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" Perfectionnements à la fabrication du verre en feuilles "
La présente invention est relative à la fabrication du verre en feuilles en général; et plus particulièrement au recuit du verre et à la suppression, sur la feuille de verre étirée, d'au moins une partie de l'ondulation caracté- ristique du verre étiré. Elle a pour objet un procédé per- fectionné pour la fabrication du verre en feuilles, par lequel le verre peut être convenablement recuit pendant son étirage continu, dans un sens vertical, à partir d'un réservoir contenant un bain de verre en fusion, et par lequel une par- tie notable de l'ondulation caractéristique du verre étiré @
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peut être éliminée.
Le produit résultant du procédé perfec- tionné de fabrication selon l'invention est supérieur aux produits obtenus par les procédés actuellement connus d'étirage du verre en feuille, par exemple le procédé Fourcault, en raison de son recuit approprié et de l'élimi- nation de son ondulation caractéristique.
On sait que le procédé Fourcault consiste à étirer une feuille continue à partir d'un bain de verre en fusion et à la faire passer verticalement sur des réfrigérants'qui lui donnent de la consistance. La feuille contenue alors à se déplacer vers le haut à travers la cuve d'étirage, puis elle traverse un four à recuire disposé verticalement et au sommet duquel la feuille continue est découpée en longueurs. Jus- qu'ici, il avait été jugé impossible de recuire convenablement la feuille de verre ascendante. Or, on a constaté que la difficulté est due à deux facteurs, premièrement l'insuf- fisance du recuit, et deuxièmement le manque d'uniformité dans le recuit. Ce dernier facteur, qui semble ne pas avoir été apprécié dans le passé, est très important.
Pour la plupart des applications, il n'est pas nécessaire d'éliminer complètement la tension du verre, mais il est utile d'en éliminer la majeure partie et de répartir la tension restan- te sensiblement uniformément dans toute la feuille. Une cer- taine quantité de tension résiduelle est désirable dans cer- tains cas, parce que le verre est alors moins sujet à se
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briser dans certaines conditions qu'une feuille parfaitement recuite. Toutefois, si la tension résiduelle n'est pas ré- partie par un recuit uniforme, le danger de rupture augmente, ainsi que la probabilité que, dans la coupe d'une feuille, la ligne de coupe s'écartera de la ligne voulue.
Le verre dans lequel la tension n'est pas uniformément répartie est particulièrement indésirable pour les feuilles qui doivent être moulées et polies, non seulement à cause du danger de rupture, mais aussi parce que le meulage et le polissage ne peuvent guère être uniformes.
On a trouvé, conformément à l'invention, qu'en faisant circuler un fluide gazeux en contact avec et transversalement à la feuille de verre en mouvement, lorsque la température de la feuille est supérieure à la limite inférieure de la zone de recuit, l'introduction d'une tension excessive dans le verre peut être éliminée et que la tension restant dans la feuille peut être répartie uniformément. Il n'est pas néces- saire que le fluide gazeux circule exactement horizontalement en travers de la feuille. Il suffit qu'il circule en travers de la feuille dans une direction comportant une composante horizontale et c'est dans ce sens que le mot "transversalement" doit être pris ici. La zone de recuit va de 455 à 600 C environ.
Lorsque la présente invention est appliquée, la tension subsistante dans la feuille est sans importance, car elle n'a aucune action nuisible sur la nature du produit.
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La circulation du fluide gazeux peut être effectuée de plusieurs façons différentes dont quelques-unes sont dé- crites dans la demande de brevet parallèle déposée le même jour que la présente, sous le N 317.044. Par exemple, on peut obtenir des résultats très avantageux lorsque le fluide gazeux circule transversalement à la feuille ascendante dans la cuve d'étirage ou dans le soubassement du four de recuit près de la feuille de verre. On a trouvé également que les avantages de l'invention peuvent être obtenus lorsque l'on utilise des souffleries pour insuffler de l'air additionnel dans la cuve d'étirage ou le.soubassement du four à recuire et transversalement à la feuille.
