PT81223B - Method and apparatus for melting glass or the like - Google Patents

Description

Descrição do objecto do invento que

PPG INDUSTRIES, INC., norte-americana (Estado de Pensilvânia) in dustrial com sede em One PPG Place, Pittsburgh22, Estado de Pênsil vânia Estados Unidos da América pretende obter em Portugal, paras "PROCESSO E APARELHO PARA A FUSÃO DE VIDRO OU MATERIAL ANÁLOGO"

0 presente invento diz respeito a um processo e aparelho para a fusão de vidro ou material análogo por meio de indução. 0 invento pode ser aplicado na fusão de um material no qual se possam induzir correntes eléctricas, e é particularmente aplicável à fusão de vidro ou análogos.

Sabe-se que se pode aquecer material por meio de correntes induzidas, quando o material é colocado dentro de uma bobine na qual passa corrente alterna. Uma vantagem deste tipo de aquecimento é que o material aquecido não está em contacto com a fonte de energia eléctrica; por exemplo, não há necessidade de mergulhar eléctrodos no fundido. 0 conceito geral de aquecer indutivamente o vidro foi descrito em numerosas patentes, por exemplo as Patentes norte-americanas Nos. 1.830.481; 1.906.594; 3.205,292; e 3.244.495. Grande parte da técnica anterior limita-se a formas de realização em pequena escala, e a fusão de vidro por indução em grande escala não teve aceitação comercial significativa. No entanto, a economia do aquecimento por indução não facilitou a sua utilização na fusão em grande escala de vidro e materiais análogos. A energia térmica proveniente da combustão de nafta tem sido, em geral, mais económica que a energia eléctrica para a fusão de vidro.

Por outro lado, o aquecimento por indução tem sido por ve56665

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zes considerado pouco eficiente na transformação de energia eléctrica em energia térmica. Além disso, alguns técnicos têm tido a ideia de que o aquecimento do vidro por indução em grande escala obrigaria a instalar uma bobina proibitivamente grande.

Uma dificuldade importante na fusão por indução é a necessidade de dispor de um recipiente apropriado para o fundido. Por conseguinte, grande parte da técnica anterior tem estado limitada a formas de realização de pequena esça la, e a fusão de vidro em grande escala por meio de aquecimento por indução não tem encontrado aceitação comercial significativa. Visto que o recipiente se encontra no interior do campo elêctrico da bobina de indução, o próprio recipiente pode receber correntes induzidas e aquecer. Isto é geralmente indesejável porque se dissipa energia eléctrica no recipiente, em vez de ser utilizada no material que se pretende aquecer, e porque o aquecimento do recipiente pode danificá-lo termicamente e acelerar a erosão do recipiente, que pode contaminar o produto. Um recipiente não metálico pode ser arrefecido exteriormente para manter a sua temperatura abaixo daquela que pode ser significativamente susceptivel de correntes induzidas, mas o arrefecimento pode retirar quantidades importantes de energia térmica do processo de fusão. Além disso, o arrefecimento do exterior de um recipiente cerâmico pode gerar gradientes de temperatura que podem gerar os grandes esforços térmicos suficientes para danificar o recipiente. No entanto, com um recipiente cerâmico de peças múltiplas, fabricado com uma pluralidade de peças, surge o problema da retenção do material fundido, especialmente numa operação em grande escala. A utilização de reforços metálicos, por exemplo aço ou análogos, para manter a integridade estrutural de um recipiente de cerâmica de peças múltiplas é indesejável, porque as correntes induzidas que se dissipam no reforço retiram energia ao processo de fusão. Em contrapartida,

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um recipiente metálico é muito sensivel a correntes induzidas, e, portanto haverá grandes perdas de energia, mesmo que o recipiente seja arrefecido. Por outro lado, o arrefecimento de um recipiente metálico provoca grandes perdas de energia, devido à grande condutividade térmica do metal. Um exemplo de um recipiente metálico de aquecimento por indução com dispositivo de arrefecimento está descrito na Patente norte-americana No. 3.461.215, concedida a Reboux.

De acordo com o presente invento proporciona-se um processo para a fusão de material que compreende o fornecimento de uma corrente de material pulverulento a um primeiro recipiente no qual o material é liquefeito por transferência de calor, principalmente irradiante, a passagem do material liquefeito do primeiro recipiente para um segundo recipiente, e o aumento da temperatura do material liquefeito no segundo recipiente, o que envolve a aplicação de um campo electromagnético alterno a um volume de material liquefeito mantido no segundo recipiente, a fim de induzir correntes eléctricas no material liquefeito para fazer avan çar o referido material para o estado de fusão, 0 invento diz também respeito a um processo para o aquecimento de material fundido por indução, por exemplo vidro, com inclusões gasosas, que compreende, numa zona de aquecimento activa de um recipiente rodeado por uma bobina de indução, submeter o material a um campo electromagnético alterno, a fim de induzir correntes eléctricas no material e aquecer o material desta maneira; passar o material aquecido para uma zona inactiva no interior do recipiente, abaixo da bobina de indução; e reter o material no interior da zona inactiva durante uma hora, em média, antes de o mesmo ser descarregado do recipiente. 0 presente invento diz também respeito ao sparelho para a execução dos referidos processos.

A liquefacção de materiais de fornada pode ser efectuada de maneira mais económica num cadinho do tipo ablativo

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descrito na Patente norte-americana No.4.381.934, do que num calorífero de indução. 0 aquecimento por combustão depende de uma grande diferença de temperatura entre a fonte de calor e o material aquecido, para que haja de facto transferência de calor. A liquefacção inicial dos materiais de fornada proporciona uma grande diferença de temperatura e conduz assim, por si, própria, ao aquecimento por combustão. A técnica da patente mencionada acima reforça esta vantagem, aumentando o escoamento de material quente liquefeito e expondo continuamente material frio a radiação, mantendo por este meio uma grande diferença de temperatura. 0 líquido que sai da zona de liquefacção não é de maneira nenhuma um vidro completamente fundido, mas sim um fluido espumoso e opaco que inclui grãos de areia não fundidos e análogos. Verificou-se no entanto que a energia adicional necessária para completar a dissolução e refinação deste líquido descarregado constitui uma porção muito pequena da energia total necessária para fundir vidro numa operação de fusão de tipo depósito convencional. No en tanto, o acabamento da fusão do material liquefeito, implica o aumento da temperatura de um material já quente, e,por tanto, não proporciona uma diferença de temperatura tão grande. Por outro lado, o aquecimento por indução não neces sita de uma diferença de temperatura para transferir energia para o material em questão. Por conseguinte, o aquecimento por indução é idealmente apropriado para a segunda fase de um processo de fusão. Em comparação com um consumo de energia total de aproximadamente 343,2Kcal por Kg (6 milhões de BTU’s por tonelada) para fundir vidro plano de soda-cal-sílica num forno contínuo de grande produção, basta um consumo térmico de aproximadamente 28,6 Kcal por (0,5 milhões de BTU ’ s por tonelada) no calorífero de indução para se efectuar a função de refinação na fusão do vidro. No presente invento a porção principal da energia é consumida na fase de liquefacção mais económica, e a dimensão do calorífero de indução e a quantidade de energia eléc·

