PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS A BASSIN DE VERRERIE.
Dans la pratique actuelle de l'industrie verrière. on donne, en général, aux bassins des fours continus de fusion du verre, une.profondeur assez grande pour que la température de la sole n'atteigne pas une valeur trop élevée et pour que la corrosion inévitable des matériaux réfractaires de cette sole par le verre ne soit pas trop prononcée., ce qui ne manquerait pas d'altérer notablement, et parfois même considérablement la qualité du verre produit.
La profondeur des bassins dépasse. le plus souvent, un mètre lorsqu^on fabrique du verre clair devant présenter de sérieuses garanties d'homogénéité comme c'est le cas pour le verre à glaces, le verre à vitres, etc...
Il s'ensuit que la capacité de ces bassins est très grande ce qui entraîne., évidemment. l'obligation de maintenir en permanence un tonnage énorme de verre à haute température comparativement au tonnage du verre
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tale 'du bain dans la zone chauffée qui détermine pratiquement le volume de production.
Il en résulte une déperdition importante de chaleur par les parois du bassin et, par conséquent.. une consommation élevée de calories
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mentation de la quantité de combustible brûlée l'obtention d'un verre de bonne qualité et l'économie de matériaux réfractaires.
D'autre part" une grande profondeur des bassins a comme résultat inévitable des écarts importants de température entre la surface et le fond du bain de verre.\) écarts qui favorisent la'formation., dans ce bain, de courants de convection. Il est bien certain que ces courants augmentent les pertes calorifiques et qu'ils accélèrent la destruction, par corrosion et érosion, des parois des bassins.
On a, il est vrai, soutenu de divers côtés que ces courants de
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même permis de dire que les courants de convection apportent à la fabrication beaucoup plus de déboires que d'avantages réels; en somme, la trop grande profondeur des fours à bassins est, en grande partie, la cause de leur
mauvais rendement thermique sans qu'on puisse mettre en regard de cet inconvénient d'autre avantage certain qu'une usure peu prononcée de la sole.
La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés à la construction des bassins des fours continus de fusion du verre, perfectionnements permettant de réduire leur profondeur sans augmenter l'usure de la sole, et en atténuant l'activité de la convection au sein du verre, et esse]
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vers le haut, dans-le bain. le rayonnement calorifique qui atteint la sole et qui provient de tout ce qui, au-dessus du bain, rayonne vers elle, (flamme, resistors, superstructure du four, etc..) et, aussi, du bain de verre luimême. ce résultat étant obtenu en plaçant sur la surface interne de la sole, une matière douée d'un pouvoir réflecteur élevé pour le rayonnement considéré dont la majeure partie de l'énergie est formée de radiations infrarouges de courte longueur d'onde.
L'invention a également pour objet l'application, à la sole,
d'un bassin de four continu pour la fusion du verre, de moyens, ou écrans, propres à renvoyer dans le bain- l'énergie rayonnée à partir du haut et
qui atteint la surface interne de la sole, et plus particulièrement, d'une matière telle que celle spécifiée ci-dessus, cette matière possédant, en outre, la propriété de n'être que faiblement attaquée par le verre en contact avec elle et de ne pas altérer de manière sensible, la qualité du verre, même à faible dose.
L'invention a encore pour objet, à titre de produits industriels nouveaux, tant les fours continus de fusion du verre comportant les perfectionnements susvisés, que les dispositifs destinés à être placés sur la sole (et éventuellement sur les parois latérales) des bassins de ces fours pour renvoyer dans le bain le rayonnement calorifique qui atteint la sole (et les parois latérales). L'invention permet d'obtenir les résultats suivants:
1[deg.]) la surface interne de la sole est à température moins éle-
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2[deg.]) on récupère dans le bain une certaine quantité d'énergie calorifique;
3[deg.]) l'écart de température entre la surface et le fond du bain est réduit,
L'ensemble des propriétés que doit posséder la matière utilisée pour recouvrir la sole est offert par certains métaux ou par des matériaux complexes qui en contiennent une forte proportion tels que ceux résultant de l'association à haute température d'un composé réfractaire (oxyde, carbure, nitrure, etc..) et d'un métal.
En général, la matière en question est utilisée sous faible épaisseur, elle est, soit à l'état solide, soit à l'état liquide.
