III. (K2 O) 8 (Ca O)7 (Si O

qui correspondent, en centièmes, à

Silice

Potasse

Chaux

Pour le cristal, les limites et la moyenne sont données par les formules

K2 O. Pb O (Si O1;6; (K2 O)8 (Pb 0)« (Si O2)88, et (K2 O)5 (Pb O)7 (Si O2)38.

La formule moyenne correspond, en centièmes, à

Silice 52,0

Potasse. 12,8

Oxyde de plomb 35,2

On voit que, pour les trois espèces de verre indiquées, les formules sont identiques et répondent à la formule générale MO (Si O2)8.

L’analyse des verres se fait comme celle des silicates, et suivant les méthodes qui ont été indiquées à l’article Silicium (Analyse), t. II, p. 1491.

Matières premières. — Silice. — La silice, comme nous l’avons vu, est l’élément essentiel de toutes les sortes de verres et y entre pour la majeure partie ; on conçoit donc que de son choix dépende directement la qualité du verre. Pour les verres blancs, la silice doit être aussi exemple de fer que possible. On trouve dans la nature la silice à l’ctat de pureté dans le cristal de roche, le quartz, le silex pyroinaque et dans certains sables. En France, on se sert, pour les verres blancs, des sables de Fontainebleau, de Champagne, de Nemours. On est quelquefois obligé de laver les sables à l’eau j pour enlever les argiles ou les marnes qu’ils peuvent contenir, et à l’acide chlorhydrique pour dissoudre le fer qu’ils renferment. On calcine le sable avant de l’employer, dans le but dele rendre moins cohérent et plus facile à pulvériser Quand on emploie le quartz ou le silex, on l'étonne en le portant ; au rouge et en le jetant dans de l’eau, et on le pulvérise sous des meules. Pour les verres ordinaires, . comme les verres à bouteilles, il est avantageux d’employer des sables argileux, parce que ce sable entre en fusion beaucoup plus facilement que le' sable pur. On a conseillé l’emploi du kieselguhr, silice d’infusoires, mais cette matière est trop volumineuse et donne beaucoup de poussière, ce qui est un grave inconvénient.

Acide borique. — On remplace quelquefois, dans le verre, une certaine quantité d’acide siliciquo par de l’acide borique : on l’ajoute à la composition sous forme de borax ou de boronatrocalcite; l’acide borique augmente la fusibilité de la masse, il communique au verre un grandi éclat et empêche la dévitrification.

Potasse. — Elle est nécessaire pour la fabrication du verre de Bohême et du cristal; on l’emploie à l’état de carbonate aussi pur et aussi riche en degré que possible. Les potasses qu’on préfère sont les potasses perlasses d’Amérique, la potasse provenant des résidus du travail des betteraves, et surtout celle obtenue par le traitement de la carnallite. Dans des cas spéciaux on emploiequelquefois le carbonate de potassium provenant de la calcination de la crème de tartre. En Bohême on se sert de potasse de cendres de bois. Les potassesdoivent être, autant que possible, exemptes de soude, car cette base colore les verres dans la composition desquels elle entre.

Soude. — Cet alcali est généralement employé sous forme de carbonate ou de sulfate, et, dam quelques cas particuliers, à l’état decryolitiie, d’aluminatc de sodium et de borax. Le carbonate de sodium a été presque partout remplacé par le sulfate, sel qui offre au plus bas prix l'alcali nécessaire pour le verre; pour la gobeleterie fine néanmoins, on se sert encore de carbonate. On facilite ordinairement la décomposition du sulfate de sodium par l’addition d’autant do charbon qu’il en est nécessaire pour transformer l’acide sulfurique m acide sulfureux et le charbon en oxyde de carra r.e; pour 100 parties de sulfate do sodium anhydre, on met 8 à 9 parties de charbon. Il faut éviter un excès

VERRE

— 6G1 — VERRE

de charbon, car il se formerait des sulfures, et le verre serait coloré en brun. La soude communique au verre une teinte verte.

