L’élaboration
du verre consiste à transformer le mélange vitrifiable
en une masse liquide homogène, de viscosité
convenable pour être mise en forme.
Elle comprend trois phases essentielles:
• la fusion des matières premières : le
mélange vitrifiable est transformé en une masse
liquide sans infondus;
• l’homogénéisation et l’affinage
: l’homogénéisation chimique de la masse
liquide est effectuée par la maîtrise des courant
de convection dans le verre fondu et l’affinage par
le dégagement des bulles gazeuses en fin de fusion
;
• le conditionnement thermique (appelé encore
braise) : c’est l’obtention de la température
exigée pour l’alimentation du verre aux ouvreaux
des feeders. Cette température est très inférieure
à la température d’affinage. Cette température
s’effectue dans la partie du four appelé basin
de travail.
L’élaboration du verre s’effectue dans
un four en matériaux réfractaires résistant
à la fois aux hautes températures mises en jeu
et à l’érosion provoquée par le
lit de fusion. Bien évidemment, ces réfractaires
doivent limiter au maximum les pertes thermiques vers l’extérieur.
Pour le bassin, la composition des réfractaires varie
selon que l’on va de l’intérieure (réfractaires
résistant aux hautes températures et aux agressions
chimiques) vers l’extérieurs du four.
Ce dernier comporte :
• un bassin - à niveau constant par débordement
– où s’effectuent fusion et affinage du
verre
• une voûte qui recouvre et isole le bassin et
intervient dans la transmission de la chaleur par rayonnement
;
• des canaux ou feeders (un par machine de fabrication)
qui distribue le verre aux machines de formage.
Le fioul lourd, le gaz et l’électricité
sont utilisés – seuls ou en combinaison- pour
le chauffage du four. La transmission de la chaleur se fait
par rayonnement et transmission.
La température de fusion est de l’ordre de 1550°C
et la tirée évolue entre 50 et 500 tonnes de
verre par jour selon le four Grâce aux progrès
réalisés et à l’emploi du calcin,
la consommation de l’énergie – à
la tonne de verre produite – diminue de façon
significative depuis 1976 : de 1600 kWh à cette date
on est passé à 1250 KWh en 1995, avec pour objectif
1160 kWh à l’horizon 2000.
Les fours sont de plusieurs types possibles :
le
four à flamme à récupérateur,
appelé encore Unit Melter;ces fours ont une performance
énergétique faible mais l’investissement
est plus limité que dans le cas des deux types de fours
décrits ensuite.
le
four à boucle, à régénérateur,
très performant énergiquement; mais nécessitant
un investissement supérieur ( à cause des réfractaires
nécessaires aux régénérateurs)
le
four à brûleur transversal, à régénérateur
(même commentaire que pour le four à boucle)
;
les
fours électriques, surtout utilisés
pour les verres spéciaux (opale par exemple), et parfois
en flaconnage, qui présentent l’avantage de chauffer
le verre dans la masse en gardant un tapis de composition
en surface qui arrête les éléments volatils
quelquefois polluants ; ceux-ci sont alors piégés.
Les fours à flamme à récupérateur
ont une performance énergétique faible, mais
l’investissement est plus limité que dans le
cas des fours à régénérateur soit
à la bouche, soit à brûleur transversal,
très performants énergiquement, mais qui nécessitent
un investissement supérieur à cause des matériaux
réfractaires nécessaires aux régénérateurs.
|