A l'état solide, elle se présente soit sous forme de feuille, soit sous forme de carreaux qu'on pose sur la sole, soit encore sous forme d'un revêtement adhérent accroché sur la surface des matériaux de sole proprement dits.
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plates posées les unes à côté des autres sur la sole ou, plus simplement, à l'intérieur d'alvéoles peu profonds creusés dans les matériaux de sole. Les bords de ces cuvettes ou alvéoles sont de faible largeur; comme ils sont en contact avec le verre* on peut les refroidir artificiellement pour les protéger contre la corrosion.
Parmi les matériaux pouvant être utilisés avec succès sous forme de feuille., on peut citer; le platine, le molybdène. le titane et le fer. Le fer commercial de haute pureté, tel que le fer électrolytique ou
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attention, car il n'est que faiblement attaqué par le verre aux températures élevées et il est d'un prix relativement bas.
Au lieu d'utiliser les métaux à l'état solide, sous forme de feuilles posées sur la sole, on peut revêtir la surface interne des matériaux dont est faite cette dernière d9une couche métallique obtenue en pulvérisant le métal en fusion au moyen du pistolet Schoop.
Parmi les métaux utilisés à l'état liquide, l'étain mérite une mention particulière parce qu'il ne se dissout que difficilement dans le verre et qu'il n'a pratiquement aucun pouvoir colorant.
Parmi les matériaux complexes contenant une forte proportion de métal, on peut citer les frittes alumine-fer et carbure de titane-fer.
On sait que les parois latérales des bassins sont fortement attaquées par le verre dans les zones à haute température. Cette attaque est due principalement au fait que ces parois reçoivent et absorbent une part importante de l'énergie rayonnée dans leur direction par les corps incandescents situés au-dessus du bain. Conformément à une autre caractéristique de la présente invention. on assure également la protection des parois latérales des bassins au moyen d'écrans solides, de même nature que ceux cités précédemment, écrans appliqués contre lesdites parois ou accrochés sur leur face interne
et qui renvoient par conséquent. dans le bain le rayonnement qui les atteint.
Ces écrans latéraux reposent verticalement sur l'écran de la sole mais, afin d'éviter qu'ils ne soient trop attaqués par le verre, on
ne fait arriver leur bord supérieur qu'à une certaine distance au-dessous de la surface du bain.
On conçoit aisément qu'un bassin de faible profondeur garni sur la sole et sur les parois latérales de revêtements réfléchissants tels que ceux mentionnés plus haut aura., pour une même capacité de fusion, des pertes calorifiques notablement inférieures à celles d'un bassin de grande profondeur à sole et parois ordinaires.
Un tel bassin peu profond procure, en outre, l'avantage suivant: les courants de convection y sont fortement atténués et grâce au fait que l'on évite de forts gradients dans la distribution longitudinale de la température, les causes de liquition sont à peu près totalement éliminées;
il s'ensuit que le verre produit est remarquablement homogène.
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schématique, à titre d'illustration seulement et sans aucun caractère limitatif de sa portée, divers modes de réalisation de l'invention.
Sur les diverses figures., V désigne le bain de verre (dont la
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La fig. 1 est une coupe transversale du bassin d'un four continu pour la fusion du verre auquel a été appliquée l'invention dans un premier
mode de réalisation de celle-ci; sur la sole 3 est placée la feuille de métal 5 qui renvoie dans le bain V le rayonnement qui l'atteint.
La fig. 2 représente en perspective, à plus grande échelle,
un bloc de sole 4 sur l'une des faces duquel a été rapportée une couche 6
de métal (fer pur par exemple') au moyen du pistolet métalliseur Schoop.
C'est cette face qui participe à la formation de la surface interne de la
sole 3 et qui se trouve, par conséquent, en contact avec la partie infé-
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Les fig. 3, 4 et 5 sont des coupes semblables à celle de la fige 1 et montrent des-variantes de réalisation de l'invention:
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tes 7 contenant de l'étain fondu 8 sont placées, les unes à côté des au-
tres, sur la sole 3 du bassin. Ces cuvettes sont faites en un matériau très
résistant à l'attaque du verre, par exemple en sillimanite à structure dense
résultant d'une cuisson à température élevée.
