Recinto de flotación de vidrio.

Recinto de flotación de vidrio (5) sobre un baño de metal fundido (6) que incluye una pared aguas arriba (3),

una pared aguas abajo (4) y dos paredes laterales (1,2), unos rodillos de arrastre (8) del vidrio según una dirección de desplazamiento desde aguas arriba y aguas abajo, incluyendo las paredes laterales cada una un saliente (21,22) que se corresponden simétricamente uno respecto del otro, proporcionando una disminución de la anchura del recinto en la dirección de desplazamiento del vidrio, dicho saliente comienza en un primer punto (25,25') y se termina en un segundo. (26,26') de la pared lateral dichos puntos están en contacto con la superficie de baño de metal, caracterizado por que el plano vertical (23) que pasa por estos dos puntos forma con el plano vertical (24) paralelo a la dirección de desplazamiento del vidrio y que pasa por el primer punto, un ángulo (α) en el interior del recinto superior a 150°.

Recinto de flotación de vidrio

La invención se refiere a un recinto de flotación de vidrio sobre un baño de metal fundido y su utilización para producir vidrio plano.

En un recinto de flotación de vidrio, el vidrio fluye por el labio de colada sobre el baño de estaño. Para la producción de vidrio fino (espesor inferior al espesor de equilibrio del vidrio considerado, generalmente alrededor de 6 mm), este vidrio es estirado transversalmente y axialmente mediante la acción de ruedas dentadas laterales, llamadas top-rolls, y axialmente por el horno de cubeta aguas abajo del recinto de flotación. Para la producción de vidrio espeso (espesor superior al espesor de equilibrio del vidrio considerado, generalmente alrededor de 6 mm), este vidrio es comprimido transversalmente y estirado axial mente mediante la acción de los top-rolls, y estirado axial mente por el horno de cubeta. Por tanto, para la producción de vidrio fino (espesor Inferior al espesor de equilibrio del vidrio considerado, generalmente alrededor de 6 mm), después de la zona de los top-rolls, el vidrio padece una disminución de la anchura llamada estrlcclón. Para disminuir la cantidad de metal fundido (generalmente estaño) necesario, asegurar el contacto de los acclonadores laterales (como los top-rolls) con la lámina aguas abajo y limitar la evaporación del metal (estaño generalmente) a partir de su superficie libre, el recinto de flotación presenta una gran anchura a nivel de la zona de colada y de formación y una anchura más pequeña aguas abajo. La conexión entre estas dos zonas de anchuras diferentes está asegurada por un saliente que, por sencillez de concepción, se extiende sobre lo que el experto llama una "bahía". Una "bahía" es una unidad de construcción de estas instalaciones cuya longitud es de 3,48 m. Se trata de una unidad de medida exclusivamente en la dirección longitudinal del recinto de flotación. Por dirección longitudinal, se entiende la dirección de flujo de vidrio en el recinto, dicha dirección es paralela al eje del recinto y al eje de la banda de vidrio. Los recintos de flotación están actualmente construidos mediante yuxtaposición y ensamblaje de unidades (o "ladrillos") que tienen una longitud de 3,48 metros de largo (en el sentido longitudinal, es decir en el sentido en el que fluye el vidrio). La forma de los recintos de flotación está ampliamente estandarizada teniendo en cuenta que se trata de instalaciones gigantescas que tienen que funcionar sin interrupción durante años. No se pueden por tanto permitir riesgos modificando la forma general de los recintos. Es por ello que los recintos de flotación tienen todos unas formas generales muy similares. Principalmente, cuando incluyen un saliente en sus paredes laterales, este saliente forma un ángulo próximo a 135° (ángulo en el interior del recinto formado entre la pared aguas arriba del saliente y el saliente).

Las patentes W25/73138, US5862169, CA154371 muestran unos recintos de flotación que incluyen unos salientes laterales que forman sensiblemente un ángulo de 14° con la dirección de flujo del vidrio (ángulo en el interior del recinto formado entre la pared aguas arriba del saliente y el saliente).

La patente US3843346 muestra un recinto de flotación sin saliente lateral. Dicho recinto es poco común ya que es muy poco flexible. En efecto, únicamente está adaptado a la realización de vidrio plano de espesor igual o superior al espesor de equilibrio del vidrio considerado, generalmente alrededor de 6 mm.