On peut utiliser une souffle- rie ordinaire pour insuffler de l'air atmosphérique dans la cuve ou dans le four à recuire, ou bien une soufflerie du type Venturi pour insuffler de l'air frais et une partie du fluide gazeux se trouvant déjà dans la cuve ou le four à recuire transversalement à la aille. Il est essentiel toutefois que le fluide gazeux qui se trouve en contact avec la feuille de verre ascendante circule transversalement à la fouille Un recuit avantageux peut être effectué lorsque cette circula- tion a lieu quand la température de la feuille est supérieure à la zone de recuit, mais on a constaté que les meilleurs ré- sultats au point de vue du recuit peuvent être obtenus lorsque la circulation transversale est effectuée quand le verre a une température comprise dans la zone de recuit ou voisine de cette zone.
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On a trouvé que l'on peut obtenir des résultats avantageux en utilisant'une ou plusieurs souffleries ou un .ou plusieurs ventilateurs pour assurer la circulation du fluide gazeux. On a obtenu de bons résultats avec une souf- flerie ou un ventilateur unique, mais on a observé qu'il est préférable d'utiliser au moins deux sources d'alimenta- tion, l'une placée près d'un bord de la feuille et agencée de façon à assurer la circulation transversalement à l'une des faces de la feuille qui monte, et l'autre placée près du bord opposé de la feuille.de verre ascendante et disposée de façon à assurer la circulation en travers ,de l'autre face de la feuille. De cette manière, une nappe de fluide gazeux en circulation autour de la feuille de verre peut être obtenue.
On sait que, dans le procédé Fourcault d'étirage do feuilles de verre, le produit final présente une ondulation caractéristique dans le sens de la longueur de la feuille étirée. On a trouvé, suivant l'invention, qu'en faisant cir- culer le fluide gazeux en contact avec la feuille de verre qui monte transversalement à cette feuille montante et à un ou plusieurs endroits où la température de la feuille de verre est comprise dans la zone de recuit, ou supérieure à cette zone, on peut supprimer complètement cette ondulation carac- téristique ou la réduire notablement. Ceci est particulière- ment avantageux dans le verre en feuilles pour que le produit
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se rapproche de très près des caractéristiques de la surface lisse du verre en plaques.
On a trouvé que, pour éliminer l'ondulation caracté- ristique du verre en feuille, les meilleurs résultats peuvent être obtenus lorsque la circulation transversale est effectuée à un endroit où la température de la feuille de verre est supérieure à la zone de recuit. Cette circulation transver- sale peut être effectuée sur le ménisque, dans la zone immé- diatement au-dessus du ménisque, laquelle peut être appelée la zone d'étirage, dans la zone de prise ou dans la zone com- prise entre la zone de recuit et la zone de prise.
Il est préférable d'effectuer la circulation transversale du fluide gazeux à une petite distance au-dessus du ménisque et avant que la feuille n'ait pris sa consistance, mais il doit être compris que les résultats avantageux au point de vue de la suppression de l'ondulation peuvent être obtenus lorsque cette circulation transversale est effectuée en l'un quel- conque des points mentionnés ci-dessus.
On a constaté que la circulation transversale du fluide gazeux au voisinage de la feuille de verre ascendante pendant que cette feuille se trouve dans la zone de prias, la zone immédiatement supérieure à la zone de recuit, sur le ménisque ou près du ménisque, non seulement réduit ou suppri- me les ondulations, mais contribue notablement aussi à effec- tuer le recuit convenable de la feuille de verre.