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trica consumida podem ser minimizadas utilizando aquecimento por indução na segunda fase, ou fase ⁿrefinador”, do processo de fusão.

0 abastecimento do calorífero de indução com material em estado pré-liquefeito tem outras vantagens. Num processo contínuo como este, é desejável criar esquemas estáveis de circulação do material fundido no interior do recipiente de aquecimento por indução. Mas a entrada de materiais frios pelo cimo do recipiente pode contrariar as correntes de convecção térmica que sobem naturalmente, e pode assim dar origem a alguma instabilidade. Além disso, o fornecimento de material em fusão no cimo do recipiente está de acordo com o objectivo de extrair bolhas do fundido.

No presente invento utiliza-se uma bobina de indução de uma sé volta, conjuntamente com um recipiente de cerâmica refractária de peças múltiplas, para aquecer por indução uma massa fundida, por exemplo vidro. A bobina de uma só volta tem a forma de um cilindro metálico cindico que serve de meio de ligação destinado a manter a integridade estrutural do recipiente refractário que ele rodeia, A parede metálica do cilindro serve também como barreira contínua contra quaisquer fugas que possam produzir-se através das juntas do recipiente de cerâmica. A rigidez do cilindro metálico pode ser mantida por meios de arrefecimento a ele associados.

Numa forma de realização preferida, o recipiente de cerâmica é constituído por duas ou mais camadas distintas.

Uma camada interior é escolhida principalmente pela sua capacidade de contacto apropriado com o material fundido em aquecimento, e a camada exterior é escolhida principalmente pelas suas propriedades de isolamento térmico. A espessura da camada.interior é escolhida de maneira a proporcionar um gradiente térmico suficiente para que a temperatura na sua superfície exterior seja aproximadamente a temperatura de solidificação do material fundido (ou temperatura

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de desvitrificação do vidro). A camada isoladora exterior de cerâmica é escolhida de maneira a proporcionar um gradiente térmico adicional para diminuir as perdas térmicas para um nível mínimo compatível com a manutenção da superfície interior da camada isoladora logo abaixo da temperatura de desvitrificação do conteúdo fundido. Por meio desta construção do recipiente compósito, a espessura deste pode ser minimizada, minimizando por este meio as perdas de energia eléctrica nas paredes do recipiente e maximizando o efeito de união indutora na operação, mantendo ao mesmo tem po a integridade estrutural sem perdas térmicas excessivas.

A figura 1 é uma vista em corte vertical de uma forma de realização preferida de um dispositivo de aquecimento por indução de acordo com o presente invento.

A figura 2 é uma vista em corte horizontal do dispositivo da figura 1, feito pela linha 2-2 na figura 1.

A figura 3 é uma vista em corte ampliado da porção inferior do recipiente da figura 1, que mostra pormenores dos meios de escoamento e medição.

A figura 4 é uma vista em corte de um braço de suporte para o meio de medição, feito pela linha 4-4 da figura 3.

A figura 5 é um diagrama esquemático do circuito eléctrico montado no calorífero de indução de acordo com o presente invento.

A figura 6 é uma vista ampliada da porção terminal da bobina da figura 2.

A figura 7 é uma vista em corte vertical de uma forma de realização preferida que utiliza um recipiente de aquecimento irradiante de acordo com a Patente norte-americana No. 4,381,934, θ® que um tambor rotativo em volta de um eixo vertical de rotação proporciona uma superfície de for-656665

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nada que é uma superfície parabolóide de rotação em volta de uma fonte de calor, para fornecer material liquefeito ao aparelho de aquecimento por indução.

Os princípios do presente invento são aplicáveis ao aquecimento por indução de uma grande variedade de materiais fundidos, mas a descrição pormenorizada que vai seguir-se dirá principalmente respeito a uma forma de realização especificamente concebida para a fusão de vidro. Adicionalmente, a forma de realização específica que vai ser descrita é apropriada para produção contínua com débitos relativamente grandes. 0 presente invento é particularmente vantajoso naquelas condições, mas não lhes está limitado.

Na forma de realização representada nos desenhos, com referencia especial às figuras 1 e 2, uma bobina de indução

10 de uma sé volta é constituída por dois meios cilindros

11 e 12 que rodeiam uma porção de um recipiente cilíndrico de cerâmica. 0 cobre é o material preferido para a bobina, devido à sua grande condutividade eléctrica. A espessura das porções cilíndricas 11 e 12 depende das necessidades de resistência de cada aplicação em particular, mas, para

o exemplo descrito na presente, verificou-se que é apropria da uma espessura de 6,35 mm (l/4 pol.). Ao exterior das porções cilíndricas 11 e 12 estão soldados vários tubos de arrefecimento 13. Pode fornecer-se água ou outro fluido refrigerante aos tubos 13, por meio de tubos não condutores 14. 0 fluido refrigerante percorre um caminho semicircular

em volta de um lado do cilindro para um tubo de saída 15 pelo qual o fluido pode ser passado para um esgoto ou para outro tubo refrigerante 13 no mesmo lado do cilindro, para uma passagem de regresso ao longo de um segundo percurso semicircular. Conforme a dimensão do recipiente e as neces sidades de arrefecimento, o fluido refrigerante pode passar por tubos adicionais antes de passar para um esgoto.

