Verre flotté - Float glass

Utilisation du verre flotté à la gare de Crystal Palace , Londres

Le verre flotté est une feuille de verre fabriquée en flottant du verre fondu sur un lit de métal fondu, généralement de l' étain , bien que le plomb et d'autres alliages à bas point de fusion aient été utilisés dans le passé. Cette méthode donne à la feuille une épaisseur uniforme et des surfaces très planes.

Les fenêtres modernes sont en verre flotté. La plupart du verre flotté est verre sodocalcique , bien que des quantités relativement mineures de spécialité borosilicate et affichage à écran plat en verre sont également produits en utilisant le procédé de verre flotté. Le processus de verre flotté est également connu sous le nom de processus Pilkington , du nom du fabricant de verre britannique Pilkington , qui a été le pionnier de la technique dans les années 1950 sur son site de production à St Helens, Merseyside .

Histoire

Ancienne fenêtre contenant une seule feuille de verre flotté dans la partie supérieure gauche, Jena , Allemagne . Les sections restantes ne sont peut-être pas du verre flotté comme indiqué par les reflets déformés d'un arbre.

Jusqu'au XVIe siècle, le verre à vitre ou autre verre plat était généralement découpé dans de grands disques (ou rondelles) de verre couronne . De plus grandes feuilles de verre ont été fabriquées en soufflant de grands cylindres qui ont été coupés et aplatis, puis découpés en vitres. La plupart des vitres du début du 19e siècle étaient fabriquées selon la méthode du cylindre . Les `` cylindres '' mesuraient 6 à 8 pieds (180 à 240 cm) de long et 10 à 14 pouces (25 à 36 cm) de diamètre, limitant la largeur à laquelle les panneaux de verre pouvaient être coupés, et résultant en des fenêtres divisées par des impostes en rectangles panneaux.

Les premières avancées dans l'automatisation de la fabrication du verre ont été brevetées en 1848 par Henry Bessemer . Son système produisait un ruban continu de verre plat en formant le ruban entre les rouleaux. C'était un processus coûteux, car les surfaces du verre devaient être polies. Si le verre pouvait être placé sur un corps parfaitement lisse et plat, comme la surface d'une casserole ouverte de liquide calme, cela réduirait considérablement les coûts. Des tentatives ont été faites pour former du verre plat sur un bain d'étain fondu - l'un des rares liquides plus denses que le verre qui serait calme aux températures élevées nécessaires pour fabriquer du verre - notamment aux Etats-Unis. Plusieurs brevets ont été délivrés, mais ce processus était impraticable à l'époque.

Avant le développement du verre flotté, de plus grandes feuilles de verre plat étaient fabriquées en coulant une grande flaque de verre sur une surface en fer , puis en polissant les deux côtés, un processus coûteux. À partir du début des années 1920, un ruban continu de verre plat a été passé à travers une longue série de meuleuses et polissoirs en ligne, réduisant ainsi les pertes de verre et les coûts.

Le verre de qualité inférieure, le verre étiré, était fabriqué en tirant vers le haut à partir d'une piscine de verre fondu une feuille mince, maintenue sur les bords par des rouleaux. En refroidissant, la feuille montante se raidissait et pouvait alors être coupée. Les deux surfaces étaient de qualité inférieure, c'est-à-dire pas aussi lisses ou uniformes que celles du verre flotté. Ce procédé a continué à être utilisé pendant de nombreuses années après le développement du verre flotté.

Entre 1953 et 1957, Sir Alastair Pilkington et Kenneth Bickerstaff du britannique Pilkington Brothers ont développé la première application commerciale réussie pour former un ruban continu de verre en utilisant un bain d' étain fondu sur lequel le verre fondu s'écoule sans entrave sous l'influence de la gravité. Le succès de ce procédé réside dans l'équilibre soigneux du volume de verre introduit dans le bain, où il a été aplati par son propre poids. Les ventes rentables à grande échelle de verre flotté ont été réalisées pour la première fois en 1960, et dans les années 1960, le procédé a été autorisé dans le monde entier, remplaçant les méthodes de production précédentes.

