FR3075943A1

FR3075943A1 - IMMERSE BURNER WITH SELF-CUTTING WALL

Info

Publication number: FR3075943A1
Application number: FR1762854A
Authority: FR
Inventors: Antoine Guillet; Frederic Lopepe; Richard DI CARO
Original assignee: Saint Gobain Isover SA France
Current assignee: Saint Gobain Isover SA France
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-06-28
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: FR3075943B1

Abstract

L'invention concerne un four de fusion du verre à brûleur immergé comprenant une paroi refroidie par un fluide de refroidissement, la face de la paroi tournée vers l'intérieur du four comprenant, avant fusion de verre dans le four, une texture d'accroche pour du verre dévitrifié dit auto-creuset.The invention relates to a submerged burner glass melting furnace comprising a wall cooled by a cooling fluid, the face of the wall facing the inside of the furnace comprising, before the glass is melted in the oven, a gripping texture. for devitrified glass called self-crucible.

Description

FOUR A BRULEUR IMMERGE A PAROI AUTO-CREUSET L’invention concerne le domaine des fours à brûleurs immergés à paroi métallique refroidies par un fluide de refroidissement, une telle paroi étant habituellement appelée « water-jacket » par l’homme du métier.The invention relates to the field of submerged burner ovens with a metal wall cooled by a cooling fluid, such a wall being usually called a "water-jacket" by a person skilled in the art.

On utilise un système de refroidissement par water-jacket pour un four à brûleur immergé afin de contenir la température à laquelle sa structure est exposée. Le verre en fusion au contact de ces parois refroidies (T°C < 100°C) dévitrifie et forme une croûte solide entre la masse de matières vitrifiables et la paroi métallique. Cette croûte de verre dévitrifié procure une protection naturelle des parois. Elle est parfaitement compatible avec la matière vitrifiable en cours de fusion puisqu’il s’agit de la même composition solidifiée. Cette croûte de verre forme donc un « auto-creuset » pour la matière vitrifiable dans le four. On a cependant constaté que cet auto-creuset se fissure, se fragmente et tombe par plaques en cours de fonctionnement. Même si la zone d’auto-creuset éliminée se reconstitue au contact de la matière vitrifiable, la surface métallique de paroi correspondante a malgré tout été exposée un certain temps à l’érosion/corrosion par la matière vitrifiable fondue très chaude, et par ailleurs, un échange thermique très important entre le verre fondu et la paroi refroidie a lieu localement tant que l’auto-creuset ne s’est pas reconstitué. De plus, les plaques solides d’auto-creuset tombées dans la matière fondue sont refondues, ce qui absorbe également inutilement de l’énergie et fait baisser la température de la masse en fusion. Tous ces transferts thermiques imprévisibles déstabilisent le procédé de fusion.A water jacket cooling system is used for a submerged burner oven to contain the temperature to which its structure is exposed. The molten glass in contact with these cooled walls (T ° C <100 ° C) devitrifies and forms a solid crust between the mass of vitrifiable materials and the metal wall. This devitrified glass crust provides natural protection for the walls. It is perfectly compatible with the vitrifiable material in the process of melting since it is the same solidified composition. This glass crust therefore forms a "self-crucible" for the batch material in the oven. However, it has been found that this self-crucible cracks, fragments and falls in plates during operation. Even if the eliminated self-crucible zone is reconstituted on contact with the batch material, the corresponding metal wall surface has nevertheless been exposed for some time to erosion / corrosion by the very hot molten batch material, and moreover , a very significant heat exchange between the molten glass and the cooled wall takes place locally as long as the self-crucible is not reconstituted. In addition, the solid self-crucible plates that have fallen into the melt are melted, which also unnecessarily absorbs energy and lowers the temperature of the molten mass. All these unpredictable heat transfers destabilize the fusion process.

