Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Jacques FOURMENT : Ingénieur, ancien Directeur Technique Verre chez Stein Heurtey
-
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 :
-
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 ;
-
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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Réfractaires des fours à bassin
En anglais
5. Réalisation et dimensionnement des fours
5.1 Paramètres principaux
Les paramètres principaux à prendre en compte pour la réalisation d’un four de verrerie sont les suivants :
-
produits fabriqués ;
-
type de verre ;
-
couleur du verre ;
-
production journalière ;
-
quantité de calcin introduit dans la composition ;
-
caractéristiques du combustible ;
-
durée de campagne espérée ;
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contraintes d’environnement (normes de pollution).
5.2 Dimensionnement des fours à flammes
Le dimensionnement des fours fait appel :
-
à des résultats d’expérience ;
-
à des calculs et à des modélisations ;
-
à des logiciels spécifiques pour le dimensionnement des empilages des régénérateurs.
Les données de bases sont la tirée spécifique et la consommation espérée 2.5. Ces deux données dépendent :
-
du type de verre et de la qualité recherchée ;
-
du système de chauffage ;
-
de la production envisagée ;
-
de la taille du four.
Exemple de tirées spécifiques pour le dimensionnement 2.1.4 :
-
verre cristal:0,8à1,5 t/m2 · j ;
-
verre bouteille:2,5à4 t/m2 · j ;
-
verre...
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