CHAPITRE 6 – ÉLABORATION DU VERRE
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D’autre part, puisque les fumées sont très réduites, on peut éviter d’utiliser un récupérateur ou un régénérateur. Un four à oxygène demande
donc un investissement plus bas qu’un four conventionnel. Enfin, au
plan de la pollution, il y a une forte diminution des émissions de NOx rapportées au kilo de verre produit.
En revanche, le coût de fonctionnement est pénalisé par le prix de
l’oxygène (qui est de l’ordre de 0,1 € par m
3 mais qui varie beaucoup en
fonction des accords commerciaux négociés avec les fournisseurs). C’est
la raison pour laquelle on applique la technologie de l’oxygène aux verres
tels que les verres de borosilicate et les verres pour tubes de télévision,
qui sont habituellement élaborés dans les fours à récupérateur métallique dont les fumées détériorent les réfractaires des empilages d’un régénérateur. Cette technologie peut également s’avérer rentable pour les
petites productions de verre sodocalcique.
Dans les fours à oxygène des précautions sont à prendre concernant
les risques de corrosion des superstructures de silice à cause des températures élevées des flammes et de la forte concentration en éléments volatiles (NaOH et vapeur d’eau) qu’on trouve dans les fumées.
Par ailleurs, il est bien établi que la concentration en vapeur d’eau est
particulièrement élevée dans l’atmosphère d’un four à oxygène et ses conséquences possibles sur le transfert radiatif dans le verre et sur sa viscosité ne sont pas encore bien analysées.
Bien que le volume des fumées soit environ cinq fois plus faible qu’avec
de l’air, on cherche actuellement à mettre au point des techniques spécifiques pour en récupérer l’énergie, qui représente 26 % de l’énergie totale
de combustion [202]. Un premier groupe de procédés consiste à préchauffer,
avec les fumées, soit le mélange vitrifiable, soit le calcin, soit le carburant,
soit encore l’oxygène. Un autre groupe de techniques plus ambitieuses
repose sur la production de vapeur d’eau entre 800 et 1000 °C. Cette
vapeur d’eau apporterait l’énergie nécessaire à la transformation endothermique du méthane du gaz naturel en un mélange de CO et d’H 2 dont
la chaleur de combustion est plus élevée :
CH 4 + H 2 O → CO + 3 H 2 .
On espère, par ces procédés, obtenir des économies en énergie comprises
entre 11 et 20 %.
3.8. Les fours électriques
Comme nous l’avons déjà signalé (Chap. 4, Sect. 2.4), les verres, substances isolantes à la température ambiante, deviennent conducteurs à
haute température. On peut donc envisager d’utiliser l’effet Joule au sein
même des fontes de verre pour les chauffer. Les fours verriers électriques
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D’autre part, puisque les fumées sont très réduites, on peut éviter d’utiliser un récupérateur ou un régénérateur. Un four à oxygène demande
donc un investissement plus bas qu’un four conventionnel. Enfin, au
plan de la pollution, il y a une forte diminution des émissions de NOx rapportées au kilo de verre produit.
En revanche, le coût de fonctionnement est pénalisé par le prix de
l’oxygène (qui est de l’ordre de 0,1 € par m
3 mais qui varie beaucoup en
fonction des accords commerciaux négociés avec les fournisseurs). C’est
la raison pour laquelle on applique la technologie de l’oxygène aux verres
tels que les verres de borosilicate et les verres pour tubes de télévision,
qui sont habituellement élaborés dans les fours à récupérateur métallique dont les fumées détériorent les réfractaires des empilages d’un régénérateur. Cette technologie peut également s’avérer rentable pour les
petites productions de verre sodocalcique.
Dans les fours à oxygène des précautions sont à prendre concernant
les risques de corrosion des superstructures de silice à cause des températures élevées des flammes et de la forte concentration en éléments volatiles (NaOH et vapeur d’eau) qu’on trouve dans les fumées.
Par ailleurs, il est bien établi que la concentration en vapeur d’eau est
particulièrement élevée dans l’atmosphère d’un four à oxygène et ses conséquences possibles sur le transfert radiatif dans le verre et sur sa viscosité ne sont pas encore bien analysées.
Bien que le volume des fumées soit environ cinq fois plus faible qu’avec
de l’air, on cherche actuellement à mettre au point des techniques spécifiques pour en récupérer l’énergie, qui représente 26 % de l’énergie totale
de combustion [202]. Un premier groupe de procédés consiste à préchauffer,
avec les fumées, soit le mélange vitrifiable, soit le calcin, soit le carburant,
soit encore l’oxygène. Un autre groupe de techniques plus ambitieuses
repose sur la production de vapeur d’eau entre 800 et 1000 °C. Cette
vapeur d’eau apporterait l’énergie nécessaire à la transformation endothermique du méthane du gaz naturel en un mélange de CO et d’H 2 dont
la chaleur de combustion est plus élevée :
CH 4 + H 2 O → CO + 3 H 2 .
On espère, par ces procédés, obtenir des économies en énergie comprises
entre 11 et 20 %.
3.8. Les fours électriques
Comme nous l’avons déjà signalé (Chap. 4, Sect. 2.4), les verres, substances isolantes à la température ambiante, deviennent conducteurs à
haute température. On peut donc envisager d’utiliser l’effet Joule au sein
même des fontes de verre pour les chauffer. Les fours verriers électriques