On a estimé que la mauvaise tenue de l’auto-creuset sur la paroi tient à la nature chimique et physique de cette paroi, notamment au fait qu’elle soit trop lisse, ainsi qu’aux contraintes thermiques importantes qu’il subit. De plus, on s’est rendu compte que l’auto-creuset avait une structure mal formée à son interface avec la paroi métallique en raison de la rapide solidification du verre. La face de l’auto-creuset en contact avec le métal épouse très imparfaitement celui-ci, est poreux et contient de véritables canalisations. La matière en fusion est en permanence puissamment projetée contre les parois en raison des importants remous provoqué par la combustion immergée. Ces projections exercent une forte pression sur les gaz de combustion et l’on a constaté que du gaz de combustion passe entre l’auto-creuset et la paroi métallique pour ressortir de l’auto-creuset du côté de la matière vitrifiable à une certaine hauteur du fond de la cuve, cette hauteur étant aléatoire et pouvant même aller jusqu’au niveau de la voûte. L’expression « gaz de combustion » recouvre ici les gaz formés suite à une combustion et/ou du combustible non-brulé et/ou du comburant. L’analyse de ces gaz de combustion a montré qu’ils contiennent beaucoup d’eau, laquelle est particulièrement corrosive pour le métal de la paroi. De plus, les gaz imbrulés sortant de l’auto-creuset à une certaine hauteur, brûlent dès leur sortie de l’autocreuset mais transfèrent moins d’énergie au verre en cours de fusion que s’ils avaient brûlé au fond de la cuve comme cela est normalement prévu. L’invention concerne un four de fusion du verre à brûleur immergé comprenant une paroi refroidie par un fluide de refroidissement, la face de la paroi tournée vers l’intérieur du four comprenant, avant fusion de verre dans le four, une texture d’accroche pour du verre dévitrifié, dit « auto-creuset », allant recouvrir la paroi intérieure du four dès le début de son fonctionnement en fusion de verre. L’invention procure notamment les avantages suivant : - stabilisation de la couche d’auto-creuset du four ; - stabilisation du procédé de fusion ; - stabilisation et minimisation des transferts thermiques et donc amélioration du rendement énergétique; - déviation des gaz imbrulés vers le bain de verre et minimisation des gaz imbrulés passant entre la paroi en métal et l’auto-creuset ; - réduction de la corrosion de la paroi métallique et allongement de sa durée de vie.It has been estimated that the poor performance of the self-crucible on the wall is due to the chemical and physical nature of this wall, in particular to the fact that it is too smooth, as well as to the significant thermal stresses which it undergoes. In addition, we realized that the self-crucible had a malformed structure at its interface with the metal wall due to the rapid solidification of the glass. The face of the self-crucible in contact with the metal conforms very imperfectly to it, is porous and contains real pipes. The molten material is constantly powerfully projected against the walls due to the significant eddies caused by submerged combustion. These projections exert a strong pressure on the combustion gases and it has been observed that combustion gas passes between the self-crucible and the metal wall to exit the self-crucible on the side of the batch material to a certain extent. height of the bottom of the tank, this height being random and can even go up to the level of the vault. The expression "combustion gas" here covers the gases formed as a result of combustion and / or unburnt fuel and / or oxidizer. Analysis of these combustion gases has shown that they contain a lot of water, which is particularly corrosive to the metal of the wall. In addition, the unburned gases leaving the self-crucible at a certain height, burn as soon as they leave the autocreuset but transfer less energy to the glass being melted than if they had burned at the bottom of the tank as this is normally expected. The invention relates to a glass melting furnace with a submerged burner comprising a wall cooled by a cooling fluid, the face of the wall facing the interior of the oven comprising, before melting the glass in the oven, a gripping texture. for devitrified glass, called "self-crucible", covering the interior wall of the furnace from the start of its operation in glass melting. The invention provides in particular the following advantages: - stabilization of the self-crucible layer of the furnace; - stabilization of the fusion process; - stabilization and minimization of heat transfers and therefore improvement of energy efficiency; - deflection of unburned gases towards the glass bath and minimization of unburned gases passing between the metal wall and the self-crucible; - reduction of corrosion of the metal wall and extension of its service life.

La solution présentée dans la présente demande est par ailleurs peu onéreuse, flexible, et facile à mettre en place.The solution presented in this application is also inexpensive, flexible, and easy to implement.