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Dans les dessins ci-joints on a représenté, à titre d'exemple seulement, des appareils pouvant être utilisés dans la mise en pratique de l'invention. On conçoit que l'invention n'est pas limitée aux appareils particuliers représentés dans les dessins et qu'elle peut aussi âtre',mise en pratique facilement à l'aide de diverses modifications do ces appareils et:
de divers autres types d'appareils agencés pour assurer la circulation transversale du fluide gazeux en contact avec la fouille de verre ascendante en un ou plu- sieurs points où la température de cette feuille est voisine de la limite inférieure de la zono de recuit ou supérieure à cette limite, c'est-à-dire voisine de la zone de recuit ou comprise à l'intérieur de cette zone, dans la zone immé- diatement supérieure à la zone de recuit, dans la zone do prise ou sur le ménisque.
Dans ces dessins :
Fig. 1 est une coupe verticale d'un réservoir pour l'étirage du verre et d'une partie de l'appareil d'étirage.
Fig. 2 est une coupe par la ligne II-II de la fig, l, et
Fig. 3 est une coupe par la ligne III-III de la fig. 2.
La feuille S est étirée à partir d'un bain B conte- nu dans le réservoir 4, de la façon usuelle. Comme le mon- trent les dessins, la feuille est étirée à travers une débi-
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teuse 5 logée dans la cuve 6 du réservoir. Elle monte en- suite à travers l'embouchure 7 du réservoir et elle entre dans le four à recuire 8, où elle est entraînée vers le aut au moyen de plusieurs jeux de rouleaux 9. Des réfrigérants 10 sont montés près du ménisque pour refroidir la feuille et lui donner de la consistance lorsqu'elle est étirée vers le haut à travers la fente de la débiteuse.
Pendant son mouvement vers le haut, la feuille se refroidit jusqu'à la zone de recuit et dans toute l'étendue de cette zone, puis sa température baisse progressivement jusqu'au moment où elle sort au sommet du'four à récuire 8, sa température étant alors d'environ 95 C.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, une soufflerie 11 envoie de l'air atmosphérique sous pres- sion dans la cuve d'étirage. Cette soufflerie est montée d'un côté de la feuille-de verre, de façon à assurer'une circulation transversale du fluide gazeux au voisinage de la feuille de verre ascendante. Une soufflerie semblable 12 est montée dans le coin diagonalement opposé de la cuve.
Lorsqu'elles sont ainsi placées, les souffleries assurent une circulation transversale excellente du fluide gazeux au- tour de la feuille. Les courants de convection dispersés qui provoquent un refroidissement local brusque, sont ainsi éliminés et il se forme une nappe gazeuse sensiblement uni- forme quant à la température ou tout au moins ne présentant
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pas de différences de température marquées et subites.
Comme le montre la fig, 1, les souffleries ou autres dispo- sitifs assurant la circulation du gaz dans la cuvo sont placés à l'extérieur des réfrigérants. On a trouvé que l'on obtient ainsi des résultats avantageux sans aucun risque de formation de taches mates dues au contact de la feuille avec de l'air froid. '
La soufflerie 11 comporte deux orifices d'admission 13 et 14 pour l'injection de l'air dans la cuve. L'arrivée de l'air par l'orifice 13 peut être régléepar une soupape 15, et l'arrivée de l'air par l'orifice 14 peut être réglée par une soupape semblable 16. Comme le montrent les dessins, les orifices 13 et 14 sont espacés verticalement, de' façon que l'air puisse être injecté en des points espacés vertica- lement sur le trajet suivi par la feuille.
La soufflerie 12 comporte également deux orifices d'admission 17 et 18, espacés verticalement, pour l'injec- tion d'air dans la cuve. L'air arrivant par ces ouvertures est réglé par les soupapes 19 et 20.
Le fluide gazeux en contact avec la feuille peut cir- culor dans la cuve ou dans le soubassement du four à recuire.