La patente US411591 muestra un recinto de flotación que incluye un saliente lateral sobre los dos lados laterales, dichos salientes forman sensiblemente un ángulo de 9° con la dirección de flujo del vidrio.

Se observa en estos recintos de flotación que incluyen unos salientes laterales a 125-14° (ángulo en el interior del recinto formado entre la pared aguas arriba del saliente y el saliente) que la banda de vidrio que sale estaba animada de un ligero movimiento de oscilación lateral. Este ligero movimiento hasta ahora era inexplicable y estaba aceptado como inestabilidad inherente a este tipo de instalación. Su amplitud es del orden de algunos centímetros, precisa no obstante tomar un poco más de margen en el recorte de los bordes, engendrando por tanto pérdidas de vidrio en polvo. La pérdida de rendimiento de producción es del orden del 1%.

Interesándose en los movimientos de convección en el baño de metal fundido que soportan el vidrio que fluye, se ha encontrado ahora la razón de este problema. El baño de metal está sujeto en efecto a la formación de remolinos en la zona de mezcla entre la corriente de ida (sentido de desplazamiento del vidrio) del metal arrastrado por el vidrio y la corriente de retorno a nivel de la superficie descubierta del metal. Se distinguen dos grupos de remolinos, cada grupo está próximo a una pared lateral del recinto. Estos dos grupos de remolinos remontan el recinto desde aguas abajo a aguas arriba, es decir en el sentido opuesto al del desplazamiento de la banda de vidrio. Se ha observado que aguas abajo del recinto, los remolinos están en fase, es decir que a un remolino que esté a la derecha le corresponde un remolino a la izquierda, y esto, para una misma distancia de la pared aguas abajo del recinto. Estos remolinos remontan por tanto "en fase" el recinto, pero el primer saliente en las paredes laterales provoca una inversión de fase: a un remolino a la derecha ya no le corresponde un remolino a la izquierda, sino un espacio entre dos remolinos. Esta oposición de fase entre los dos grupos de remolinos sobre los laterales es conservada hasta el final de su remontada en la dirección de la pared aguas arriba del recinto, incluso si se encuentra otro saliente. Sin embargo un remolino está asociado a una no homogeneidad de la temperatura del metal fundido. La temperatura de un remolino es sensiblemente más elevada que la temperatura entre dos remolinos. Se estima que esta diferencia de temperatura es del orden de 2 °C. Sin embargo dicha diferencia de temperatura del metal líquido tiene una influencia local sobre la viscosidad del vidrio. Así, la oposición de fase de dos remolinos se traduce por una oposición de fase de las variaciones de temperatura y de la viscosidad del vidrio sobre sus bordes laterales. Así, los top-rolls, situados simétricamente sobre los dos lados del recinto respecto del eje longitudinal del recinto, muerden

en un vidrio con viscosidad variable sobre los bordes, las variaciones de viscosidad están en oposición de fase de un borde a otro de la banda. Es esta acción de los top-rolls sobre la banda cuya viscosidad de los bordes están en oposición de fase lo que provoca este movimiento de oscilación lateral de la banda.

Ya se ha propuesto, por ejemplo en la patente EP31772, situar unas barreras, generalmente llamadas "banderas" en el interior del baño de metal a nivel de la parte descubierta del metal fundido (parte no recubierta del vidrio) para limitar las corrientes de retorno a nivel de la superficie descubierta del metal. Su eficacia es real pero todavía insuficiente.

La invención remedia este problema anteriormente mencionado. Se ha encontrado que se podía suprimir el movimiento lateral de la banda suprimiendo la oposición de fase de los remolinos en el baño de metal. Se ha encontrado que se podía suprimir la oposición de fase de los remolinos en el baño de metal suprimiendo los salientes demasiado bruscos en las paredes laterales. Según la invención no se suprimen los salientes que son útiles para reducir las cantidades de metal fundido en el recinto. En efecto, a estas temperaturas de flotación del vidrio, el estaño tiende a evaporarse y es útil reducir la superficie libre de metal fundido en el recinto. Es por tanto útil que las paredes laterales del recinto de flotación están más próximas unas de otras aguas abajo más que aguas arriba del recinto.