Na zona de aquecimento por indução, o recipiente é cons tituido por um cilindro formado por diversos blocos refrac7

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tários 20. A configuração cilíndrica é a mais eficiente, e, portanto, preferida, mas deve entender-se que se podem empregar outras formas. 0 cilindro pode ser formado por uma pluralidade de fiadas dos blocos 20, e em cada fiada pode haver vários blocos em forma de cunha que formam um círculo ou polígono. Por exemplo, na forma de realização particular representada na figura 2, há três fiadas de blocos 20, sendo cada fiada constituída por dez blocos, cada um d£ les eom duas facetas para criar um polígono de vinte lados. Os blocos 20 são de um material refractário, escolhido tendo em conta a compatibilidade com o material fundido do processo de produção. No caso de vidro em fusão, um refractário apropriado é o tipo de refractário de aluminá-zircónio-sílica. Este tipo de refractário é apropriado para contaç to com vidro em fusão, mas as suas propriedades isoladoras térmicas são relativamente fracas em comparação com outros tipos de materiais cerâmicos refractários. Por conseguinte, a espessura de um bloco 20 na direcção radial é suficiente para proporcionar um gradiente de temperatura entre a sua face interior e a sua face exterior de maneira que qualquer material em fusão que porventura escape através das juntas ou fendas se solidifique ou pelo menos se tome muito viscoso antes de chegar à face exterior dos blocos 20. No caso do vidro, um gradiente de temperatura apropriado proporciona na face exterior dos blocos 20 uma temperatura não su perior à temperatura de desvitrificação do vidro que ó fundido em cada caso particular. Com uma composição de vidro plano de soda-cal-sílica comercial típico, essa temperatura deve ser de cerca de 98090 (18009F). Pode obter-se uma retenção ainda melhor com uma temperatura exterior próxima do ponto de amolecimento do vidro - aproximadamente 75O9C (14OO9F). Alóm disso, o refractário dos blocos interiores 20 deve ter resistividade elóctrica relativamente grande a altas temperaturas, para que os refractários sejam pouco influenciados pelas correntes eléctricas induzidas. Como exemplo, podem obter-se resultados satisfatórios com um re-8-

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fractário cuja resistividade seja na ordem de cinco a dez vezes a resistividade do material em fusão que está a ser tratado. Embora não seja essencial para o princípio do presente invento outra característica que pode ser desejável é que o material refractário seja de um tipo capaz de ser repetidamente ciciado entre temperatura ambiente e a temperatura de funcionamento.

No exterior do cilindro refractário definido pelos blocos 20 está um cilindro refractário exterior constituído por uma pluralidade de blocos 21. Os blocos 20 são de um material refractário cerâmico, escolhido tendo em conta as suas propriedades isoladoras, isto é, por ter um coeficiente relativamente pequeno de condutividade térmica. Os blocos exteriores 21 têm condutividade térmica menor que a dos blocos interiores 20, tipicamente na ordem de menos de metade da dos blocos interiores, e preferivelmente menos de cerca de um quinto. Visto que o isolamento em relação ao material fundido que está dentro do recipiente é proporcionado pela espessura do cilindro refractário interior as peças refractárias exteriores 21 não precisam de estar adaptadas para contacto com o material em fusão, embora seja preferida a existência de alguma compatibilidade a temperaturas relativamente moderadas. Um exemplo de um material apropriado para a camada refractária isoladora exterior é um refractário de argila porosa (pequena densidade). Devido à sua fraca condutividade térmica, a camada isoladora pode atingir o objectivo de proporcionar um gradiente térmico adicional compatível com o contacto com a bobina de indução metálica na sua superfície exterior, acrescentando ao mesmo tempo uma espessura adicional mínima à parede do recipiente. A minimização da espessura total de parede é desejável para maximizar a eficiência da corr ente, colocando a bobina tão próxima quanto possível do material tratado e minimizando a quantidade de material do interior da bobina no qual podem ser induzidas correntes dispersas. A temperatura da bobina deve ser mantida suficientemente baixa

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para evitar oxidação substancial do metal, minimizar a resistência eléctrica do cobre, e evitar perda de resistência prejudicial. As bobinas de arrefecimento 13 contribuem para manter a temperatura da bobina baixa, e o gradiente térmico proporcionado pela camada exterior de material refractário 21 deve ser suficiente para manter as necessidades de arrefecimento e as perdas de energia num nível razoável. Quando o refrigerante é água, como como se prefere a temperatura da bobina, e, portanto, a temperatura da superfície exterior dos refractários exteriores 21, é preferivelmente mantida abaixo de 100SC.

A construção da porção do recipiente que está acima da bobina de indução não é tão importante como a da parte que está no interior da bobina de indução, mas, por uma questão de conveniência, pode prosseguir-se a mesma construção atê ao cimo do recipiente, conforme está representado na figura 1. Pode colocar-se um elemento 22 de tampa refractária na extremidade superior do recipiente, através da qual existe uma abertura de alimentação 23· Podem introduzir-se matérias primas pela abertura 23, mas, pelo menos no caso do vidro, prefere-se que as matérias primas sejam liquefeitas numa fase precedente do processo de fusão. De acordo com o processo de fusão do presente invento, a liquefacção é efectuada principalmente por meio de transferência irradiante num recipiente anterior, preferivelmente de acordo com o processo de liquefacção descrito na Patente norte-americana No. 4.381,934. Uma tremonha oscilante 24 apropriada ou dispositivo análogo pode ser instalada para reter material a fornecer ao recipiente de aquecimento por indução.

A espessura da parede 26 do recipiente, abaixo da bobina de indução, não é importante, mas tem de ser tido em con sideração o contacto não contaminante com o material em fusão. Portanto, prefere-se que a porção de parede inferior 26 seja feita com material refractário apropriado para con-10-

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tacto com o material em fusão (refractários do tipo alumina-zircónia-sílica no caso de vidro) e a parede pode ter qualquer espessura que proporcione o isolamento térmico desejado. Como nas outras porções da parede, a porção inferior 26 pode ser construída com uma pluralidade de blocos refractários em forma de cunha. Podem instalar-se cintas de aperto 27 ou análogos (preferivelmente de aço inoxidável, para minimizar o ferro-magnetismo) em volta da porção inferior do recipiente para reter os blocos em posição sem perda indevida de energia resultante de correntes dispersas induzidas nas cintas de aperto. As perdas de energia nas cintas 27 podem ser ainda mais reduzidas se se minimizar a área de secção transversal do metal, colocando-as tão longe quanto possivel abaixo da bobina de indução e dividindo cada cinta numa pluralidade de segmentos isolados ao longo do seu comprimento.