Chaux. — Cet élément entre dans la fabrication du verre soit à l’état de carbonate, soit à l'état de chaux étei nte ; le carbouate de calcium est souveut lévigué avant l’emploi, comme la craie de Meudon. En Bohême, quelques verriers, au lieu de chaux, mettent de la wollastonite, SiO’Ca, qui est un silicate de calcium naturel. La stroutiane à l’état de strontianite (CO3 Sr) et la baryte à l’état de withérite (CO3 Ba) peuvent quelquefois remplacer la chaux dans la composition du verre. Le spath fluor, le fluorure de calcium provenant de la cryoiithc qui a été traitée pour carbonate do sodium, l’aluminate do sodium et le phosphate de calcium sont employés, depuis quelque temps, pour la préparation du verre opale.

Oxyde de plomb. — Cet oxyde est généralement pris à l’état do minium. Pendant la fusion il passe à l’état de protoxyde en perdant une partie de son oxygène ; cet oxygène se dégage dans la masse fondue, la brasse et la purifie. Le plomb communique au verre une faible teinte jaunâtre et a l'inconvénient d’attaquer l’argile des creusets. Le minium doit être d’une grande pureté ; des traces de cuivre, de fer, d’antimoine ou d’étain colorent le verre ou le rendent opaque. Certains verriers, pour être sûrs de la qualité du minium, le fabriquent dans leur propre usine. Le carbonate de plomb pourrait remplacer le minium, mais il doit être exempt de sulfate de baryum.

Oxyde de zinc. — MM. Maës et Clemandot, de Clichy, ont obtenu un beau verre en ajoutant de l’acide borique et de l’oxyde de zinc à une composition de silice et de soude. Ce verre offre des qualités intermédiaires entre celles du verre ordinaire et le cristal. L’oxyde de zinc décolore les verres de sodium.

Le bismuth entre dans la composition de certains verres d'optique sous forme d’oxyde ou d’azotate.

Quelques silicates naturels peuvent être employés pour le verre à bouteilles; tels sont le feldspath, la stéatite, la pierre ponce, la phonolitlie, l’amphibole, le basalte, les laves et les roches trachytiques. Les scories et les laitiers des hauts fourneaux et des feux d’affinerie sont quelquefois utilisés dans la fabrication du verre ; on obtient, avec ces produits, un verre noir.

Si on pouvait se procurer le feldspath à un prix suffisamment bas, il fournirait, fondu avec du borax et de l’oxyde de plomb, un verre répondant à toutes les exigences.

Matières décolorantes. — Parmi ces matières se rangent le peroxyde de manganèse, l'acide arsénieux, le salpêtre et le minium; elles décoloreut le verre, soit par l’action physique de superposition de couleurs complémentaires, comme le manganèse, soit par l’action de l’oxygène, qu’elles laissent dégager dans la masse vitreuse, comme le minium, l’acide arsénieux; l’acide arsénieux est réduit au rouge faible par le protoxyde do fer, qui passe à l’état de sesquioxyde peu colorant, et l'arsenic se dégage. On a proposé récemment, comme décolorant du verre au sulfate de sodium, l’oxyde de zinc ; il enlève la coloration verte et, de plus, donne un grand éclat au verre.

Quand la décoloration est due à l’action de l’oxygène, on peut atteindre le même but, d’après Ghambland, en faisant passer dans la masse fondue un courant d’air.

Les matières dont nous venons de parler ne sont jamais fondues seules, mais toujours avec le tiers de leur poids de déchets do verre déjà fabriqué. Le verre qu’on ajoute dans le creuset provient de différents déchets nommés groisil . calcin, picadit , verre de canne. Lcproisif estformé de débris de verre de toutes sortes ; le calcin est

le nom donné à des déchets de verre blanc; lo picadit se forme lorsque la masse de verre écume et déborde du creuset pondant la fusion ou bien quand le creuset se perce et que la masse se répand dans les cendres du foyer. Le verre de canne, comme l’indique son nom, est lo verre qui reste adhérent à la canne du verrier pendant le travail. Ou doit à chaque refonte du verre ajouter une certaine quantité d’alcali pour remplacer celui qui se perd par volatilisation pondant la fusion.

