidus métalliques. containing metallic residues.
La granulométrie de la grenaille 16 et la qualité du verre liant 17 sont tels The granulometry of the shot 16 and the quality of the bonding glass 17 are such
que la couche 13 est perméable au métal 18. that the layer 13 is permeable to metal 18.
Au contraire, la granulométrie de la grenaille 14 et la qualité du verre liant On the contrary, the particle size of the shot 14 and the quality of the bonding glass
sont tels que la couche 12 est imperméable au métal 18. are such that layer 12 is impermeable to metal 18.
Ainsi, en fonctionnement, le métal 18 présent à l'état fondu dans le bain 5 s'écoule par gravité jusqu'à la sole 2, pénètre à travers la couche 13 en se frayant un passage entre les particules de grenaille 16, et est bloqué à la limite entre les couches 13 et 12, o il s'accumule sous la forme de gouttes dont la taille croît progressivement. L'épaisseur de la couche 13 est avantageusement déterminée de telle sorte qu'elle procure une capacité de stockage du métal, dans les espaces interstitiels entre la grenaille, suffisante pour une durée donnée de campagne d'utilisation. L'invention qui vient d'être décrite dans le cas particulier d'un four à verre dont la sole, de structure donnée, est équipée sur toute sa surface de deux couches à base de grenaille n'est nullement limitée à ce mode de réalisation. Les Thus, in operation, the metal 18 present in the molten state in the bath 5 flows by gravity to the bottom 2, penetrates through the layer 13 by making a passage between the particles of shot 16, and is blocked at the border between layers 13 and 12, where it accumulates in the form of drops whose size gradually increases. The thickness of the layer 13 is advantageously determined so that it provides a storage capacity for the metal, in the interstitial spaces between the shot, sufficient for a given duration of the campaign of use. The invention which has just been described in the particular case of a glass furnace whose hearth, of given structure, is equipped over its entire surface with two layers based on shot is not in any way limited to this embodiment. . The
indications données dans la description détaillée peuvent être étendues aux indications given in the detailed description can be extended to
autres modes de réalisation notamment aux cas suivants: la sole a une autre structure (notamment les blocs d'isolant, le béton et/ou les dalles sont absents); on n'utilise qu'une seule couche à base de grenaille; la ou les couches sont appliquées sur les parois latérales; la ou les couches ne sont appliquées que sur other embodiments in particular in the following cases: the sole has another structure (in particular the insulating blocks, the concrete and / or the slabs are absent); only one layer based on shot is used; the layer or layers are applied to the side walls; the layer (s) are only applied on
une partie de la sole.part of the sole.
Les autres aménagements usuels dans les fours du type à verre The other usual arrangements in glass type ovens
conviennent également dans la présente invention. are also suitable in the present invention.
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