0 pavimento do recipiente é também constituído por refractários apropriados para contacto com o material em fusão. Podem observar-se pormenores da construção do fundo na vista ampliada da figura 3. A camada superior 30 da estrutura do fundo é preferivelmente um refractário apropriado para contacto com o material em fusão, por exemplo refractários do tipo alumina-zirconio-sílica no caso de fusão do vidro. Sob a camada 30 pode colocar-se uma segunda camada 31 de um material escolhido tendo em conta as suas propriedades térmicas, por exemplo um refractário de argila pouco densa. 0 arrefecimento faz-se no exterior da estrutura de fundo, a fim de promover a retenção do material em fusão no recipiente. Na forma de realização descrita, um refrigerador anular a água 32 forma a base do recipiente. Entre o refrigerador a água 32 e a camada refractária 31, pode colocar-se uma camada de papel refractário33 θ uma folha de cobre 34 que serve para proteger o refrigerador a água 32 de correntes induzidas dispersas, em particular se o refrigerador é feito de aço macio.

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Conhecem-se várias disposições para escoar do recipiente vidro em fusão ou análogos e estas disposições podem ser utilizadas no presente invento mas nos desenhos está representada uma disposição de escoamento particularmente vantajosa, com referência em especial à figura 3. 0 esgoto é

constituído por um tubo 40 de metal refractário (por exemplo liga de platina-ródio) montado no centro do fundo do recipiente. O tubo 4o prolonga-se através de um elemento 4l refractário central, que é preferivelmente um refractário apropriado para contacto com o material em fusão. 0 tubo 40 prolonga-se até acima da superfície do fundo do recipien te, para evitar que qualquer detrito no fundo do recipiente seja arrastado para a corrente de saída. A secção 4l do fundo refractário está inclinada para baixo em direcção ao tubo 40, a fim de proporcionar menor espessura refractária, e, desta maneira, menor isolamento próximo do tubo, mantendo por este meio temperaturas relativamente altas no interior do tubo, a fim de impedir a solidificação do material em fusão dentro do tubo. Instalam-se refrigeradores adicionais 42 e 43 sob o elemento 4l refractário central e em volta do tubo 40, a fim de promover uma retenção positiva do material em fusão.

Os técnicos da especialidade conhecem vários meios para regulação do débito de material em fusão, por exemplo vidro, através de um esgoto alimentado por gravidade. Mui tas dessas disposições incluem a manipulação da viscosidade do material, por meio de aquecimento ou arrefecimento va riáveis do tubo de escoamento. Um exemplo típico é uma foobi na de indução associada a um tubo de escoamento. Nalguns casos, estas soluções podem ser utilizadas de maneira satisfatória com o presente invento mas têm alguns inconvenientes na fusão de vidro em grande escala. A quantidade de calor numa corrente de vidro que circula rapidamente (por exemplo, na ordem de centenas ou milhares de quilogramas por hora) é tão grande que é dificil influenciar de maneira

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significativa a viscosidade da corrente por meio de transferência de calor através das paredes de um tubo de escoamento. Em contrapartida, quando se proporciona uma permuta de calor adequada para fazer a regulação do débito da corrente, a sensibilidade da viscosidade do vidro à temperatura torna difícil modular o débito da corrente com pequenas variações. Os técnicos conhecem meios de restrição física da corrente ("êmbolos de mergulho") para a regulação da corrente de vidro. Uma disposição de êmbolo típica compreende elementos estruturais no interior do recipiente de fusão, que interactuam com a extremidade superior de um orifício de saída. Uma disposição deste género não seria apropriada para um recipiente aquecido por indução,como é o caso no presente invento. Por conseguinte, uma disposição preferida para a regulação do débito de vidro em fusão no presente invento , compreende meios exteriores de obstrução de fluxo que interactuam com a extremidade inferior do tubo de escoamento. Uma disposição particularmente vantajosa é a representada nos desenhos, na qual um elemento 50 ^c°^m a forma de "lágrima" aerodinâmica está assente, um pouco afastado, sob o tubo de escoamento 40, a fim de formar uma abertura anular no intervalo, através da qual circula uma corrente de vidro em fusão. Fazendo variar a posição vertical do elemento 50, a dimensão da abertura anular pode ser variada, e, assim, o débito da corrente de vidro em fusão pode ser regulado. 0 elemento de regulação de fluxo 50 está assente num braço 51 que se prolonga horizontalmente, o qual está, por sua vez, montado no meio de colocação 52, que pode ser convenientemente uma mesa fresadora de maquinista ou análogo, preferivelmente com ajustabilidade tridimensional. A fim de manter uma cor rente de vidro uniforme, o dispositivo de regulação de débito tem uma forma que facilita tipos de fluxos convergentes. 0 vidro em fusão que circula em volta do elemento 5θ volta a combinar-se numa corrente Gnica ao correr ao longo das superfícies convergentes da porção inferior do elemen-13-

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to. Adicionalmente, a porção do braço 51 ^no interior da corrente de vidro em fusão pode ter uma forma de lágrima invertida, conforme está representado na figura 4, e está inclinada para baixo ao longo do seu comprimento, para impedir o alastramento de vidro em fusão sobre o braço. Com esta forma, o dispositivo provoca uma perturbação mínima nas estrias do vidro em corrente. 0 dispositivo pode efectuar uma regulação de fluxo positiva de variação muito ampla, desde um corte completo na posição mais elevada até um posicionamento praticamente de abertura completa, quando está a alguns centímetros abaixo do tubo de escoamento. Convém observar que o termo "lágrima", utilizado na presente, não se limita a uma definição estrita do termo, mas pode incluir uma grande variedade de formas aerodinâmicas que se estreitam para uma porção delgada no fundo. Para facilidade de fabricação, a lágrima é preferivelmente constituída por um cone unido a um hemisfério. Outra variações podem implicar secções transversais não circulares ou porções superiores não esféricas. Para contacto com vidro em fusão, a lágrima 50 e o braço 51 são fabricados preferivelmente de molibdeno revestido com uma liga platina-rédio. Prevê-se que o núcleo possa ser feito com um metal menos nobre do que que o molibdénio ou mesmo com materiais refractários ce râmicos e ser revestido com metal precioso e equipado com arrefecimento interior se for necessário.

