Trempe du verre : fours oscillants
L'objectif de la trempe est double:
-Durcir la surface du verre
-Empêcher en cas de casse du verre qu'il se brise en morceaux de dimensions importantes avec un risque de blessures graves des personnes
Deux types de trempe du verre sont utilisées dont seule l'une des deux ( la trempe thermique) répond à ces deux objectifs: la trempe thermique ( par élévation de température), la trempe chimique ( par immersion dans un bain de sel).
Mais dans les deux cas l'objectif poursuivi va être le même. Mettre la surface du verre en compression.
1/La trempe chimique
Elle consite à immerger le verre à tremper dans un bain de sels fondus. C'est la structure chimique du verre qui va déterminer la composition du bain de sels. L'objectif est de faire migrer du bain de sels vers la surface du verre des cations ( ions positifs) plus gros que ceux présents dans le verre. Cette migration s'obtiend par une élévation de température du verre par le bain de sels ( supérieure à 400 degrés Celsius), qui provoque une agitation des ions et des échanges en surface.
Lors du refroidissement, lorsque le verre quitte le bain de sels, l'agitation va s'arrêter et les ions plus gros venant du bain de sels, vont se trouver prisonniers dans des cavités de dimensions réduites. Ils vont donc occuper plus d'espace et durcir la surface du verre. De plus ils vont, en mettant la surface du verre en compression, augmenter la résistance à la rupture.
Par contre en cas de casse, le verre continuera à se briser en morceaux importants, et donc dangereux.
La trempe chimique est essentiellement utilisé pour les verres de faibles épaisseurs ( inférieures ou égales à 4 mm).
2/La trempe thermique
On poursuit le même but, mettre en compression la surface du verre par rapport à l'intérieur. Mais on va pour atteindre cet objectif, utiliser un procédé thermique.
Le verre va être introduit dans un four de trempe pour être chauffé à plus de 600°, pendant une durée qui va dépendre, en particulier, de son épaisseur. Puis on va le refroidir brusquement( à l'aide d'air sous pression). La surface se refroidissant beaucoup plus rapidement que l'intérieur va se mettre en compression alors que l'intérieur du verre sera en extension.
L'avantage de ce procédé est qu'il permet au verre en cas de casse de se briser en petits morceaux ( de l'ordre du centimètre carré) beaucoup moins dangereux pour les personnes.
Les autres avantage de la trempe thermique par rapport à la trempe chimique est que le procédé est beaucoup moins onéreux et permet de traiter des verres beaucoup plus épaix ( jusqu'à 19 mm)
Concernant la trempe thermique, il existe 3 types de fours
-Four de trempe vertical
-Four de trempe horizontal oscillant
-Four de trempe horizontal continu
Four de trempe horizontal oscillant
Ces fours sont constitués de 4 zones : chargement, chauffe, trempe et refroidissement, déchargement.
La zone de trempe est une zone où le verre est animé d'un mouvement de va et vient sur des rouleaux afin de minimiser les risques de déformation du verre. Une fois la température de consigne atteinte pour le verre il est transféré très rapidement à l'aide des mêmes rouleaux dans la zone de trempe où il est brusquement refroidi à l'aide d'air comprimé. Le temps nécessaire pour atteindre cette température de consigne oscille par millimètre d'épaisseur du verre entre plus de 40 secondes à 30 secondes et même moins pour les dernières générations de fours, suivant les technologies utilisées.
Dans le même temps, un autre lot de verre, qui était en attente sur les rouleaux de chargement est introduit dans la zone de chauffe.
Une fois que le verre trempé a atteint une température permettant à nouveau sa manipulation il est transféré dans la zone de déchargement où des opérateurs le positionnent sur des chariots de transport.
Ce type de four de trempe correspond à la majorité des équipements en service dans les unités de transformation du verre plat car il permet de tremper même des épaisseurs importantes et de traiter des petites, moyennes et grandes séries.
