Fabrication du verre plat, mesure de la température

Ligne de verre flotté
Ligne de verre flotté

La température est probablement la grandeur physique la plus contrôlée dans ce procédé. La plage s’étend de quelques degrés à presque 1700°C. En raison de ces très hautes températures et parce que le verre ne peut être mis en contact avec une sonde risquant de le détériorer, les pyromètres sont très largement utilisés.

Nous verrons dans cette note d’application les différentes étapes de fabrication et le pyromètre le mieux adapté. 



Le four de fusion

Les matières premières (mélange de silice, carbonate de soude, dolomie…) enrichies de calcin et d’adjuvants sont mélangées et portées aux environs de 1500°C. Cette composition constitue le fondu.
Les pyromètres permettent de s’assurer que le fondu a atteint sa température optimale afin de pouvoir commencer les étapes d’homogénéisation.
Si la température est trop faible, tous les constituants peuvent ne pas être dissous. Au-delà de la température optimale, ce sont des coûts énergétiques inutiles et la viscosité du fondu n’est plus optimale.


Montage sur voûte avec refroidissement à l’eau
Montage sur voûte avec refroidissement à l’eau
De même, le four est composé de 2 rangées récupérateurs. Les gaz de combustions élèvent la température d’un coté jusqu’à atteindre la valeur critique. Le cycle est alors inversé et le récupérateur libère ses calories aux gaz de combustion alors que l’autre récupérateur en gagne. L’installation de pyromètres KELLER MSR sur la voute et les parois permettent d’optimiser ce processus.

Le contrôle de la température des réfractaires des colonnes de régénération permet d’anticiper l’usure du four. Un pyromètre portable Optix peut être utilisé pour détecter des détachements de briques.



Affinage et homogénéisation

Le verre fondu contient des bulles de gaz provenant des réactions chimiques entre les différents ingrédients de la fusion. La viscosité du fondu ne permet pas à tout le gaz de s’échapper. On augmente alors la température ce qui facilite la migration en surface des bulles. Une action mécanique peut également être appliquée. 

Le float

Le fondu (état amorphe du verre) est versé sur un bain d’étain à 1050°C. La densité du verre étant plus faible, il reste en surface. La température de 1100°C est abaissée tout au long du four afin de commencer la vitrification et d’améliorer les caractéristiques physiques du produit : élimination des bulles de gaz, des inclusions, des contraintes etc...

Le four à bain d’étain est composé généralement de 3 zones bien distinctes : 

  • La zone de chauffe 
  • La zone de polissage au feu 
  • La zone de refroidissement : le verre atteint les 600°C, température à laquelle le verre supporte son propre poids. Un coating peut éventuellement être appliqué.

La température ambiante à proximité du four étant élevée, on préféra utiliser un pyromètre à fibre optique. Alors que la fibre peut être placée dans un environnement à 250-300°C, l’électronique est déportée à plusieurs mètres dans une atmosphère plus favorable. Les modèles CellaTemp PQ 26/36 ou CellaTemp PA 21/31/41 sont fixés sur la voute du four ou sur les cotés.

Le verre est ensuite introduit dans une arche de recuisson ou étenderie afin de lui ôter tout défaut dans sa structure, c'est-à-dire libérer les contraintes internes et lui conférer des caractéristiques finales. Dès lors, il peut être coupé sans risque.
Pour contrôler les différents paliers de température dans l’arche, le pyromètre est placé au dessus du verre et mesure la surface. On utilise généralement le modèle CellaTemp PQ 41 ou CellaTemp PZ15. Utilisant une longueur d’onde de 4,6-4,9 µm, le pyromètre pénètre la matière sur 0,7 mm et est faiblement influencée par les variations d’humidité.


Conclusion

Tout au long de la fabrication des feuilles de verre, il est nécessaire de mesurer la température du verre, des moules et des parois du four. KELLER MSR, au travers de toute sa gamme, offre la possibilité d’optimiser la consommation d’énergie, d’assurer la qualité du produit final et de garantir un investissement rentable. Une fois installés, les pyromètres KELLER MSR ne réclament aucune maintenance particulière et ne souffre pas d’usure. Notre gamme couvre les pyromètres fixes mono et bichromatiques, à fibre optique et les portables.

Pyromètre

Mesure de température lors de la fabrication du verre flotté

La température est probablement la grandeur physique la plus contrôlée dans ce procédé. La plage s’étend de quelques degrés à presque 1700°C.
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