Na figura 5 está representado um diagrama esquemático do sistema eléctrico para o calorífero de indução. Uma fon te de energia eléctrica industrial típica de corrente alter na trifásica de 60 Hz está ligada a um inversor 60 que fornece uma saída monofásica de alta frequência a um transformador 6l. O transformador 6l tem, preferivelmente, uma plu ralidade de derivações no seu secundário, para permitir variar a tensão para a bobina de indução 11 conforme as neces sidades. A bobina de indução 11 está montada através do secundário do transformador 6l em paralelo com um condensador 62. 0 condensador 62 e a bobina 11 estabelecem um cir-14-

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cuito ressonante entre ambos com alta frequência e grande amperagem, permitindo por este meio a utilização de um pequeno número de voltas de bobina de indução, por exemplo uma. A grande amperagem conduz a um forte fluxo magnético, apesar do pequeno número de voltas de bobina, dando assim à bobina capacidades de indução substanciais. Como variante, pode aumentar-se o fluxo magnético, aumentando o número de voltas de bobina, mas seriam necessárias tensões maiores que imporiam de maneira inconveniente restrições ao tipo de inversor que pode ser utilizado. Com frequências até cerca de 10 jkHz, podem empregar-se inversores em estado sólido com eficiência de transformação relativamente grande e baixo custo. Em geral, emprega-se uma pluralidade de con densadores em paralelo uns com os outros, para proporcionar a capacitância total desejada, A frequência e capacitância do circuito ressonante pode ser descrita pela equação seguinte:

f = 1/» 2 (LC)¹/²

na qual:

f = frequência ressonante (Hz) ;

L = indutância da bobina (henrys);

C as capacitância (fárades).

Outros cálculos para a concepção de bobinas de aquecimento por indução são indicados por E.M. Baker em American Institute of Electrical Engineers Transactions, Vol. 76, Parte 2, 1957, PP. 31-40.

A figura 6 representa uma forma de condensador 62, nes te caso um condensador arrefecido a água, montado entre as pernas da bobina de indução 11, Nesta configuração, o condensador 62 é um entre vários que podem ser montados uns acima dos outros, numa fila vertical que preenche o intervalo da bobina de indução. Em ambos os lados do intervalo

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da bobina de indução 11, existem pernas 70 e 71 que se prolongam radialmente e que nas suas extremidades têm flanges

72 e 73, respectivamente, nas quais estão montados os condensadores 62. Ligações terminais aparafusadas 74 num lado de cada condensador estão associadas com um polo do condensador e ligadas à flange 72 num lado da bobina, e terminais 75 no outro lado do condensador, associados com o seu polo oposto, estão ligados à flange 73 no outro lado da bobina de indução. Os terminais 74 e 75 são tubulares e estão ligados a mangueiras de arrefecimento 76 que proporcionam refrigerante aos meios de arrefecimento internos de cada condensador 62. As pernas 70 θ 71 da bobina de indução estão isoladas electricamente uma da outra por meio de um calço de isolamento 77. Visto que a bobina de indução cilíndrica 11 serve de ligante do recipiente refractário, é mantida em tensão por meio de cavilhas 78 que apertam as pernas 70 θ 71 uma contra a outra. Podem colocar-se casquilhos não condutores 79 em volta das cavilhas 7θ, para manter o isolamento elêctrico das pernas uma em relação a outra. Analogamente, no outro lado da bobina, os dois meios cilindros da bobina estão presos conjuntamente por meio de cavilhas com um calço condutor 80 entre flanges 81 e 82 que se prolongam radialmente. 0 recipiente vazio é inicialmente aquecido por meio da utilização de caloríferos auxiliares e com a bobina de indução desligada, À medida que as porções refractárias do recipiente se expandem enquanto aquecem, a tensão de ligação da bobina cilíndrica 11 é abrandada a pouco e pouco fazendo girar as cavilhas para aumentar o intervalo entre as metades de cilindro numa ou em ambas as juntas entre as mesmas. Inicialmente,as pernas 70 e 71 © as flanges 8l e 82 podem estar em contacto umas com as outras, e os calços 77 e 80 ser inseridos depois de o recipiente ter sido pré-aquecido até à temperatura de funcionamento. A seguir pode aplicar-se a corrente eléctrica a bobina.

A resistividade do vidro em fusão varia com a tempe-16-

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ratura, mas um valor típico é de cerca de 6 a 14 ómios-centímetros, que é grande em relação a materiais aos quais o aquecimento por indução é aplicado mais convencionalmente. Isto origina alguma vantagem na concepção de um sistema de aquecimento por indução para fusão de vidro. A profundidade de penetração de corrente no material que é aquecido é um factor decisivo na concepção de um sistema de aquecimento por indução. Convencionalmente, recomenda-se que o diâmetro do material aquecido seja cerca de três vezes a profundidade de penetração de corrente (cf., por exemplo, a Especificação de Patente Britânica 1.4-30.382), mas, com vidro em fusão, observou-se que o aquecimento por indução pode estar ligado eficientemente a um corpo de vidro em fusão cujo diâmetro é igual ou menor que a profundidade de penetração de corrente. A profundidade de penetração de corren te pode ser calculada para vidro como segue:

d = 5033 (/yf)^1//2

em que:

d = profundidade de penetração da corrente em centímetros;

= resistividade em ómios-centímetros;

f = frequência em Hertzes.

Pensou-se até agora que o aquecimento de vidro por indução necessitaria de uma bobina muito grande ou de frequên cias muito altas, e qualquer destas condições tornava este conceito economicamente desinteressante. Mas agora, a implicação do pequeno coeficiente entre diâmetro de trabalho e profundidade de penetração de corrente é que o recipiente que contém vidro pode ser relativamente compacto, e, no entanto, proporcionar transferência de energia eficaz para o vidro, e que se podem empregar frequências relativamente

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pequenas (por exemplo, menos de 10 KHz). Se se aumentar a dimensão do recipiente, a frequência ainda pode ser menor.

Alguns aspectos teóricos do aquecimento por indução apii cado a vidro em fusão são expostos por B. Scott e H. Rawson em Glass Technology. Vol, 14, No. 5, Outubro 1973, PP· 115-124.

