Dans l’industrie du verre, la qualité du produit final dépend de nombreux paramètres : formulation du verre, conditions de fusion, atmosphère du four, mais aussi – et on l’oublie parfois – de la qualité et de la tenue des briques réfractaires. Le choix des réfractaires et leur état au cours du temps ont un impact direct sur les performances du four et la pureté du verre produit.
Dans cet article, nous vous proposons un panorama des défauts dans le verre les plus fréquemment liés aux réfractaires, en les classant par type de matériau réfractaire. L’objectif : mieux comprendre ces interactions pour mieux les prévenir.
1. Les réfractaires AZS : robustes mais pas sans risques
Les réfractaires AZS (Alumine – Zircone – Silice) sont les plus utilisés dans les zones en contact direct avec le bain de verre fondu, notamment dans les fours de fusion. Leur bonne résistance à la corrosion et leur faible solubilité les rendent indispensables. Cependant, leur vieillissement ou leur mauvaise mise en œuvre peut engendrer plusieurs défauts :
Inclusions réfractaires (corundum, zirconia)
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Défaut observé : petits points opaques blancs ou noirs dans le verre.
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Origine : cristaux d’alumine (corindon) ou de zircone mal dissous, issus de la corrosion du réfractaire.
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Cause fréquente : dissolution progressive du cœur des briques AZS, surtout lorsque la température dépasse 1350 °C, ou en présence de flux agressifs.
Stries ou voiles
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Défaut observé : zones floues dans le verre, visibles après trempe ou recuisson.
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Origine : hétérogénéité dans le mélange verre-réfractaire, lorsque le lessivage du matériau n’est pas uniforme.
Bulles et seeds
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Défaut observé : présence de bulles isolées ou regroupées.
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Origine : porosité excessive dans les briques AZS, ou réactions secondaires avec les composants du bain de verre.
Bonnes pratiques :
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Choisir des briques AZS électrofondus à haute densité (type AZS 36 ou 41).
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Éviter les alternances de température qui favorisent les fissurations internes.
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Mettre en place une surveillance régulière de l’usure des blocs de seuil ou des parois latérales.
2. Les réfractaires siliceux : fragilité thermique et corrosion acide
Les réfractaires à base de silice sont largement utilisés dans les zones supérieures du four (voûtes, arches), notamment pour leur résistance aux chocs thermiques. Mais leur structure cristalline peut poser problème en cas de variation thermique ou de présence d’acides.
Dévitrification
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Défaut observé : zones blanchâtres dans le verre, fragiles ou plus cassantes.
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Origine : relargage de silice libre cristallisée, surtout en cas de surchauffe ou de condensation.
Poussières ou retombées de silice
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Défaut observé : contamination du bain avec des particules fines.
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Origine : effritement des voûtes ou des joints mal protégés, surtout si les températures dépassent les seuils critiques (>1700 °C).
Risques liés à l’hydratation
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La silice est sensible à l’humidité, ce qui peut fragiliser les briques réfractaires avant ou pendant la mise en service.
Recommandations :
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Stocker les briques siliceuses à l’abri de l’humidité.
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Assurer un échauffement progressif à la mise en température du four.
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Prévoir des inspections régulières des zones en hauteur.
3. Réfractaires alumineux : entre résistance mécanique et dissolution chimique
Les briques à haute teneur en alumine sont souvent utilisées dans les zones à forte sollicitation mécanique (pieds de paroi, portiques). Bien qu’elles résistent bien à l’abrasion, elles sont sensibles à certains composants du verre (notamment les alcalins).
Voiles alumineux
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Défaut observé : coloration jaune pâle à brun du verre.
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Origine : libération d’alumine ou d’oxydes de fer par corrosion lente.
Inclusions cristallines
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Défaut observé : microcristaux visibles au microscope ou à l’œil nu.
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Origine : fusion partielle de la brique et solidification dans le bain.
Conseils d’utilisation :
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Privilégier les alumines denses et peu poreuses.
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Éviter leur usage en contact direct avec le bain dans les zones fortement alcalines.
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Renforcer les zones d’usure par des solutions combinées (AZS + alumine, ou ancrages mécaniques).
4. Réfractaires de type chrome ou spinelles : attention à la coloration
Moins fréquents, les réfractaires à base de chrome ou de magnésie sont parfois utilisés dans les fours spéciaux (verre coloré, borosilicates, fibre de verre). Ils sont robustes mais présentent des risques de coloration indésirable.
Coloration verte / brun-vert
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Défaut observé : teinte verdâtre du verre.
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Origine : diffusion d’oxydes de chrome dans le bain.
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Particulièrement visible dans le verre clair (flint glass).
Mesures préventives :
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Réserver ces matériaux aux zones non exposées au bain (culots, zones externes).
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Surveiller les atmosphères oxydantes/réductrices qui peuvent favoriser la migration ionique.
Conclusion : des briques réfractaires à surveiller comme des composants critiques
L’efficacité énergétique, la stabilité thermique et la qualité du verre produit dépendent en grande partie de la brique réfractaire utilisée dans chaque zone du four. Dans l’industrie du verre, la prévention des défauts passe donc par une parfaite maîtrise des propriétés physico-chimiques des matériaux réfractaires, mais aussi par leur bon entretien et leur surveillance continue.
Chez SXE-Consulting, nous accompagnons les industriels du verre dans le choix des réfractaires et l’analyse des défauts, afin de garantir un niveau de production optimal tout en réduisant les rebuts liés à la qualité du verre.