La invención concierne en primer lugar un recinto de flotación del vidrio sobre un baño de metal fundido que incluye una pared aguas arriba, una pared aguas abajo y dos paredes laterales, dos rodillos de arrastre del vidrio según una dirección de desplazamiento desde aguas arriba a aguas abajo, incluyendo las paredes laterales cada una un saliente con correspondencia simétrica uno respecto del otro, proporcionando una disminución de la anchura del recinto en la dirección de desplazamiento del vidrio, dicho saliente comienza en un primer punto y termina en un segundo punto de la pared lateral dichos puntos están en contacto con la superficie del baño de metal, pasando el plano vertical por estos dos puntos que forman con un plano vertical paralelo a la dirección de desplazamiento del vidrio y pasando por el primer punto, un ángulo en el interior del recinto superior... [Seguir leyendo]

1- Recinto de flotación de vidrio (5) sobre un baño de metal fundido (6) que incluye una pared aguas arriba (3), una pared aguas abajo (4) y dos paredes laterales (1,2), unos rodillos de arrastre (8) del vidrio según una dirección de desplazamiento desde aguas arriba y aguas abajo, incluyendo las paredes laterales cada una un saliente (21,22) que se corresponden simétricamente uno respecto del otro, proporcionando una disminución de la anchura del recinto en la dirección de desplazamiento del vidrio, dicho saliente comienza en un primer punto (25,25) y se termina en un segundo. (26,26) de la pared lateral dichos puntos están en contacto con la superficie de baño de metal, caracterizado por que el plano vertical (23) que pasa por estos dos puntos forma con el plano vertical (24) paralelo a la dirección de desplazamiento del vidrio y que pasa por el primer punto, un ángulo (a) en el interior del recinto superior a 15°.

2- Recinto según la reivindicación anterior, caracterizado por que el ángulo (a) es superior a 16° y preferentemente superior a 165°.

3- Recinto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el ángulo (a) es inferior a 175°.

4- Recinto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la distancia entre las dos paredes laterales (1,2) es inferior en un 2% incluso inferior en un 3% a nivel de la pared aguas abajo (4) del recinto, comparado con la distancia máxima entre los dos paredes laterales.

5- Recinto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la longitud (27,5b) del saliente según la dirección longitudinal es superior a 4 m y preferentemente superior a 5 m.

6- Recinto según la reivindicación anterior, caracterizado por que la longitud (27,5b) del saliente según la dirección longitudinal es superior a 1 m.

7- Recinto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la longitud (27,5b) del saliente según la dirección longitudinal es inferior a 8 m.

8- Recinto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el saliente comienza a una distancia de la pared aguas arriba (3) superior a un 25% de la distancia total entre la pared aguas arriba y la pared aguas abajo del recinto, y por que el saliente termina a una distancia de la pared arriba inferior a un 75% de la distancia total entre la pared aguas arriba (3) y la pared aguas abajo (4) del recinto.

9- Recinto según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que es simétrico respecto de un eje longitudinal mediano.

1- Procedimiento de fabricación de vidrio plano incluyendo el flotado del vidrio en un recinto de una de las reivindicaciones anteriores.

11- Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado por que el vidrio es estirado transversalmente y axial mente mediante la acción de rodillos dentados (8) en el recinto de flotación.

12- Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores del procedimiento, caracterizado por que el vidrio plano tiene un espesor inferior a su espesor de equilibrio sobre el metal fundido.

13- Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores del procedimiento, caracterizado por que el vidrio plano tiene un espesor inferior a 6 mm.

14- Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores del procedimiento, caracterizado por que la distancia entre las dos paredes laterales (1,2) es inferior en un 2% incluso inferior en un 3% a nivel de la pared aguas arriba del recinto, comparado con la distancia entre dos paredes laterales a nivel donde la banda (7) de vidrio presenta su máxima anchura.

15- Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores del procedimiento, caracterizado por que la anchura máxima de la banda de vidrio se encuentra a una distancia de la pared de aquas arriba comprendida entre 5 y 3 m.