La texture d’accroche comprend des pleins et des vides de préférence d’au moins 5 mm considérés perpendiculairement à la paroi. Ceci signifie que si l’on place une surface lisse parallèle à la paroi contre la surface texturée, ladite surface lisse étant constituée de génératrices verticales parallèles entre elles, l’espace entre la paroi et ladite surface lisse contient des creux d’au moins 5 mm et de préférence d’au moins 1 cm et de préférence d’au moins 2 cm. On peut même placer une sphère virtuelle d’au moins 5 mm de diamètre et de préférence d’au moins 1 cm de diamètre et de préférence d’au moins 2 cm de diamètre dans ces creux. Généralement, la paroi comprend une tôle métallique verticale, la texture d’accroche étant réalisée par un système d’accroche comprenant des éléments métallique en saillie fixés sur la face de ladite tôle tournée vers l’intérieur du four. Au départ, la tôle métallique est généralement lisse et dépourvue de tout relief particulier, et c’est le système d’accroche selon l’invention fixé sur cette tôle qui créé la texture. L’autre face de la tôle métallique (tournée vers l’extérieur du four) est refroidie, notamment est en contact avec le fluide de refroidissement, lequel est généralement de l’eau froide, c’est-à-dire de l’eau à une température comprise généralement dans le domaine allant de 1 à 20°C (température à l’entrée de la canalisation de refroidissement).The grip texture includes solid and voids, preferably at least 5 mm, considered perpendicular to the wall. This means that if a smooth surface parallel to the wall is placed against the textured surface, said smooth surface consisting of vertical generatrices parallel to each other, the space between the wall and said smooth surface contains recesses of at least 5 mm and preferably at least 1 cm and preferably at least 2 cm. We can even place a virtual sphere at least 5 mm in diameter and preferably at least 1 cm in diameter and preferably at least 2 cm in diameter in these recesses. Generally, the wall comprises a vertical metal sheet, the hanging texture being produced by a hanging system comprising projecting metal elements fixed to the face of said sheet facing the interior of the oven. At the start, the metal sheet is generally smooth and devoid of any particular relief, and it is the attachment system according to the invention fixed on this sheet which creates the texture. The other side of the metal sheet (facing the outside of the furnace) is cooled, in particular is in contact with the cooling fluid, which is generally cold water, i.e. water. at a temperature generally in the range from 1 to 20 ° C (temperature at the inlet of the cooling pipe).

Les matières vitrifiables en cours de fusion dans le four sont généralement à une température comprise entre 800°C et 1590°C.The vitrifiable materials in the process of melting in the furnace are generally at a temperature of between 800 ° C and 1590 ° C.

Les éléments texturant la paroi peuvent notamment comprendre du profilé métallique comme du rond plein, de la cornière, du carré métallique (tubulaire ou plein), etc. De préférence, le profilé métallique est fixé à la tôle métallique de sorte que sa direction d’extension principale (direction de sa direction principale perpendiculaire à sa section) soit sensiblement horizontale. Notamment, dans le cas d’une cornière, celle-ci est avantageusement fixée via son arête extérieure. Cette arête extérieure forme un angle obtus à la rencontre des deux plats métalliques de la cornière. La cornière est avantageusement fixée de sorte que cette arête soit sensiblement horizontale. La fixation d’un profilé métallique peut généralement être réalisée par soudage sur la tôle métallique.The elements texturing the wall may in particular comprise metal profile such as solid round, angle iron, metallic square (tubular or solid), etc. Preferably, the metal profile is fixed to the metal sheet so that its main extension direction (direction of its main direction perpendicular to its section) is substantially horizontal. In particular, in the case of an angle iron, the latter is advantageously fixed via its outer edge. This outer edge forms an obtuse angle at the meeting of the two metal plates of the angle. The angle is advantageously fixed so that this edge is substantially horizontal. The fixing of a metal profile can generally be carried out by welding on the metal sheet.

Les éléments texturant la paroi peuvent également être des éléments ponctuels (notamment sans extension plus forte dans une direction particulière parallèlement à la paroi) fixés à la paroi, comme des picots insérés dans la tôle ou soudés sur la tôle.The elements texturing the wall can also be point elements (in particular without stronger extension in a particular direction parallel to the wall) fixed to the wall, like pins inserted in the sheet or welded to the sheet.