Dans la pratique de la fig. 4, la couche 8' de métal fondu
qui renvoie le rayonnement est logée dans de petites cuvettes formées sur
la face supérieure de blocs réfractaires spéciaux 9. Les joints 10 de
ces blocs sont refroidis par ventilation ou au moyen d'un système de tubes
(non figurés) parcourus par un courant d'eau, de manière que la corrosion
des bords 11 des cuvettes soit rendue négligeable.
Dans la variante de la fig. 5, la sole 3 et les parois latérales 2 du bassin peu profond comportent des revêtements 5 et 12, respectivement, renvoyant dans le bain le rayonnement qu'ils reçoivent. Les revêtements 12 des parois latérales 2 s'arrêtent à une certaine distance
du niveau 1 du bain de verre V.
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dont la sole 3 est recouverte dans la zone de haute température, d'une feuille réfléchissante 5, les parois latérales étant protégées contre le rayonnement par les feuilles 12. La. motte de mélange vitrifiable est figurée en
13 et les brûleurs sont schématiquement représentés en 14.
Il est bien entendu que les détails de réalisation décrits
et figurés ne l'ont été qu'à titre d'illustration et qu'on pourrait les
modifier de diverses manières ou remplacer certains éléments par des
éléments équivalents sans que l'économie de l'invention s'en trouve, pour
cela, altérée.
IMPROVEMENTS IN GLASS BASIN OVENS.
In the current practice of the glass industry. In general, the basins of continuous glass melting furnaces are given a depth great enough so that the temperature of the hearth does not reach too high a value and so that the inevitable corrosion of the refractory materials of this hearth by the glass is not too pronounced., which would not fail to alter significantly, and sometimes even considerably, the quality of the glass produced.
The depth of the pools exceeds. most often, one meter when making clear glass which must present serious guarantees of homogeneity as is the case for mirror glass, window glass, etc.
It follows that the capacity of these basins is very large, which obviously results. the obligation to permanently maintain an enormous tonnage of glass at high temperature compared to the tonnage of glass
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tale 'of the bath in the heated zone which practically determines the volume of production.
This results in a significant loss of heat through the walls of the basin and, consequently .. a high consumption of calories.
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mentation of the quantity of fuel burned obtaining a good quality glass and the saving of refractory materials.
On the other hand, "a great depth of the basins inevitably results in significant differences in temperature between the surface and the bottom of the glass bath. \) Differences which favor the formation., In this bath, of convection currents. It is quite certain that these currents increase heat losses and that they accelerate the destruction, by corrosion and erosion, of the walls of the basins.
It is true that it has been maintained from various quarters that these currents of
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even allowed to say that convection currents bring to manufacturing many more setbacks than real advantages; in short, the too great depth of the tank furnaces is, in large part, the cause of their
poor thermal performance without being able to compare this drawback with other definite advantage than slight wear of the sole.
The present invention relates to improvements made to the construction of the basins of continuous glass melting furnaces, improvements making it possible to reduce their depth without increasing the wear of the sole, and by attenuating the activity of convection within the glass. , and esse]
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up, in-the-bath. the calorific radiation which reaches the floor and which comes from everything, above the bath, radiates towards it, (flame, resistors, superstructure of the furnace, etc.) and, also, of the glass bath itself. this result being obtained by placing on the internal surface of the sole, a material endowed with a high reflectance for the radiation considered, the major part of the energy of which is formed by infrared radiation of short wavelength.
The invention also relates to the application, to the sole,
a continuous furnace basin for melting glass, means, or screens, suitable for returning into the bath - the energy radiated from the top and
which reaches the internal surface of the sole, and more particularly, of a material such as that specified above, this material having, moreover, the property of being only slightly attacked by the glass in contact with it and of do not significantly alter the quality of the glass, even at low doses.
Another subject of the invention is, as new industrial products, both continuous glass melting furnaces comprising the aforementioned improvements, and devices intended to be placed on the sole (and possibly on the side walls) of the basins of these. ovens to return the heat radiation which reaches the floor (and the side walls) back into the bath. The invention makes it possible to obtain the following results:
1 [deg.]) The internal surface of the hearth is at a lower temperature.
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2 [deg.]) A certain quantity of heat energy is recovered in the bath;
3 [deg.]) The temperature difference between the surface and the bottom of the bath is reduced,
All the properties that the material used to cover the hearth must have is offered by certain metals or by complex materials which contain a high proportion of them, such as those resulting from the association at high temperature of a refractory compound (oxide, carbide, nitride, etc.) and a metal.