Um recurso convencional na concepção de uma. bobina de indução é que o comprimento da bobina seja igual ou maior que o seu diâmetro, e esta regra pode ser também aplicada no presente invento. Obteve-se transferência efectiva de potência para o fundido com um comprimento de bobina igual ao seu diâmetro, mas é possível uma transferência de potência mais eficiente com um comprimento de bobina maior. 0 diâmetro interior do recipiente refractário é determinado pelas necessidades previstas de ritmos de produção e tempos de permanência. A estrutura de parede do recipiente compósito, descrita na presente memória proporciona uma retenção compacta do fundido e estabelece o diâmetro exterior do recipiente, que é essencialmente igual ao diâmetro da bobina de indução. A minimização da diferença entre o diâmetro interior do recipiente e o diâmetro da bobina tem a vantagem de o fluxo magnético ser utilizado mais eficazmente para induzir correntes no fundido, permitindo assim a utilização de uma bobina de uma sé volta com necessidades de amperagem práticas. Para um volume dado, é geralmente desejável minimizar a altura do recipiente a fim de minimizar a área para perda de calor através das paredes. A altura do recipiente deve corresponder em geral a aproximadamente o comprimento da bobina, para colocar o material aque eido na zona de fluxo magnético maximizado. Prefere-se que o fundido tenha profundidade adicional um pouco acima e abaixo da bobina. Quando se funde vidro, observou-se que é particularmente vantajoso proporcionar profundidade adiciç nal abaixo da bobina para criar tempo de permanência para o vidro fundido depois de passar pela temperatura máxima no

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interior da zona de bobina e antes de ser despejado do recipiente. Este tempo de permanência adicional é vantajoso para permitir que do fundido se escapem as bolhas, e, nalguns casos, deixar o vidro arrefecer até uma temperatura mais de acordo com as necessidades de um processo de formação ao qual o vidro fundido pode ser fornecido. Um tempo de permanência de aproximadamente 1 hora abaixo da bobina mostrou-se vantajoso. Expressa estruturalmente, a profundidade interior do recipiente abaixo da bobina pode ser da ordem de metade do diâmetro da bobina, pelo menos.

0 vidro sé se torna um receptor significativo de corren tes induzidas a altas temperaturas. Por exemplo, vidro de soda-cal-sílica torna-se receptor a tensões razoáveis acima de 1200SC (22002F). Portanto, o processo de aquecimento por indução é iniciado com a preparação de um corpo de vidro em fusão por meios de aquecimento auxiliares. Visto que o vidro é susceptivo (com uma resistividade preferivelmente menor que cerca de 14 émios-centímetros), os materiais de fornada de vidro poderiam ser introduzidos não aquecidos no calorífero de indução, e a fusão poderia ser toda feita neste calorífero. No entanto, prefere-se lique fazer a fornada de vidro numa fase separada e fornecer o ma terial liquefeito ao calorífero de indução a uma temperatura â qual o material se torne sensível. Nesse caso, a função do calorífero de indução é fazer subir a temperatura do vidro a fim de completar o processo de fusão, e, em particular, refinar o vidro, isto é, expelir inclusões gasosas contidas no fundido. Para vidro de soda-cal-sílica da qualidade vidro plano, a refinação implica em geral uma temperatura de cerca de l425?C (26OO5F), pelo menos. Materiais diferentes podem liquefazer-se a temperaturas diferentes, mas o vidro de soda-cal-sílica liquefaz-se, em geral, e pode ser fornecido ao calorífero de indução a uma temperatura de aproximadamente 12OO9C (2200SF), até cerca de 1315^?θ (24OO5F), temperatura â qual o material pode ser influencia

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do por correntes induzidas.

Nas fornadas de vidro têm sido convencionalmente incluí dos compostos de enxofre, geralmente sulfato de sódio ("bolo de sal"), para ajudar a fusão e refinação. Devido a os produtos da decomposição dos compostos de enxofre serem muito voláteis, os compostos de enxofre têm sido adicionados a fornadas de vidro em quantidades consideravelmente acima das teoricamente necessárias, para que uma parte do enxofre não desapareça nas fases iniciais e esteja presente no fundido para ajudar durante a fase de refinação. Devido à sua decomposição em produtos gasosos, os compostos de enxofre são uma fonte significativa de emissões indesejáveis a partir de uma operação de fusão de vidro. Têm-se portanto, feito esforços nos últimos anos para minimizar a quantidade de enxofre utilizada na fabricação de vidro. É uma vantagem que o vidro possa ser fundido e refinado por meio do presente invento sem a utilização de adições de enxofre à fornada. No entanto, a presença de algum enxofre afigura-se conveniente durante o processo de refinação, e observou-se que o presente invento, quando aplicado num pro cesso de liquefacção e refinação em duas fases, pode reter uma grande percentagem do seu conteúdo de enxofre no fundido para estar presente na fase de refinação. Crê-se que isto é devido à rapidez com que a fornada pode ser liquefeita numa fase de liquefacção especializada para que se perca menos enxofre por volatilização, e mais enxofre seja conduzido para o recipiente de refinação. Basta portanto, uma pequena adição de enxofre à fornada para proporcionar as vantagens da refinação em presença de enxofre. Observou-se que 3 partes em peso ou menos do bolo de sal, por 1000 partes em peso de areia na fornada, podem proporcionar quantidades significativas de enxofre na zona de refinação aquecida por indução do presente invento. Em contrapartida, observou-se que bolo de sal em quantidades superio* res a 3 partes em peso por 1000 partes em peso de areia, po-20-

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de produzir excesso de espuma no recipiente aquecido por indução. Preferem-se 2 partes de bolo de sal por 1000 partes de areia.

Facultativamente, pode instalar-se um formador de bolhas, por exemplo o tubo 90 formador de bolhas refrigerado a água representado na figura 1, no fundo do recipiente de aquecimento por indução. Esse formador de bolhas pode ser utilizado se surgir a necessidade de induzir maior circulação de fundido mais quente na zona inferior do refrigerador, a fim de evitar o arrefecimento indevido na zona inferior, que poderia, por sua vez, provocar uma diminuição inaceitável do débito de escoamento pelo tubo 40.