Avantageusement, la texture comprend des éléments en saillie formant localement dans la paroi des espaces pouvant se remplir par du verre dévitrifié de l’auto-creuset, ce verre dévitrifié étant emprisonné dans ces espaces entre au moins une partie d’élément en saillie et de la surface de paroi situé plus en périphérie du four (c’est-à-dire plus loin vers l’extérieur du four) que la partie d’élément en saillie.Advantageously, the texture comprises protruding elements locally forming in the wall spaces that can be filled with devitrified glass of the self-crucible, this devitrified glass being trapped in these spaces between at least a portion of protruding element and the wall surface located more at the periphery of the oven (that is to say further towards the outside of the oven) than the projecting element part.

De préférence, les éléments texturant sont fixés en saillie sur la tôle de la paroi métallique en dépassant de la tôle métallique d’une profondeur d’au moins 1 cm et de préférence au moins 2 cm à partir de la tôle.Preferably, the texturing elements are fixed projecting from the sheet of the metal wall by projecting from the sheet metal by a depth of at least 1 cm and preferably at least 2 cm from the sheet.

Les éléments texturant agissent par ailleurs efficacement pour empêcher les gaz de cheminer le long de la paroi métallique et sous l’auto-creuset pour remonter à une certaine distance du fond du four. Pour ce faire, on place avantageusement un élément texturant, notamment du type profilé, vers le bas du four et faisant le tour du four sensiblement à l’horizontal. Il s’agit avantageusement d’un profilé dont la direction d’extension est sensiblement horizontale (un élément ponctuel en surface de la paroi, du type picot n’est pas préféré pour cette fonction de barrière). Cette ceinture d’élément texturant forme en effet une barrière de déviation des gaz de combustion, de sorte qu’il y a beaucoup moins de gaz de combustion cheminant sous l’auto-creuset au-dessus de cette barrière. Ces éléments texturant, formant le cas échéant une ceinture complète sur le pourtour intérieur de la paroi métallique est de préférence à une distance du point le plus bas de la sole comprise entre 5 cm et 20 cm. La mise en place de cette barrière de déviation force donc les gaz à repasser dans le bain en fusion, ce qui a deux conséquences: 1) les gaz imbrulés vont bien brûler dans le verre, 2) l’eau ne longe plus la paroi métallique dont la corrosion s’en voit réduite. Ainsi, la texture selon l’invention peut comprendre une ceinture sensiblement horizontale en saillie à une distance du point le plus bas de la sole (hors auto-creuset sur la sole), comprise entre 5 cm et 20 cm. Ce point le plus bas de la sole est celui en contact avec des matières vitrifiables avant la formation de l’auto-creuset. On note en effet que de l’auto-creuset peut également se former sur la sole.The texturing elements also act effectively to prevent gases from traveling along the metal wall and under the self-crucible to go up a certain distance from the bottom of the oven. To do this, a texturing element, in particular of the profiled type, is advantageously placed towards the bottom of the oven and going around the oven substantially horizontally. It is advantageously a profile whose direction of extension is substantially horizontal (a point element on the surface of the wall, of the picot type is not preferred for this barrier function). This belt of texturing element indeed forms a barrier for deflection of the combustion gases, so that there is much less combustion gas passing under the self-crucible above this barrier. These texturing elements, if necessary forming a complete belt on the inner periphery of the metal wall is preferably at a distance from the lowest point of the sole between 5 cm and 20 cm. The installation of this deflection barrier therefore forces the gases to pass through the molten bath, which has two consequences: 1) the unburned gases will burn well in the glass, 2) the water no longer runs along the metal wall which corrosion is reduced. Thus, the texture according to the invention may comprise a substantially horizontal belt projecting at a distance from the lowest point of the hearth (excluding self-crucible on the hearth), between 5 cm and 20 cm. This lowest point of the bottom is that in contact with vitrifiable materials before the formation of the self-crucible. We note that self-crucible can also form on the sole.