In general, the material in question is used in small thickness, it is either in the solid state or in the liquid state.
In the solid state, it is either in the form of a sheet or in the form of tiles which are placed on the sole, or else in the form of an adherent coating attached to the surface of the sole materials themselves.
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plates placed next to each other on the sole or, more simply, inside shallow cells dug in the sole materials. The edges of these bowls or cells are of small width; as they are in contact with the glass * they can be artificially cooled to protect them against corrosion.
Among the materials which can be used successfully in sheet form, there may be mentioned; platinum, molybdenum. titanium and iron. High purity commercial iron, such as electrolytic iron or
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be careful, because it is only slightly attacked by the glass at high temperatures and it is relatively inexpensive.
Instead of using metals in the solid state, in the form of sheets placed on the hearth, the internal surface of the materials from which the latter is made can be coated with a metallic layer obtained by spraying the molten metal using the Schoop gun. .
Among the metals used in the liquid state, tin deserves special mention because it dissolves only with difficulty in glass and has practically no coloring power.
Among the complex materials containing a high proportion of metal, mention may be made of alumina-iron and titanium-iron carbide frits.
It is known that the side walls of the basins are strongly attacked by the glass in the high temperature zones. This attack is mainly due to the fact that these walls receive and absorb a large part of the energy radiated in their direction by the incandescent bodies located above the bath. In accordance with another characteristic of the present invention. the side walls of the basins are also protected by means of solid screens, of the same type as those mentioned above, screens applied against said walls or hung on their internal face
and which therefore return. in the bath the radiation which reaches them.
These side screens rest vertically on the sole screen but, in order to prevent them from being too attacked by the glass, we
brings their top edge only a certain distance below the surface of the bath.
It is easy to see that a shallow basin lined on the sole and on the side walls with reflective coatings such as those mentioned above will have., For the same melting capacity, heat losses notably lower than those of a basin of great depth with ordinary floor and walls.
Such a shallow basin provides, moreover, the following advantage: the convection currents are strongly attenuated there and thanks to the fact that one avoids strong gradients in the longitudinal distribution of the temperature, the causes of liquition are little almost completely eliminated;
it follows that the glass produced is remarkably homogeneous.
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schematic, by way of illustration only and without any limiting nature of its scope, various embodiments of the invention.
In the various figures, V designates the glass bath (whose
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Fig. 1 is a cross section of the basin of a continuous furnace for melting glass to which the invention has been applied in a first
embodiment thereof; on the sole 3 is placed the metal sheet 5 which returns the radiation which reaches it into the bath V.
Fig. 2 shows in perspective, on a larger scale,
a sole unit 4 on one of the faces of which a layer 6 has been added
metal (pure iron for example ') using the Schoop metallizer gun.
It is this face which participates in the formation of the internal surface of the
sole 3 and which is therefore in contact with the lower part
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Figs. 3, 4 and 5 are sections similar to that of fig 1 and show alternative embodiments of the invention:
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your 7 containing molten tin 8 are placed, one next to the other
very, on the sole 3 of the basin. These cuvettes are made of a very
resistant to attack by glass, for example in sillimanite with a dense structure
resulting from cooking at high temperature.
In the practice of FIG. 4, the 8 'layer of molten metal
which returns the radiation is housed in small cuvettes formed on
the upper face of special refractory blocks 9. The joints 10 of
these blocks are cooled by ventilation or by means of a tube system
(not shown) traversed by a current of water, so that corrosion
edges 11 of the cups is made negligible.
In the variant of FIG. 5, the sole 3 and the side walls 2 of the shallow basin have coatings 5 and 12, respectively, returning the radiation which they receive to the bath. The coverings 12 of the side walls 2 stop at a certain distance
of level 1 of the glass bath V.
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the sole 3 of which is covered in the high temperature zone with a reflective foil 5, the side walls being protected against radiation by the foils 12. The lump of vitrifiable mixture is shown in
13 and the burners are schematically represented at 14.
It is understood that the details of realization described
and figured were only for illustration and that we could
modify in various ways or replace certain elements with
equivalent elements without the economy of the invention being found, for
this, altered.