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Four à cuvette pour la fusion du verre et d'autres bains analogues.
Des fours à cuvettes pour la fusion du verre et d'autres bains analogues étaient construits jusqu'ici généralement en brique d'argile réfractaire. Cette matière de construction contient de fortes proportions d'impuretés par des métaux, notamment et la plupart du temps environ 1 % d'oxyde de fer, et le verre fondu dans la cuvette d'un tel four absorbe à l'état liquide petit à petit autant de ces impuretés métalliques que le bain en fusion se teinte fortement. En outre le bain en fusion attaque fortement la matière de construction, de sorte que la masse de verre est finalement entrecoupée par des ondes et des noeuds d'argile.
Pour cette raison les fours à cuvettes ne conviennent pas, par exemple, pour la fabrication du verre optique ou du verre perméable aux rayons ultra-violets, dans lequel l'exemption d'ondes et d'autres impuretés, ainsi que la pureté de teinte ont une très grande importance.
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Le but de la présente invention est d'approprier des fours à cuvettes pour la fusion du verre optique et d'autres bains de fusion, et d'améliorer la qualité du verre déjà fondu jusqu'à présent dans des cuvettes et d'augmenter la résistance de ces fours à cuvettes. On parvient à résoudre ces problèmes en construisant, conformément à l'invention, au moins une partie de la paroi de la cuve de fusion à l'aide de plaques ou de bri- ques produites par la fusion du quartz (matière quartzeuse).
Cette matière de construction ne renferme, suivant la pureté de la matière première, qu'environ 0, 02 % et moinsd'oxyde de fer, de façon à empêcher tout changement de teinte du bain de fusion par l'absorption de fer dans une mesure gênante, comme la matière de construction se distingue en outre par une structure très compacte et vitreuse et un grand pouvoir réfrac- taire, il ne se produira plus guère de souillure du. bain de fusion par la formation d'ondes et de noeuds. Même de faibles quantités d'argile, d'arséniate de zirconium et autres analo - gues, ajoutées à la matière de construction dans le but de faciliter la fabrication par la réduction de la températurede fusion, ne changent rien au résultat favorable obtenu.
Un autre avantage dans l'emploi de cette matière de construction consiste en ce qu'à cause du faible coefficient de dilatation de la matière le four à cuvette peut être chauffé très rapide - ment sans devoir redouter que les joints de la construction perdent leur étanchéité par le travail des briques ou plaques ou carreaux.
La résistance du four dépend de la mesure dans laquelle la chaleur et le bain de fusion attaquent la matière de cons - truction. Même aux températures très élevées les changements de structure produits et la fusion de la matière qui en résul - te, sont très minimes. La fusion s'effectue d'une manière nette et uniforme.
Toutefois la résistance du four peut encore être augmentée, en réduisant l'épaisseur de paroi de la cuve
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de fusion, au moins dans la partie exposée à l'action la plus forte de la chaleur et du bain, de telle sorte que pendant le processus de la fusion la température de la paroi intérieure, sous l'effet du refroidissement extérieur, soit du refroidisse - ment naturel par l'air, soit d'un refroidissement artificiel effectué à l'aide de dispositions spéciales, tombe à un degré tel que tout changement de structure dans la paroi du récipient de fusion est rendu impossible.
Si dans le nouveau four à cuvette, dans lequel non seule - ment le récipient de fusion, mais naturellement aussi les autres parties sont construits en briques de quartz fondu, le refroidissement extérieur est plus efficace aux endroits les plus fatigués à cause du meilleur effet calorifique, que dans les fours connus, la perte de chaleur par rayonnement sera naturellement plus grande aussi. Pour cette raison la partie du four formée de quartz,du moins dans le cas où elle forme une partie notable du four, sera de préférence entourée entiè- rement ou partiellement d'une couche protectrice contre les pertes de chaleur. A cet effet on peut faire usage d'une enve- loppe en briques de construction usuelles en argile ou en bri- ques isolantes spéciales.
Afin de pouvoir employer des briques à parois relativement minces tout en ayant des surfaces de joint suffisantes entre les briques de quartz elles-mêmes et entre ces briques et les autres briques du four qui se trouvent au-dessus et au-dessous d'elles, on donnera aux briques de quartz de préférence la forme d'une caisse ouverte.
Au dessin annexé sont représentés trois exemples de réali- sation de l'invention en coupe verticale transversale.
Dans l'exemple représenté à la fig.l, le four possède une cuve de fusion en plaques minces a en quartz refondu. La partie inférieure de la cuve de fusion est entourée d'une maçonnerie en argile réfractaire b, qui la protège contre les pertes de
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chaleur. La voûte c qui ferme la chambre de fusion vers le haut, est en matériaux de construction voulus quelconques .
Dans l'exemple représenté à la fig.2, ce n'est que la partie supérieure du récipient de fusion qui est formée de plaques de quartz d, tandis que la partie inférieure e est maçonnée en argile réfractaire comme dans des constructions connues. Ici aussi le four est fermé vers le haut par une voûte c en matériaux de construction connus quelconques.
L'exemple de la fig.5 ressemble à l'exemple de la fig.2, sauf qu'ici les plaques de quartz sont formées de briques de quartz en forme de caissons g, qui sont ouvertes du côté extérieur.
