Procédé pour la fabrication de produits vitreux et dispositif pour sa mise en oeuvre. La présente invention, due à Monsieur Gaston Delpech, comprend un procédé pour la fabrication de produits vitreux. Il est ca ractérisé en ce que l'on forme une masse vitreuse fondue, de volume aussi réduit que possible, dont la couche supérieure est cons tituée par un lit de fusion alimenté par un -ipport de matières vitrifiables solides, telles que des frittes ou du quartz en grains, et dont simultanément on façonne la couche in férieure en produits tels que tiges, tubes, feuilles ou plaques, de telle manière que, pen dant la durée de la fabrication, le volume de la masse vitreuse reste aussi constant que possible.
L'invention comprend également un dis positif pour la mise en aeuvre du procédé ci- dessus. Il est caractérisé en ce qu'il com porte une enceinte qui contient la masse vi treuse fondue, un organe d'alimentation de cette enceinte en matières solides vitrifiables, une source de chaleur qui fond ces matières, en formant un lit de fusion à la partie supé rieure de la masse fondue et affine celle-ci, et une machine à façonner le verre ainsi fondu et affiné,
le débit de cette machine étant réglé de manière à extraire à la partie inférieure de l'enceinte une quantité de ma tière fondue pratiquement équivalente à celle qui est produite par l'apport des matières so lides vitrifiables.
On sait qu'il existe déjà pour les ma tières vitreuses suffisamment fluides, telles que le verre, des enceintes composées de plu sieurs zones qui sont disposées à la suite les unes des autres, la première servant à la fusion des matières premières et la dernière à l'alimentation de machines à laminer ou à étirer, soit par cueillage de la matière fon due, soit par déversement continu de cette matière dans lesdites machines.
L'inconvé nient de ces enceintes est leur encombrement résultant de la juxtaposition des zones de fusion et d'extraction, les déperditions de chaleur causées par le développement des parois des zones ainsi juxtaposées, le rapport élevé de l'énergie calorifique employée à la quantité de matière en fusion et le manque d'homogénéité de la matière fondue prove nant du mélange insuffisant de couches su périeures plus chaudes et de couches infé rieures plus froides.
Pour les matières vitreuses de plus grande viscosité, telles que la silice fondue, il n'existe actuellement que des méthodes de fabrication discontinue consistant à former des lingots qu'on étire ensuite. Il est égale ment connu de fabriquer des produits finis en fondant des couches superposées de ma tières à l'aide d'apports consécutifs de grains de quartz sur une ébauche.
Dans le dessin annexé, qui représente, à. titre d'exemples, plusieurs formes d'exécu tion du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention, la fig. 1 est une coupe verticale par l'axe d'une forme d'exé cution pour la fabrication de tiges pleines en silice fondue, les fig. 2 et 3 sont deux coupes verticales à 90 par l'axe d'une forme d'exé cution pour la fabrication de plaques en si lice fondue, et la fig. 4 est une coupe verti cale par l'axe d'une autre forme d'exécution, disposée pour la fabrication des tubes en si lice fondue.
Dans Ja fig. 1, 1 représente une enceinte en forme de creuset ouvert à sa partie supé rieure- et dont le fond amovible 2 est percé d'une ouverture 3 en forme de filière pour l'étirage de la silice fondue 4 à l'aide d'une machine à vitesse réglable 5, Un distributeur rotatif 6 règle la chute des grains de quartz 7 dans une gaine 8 sur un lit de fusion 9 chauffé par un arc tri phasé 10 qui jaillit entre des électrodes 11. Le pourtour du creuset 1 est chauffé par le courant électrique traversant un résistor 12, qui est situé au-dessous du niveau de la source de chaleur constituée par l'arc 10 et qui agit sur le lit de fusion.
Pour fabriquer des tubes au lieu de tiges pleines, un poinçon est disposé de la manière connue dans l'axe de la filière.
Dans les fig. 2 et 3, l'enceinte de chauf fage est réduite à son fond amovible, formé par deux parois planes, en graphite par exemple, qui constituent en même temps le résistor. Les pièces d'extrémité 14, qui fer ment l'enceinte, servent à l'amenée du cou rant. Le distributeur 6 est mobile au-dessus du lit de fusion 9 dans le sens des flèches 13 en même temps que les électrodes 11 entre lesquelles jaillit l'arc 10, ce qui permet d'ob tenir l'étirage en plaques.
Dans le dispositif de la fig. 4, l'enceinte de chauffage, constituée par une paroi cylin drique 1 et par un fond 2 formant filière, est pourvue à sa partie supérieure d'évents obliques 15.
Un résistor électrique hélicoïdal 12, cons titué conformément au dispositif qui fait l'objet du brevet français no 746362 du 19 fé vrier 1932, comporte deux prises de courant 16 et 17, munies de chambres à circulation d'eau 18 et 19, et serties sur deux blocs de carbone 20 et 21.
