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LE VERRE
sont des fours à bassin. Le courant est introduit dans le bain par un jeu
d’électrodes de molybdène, métal qui peut supporter des températures de
1700 °C. Dans une réalisation classique, les électrodes traversent la sole
et sont disposées verticalement (Fig. 6.12). Le verre fondu, soutiré par
une gorge, arrive dans un second compartiment où s’effectue l’affinage
puis le conditionnement thermique. Le bain est recouvert uniformément
d’une couche de matières premières de 10 à 40 cm d’épaisseur au-dessous de laquelle ont lieu les réactions chimiques. La puissance dissipée
autour d’une électrode engendre des courants ascendants très intenses
qui apportent à la frontière entre la fonte et le mélange vitrifiable les calories nécessaires à la fusion. La couche de matières premières constitue
une excellente couverture isolante au plan thermique et permet de se passer, en régime de croisière, du chauffage de la voûte par des flammes. Le
four électrique est ainsi souvent appelé « four à voûte froide ». Toutefois,
malgré les basses températures au-dessus de la couche de composition,
la plupart des fours électriques sont équipés d’une voûte réfractaire car
l’échauffement initial de la cuve et la fusion du premier bain de verre sont
effectués à l’aide de brûleurs.
L’introduction directe de l’énergie à la masse du verre assure un excellent rendement énergétique (environ 1 kWh par kg de verre). C’est mieux
que les fours à flammes. Cependant ce type de four est pénalisé par le
coût de l’énergie électrique. En outre, si l’on fait le bilan de la consommation énergétique au plan national, il est plus rentable, pour élaborer du
verre ordinaire, de brûler du gaz dans un bon four à régénérateurs que
dans la chaudière d’une centrale électrique qui ne transforme que 30 %
de la chaleur en puissance utile.
L’absence de flammes a pour conséquence un très faible taux de pollution en NOx et SOx. La couverture de composition, qui reste perméable
au CO 2 dégagé à l’interface, piège par condensation ou par réaction chimique les vapeurs parfois toxiques émises par le verre fondu. C’est la raison pour laquelle la fusion électrique est appliquée à l’élaboration du
verre opale au fluor et du cristal au plomb.
Un défaut du four électrique est sa vie brève due aux températures élevées dans la sole et dans la gorge. Il est possible que le remplacement des
électrodes de sole par des électrodes plongeantes contribue à résoudre ce
problème, car cette disposition, outre qu’elle permet un contrôle plus aisé
de l’état d’usure des électrodes, entraîne une dissipation de l’énergie plus
proche de l’interface de fusion [203].
4. Les réfractaires des fours de verrerie
Les réfractaires des fours de verrerie représentent un secteur industriel
où les progrès au cours du siècle dernier furent tout à fait remarquables.
LE VERRE
sont des fours à bassin. Le courant est introduit dans le bain par un jeu
d’électrodes de molybdène, métal qui peut supporter des températures de
1700 °C. Dans une réalisation classique, les électrodes traversent la sole
et sont disposées verticalement (Fig. 6.12). Le verre fondu, soutiré par
une gorge, arrive dans un second compartiment où s’effectue l’affinage
puis le conditionnement thermique. Le bain est recouvert uniformément
d’une couche de matières premières de 10 à 40 cm d’épaisseur au-dessous de laquelle ont lieu les réactions chimiques. La puissance dissipée
autour d’une électrode engendre des courants ascendants très intenses
qui apportent à la frontière entre la fonte et le mélange vitrifiable les calories nécessaires à la fusion. La couche de matières premières constitue
une excellente couverture isolante au plan thermique et permet de se passer, en régime de croisière, du chauffage de la voûte par des flammes. Le
four électrique est ainsi souvent appelé « four à voûte froide ». Toutefois,
malgré les basses températures au-dessus de la couche de composition,
la plupart des fours électriques sont équipés d’une voûte réfractaire car
l’échauffement initial de la cuve et la fusion du premier bain de verre sont
effectués à l’aide de brûleurs.
L’introduction directe de l’énergie à la masse du verre assure un excellent rendement énergétique (environ 1 kWh par kg de verre). C’est mieux
que les fours à flammes. Cependant ce type de four est pénalisé par le
coût de l’énergie électrique. En outre, si l’on fait le bilan de la consommation énergétique au plan national, il est plus rentable, pour élaborer du
verre ordinaire, de brûler du gaz dans un bon four à régénérateurs que
dans la chaudière d’une centrale électrique qui ne transforme que 30 %
de la chaleur en puissance utile.
L’absence de flammes a pour conséquence un très faible taux de pollution en NOx et SOx. La couverture de composition, qui reste perméable
au CO 2 dégagé à l’interface, piège par condensation ou par réaction chimique les vapeurs parfois toxiques émises par le verre fondu. C’est la raison pour laquelle la fusion électrique est appliquée à l’élaboration du
verre opale au fluor et du cristal au plomb.
Un défaut du four électrique est sa vie brève due aux températures élevées dans la sole et dans la gorge. Il est possible que le remplacement des
électrodes de sole par des électrodes plongeantes contribue à résoudre ce
problème, car cette disposition, outre qu’elle permet un contrôle plus aisé
de l’état d’usure des électrodes, entraîne une dissipation de l’énergie plus
proche de l’interface de fusion [203].
4. Les réfractaires des fours de verrerie
Les réfractaires des fours de verrerie représentent un secteur industriel
où les progrès au cours du siècle dernier furent tout à fait remarquables.