EXEMPLO

Num recipiente essencialmente conforme representado nos desenhos, processaram-se com bons resultados 9.000 kg por dia de vidro de soda-cal-sílica. A bobina de indução tinha um diâmetro e altura de 1,5 metros (60 pol.) com o fundo da bobina a 1 metro (40 pol.) acima do fundo do recipiente refractário. 0 nível do material fundido no recipiente foi mantido a cerca de 10 centímetros (4 pol.) acima do topo da bobina de indução. A camada inferior de refractário era refractário Citeron AZS, vendido pela Combustion Engineering Company, e tinha uma espessura de 25 centímetros (10 pol.). 0 refractário exterior era refractário de argila pouco densa Finsulation, vendido por Findley Refractories Company, e com uma espessura de 5 centímetros (2 pol) A condutividade térmica do refractário exterior, em condições de funcionamento, é calculada em cerca de um décimo da do refractário interior. A bobina era constituída por cobre com 6 milímetros (l/4 pol.) de espessura. A fornada de vidro foi pré-liquefeita e fornecida ao recipiente de aquecimento por indução a uma temperatura de aproximadamente 1260^0 (23009F), e no interior da zona da bobina atingiram-se temperaturas máximas de aproximadamente 15^020

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(28OO9F). Na zona abaixo da bobina, as temperaturas do vidrqíiiminuiram para aproximadamente l425^sC (26OOSF) antes de o vidro ser despejado do recipiente. Quando a operação

se estabilizou, a bobina estava a ser abastecida com cerca de 110 Kw a 650 vóltios RMS e uma frequência de 9,6 KHz.

A figura 7 representa como primeiro recipiente de liquefacção, uma câmara rotativa em volta do eixo vertical, com fornada de vidro que rodeia uma fonte de calor central. 0 cadinho rotativo 80 inclui um recinto que compreende um cilindro de aço 81 e um pavimento de aço 82. 0 recinto

tem suporte vertical proporcionado por uma pluralidade de rolos 83 que estão fixados numa armação 84. Uma pluralidade de rolos laterais 85 mantém o alinhamento do recinto.

A rotação do recinto pode ser obtida, por exemplo, acciona do um dos rolos 83 ou 85 por meios motores (não representados) . Uma abertura central no pavimento 82 tem um casquilho de cerâmica refractária 86, apropriado para contacto com vidro em fusão e com uma abertura central 87. Pode instalar-se qualquer estrutura apropriada para suportar a armação 84, mas, para fins que serão descritos adiante, pre fere-se que toda a estrutura 80 de liquefacção seja relativamente portátil. Portanto, meios elevatórios suspensos podem ligar-se a meios de união 88 fixados às porções superiores de armação 84. A extremidade superior do recipiente pode ser fechada por uma tampa refractária 90, que pode ser estacionária e suportada pela armação. A tampa 90 tem um furo central91 através do qual se pode introduzir um queimador 92 ou outro meio de aquecimento por irradiação. Como variante, pode utilizar-se uma pluralidade de fontes de calor. A tampa tem também uma abertura de alimentação 93, por meio da qual se pode fornecer material de fornada a partir de um alimentador helicoidal 94 ou análogo para o interior do recipiente. Antes de o recipiente ser aquecido, forma-se no recipiente uma camada estável de fornada 95, fornecendo fornada solta enquanto se faz rodar o recin-2256665

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to. A fornada solta forma um contorno geralmente parabolóide conforme representado na figura 7. Durante o aquecimento, o abastecimento contínuo de fornada ao recipiente da figura 7 dá origem a uma corrente descendente de fornada 96, que fica distribuída sobre a superfície da camada de for nada estável, e pela acção do calor liquefaz-se e forma uma camada transitória 97 que corre para o fundo do recipiente e passa através da abertura 87. A fornada liquefeita cai na formade glóbulos 98 a partir da abertura de saída ê pode ser recolhida num depésito 99 no interior de um redipiente 100 para fluxo directo para a tremonha 24. Os gases de escape provenientes da combustão no interior do recipiente de liquefacção também podem passar através da abertura 87 e po dem ser expulsos através de um tubo de chaminé 101. Como variante, pode haver uma abertura de saída através da tampa 90.

0 depósito do primeiro pedido para o invento acima descrito foi efectuado nos Estados U_nidos da América em 1 de Outubro de 1984 sob os nSs. 656,292, 656.293 e 656,3^6 .

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Claims (25)

1. REIVINDICAÇÕES 1£. - Processo para a fusão de vidro ou material análogo caracterizado pelo facto de compreender o fornecimento de uma corrente de material pulverulento para um primeiro recipiente, no qual o material é liquefeito por transferência de calor principalmente irradiante, a passagem do material liquefeito do primeiro recipiente para um segundo reci piente e o aumento da temperatura do material liquefeito no segundo recipiente, e bem assim a aplicação de um campo electromagnético alterno a um volume do material liquefeito mantido no segundo recipiente, a fim de induzir correntes eléctricas no material liquefeito para fazer avançar o referido material para o estado de fusão.
2. 2S, - Processo de acordo com a reivindicação 1, carac-23-

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   terizado pelo facto de compreender o escoamento contínuo do material que se encontra no segundo recipiente.

   35. - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de o material ser escoado a partir do fundo do primeiro recipiente e do fundo do segundo recipiente .

   45. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de a fase de aumento da temperatura do material liquefeito ser realizada numa primeira zona do segundo recipiente, e seguidamente o material liquefeito ser passado para uma segunda zona do segundo recipiente em que o material permanece durante um período de tempo sem aumento adicional de temperatura.
3. 5-· - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de o material liquefeito ser passado verticalmente da primeira zona para a segunda zona.
4. 6». - Processo de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo facto de a temperatura do material liquefeito ser diminuída na segunda zona.
5. 7-. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo facto de ser proporcionado tempo de permanência suficiente ao material liquefeito na segunda zona para o escape de inclusões gasosas a partir do material liquefeito.

   85. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo facto de o tempo de permanência média do material liquefeito na segunda zona ser de uma hora, pelo menos.

   95. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de a maior parte da energia térmica para a fusão do material ser q?licada ao material antes da sua entrada no segundo recipiente.

