Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Jacques FOURMENT : Ingénieur, ancien Directeur Technique Verre chez Stein Heurtey
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Jean FROMENTIN : Ingénieur, Directeur de la Division Verre chez Stein Heurtey
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Lire l’articleINTRODUCTION
C’est dans le four de fusion que se réalise le processus d’élaboration du verre à partir du mélange vitrifiable ; celui-ci est obtenu par un mélange intime des matières premières préalablement dosées auquel on ajoute au minimum 10 % de verre broyé appelé calcin ou groisil. Cette adjonction de verre broyé est indispensable pour obtenir une qualité de verre correcte, et peut atteindre 90 % du fait de l’utilisation croissante du verre de récupération. Ce mélange vitrifiable est appelé « composition » par les verriers.
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L’élaboration s’effectue à des températures comprises entre 1 200 et 1 600 oC et comporte essentiellement quatre phases :
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la fusion du mélange vitrifiable qui passe de l’état pulvérulent à l’état liquide ;
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l’affinage qui assure l’élimination des composés gazeux résultant des réactions chimiques produites pendant la fusion ;
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l’homogénéisation chimique et physique de la masse vitreuse ;
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le conditionnement qui abaisse la masse vitreuse à une température compatible avec son utilisation ultérieure, en général de l’ordre de 1 000 à 1 300 oC.
Dans la plupart des cas, le conditionnement se termine dans des canaux réalisés en matériaux réfractaires reliant le four à chacune des machines de formage. Ces canaux, équipés de dispositifs de chauffage et de refroidissement, sont appelés « feeders » par les verriers.
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Ces différentes phases du processus d’élaboration peuvent se réaliser :
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soit, simultanément, dans différentes parties du four, dans le cas des fours à bassin continus ;
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soit, successivement, dans le cas des fours à creusets (fours à pots) ou des fours « day tank ».
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Dans tous ces fours, la répartition du chauffage a une grande importance dans la mesure où les courants de verre engendrés par les gradients thermiques dans la masse vitreuse en fusion jouent un rôle primordial dans la qualité de l’affinage et de l’homogénéisation.
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En fonction du mode de chauffage, on peut classer les fours de fusion en deux grandes catégories :
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les fours à flammes utilisant des combustibles fossiles, dans lesquels l’énergie thermique est transmise au verre par échange thermique entre les flammes et la surface du bain de verre ;
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les fours électriques dans lesquels l’énergie thermique est produite par effet Joule dans la masse du verre en fusion.
Un chauffage d’appoint électrique est souvent installé sur les fours à flammes, soit pour augmenter momentanément la production du four, soit pour améliorer la qualité du verre.
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Four « day tank »
En anglais
7. Four à pots
Appelé aussi four à creusets, c’est le plus ancien four d’élaboration du verre. Le verre est fondu dans un creuset en terre, le pot, chauffé dans une enceinte fermée. Ce type de four était chauffé au bois, puis par gazogène. Actuellement, il est chauffé soit au fioul, soit au gaz naturel.
7.1 Les pots
Il existe deux types de pots :
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le pot ouvert dont le contenu est soumis directement à la flamme ;
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le pot couvert dans lequel le verre ne subit pas l’influence des produits de la combustion.
En principe, le pot couvert donne un verre de meilleure qualité (particulièrement dans le cas de certains verres colorés), par contre, la fusion est un peu moins rapide ou exige une température de chauffage plus élevée.
Les pots sont fabriqués à partir d’un mélange de terres argileuses. Leur fabrication manuelle fait appel à un savoir-faire très particulier. Après fabrication, ils sont séchés pendant plusieurs mois dans des salles à température et humidité constante. Avant d’être installé dans le four, le pot est cuit à 1 330-1 350 oC dans un four spécial appelé « carcaise ». Il est ensuite, sans être refroidi, installé dans le four de fusion.
La durée de vie d’un pot est de 5 à 6 mois. On conçoit donc que la fusion en pots constitue une contrainte importante. Le seul avantage est de pouvoir élaborer des verres de couleurs différentes dans les divers pots d’un même four. Les fours à pots encore en service sont utilisés uniquement pour la fabrication de verrerie d’art.
HAUT DE PAGE7.2 Différents types de fours à pots
Il existe de nombreux types de fours à pots, les principaux étant les suivants.
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Four rond à récupérateur céramique
Le modèle le plus répandu comporte 12 pots disposés en cercle, ce qui constitue une disposition favorable pour les verriers qui travaillent autour du four.
Il est chauffé par un brûleur unique placé soit au centre de la coupole du four, soit au centre de la sole (brûleur refroidi à l’eau). L’air de combustion réchauffé à 800-900 oC...
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