Afin de réduire encore la corrosion du métal dans la paroi par le verre en fusion, on peut recouvrir la paroi, dont ses éléments texturants, d’un béton réfractaire, de préférence un béton comprenant de l’alumine. Le béton recouvre la paroi pour former une interface avec l’auto-creuset. Le béton procure une accroche chimique à l’auto-creuset. En effet, l’alumine migre dans le verre de l’auto-creuset, ce qui conduit à l’augmentation de la température de dévitrification du verre et en conséquence à une accroche chimique très forte de l’auto-creuset.In order to further reduce the corrosion of the metal in the wall by the molten glass, the wall, including its texturing elements, can be covered with refractory concrete, preferably a concrete comprising alumina. Concrete covers the wall to form an interface with the self-crucible. Concrete provides a chemical bond to the self-crucible. In fact, alumina migrates into the glass of the self-crucible, which leads to an increase in the devitrification temperature of the glass and consequently to a very strong chemical bond of the self-crucible.

Notamment, le béton contient plus de 50% et de préférence plus de 80% d’alumine. Des bétons adaptés sont commercialisés sous les références 6P ou F15R par Thermbond, T96HT ou T95G3 par Calderys, Erplast 20 ou Ersol 50 cast par Sefpro. Le béton peut être appliqué avec une épaisseur sensiblement uniforme, y compris sur les éléments texturants, de sorte que la surface orientée vers l’intérieur du four conserve une texture en conséquence de la présence d’éléments texturant appliqués au préalable à la paroi métallique. La présence de ces éléments texturants contribue à la tenue sur la paroi du béton. On préfère que la surface du béton tournée vers l’intérieure du four conserve une texture en conséquence de la présence des éléments texturant appliqués au préalable à la paroi métallique. Généralement, on ne met pas suffisamment de béton pour lisser la surface du béton tournée vers l’intérieur du four. En effet, on préfère garder de la texture à la surface du béton devant former une interface avec l’auto-creuset. La couche de béton peut avoir une épaisseur comprise dans le domaine allant de 5 à 70 mm.In particular, the concrete contains more than 50% and preferably more than 80% of alumina. Appropriate concretes are sold under the references 6P or F15R by Thermbond, T96HT or T95G3 by Calderys, Erplast 20 or Ersol 50 cast by Sefpro. Concrete can be applied with a substantially uniform thickness, including on the texturing elements, so that the surface oriented towards the inside of the oven retains a texture as a result of the presence of texturing elements applied beforehand to the metal wall. The presence of these texturing elements contributes to the resistance on the concrete wall. It is preferred that the surface of the concrete facing the interior of the furnace retains a texture as a result of the presence of the texturing elements previously applied to the metal wall. Generally, you do not put enough concrete to smooth the concrete surface facing the inside of the kiln. In fact, we prefer to keep texture on the surface of the concrete that must form an interface with the self-crucible. The concrete layer can have a thickness in the range from 5 to 70 mm.

On peut fabriquer une paroi de four selon l’invention, dont une face est tournée vers l’intérieur du four et l’autre face est refroidie, notamment en étant en contact avec un fluide de refroidissement, en fixant, notamment par soudure, des éléments texturants, notamment métalliques, sur une face lisse d’une tôle métallique, ladite face alors munie desdits éléments texturants étant destinée à être tournée vers l’intérieur du four et être recouverte de l’auto-creuset au début du fonctionnement du four. L’invention concerne également un procédé de fabrication du four selon l’invention comprenant la fixation d’éléments texturant sur la face lisse d’une tôle métallique, puis le positionnement de la tôle à la verticale de façon à ce que la face munie des éléments texturants forme la face intérieure d’une paroi du four. L’invention concerne également un procédé de fabrication de verre fondu comprenant la fusion du verre dans le four selon l’invention.An oven wall can be made according to the invention, one side of which faces inward of the oven and the other side of which is cooled, in particular by being in contact with a cooling fluid, by fixing, in particular by welding, texturing elements, in particular metallic, on a smooth face of a metal sheet, said face then provided with said texturing elements being intended to be turned towards the interior of the furnace and to be covered with the self-crucible at the start of operation of the furnace. The invention also relates to a method of manufacturing the oven according to the invention comprising fixing texturing elements to the smooth face of a metal sheet, then positioning the sheet vertically so that the face provided with the texturing elements form the inside of an oven wall. The invention also relates to a process for manufacturing molten glass comprising melting the glass in the oven according to the invention.