Le bloc 20 est vissé directement sur l'une des extrémités du résistor 12. Le bloc 21 est relié à l'autre extrémité par l'intermédiaire d'une boîte conductrice en graphite 22, garnie d'une substance calorifuge 23.
L'isolement électrique des deux amenées de courant est assuré par une rondelle iso lante 24 protégée du rayonnement du résistor par un joint réfractaire 25.
Entre la paroi cylindrique 1 de l'enceinte de fusion et le résistor 12 est disposé un tube vertical en graphite 26, qui repose, avec l'en ceinte, sur une embase formée par des pièces calorifuges 27 et 28. Un bouchon, non figuré sur le dessin, permet de fermer l'ouverture inférieure de la pièce 28.
Des évents 29, pratiqués à la base de la paroi .au-dessus de la pièce 27, permettent aux vapeurs de silice, qui sortent de l'en ceinte de fusion par les évents 15, et qui se répandent dans l'espace annulaire compris entre la paroi 1 de cette enceinte et le tube 26, de s'échapper à l'extérieur.
Une plaque de graphite 30, évidée en son milieu, est appuyée, d'une part, sur le bord supérieur de la paroi 1 de l'enceinte et du tube 26, d'autre part, sur le pourtour externe de la boîte 22 dont elle est isolée par un joint réfractaire 31.
Une virole 32, appuyée sur la prise de courant 17 et sur le bloc 21, forme avec ces pièces un récipient destiné à recevoir la ma tière à fondre 7. Cette matière, en fondant dans l'enceinte 1, prend la forme 33.
Un poinçon 34, qui détermine le diamètre intérieur du tube à étirer 35, est fixé à l'ex trémité d'un tube 36 en matière calorifuge, vissé dans la partie inférieure d'une tige 37 dont la partie supérieure est filetée et mo bile dans un écrou 38. Le poinçon 34, le tube 36 et la tige 37 sont creux, de manière à permettre l'accès ou l'introduction d'air ou d'un gaz approprié au centre du tube à étirer 35.
L'écrou 38 prend appui sur un support 39 qui peut être déplacé horizontalement au moyen de vis de réglage 40 sur une plaque 41 qui est reliée par des entretoises 42 avec l'embase 43 qui sert d'assise à l'ensemble des organes précédemment décrits.
Le réglage en position du poinçon est effectué par l'écrou 38 et les vis de ré glage 40.
Le support 39 est creux, de manière à y faire circuler un fluide réfrigérant pour évi ter l'échauffement de la tige 37 et faciliter ainsi le déplacement de cette tige dans le support 39.
Dans le cas où l'on veut étirer une ba guette au lieu du tube 35, on enlève le poin çon 34 et les organes auxquels il est fixé.
Pour la mise en marche du dispositif de la fig. 4, on place dans l'enceinte de fusion un bloc de silice préalablement fondue qui servira d'amorce pour la continuation de l'o pération; on ferme l'ouverture supérieure de l'enceinte de fusion par un couvercle en silice reposant sur la plaque 30, et on remplit l'in térieur de la virole 32 de sable ou de quartz en grains. Le couvercle en silice soustrait la charge pulvérulente à l'action réductrice et carburante des vapeurs émanant de l'enceinte de fusion au début de l'opération.
C'est au moment où ce couvercle a fondu et s'est affaissé dans l'enceinte de fusion que s'amorce la descente et la fusion continue de la charge et que l'opération d'étirage peut être commencée.
On remarquera que dans tous les disposi tifs décrits, on forme une masse vitreuse fon due, de volume aussi réduit que possible, dont la couche supérieure est constituée par un-lit de fusion alimenté par un apport de matières vitrifiables solides et dont simulta nément on façonne la couche inférieure en produits étirés de telle manière que, pendant la durée de la fabrication, le volume de la masse vitreuse reste aussi constant que pos sible.
Les avantages obtenus grâce aux dis positifs décrits sont: la diminution d'encom brement et des frais d'installation résultant de la superposition des étages de fusion et d'extraction dans une enceinte unique de fai ble volume, l'augmentation de rendement cau sée par la meilleure utilisation de la chaleur qui agit sur le lit de fusion et par la réduc tion au minimum des frais d'entretien, la meilleure qualité des produits obtenus par suite de la régularité des couches successives de matière fondue depuis la fusion jusqu'à la sortie de l'enceinte et de l'affinage rapide de la matière fondue, enfin la souplesse de la fabrication qui, bien que continue,
peut se prêter à tous les changements, arrêts et re prises, suivant la nature des produits à ob tenir, ces divers changements de régime étant réalisables dans le minimum de temps et avec le minimum de dépense.