Il est seulement essentiel que ce mouvement du fluide gazeux en contact ait lieu au-dessus de la feuille au moment où la température de la feuille de verre ascendante est voisine, dans les limites ou au-dessus de la zone de recuit.-
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On peut utiliser une soufflerie du typo -Venturi au lieu du type de soufflerie représenté dans les dessins. Lors qu'on utilise ce type de soufflerie, une partio du gaz se trouvant déjà à l'intérieur de la cuve ou du soubassement du four à recuire est entraînée avec le fluide gazeux addition- nel injecté par la soufflerie dans la cuve ou dans le soubas- sement du four à recuire.
Il n'est pas nécessaire d'injecter un fluide gazeux additionnel quelconque dans la cuve ou dans le soubassement du four à recuire, car on peut obtenir des résultats satis- faisants en montant des ventilateurs ou des souffleries à l'intérieur de la cuve ou du soubassement du four à recuire de façon à y provoquer la circulation transversale du fluide gazeux dans le voisinage de la feuille.
Des essais au polariscope sur le produit obtenu par le procédé de l'invention montrent que ce produit est convenablement recuit et qu'une partie notable de la tension a été éliminée, la tension restant dans la feuille étant répartie suffisamment uniformément dans toute la feuille pour n'avoir aucune action nuisible sur la nature du produit.
Le produit ainsi obtenu peut être coupé facilement sans se briser par suite de toute tension qui peut y rester, et il peut être meulé et poli facilement sans rupture provenant de la tension. En outre, le produit obtenu par la mise en pra- tique du procédé de l'invention est sensiblement débarrassé
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de l'ondulation caractéristique des feuilles do verre étiréos ordinaires. L'homme du métier se rendra facilement compte des avantages de l'élimination de ces ondulations caractéris- tiques et il n'est donc pas nécessaire de s'y arrêter ici.
Bien que l'on ait décrit et représenté le mode pré- féré de mise en pratique de l'invention, ainsi qu'un appareil pour cette mise en pratique, il est bien entendu que l'invon- tion n'est pas limitée à ce mode de réalisation hi à cet appareil, auxquels différentes modifications peuvent être apportées dans le cadre de l'invention.
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"Improvements in the manufacture of sheet glass"
The present invention relates to the manufacture of sheet glass in general; and more particularly to annealing the glass and removing from the stretched glass sheet at least part of the corrugation characteristic of drawn glass. It relates to an improved process for the manufacture of sheet glass, whereby the glass can be suitably annealed during its continuous drawing, in a vertical direction, from a tank containing a bath of molten glass, and whereby a significant part of the characteristic waviness of drawn glass @
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can be eliminated.
The product resulting from the improved manufacturing process according to the invention is superior to the products obtained by the currently known processes for drawing sheet glass, for example the Fourcault process, by virtue of its suitable annealing and elimination. nation of its characteristic ripple.
It is known that the Fourcault process consists of stretching a continuous sheet from a bath of molten glass and passing it vertically over refrigerants which give it consistency. The contained sheet then moves upwardly through the drawing tank, then passes through an annealing furnace arranged vertically and at the top of which the continuous sheet is cut into lengths. Heretofore, it had been considered impossible to properly anneal the ascending glass sheet. However, it has been found that the difficulty is due to two factors, firstly the insufficiency of the annealing, and secondly the lack of uniformity in the annealing. This last factor, which seems not to have been appreciated in the past, is very important.
For most applications, it is not necessary to completely remove the tension from the glass, but it is useful to remove most of it and distribute the remaining tension substantially evenly throughout the sheet. A certain amount of residual tension is desirable in some cases, because the glass is then less prone to sag.
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break under certain conditions than a perfectly annealed sheet. However, if the residual stress is not relieved by uniform annealing, the danger of breakage increases, as does the probability that in cutting a sheet the cut line will deviate from the desired line.
Glass in which the tension is not evenly distributed is particularly undesirable for sheets which are to be molded and polished, not only because of the danger of breakage, but also because the grinding and polishing can hardly be uniform.