La figure 1 représente l’intérieur d’un four à brûleur immergé à parois métalliques du type « water jacket » selon l’art antérieur après arrêt. Les parois métalliques étaient lisses avant la mise en fonctionnement du four, c’est-à-dire étaient constituées par de la tôle en acier sans texture particulière. On voit que la couche de verre dévitrifié collant à la paroi s’est détachée par plaques de façon aléatoire pour tomber sur la sole.FIG. 1 represents the interior of a submerged burner oven with metal walls of the “water jacket” type according to the prior art after shutdown. The metal walls were smooth before the oven was put into operation, i.e. consist of sheet steel without any particular texture. We see that the layer of devitrified glass sticking to the wall is detached in plates at random to fall on the floor.

La figure 2 représente la paroi d’un four selon l’invention, vue sur la face intérieure en a) et en coupe en b). La tôle métallique 1 verticale et lisse de départ de la paroi est recouverte d’éléments métallique 2 fixés sur ladite tôle. Ces éléments métalliques sont du type profilé et sont fixés par soudage sur la tôle. Ils sont fixés de sorte que leur principale direction d’extension est sensiblement horizontale. Ils forment une texture d’accroche comprenant des pleins et des vides de valeur p (au moins 5 mm) perpendiculairement à la surface à partir de la tôle métallique 1. En effet, si l’on place une surface lisse 5 parallèle à la paroi contre la surface texturée, ladite surface lisse étant constituée de génératrices verticales parallèles entre elles, l’espace entre la paroi et ladite surface lisse contient des creux 6 d’au moins 5 mm perpendiculairement à la paroi (la profondeur p est considérée perpendiculairement à la paroi). L’autre face 3 de la tôle métallique 1 est en contact avec de l’eau de refroidissement 4.FIG. 2 represents the wall of an oven according to the invention, seen on the inner face in a) and in section in b). The vertical and smooth metal sheet 1 starting from the wall is covered with metal elements 2 fixed to said sheet. These metal elements are of the profiled type and are fixed by welding to the sheet. They are fixed so that their main direction of extension is substantially horizontal. They form a texture of grip comprising solid and voids of value p (at least 5 mm) perpendicular to the surface from the metal sheet 1. Indeed, if one places a smooth surface 5 parallel to the wall against the textured surface, said smooth surface consisting of vertical generators parallel to each other, the space between the wall and said smooth surface contains recesses 6 of at least 5 mm perpendicular to the wall (the depth p is considered perpendicular to the wall). The other face 3 of the metal sheet 1 is in contact with cooling water 4.

La figure 3 représente la paroi d’un four selon l’invention, vue en coupe. La tôle métallique lisse 20 verticale de départ de la paroi est recouverte d’éléments métallique 21 fixés sur ladite tôle. Ces éléments métalliques sont du type profilé de forme cornière et sont fixés par soudage sur la tôle par leur arête extérieure joignant les deux plats de cornière. Ils sont fixés de sorte que leur principale direction d’extension soit sensiblement horizontale. L’autre face de la tôle métallique 20 est en contact avec de l’eau de refroidissement 22. Un béton réfractaire 23 a été appliqué sur la paroi métallique après fixation de la cornière 21. Ce béton recouvre donc les cornières 21 et la face intérieure de la tôle 20. Avant fonctionnement du four, la surface 27 de la paroi intérieure du four présente ainsi des creux et des pleins de profondeur p mesuré perpendiculairement à la paroi. L’auto-creuset de verre dévitrifié 24 vient coller au béton et forme une nouvelle surface de contact 26 pour les matières 25 en cours de fusion. La profondeur des pleins et creux de la surface 26 de l’auto-creuset est généralement inférieure à celle de la surface 27 de la paroi (ici en béton) avant fusion de verre.FIG. 3 represents the wall of an oven according to the invention, seen in section. The smooth metal sheet 20 vertical from the wall is covered with metal elements 21 fixed to said sheet. These metal elements are of the profiled angle-shaped type and are fixed by welding to the sheet by their outer edge joining the two angle plates. They are fixed so that their main direction of extension is substantially horizontal. The other face of the metal sheet 20 is in contact with cooling water 22. A refractory concrete 23 has been applied to the metal wall after fixing the angle iron 21. This concrete therefore covers the angles 21 and the inner face of the sheet metal 20. Before operation of the furnace, the surface 27 of the interior wall of the furnace thus has hollows and fillings of depth p measured perpendicular to the wall. The devitrified glass self-crucible 24 sticks to the concrete and forms a new contact surface 26 for the materials 25 being melted. The depth of the solid and hollow of the surface 26 of the self-crucible is generally less than that of the surface 27 of the wall (here in concrete) before glass melting.