Dans les trois exemples représentés la partie de la cuve de fusion, qui est le plus exposée à l'action de la chaleur et du bain de fusion, c'est-à-dire qui, dans un four en ser - vice, se trouve donc dans le voisinage de la surface supérieu- re du bain de fusion f, est en quartz refondu. Par le fait que la paroi n'est que très faible par rapport aux autres par- ties du four, l'air extérieur soustrait à cette partie suffi - samment de chaleur pour empêcher des changements de structure de la matière de construction dans une mesure capable de ré - duire la résistance. A toutes les autres parties du four la couche d'argile réfractaire mauvaise conductrice de la chaleur et relativement épaisse, empêche toute perte de chaleur préju- diciable.
REVENDICATIONS.
1. Un four à cuvette pour la fusion du verre et autres bains de fusion analogues, caractérisé par le fait que la paroi d'au moins une partie du récipient de fusion du four est en quartz refondu.
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Bowl furnace for melting glass and other similar baths.
Cuvette furnaces for melting glass and other similar baths were heretofore generally constructed of fireclay brick. This construction material contains high proportions of impurities by metals, in particular and most of the time about 1% iron oxide, and the molten glass in the bowl of such a furnace absorbs in the liquid state little to small as many of these metallic impurities as the molten bath is strongly colored. In addition, the molten bath strongly attacks the building material, so that the mass of glass is finally interspersed with waves and knots of clay.
For this reason the cuvette furnaces are not suitable, for example, for the manufacture of optical glass or glass permeable to ultraviolet rays, in which the exemption of waves and other impurities, as well as the purity of tint have very great importance.
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The object of the present invention is to provide cuvette furnaces for melting optical glass and other melting baths, and to improve the quality of the glass already melted so far in cuvettes and to increase the resistance of these cuvette ovens. These problems are solved by constructing, in accordance with the invention, at least part of the wall of the melting vessel using plates or bricks produced by the melting of quartz (quartz material).
This construction material contains, depending on the purity of the raw material, only about 0.02% and less of iron oxide, so as to prevent any change in color of the molten bath by absorption of iron to an extent. annoying, since the material of construction is further distinguished by a very compact and glassy structure and high refractoriness, there will hardly be any soiling of the. molten pool by the formation of waves and knots. Even small amounts of clay, zirconium arsenate and the like, added to the building material for the purpose of facilitating manufacture by reducing the melting temperature, do not change the favorable result obtained.
Another advantage in the use of this construction material is that, due to the low coefficient of expansion of the material, the bowl furnace can be heated very quickly without having to fear that the joints of the construction will lose their tightness. by working with bricks or plates or tiles.
The resistance of the furnace depends on the extent to which the heat and the molten pool attack the building material. Even at very high temperatures the structural changes produced and the resulting melting of the material are very minimal. The fusion takes place in a clean and uniform manner.
However, the resistance of the furnace can be further increased by reducing the wall thickness of the tank.
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of melting, at least in the part exposed to the strongest action of heat and the bath, so that during the process of melting the temperature of the internal wall, under the effect of external cooling, is natural cooling by air, or artificial cooling effected by special arrangements, falls to such a degree that any structural change in the wall of the melting vessel is made impossible.
If in the new bowl furnace, in which not only the melting vessel, but naturally also the other parts are made of molten quartz bricks, the external cooling is more efficient in the most tired places because of the better heating effect. , that in known furnaces, the heat loss by radiation will naturally be greater as well. For this reason the part of the furnace formed of quartz, at least in the case where it forms a significant part of the furnace, will preferably be surrounded entirely or partially by a protective layer against heat loss. For this purpose, an envelope of customary clay building bricks or special insulating bricks can be used.
In order to be able to use bricks with relatively thin walls while having sufficient joint surfaces between the quartz bricks themselves and between these bricks and the other bricks of the kiln which are above and below them, the quartz bricks are preferably given the shape of an open box.
In the accompanying drawing are shown three exemplary embodiments of the invention in transverse vertical section.
In the example shown in fig.l, the furnace has a melting tank in thin plates of remelted quartz. The lower part of the melting tank is surrounded by b refractory clay masonry, which protects it against loss of
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heat. The vault c, which closes the melting chamber upwards, is of any desired construction materials.
In the example shown in FIG. 2, it is only the upper part of the melting vessel which is formed of quartz plates d, while the lower part e is built in refractory clay as in known constructions. Here, too, the oven is closed at the top by a vault c made of any known construction materials.
The example in Fig. 5 is similar to the example in Fig. 2, except that here the quartz plates are formed of quartz bricks in the form of boxes g, which are open on the outside.
In the three examples shown, the part of the melting tank which is most exposed to the action of heat and the melting bath, that is to say which, in a furnace in service, is therefore in the vicinity of the upper surface of the molten bath f, is of remelted quartz. Because the wall is only very thin compared to other parts of the furnace, the outside air withdraws from this part sufficient heat to prevent structural changes of the building material to an extent capable. to reduce resistance. In all other parts of the furnace the relatively thick layer of refractory clay, which is poor heat conductor, prevents harmful heat loss.
CLAIMS.
1. A bowl furnace for melting glass and other similar melting baths, characterized in that the wall of at least part of the melting vessel of the furnace is made of remelted quartz.