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6. 10® - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o campo elec· tromagnético ser produzido pela passagem de corrente alter· na por uma bobina que se prolonga em volta do segundo reci· piente.
7. 11®. - Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de a frequência da corrente alterna não ser maior do que aproximadamente 10 KHz,
8. 12®. - Processo de acordo com as reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo facto de a bobina ter uma só volta.
9. 13®. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o material que é fundido compreender materiais para a fabricação de vidro.

   lha, _ Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de o material pulverulento compreen der fornada de vidro com um conteúdo de enxofre equivalente a não mais de 4 partes em peso por 1000 partes em peso de areia.
10. 15a. - Processo de acordo com as reivindicações 13 ou l4, caracterizado pelo facto de o material que está no segundo recipiente compreender vidro em fusão.
11. 16® - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo facto de o material lique feito entrar no segundo recipiente a uma temperatura de 1200 a 132050 (2200-2400SF).
12. 17®. - Processso de acordo com a reivindicação l6, caracterizado pelo facto de a temperatura do material liquefeito que está no segundo recipiente ser aumentada para 1420 a 154050 (2600-2800sf).
13. 18®. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o material pulverulento ser suportado sobre uma superfície inclinada

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14. 19-. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes caracterizado pelo facto de o aquecimento indutivo de material em fusão, por exemplo vidro com inclusões gasosas, compreender:

    numa zona de aquecimento activa de um recipiente envolvido por uma bobina de indução, a aplicação de um campo electromagnético alterno ao material, a fim de induzir correntes eléctricas no material e aquecer por este meio o material;

    a passagem do material aquecido para uma zona inactiva no interior do recipiente abaixo da bobina indutora;

    e a conservação do material no interior da zona inac tiva durante aproximadamente uma hora antes de ser descarregado do recipiente.
15. 20®. - Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo facto de a temperatura do material ser aumentada na zona de aquecimento activa e ser diminuida na zona inactiva.
16. 21®. - Processo de acordo com as reivindicações 19 ou 20, caracterizado pelo facto de as condições serem mantidas na zona inactiva para diminuir as inclusões gasosas_o
17. 22®. - Aparelho para a fusão de vidro ou material análogo caracterizado pelo facto de compreender um primeiro recipiente apropriado para receber uma corrente de material pulverulento e de possuir material liquefeito escoado do referido recipiente, meios de aquecimento irradiante para a liquefacçâo do material pulverulento fornecido ao recipiente, um segundo recipiente apropriado para receber material liquefeito escoado do primeiro recipiente, e meios para aplicar um campo electromagnet ico alterno a material liquefeito mantido no segundo recipiente a fim de aumentar a

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    temperatura do material liquefeito.
18. 23*. - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo facto de o segundo recipiente incluir um orificio de escoamento para a passagem de uma corrente do material liquefeito a partir do segundo recipiente por meio de pressão de fluido do material liquefeito, tendo o orifício uma abertura interior dentro do recipiente e uma abertura exterior fora do recipiente; meios de restrição de fluxo que actuam conjuntamente com a abertura exterior para regular o débito de fluxo do material liquefeito proveniente do recipiente; meios de restrição de fluxo que incluem um elemento bolboso em alinhamento vertical com a abertura exterior que tem superfícies convergentes para baixo na sua porção inferior e um braço de suporte que se prolonga a partir de um lado do elemento bolboso, tendo o braço uma porção contígua ao elemento bolboso, e meios unidos ao braço para ajustar a elevação do braço e do elemento bolboso.
19. 24*. - Aparelho de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo facto de o orifício compreender um elemento tubular que se prolonga através de uma parede do recipiente»
20. 25*. - Aparelho de acordo com as reivindicações 23 ou 24, caracterizado pelo facto de o elemento bolboso ter uma superfície de metal refractário.
21. 26*. - Aparelho de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo facto de a superfície do elemento bolboso ser de platina ou de uma liga desta.
22. 27*. - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 22 a 26, caracterizado pelo facto de haver uma superfície inclinada no primeiro recipiente para receber a corrente de material que entra.
23. 28*. - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 22 a 27, caracterizado pelo facto de o segundo recipiente compreender:

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    um recipiente refractário composto por uma pluralidade de peças não metálicas que definem uma cavidade apropriada para conter uma massa de material em

    fusão;

    uma bainha metálica que envolve uma parte importante do recipiente que define um circuito eláctrico em volta do recipiente e constitui uma barreira para fugas do recipiente;

    meios para aplicar força compressora ao recipiente por meio da bainha; e

    meios para fornecer à bainha corrente eléctrica alterna suficiente para induzir correntes eléctricas no material em fusão contido no recipiente a fim de aquecer o material.
24. 29$. - Aparelho para o aquecimento de material em fusão, caracterizado pelo facto de compreender:

    um recipiente refractário composto por uma pluralidade de peças não metálicas que definem uma cavidade apropriada para conter uma massa de material em fusão;

    uma bainha metálica que envolve uma porção importante do recipiente que define um circuito eléctrico em volta do recipiente e constitui uma barreira para fugas do recipiente;

    meios para aplicar força compressora ao recipiente por meio da bainha; e

    meios para fornecer à bainha corrente eléctrica alterna suficiente para induzir correntes eléctricas no material em fusão contido no recipiente a fim de aquecer o material.
25. 30$. - Aparelho de acordo com as reivindicações 28 ou 29, caracterizado pelo facto de a bainha ter a configuração de um cilindro com uma fenda ao longo do seu comprimen-2856665

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    to.

    315. - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 28 a 30, caracterizado pelo facto de o recipiente compreender uma camada interior de material refractário apropriado para contacto com o material em fusão e uma camada exterior de composição diferente da camada interior e com pouca condutividade térmica.

    325·. _ Aparelho de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo facto de a condutividade térmica da camada exterior ser menos de metade da camada interior.

    335. - Aparelho de acordo com as reivindicações 31 ou 32, caracterizado pelo facto de a camada interior ter uma espessura dupla, pelo menos, da camada exterior.

    345. - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 29 a 33 caracterizado pelo facto de compreender um recipiente vertical apropriado para conter uma massa de material em fusão, uma abertura de entrada na porção superior do recipiente, uma abertura de saida na porção inferior do recipiente, uma bobina de indução que envolve uma zona de aquecimento activa do recipiente entre a abertura de entrada e a abertura de saída, terminando a zona de aquecimento activa a uma distância considerável acima da abertura de saída a fim de proporcionar um tempo de permanência médio de cerca de uma hora, pelo menos, para material em fusão que passa entre a zona de aquecimento activa e a abertura de saída.