La figure 4 représente la paroi intérieure d’un four à brûleur immergé avant toute fusion de matière vitrifiable dans le four. Une grille métallique formant texture d’accroche pour l’auto-creuset a été soudée à la tôle métallique derrière laquelle circule de l’eau de refroidissement.FIG. 4 represents the interior wall of a submerged burner oven before any melting of vitrifiable material in the oven. A metal grid forming a grip texture for the self-crucible has been welded to the metal sheet behind which circulates cooling water.

La figure 5 représente la paroi intérieure du four à brûleur immergé de la figure 4 après fusion de matière vitrifiable dans le four, et vidange du four. On voit la surface de l’auto-creuset et l’on devine la grille métallique sous le verre dévitrifié. On constate que le verre dévitrifié a comblé une grande partie de l’espace entre la grille métallique et la tôle métallique.Figure 5 shows the inner wall of the submerged burner oven of Figure 4 after melting of vitrifiable material in the oven, and emptying of the oven. We can see the surface of the self-crucible and we can guess the metal grid under the devitrified glass. It is found that the devitrified glass has filled a large part of the space between the metal grid and the metal sheet.

La figure 6 représente la paroi d’un four selon l’invention, vue en coupe. Un profilé du type cornière (51,52) a été fixée sur une tôle métallique lisse verticale 50 formant la paroi du four. Cette cornière comprend deux plats 51 et 52 reliés entre eux de façon orthogonale. La cornière a été soudée sur la face intérieure de la tôle métallique lisse par son arête extérieure formant un angle obtus. La cornière a été fixée pour que sa direction d’extension soit horizontale. Les plats de la cornière sont des éléments en saillie formant localement dans la paroi des espaces 53, 54 pouvant se combler par du verre dévitrifié 55 de l’auto-creuset, ce verre dévitrifié étant emprisonné dans ces espaces 53, 54 entre au moins les plats en saillie et de la surface de paroi 56, 57 situé plus vers l’extérieur du four que les plats 51, 52 en saillie. Ainsi, si l’on suit la droite 58 à partir de l’intérieur du four 59 en passant par le plat 51, on a bien ensuite de l’auto-creuset 53 emprisonné entre le plat 51 et la zone 56 de surface de tôle (originellement lisse) située plus loin en périphérie du four, en direction de l’extérieur du four 69.FIG. 6 represents the wall of an oven according to the invention, seen in section. An angle type section (51,52) was fixed on a vertical smooth metal sheet 50 forming the wall of the oven. This angle includes two plates 51 and 52 connected together orthogonally. The angle iron was welded on the inside face of the smooth metal sheet by its outside edge forming an obtuse angle. The angle was fixed so that its direction of extension is horizontal. The angle plates are protruding elements locally forming in the wall spaces 53, 54 which can be filled with devitrified glass 55 of the self-crucible, this devitrified glass being trapped in these spaces 53, 54 between at least the protruding dishes and the wall surface 56, 57 located more towards the outside of the oven than the protruding dishes 51, 52. Thus, if we follow the straight line 58 from inside the oven 59 passing through the dish 51, we then have self-crucible 53 trapped between the dish 51 and the sheet surface area 56 (originally smooth) located further on the periphery of the oven, towards the outside of the oven 69.

La figure 7 représente en perspective un coin inférieur de l’intérieur d’un four à brûleurs immergés. Les brûleurs immergés 60 et 61 sont disposés en sole du four. Une ceinture 62 en un profilé métallique, fait tout le tour de la cuve du four. Cette ceinture est à une distance d (généralement de 5 à 20 cm) du point le plus profond de la sole. Cette ceinture forme une barrière pour les gaz passant sous l’auto-creuset entre la sole et la ceinture. Cette ceinture a en elle-même une hauteur h généralement comprise dans le domaine allant de 5 à 50 mm.Figure 7 shows in perspective a bottom corner of the interior of a submerged burner oven. The submerged burners 60 and 61 are arranged at the bottom of the oven. A belt 62 in a metal profile, goes all around the oven bowl. This belt is at a distance d (generally 5 to 20 cm) from the deepest point of the sole. This belt forms a barrier for gases passing under the self-crucible between the hearth and the belt. This belt in itself has a height h generally comprised in the range from 5 to 50 mm.