Fabrication

Ligne de verre flotté

Le verre flotté utilise de fabrication de verre ordinaires matières premières , généralement constitué par du sable , du carbonate de sodium ( carbonate de sodium ), de la dolomite , du calcaire , et un gâteau de sel ( sulfate de sodium ) , etc. D' autres matériaux peuvent être utilisés comme colorants, raffinage agents ou pour régler la physique et les propriétés chimiques du verre. Les matières premières sont mélangées dans un processus discontinu , puis introduites avec du calcin approprié (déchets de verre), dans un rapport contrôlé, dans un four où elles sont chauffées à environ 1500 ° C. Les fours à verre flotté courants mesurent 9 m de large, 45 m de long et contiennent plus de 1 200 tonnes de verre. Une fois fondu, la température du verre est stabilisée à environ 1200 ° C pour assurer une densité homogène .

Le verre fondu est introduit dans un "bain d'étain", un bain d' étain fondu (environ 3–4 m de large, 50 m de long, 6 cm de profondeur), à partir d'un canal de distribution et est versé dans le bain d'étain par une lèvre en céramique connue comme la lèvre du bec. La quantité de verre autorisée à se verser sur l'étain fondu est contrôlée par une porte appelée tweel .

L'étain convient au procédé de verre flotté car il a une densité élevée, est cohésif et n'est pas miscible avec le verre fondu. L'étain, cependant, s'oxyde dans une atmosphère naturelle pour former du dioxyde d'étain (SnO 2 ). Connu dans le processus de production sous le nom de scories, le dioxyde d'étain adhère au verre. Pour éviter l'oxydation, le bain d'étain est pourvu d'une atmosphère protectrice à pression positive d' azote et d' hydrogène .

Le verre coule sur la surface de l'étain formant un ruban flottant avec des surfaces parfaitement lisses des deux côtés et d'épaisseur uniforme. Au fur et à mesure que le verre s'écoule le long du bain d'étain, la température est progressivement réduite de 1100 ° C jusqu'à ce qu'à environ 600 ° C la feuille puisse être soulevée de l'étain sur des rouleaux. Le ruban de verre est tiré du bain par des rouleaux à une vitesse contrôlée. La variation de la vitesse d'écoulement et de la vitesse du rouleau permet de former des feuilles de verre d'épaisseur variable. Des rouleaux supérieurs positionnés au-dessus de l'étain fondu peuvent être utilisés pour contrôler à la fois l'épaisseur et la largeur du ruban de verre.

Une fois sortie du bain, la feuille de verre passe à travers un four à four pendant environ 100 m, où elle est refroidie progressivement afin qu'elle recuit sans contrainte et ne se fissure pas sous l'effet du changement de température. A la sortie de "l'extrémité froide" du four, le verre est découpé par des machines.

Les usages

Un luminaire en verre flotté. Le verre flotté ordinaire est vert dans des feuilles plus épaisses en raison des impuretés Fe2 + .

Aujourd'hui, le verre flotté est la forme de verre la plus utilisée dans les produits de consommation. En raison à la fois de sa haute qualité sans polissage supplémentaire requis et de sa flexibilité structurelle pendant la production, il peut facilement être façonné et plié dans une variété de formes dans un état sirupeux chauffé. Cela le rend idéal pour une variété d'applications telles que

  • Verre d'automobile (par exemple, pare-brise, fenêtres, miroirs)
  • Miroirs
  • Meubles (par exemple dans les tables et les étagères)
  • Verre isolant
  • Fenêtres et portes

La plupart des formes de verre spécialisés tels que le verre trempé , verre givré , verre de sécurité feuilleté et le verre insonorisé se composent de verre flotté standard qui a subi une transformation.

Marché

Depuis 2009, le marché mondial du verre flotté, à l'exclusion de la Chine et de la Russie, est dominé par quatre sociétés: Asahi Glass , NSG / Pilkington , Saint-Gobain et Guardian Industries . D'autres sociétés incluent Sise Cam AS, Vitro, anciennement PPG , Central Glass, Hankuk (HanGlas), Zeledyne et Cardinal Glass Industries.

Voir également

Références et notes de bas de page

Liens externes