It has been found, in accordance with the invention, that by circulating a gaseous fluid in contact with and transversely to the moving glass sheet, when the temperature of the sheet is above the lower limit of the annealing zone, the The introduction of excessive tension into the glass can be eliminated and the tension remaining in the sheet can be evenly distributed. It is not necessary for the gaseous fluid to flow exactly horizontally across the sheet. It suffices that it circulates across the sheet in a direction having a horizontal component, and it is in this sense that the word "transversely" is to be taken here. The annealing zone ranges from 455 to 600 C approximately.
When the present invention is applied, the tension remaining in the sheet is irrelevant, since it has no detrimental effect on the nature of the product.
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The circulation of the gaseous fluid can be effected in several different ways, some of which are described in the parallel patent application filed the same day as the present, under No. 317,044. For example, very advantageous results can be obtained when the gaseous fluid flows transversely to the ascending sheet in the drawing tank or in the base of the annealing furnace near the glass sheet. It has also been found that the advantages of the invention can be obtained when blowers are used to blow additional air into the drawing tank or the base of the annealing furnace and transversely to the sheet.
An ordinary blower can be used to blow atmospheric air into the vessel or the annealing furnace, or a Venturi type blower to blow fresh air and part of the gaseous fluid already in the furnace. annealing tank or furnace transversely to the wing. It is essential, however, that the gaseous fluid which is in contact with the ascending glass sheet circulates transversely to the pit. Advantageous annealing can be carried out when this circulation takes place when the temperature of the sheet is higher than the annealing zone , but it has been found that the best results from the point of view of annealing can be obtained when the transverse circulation is carried out when the glass has a temperature within or near the annealing zone.
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It has been found that advantageous results can be obtained by using one or more blowers or one or more fans to circulate the gaseous fluid. Good results have been obtained with a single blower or fan, but it has been observed that it is preferable to use at least two power sources, one placed near an edge of the sheet. and arranged so as to provide transverse circulation to one side of the rising sheet, and the other placed near the opposite edge of the ascending sheet of glass and arranged so as to provide transverse circulation of the sheet. other side of the sheet. In this way, a sheet of gaseous fluid circulating around the glass sheet can be obtained.
It is known that in the Fourcault process for stretching glass sheets the end product exhibits a characteristic corrugation along the length of the drawn sheet. It has been found, according to the invention, that by causing the gaseous fluid to circulate in contact with the glass sheet which rises transversely to this rising sheet and at one or more places where the temperature of the glass sheet is included in the annealing zone, or greater than this zone, this characteristic undulation can be completely eliminated or it can be considerably reduced. This is particularly advantageous in sheet glass so that the product
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very closely approximates the characteristics of the smooth surface of plate glass.
It has been found that, in order to eliminate the characteristic waviness of sheet glass, the best results can be obtained when the cross circulation is effected at a location where the temperature of the glass sheet is above the annealing zone. This transverse circulation may be effected on the meniscus, in the area immediately above the meniscus, which may be called the stretching area, in the gripping area or in the area between the stretching area. annealing and the setting area.
It is preferable to effect the transverse circulation of the gaseous fluid a small distance above the meniscus and before the sheet has taken on its consistency, but it should be understood that the advantageous results from the point of view of removal of corrugation can be obtained when this transverse circulation is effected at any of the points mentioned above.
It has been found that the transverse circulation of the gaseous fluid in the vicinity of the ascending glass sheet while this sheet is in the prias zone, the zone immediately above the annealing zone, on the meniscus or near the meniscus, not only reduces or eliminates corrugation, but also significantly contributes to proper annealing of the glass sheet.
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In the accompanying drawings there is shown, by way of example only, apparatus which may be used in the practice of the invention. It will be understood that the invention is not limited to the particular apparatuses shown in the drawings and that it can also be easily put into practice by means of various modifications of these apparatuses and:
various other types of apparatus arranged to ensure the transverse circulation of the gaseous fluid in contact with the ascending glass pit at one or more points where the temperature of this sheet is close to the lower limit of the annealing zone or above at this limit, that is to say close to the annealing zone or included within this zone, in the zone immediately above the annealing zone, in the setting zone or on the meniscus.