La figure 8 représente l’évolution des flux énergétiques avec le temps dans un four à bruleur immergé selon l’invention et dont la paroi intérieure est texturée comme montré sur la figure 2. A partir des mesures de température des différents circuits de fluide de refroidissement refroidissant différent endroits du four, on a relevé les flux de pertes énergétiques suivants : - a) : flux total - b) : voûte et cheminée - c) : paroi de droite - d) : paroi de gaucheFIG. 8 represents the evolution of the energy flows over time in a submerged burner furnace according to the invention and the inner wall of which is textured as shown in FIG. 2. From temperature measurements of the various cooling fluid circuits cooling different places in the oven, the following energy loss flows were noted: - a): total flow - b): vault and chimney - c): right wall - d): left wall

Les flux sont bien réguliers et constants dans le temps.The flows are very regular and constant over time.

La figure 9 représente l’évolution des flux énergétiques avec le temps dans un four à bruleur immergé identique à celui correspondant à la figure 3, sauf que la paroi intérieure était une tôle métallique lisse dépourvue de toute texture. On voit que les flux sont beaucoup plus irréguliers que dans le cas du four de la figure 8. Notamment, on distingue très bien lorsqu’une plaque d’auto-creuset se détache puisque la courbe de flux de la paroi affectée par ce détachement marque alors une montée brutale, comme notamment en 90.Figure 9 shows the evolution of energy flows over time in a submerged burner furnace identical to that corresponding to Figure 3, except that the inner wall was a smooth metal sheet devoid of any texture. It can be seen that the flows are much more irregular than in the case of the oven in FIG. 8. In particular, a very good distinction can be made when a self-crucible plate comes off since the flow curve of the wall affected by this detachment marks then a sharp rise, as in particular in 90.

Claims

1. Glass melting furnace with submerged burner comprising a wall cooled by a cooling fluid, characterized in that the face of the wall facing the interior of the oven comprises, before glass melting in the oven, a texture of hangs for devitrified glass called self-crucible.

2. Oven according to the preceding claim, characterized in that the wall comprises a vertical metal sheet, the hanging texture being produced by a hanging system comprising projecting metal elements fixed on the face of said sheet facing towards inside the oven.

3. Oven according to the preceding claim, characterized in that the metallic elements comprise metallic profile.

4. Oven according to the preceding claim, characterized in that the metal profile is fixed to said sheet so that its main direction of extension is substantially horizontal.

5. Oven according to one of the two main claims, characterized in that the metal profile is of the angle type.

6. Oven according to the preceding claim, characterized in that the angle iron is fixed to the metal sheet by its outer edge to meet its two dishes.

7. Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the grip texture includes solid and voids of at least 5 mm in a direction perpendicular to the wall.

8. Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the texture comprises projecting elements locally forming in the wall spaces which can be filled with devitrified glass from the autocreuset, this devitrified glass being trapped in these spaces between at least a part of the projecting element and of the wall surface situated more on the periphery of the furnace than the part of the projecting element.

9. Oven according to one of the preceding claims, characterized in that the texture comprises a substantially horizontal belt projecting at a distance from the lowest point of the hearth, excluding the self-crucible on the hearth, between 5 cm and 20 cm.

10. Oven according to one of the preceding claims, characterized in that a concrete covers the wall to form an interface with the autocreuset.

11. Oven according to the preceding claim, characterized in that the concrete contains more than 50% and preferably more than 80% by weight of alumina.

12. A method of manufacturing molten glass comprising melting glass in the furnace of one of the preceding claims.

13. Oven manufacturing method of one of the preceding claims of the oven comprising fixing texturing elements on the smooth face of a metal sheet, then positioning the sheet vertically so that the face provided texturing elements form the inside of a wall of the oven.