L'air comprimé dans l'industrie du verre

Lors de la fabrication du verre, un mélange de substances hygroscopiques sous forme de poudre passe par un bain de fusion dans un four avant d'être transformé dans la forme souhaitée par différents processus de production. Il existe différents types de verre, leurs procédés de fabrication diffèrent également. La surface lisse et réfléchissante du verre plat, fabriqué par flottage, est obtenue par coulage de la masse de verre sur un bain d'étain chaud. Le verre creux est fabriqué par pressage et soufflage dans la forme voulue. Il doit être robuste et neutre au goût, en fonction de la finition supplémentaire qu'il subit et de son utilisation ultérieure.

Exigences relatives à la qualité de l'air comprimé dans la fabrication du verre

Quel que soit le type de verre, la finition ou l'application ultérieure, l'air comprimé est nécessaire à différents postes de la production de verre, pour le transport, le façonnage, le refroidissement ou la commande. Rien ne doit s'agglutiner, s'obstruer ou s'encrasser afin de fournir la meilleure qualité possible et de garantir une production en mode continu sur une longue période. Un arrêt de la production constitue un véritable problème pour les fours dont la phase de mise en température peut durer jusqu'à deux semaines.

Il est donc particulièrement important que l'air comprimé utilisé soit exempt d'huile, de particules et de germes, et soit parfaitement sec, afin que les chaînes de fabrication ne soient pas contaminées. Pour que la production soit efficace en termes de coûts et de consommation d'énergie, il est indispensable d'adapter individuellement l'air comprimé aux différentes exigences et aux conditions ambiantes requises.

Avec ses fiches de normalisation, la VDMA fournit des informations importantes sur la qualité de l'air comprimé pour différents secteurs d'activité. Pour l'industrie du verre, elle définit la classe de qualité [3] en ce qui concerne la teneur en particules. La classe [4] en termes d'humidité (sous forme de vapeur) à une température supérieure à 10 °C, la classe [2:–:3] en dessous de 10 °C et la classe [2] en termes de teneur totale en huile. Ces classes concernent aussi bien l'air de commande (par exemple pour les entraînements pneumatiques) que l'air de transport (par exemple pour le tri du calcin, de mélanges ou lors du refroidissement).

*Source Fiche de normalisation VDMA 15390-1

Applications dans la production de verre

Tri du verre

Une grande partie du verre est constituée de verre usagé, qui est soit acheté, soit ajouté au bain de fusion à partir des propres lots. Comme il n'est pas possible de mélanger des calcins de différentes couleurs de verre, ceux-ci doivent être triés par couleur. Ce tri est effectué à l'aide de systèmes de caméras à haute résolution, de sources lumineuses et d'air comprimé. La lumière traverse le calcin, une caméra dotée d'un capteur détecte la couleur, et l'air de transport trie le calcin dans des directions prédéfinies.

Non seulement l'air de transport doit être exempt d'huile et parfaitement propre, afin d'éviter les dépôts sur le verre ou la bande transporteuse – même les caméras doivent également être maintenues propres au moyen d'air comprimé et protégées contre les impuretés afin qu'elles ne tombent pas en panne, qu'il n'y ait aucune baisse de qualité du processus de tri et qu'elles ne s'encrassent pas ou ne se détériorent pas. Cet "air de balayage" doit être exempt de particules, d'humidité et de vapeurs d'huile afin de protéger de manière fiable les systèmes optiques.

Transport

Les ingrédients du mélange (sable, chaux, dolomite, soude, sulfate), qui est ensuite fondu dans le four, sont constitués de substances hygroscopiques, qui sont livrées par les fournisseurs de matières premières et pompées / soufflées dans des silos. Cette opération est effectuée au moyen d'air comprimé sec, qui doit être exempt d’impuretés et d'huile, ou de vapeurs d'huile, afin que les poudres ne collent pas / ne s'agglutinent pas et n'obstruent donc pas les conduites ou ne forment pas de dépôts dans les silos.

Le transport des produits finis pose également des défis particuliers. Celui-ci s'effectue souvent par le biais de vastes réseaux de conduites, depuis les compresseurs jusqu'aux points d'utilisation dans les bâtiments de production. Souvent aussi sur de longues distances en extérieur ou dans les bâtiments de production, à travers de nombreuses zones de température différentes et des trajets qui favorisent la condensation.

Entraînement pneumatique

De nombreuses machines utilisées dans la production du verre sont actionnées ou commandées par voie pneumatique. Les processus s'enchaînent à la perfection et ne s'arrêtent jamais. La production de verre fonctionne 24 heures sur 24, 365 jours par an, et une interruption ou un arrêt de la production constituerait un problème économique et énergétique majeur. Il est donc important de maintenir actives toutes les étapes de production à commande pneumatique. Les vannes doivent rester libres de leur mouvement et il ne doit y avoir aucune fuite affectant les performances. L'apport constant et fiable d'air comprimé sec est ici d'une importance capitale. Une humidité trop élevée provoquerait très rapidement des émulsions au niveau des vannes des machines, donc des engorgements qui provoqueraient leur arrêt et par conséquent, des arrêts de production.

Façonnage

Lors de la production de verre creux, lorsque la masse de verre chauffée à environ 1200 °C est divisée en portions et déposée sous forme de gouttes individuelles dans le moule correspondant, une presse est d'abord utilisée pour former le fond, avant que la station suivante n'assure le façonnage du corps avec de l'air comprimé jusqu'à 4 bar et ne "souffle" le verre dans la forme désirée.

Une pression constante et de l'air comprimé propre sont ici requis pour que la qualité du produit final ne soit pas détériorée par des impuretés, des dépôts ou des inclusions.

Refroidissement et traitement

Tout au long de son parcours de production, la masse de verre est refroidie lentement et de manière contrôlée, en fonction du type de verre et du produit final visé. Ce refroidissement s'effectue généralement soit par l'air ambiant sur le chemin vers la station de traitement suivante, soit dans des "chambres" spéciales dans lesquelles règnent une température et une pression déterminées grâce à l'apport d'air tempéré. Un refroidissement trop rapide augmenterait la tension du verre à un point tel qu'il deviendrait instable et fragile.

Lors du traitement à froid, des substances telles que des polymères ou des cires sont appliquées sur le verre pour le rendre résistant aux rayures et brillant et pour qu'il ne se ternisse pas, même au lave-vaisselle. L'application s'effectue au moyen d'air comprimé et doit être fine, uniforme et surtout exempte de substances étrangères telles que l'huile, l'humidité ou des particules qui peuvent se trouver dans l'air ambiant aspiré.

Emballage

Les verres finis sont généralement placés automatiquement dans les cartons correspondants à l'aide de préhenseurs à vide, puis mis sous film. L'air comprimé est également fréquemment utilisé ici, par exemple pour générer le vide. Il doit également être exempt d'impuretés, d'une part pour garantir une production sans faille, mais aussi pour éviter que les produits finis, maintenus propres jusqu'à ce stade, ne soient tout de même souillés ou contaminés lors de cette dernière étape.

Références