In these drawings:
Fig. 1 is a vertical section through a reservoir for drawing glass and part of the drawing apparatus.
Fig. 2 is a section through line II-II of fig, l, and
Fig. 3 is a section taken along line III-III of FIG. 2.
The sheet S is drawn from a bath B contained in the reservoir 4, in the usual manner. As shown in the drawings, the sheet is stretched through a cutting edge.
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machine 5 housed in the tank 6 of the tank. It then rises through the mouth 7 of the reservoir and enters the annealing furnace 8, where it is driven upwards by means of several sets of rollers 9. Coolants 10 are mounted near the meniscus to cool the heat. sheet and give it consistency when stretched upward through the slit of the debtor.
During its upward movement the sheet cools down to and throughout the annealing zone, then its temperature gradually drops until it comes out of the top of the annealing oven 8, its temperature. temperature then being about 95 C.
In the preferred embodiment of the invention, a blower 11 sends atmospheric air under pressure into the drawing vessel. This blower is mounted on one side of the sheet of glass, so as to ensure a transverse circulation of the gaseous fluid in the vicinity of the ascending sheet of glass. A similar blower 12 is mounted in the diagonally opposite corner of the vessel.
When so placed, the blowers provide excellent transverse circulation of the gaseous fluid around the sheet. The dispersed convection currents which cause abrupt local cooling are thus eliminated and a gas sheet is formed which is substantially uniform in temperature or at least not exhibiting.
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no marked and sudden temperature differences.
As shown in FIG. 1, the blowers or other devices ensuring the circulation of gas in the tank are placed outside the refrigerants. It has been found that advantageous results are thus obtained without any risk of formation of dull spots due to contact of the sheet with cold air. '
The blower 11 has two intake ports 13 and 14 for injecting air into the tank. The inflow of air through port 13 can be regulated by a valve 15, and the inflow of air through orifice 14 can be regulated by a similar valve 16. As shown in the drawings, orifices 13 and 14 are vertically spaced so that air can be injected at vertically spaced points on the path followed by the sheet.
The blower 12 also has two intake ports 17 and 18, spaced vertically, for injecting air into the tank. The air entering through these openings is regulated by valves 19 and 20.
The gaseous fluid in contact with the sheet can circulate in the tank or in the base of the annealing furnace.
It is only essential that this movement of the contacting gaseous fluid take place over the sheet at the time when the temperature of the rising glass sheet is near, within or above the annealing zone.
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A type -Venturi type blower can be used instead of the type of blower shown in the drawings. When this type of blower is used, part of the gas already inside the vessel or the base of the annealing furnace is entrained with the additional gaseous fluid injected by the blower into the vessel or into the chamber. base of the annealing furnace.
It is not necessary to inject any additional gaseous fluid into the vessel or into the base of the annealing furnace, since satisfactory results can be obtained by mounting fans or blowers inside the vessel or of the base of the annealing furnace so as to cause the transverse circulation of the gaseous fluid in the vicinity of the sheet.
Polariscope tests on the product obtained by the process of the invention show that this product is properly annealed and that a significant part of the tension has been removed, the tension remaining in the sheet being distributed sufficiently uniformly throughout the sheet to have no harmful action on the nature of the product.
The product thus obtained can be cut easily without breaking as a result of any tension which may remain there, and it can be ground and polished easily without breaking from the tension. In addition, the product obtained by practicing the process of the invention is substantially freed from
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the waviness characteristic of ordinary drawn glass sheets. Those skilled in the art will readily appreciate the advantages of eliminating these characteristic ripples and it is therefore not necessary to dwell on them here.
Although the preferred embodiment of the invention has been described and shown, as well as an apparatus for this practice, it will be understood that the invention is not limited to this embodiment hi to this apparatus, to which various modifications can be made within the framework of the invention.