Les matières qui entrent dans la composition d’un verre sont mélangées avec beaucoup de soin, soit à la main, soit à la machine, et quelquefois frittées avant d’être mises dans le creuset de fusion. Le frittage a pour but de chasser l’eau et l’acide carbonique des matières premières, et de diminuer leur volume; de plus, l’alcali s’unit pendant cette opération en partie avec la silice, de sorte que la fritte attaque moins les creusets que la composition non frittée.

CttEusETs. — De la qualité des creusets dépend, pour ainsi dire, la prospérité d’une verrerie. Aussi chaque verrier fabrique-t-il les creusets dont il a besoin. Les creusets doivent pouvoir supporter pendant plusieurs semaines une température de 10U0" à 1200° sans se déformer, se fendre ou se vitrifier.

On les façonne avec des argiles réfractaires dégraissées par du ciment d’argile de même qualité; le façonnage se fait par colombins (voyez l’article Potehies , t. II, p. 1151). Les argiles employées en France sont colles de Forges-les-Eaux (Seine-Inférieure), et d’Andenne aux environs do Liège.

Les creusets sont de forme et de dimensions variables; ils peuvent être ronds, ovales, rectangulaires ; pour le cristal fait à la houille, ils présentent la forme d’une cornue à col très-court. Dans la fabrication des glaces coulées, on emploie des creusets rectangulaires, munis au milieu de leur hauteur d’une rainure dans laquelle se placent les branches des tenailles qui servent à les enlever du four et à les manœuvrer pondant les coulées.

La hauteur des creusets varie de 0m,G0 à 1 mètre; le diamètre est à peu près égal à la hauteur; l’épaisseur des parois après cuisson est de 0"',U5 à U'", 07 et celle du fond de 0"’,I0. Les grauds creusets contiennent de 500 à 600 kilogrammes de verre fondu.

Après le façonnage, les creusets sont séchés avec un soin extrême, d’abord à une température de 12 à 15° à l’ombre et en dehors des courants d’air; pendant ce temps, ou pilonne le fond jusqu’à ce que l’outil n’y laisse plus traces d’empreinte. On porte alors les creusets dans des séchoirs à 30 ou 40“ et on les y laisse un mois ou deux. Enfin on les place dans le tour à cuire, où l’on augmente peu à peu la température jusqu’au rouge. Dans cet état, on les porte dans le four de fusion dont on a laissé tomber la température au rouge pour ne pas faire subir au creuset des variations brusques de température. Avant de se servir d’un creuset, on le recouvre à l’intérieur d’une couche vitreuse en y fondant des débris de verre ; cette opération s’appelle l 'enverrage. La durée d’un creuset est de un à trois mois au plus. Pour la fabrication des verres à bouteilles, on emploie à Blanzy des fours sans creuset; les matières sont fondues directement sur la sole creuse d’un four à reverbère spécial.

Founs de fusion. — Ils sont construits en matériaux réfractaires ; le mortier employé pour relier les briques entre elles est une bouillie d’argile réfractaire. On doit pouvoir atteindre dans ces fours une température très-élevée et la régler facilement. La durée d’un four, suivant la température à laquelle on travaille et la qualité des briques, varie del 5 mois à 4 ans. Les fours sont chauffés au bois ou à la houille. Leur dispositif

VERRE

est très-variable : ils peuvent être à solo circulaire, elliptique ou rectangulaire. Il y a ordinairement 8 h iü creusets dans un même four. Les foyers peuvent être latéraux ou placés outre les deux banquettes qui portent les creusets. Le cendrier est en contre-bas du sol ; l’air arrivo par des galeries souterraines. Devant chaque

creuset ou pot se trouve une ouverture qu’on appelle J ouvreau; c’est par Youvreau qu’on cueille le verrai pour le travailler et qu’on charge la compositioi s destinée à le produire. Les fours de fusion doi a vent reposer sur un sol sec, car l'humidib ai cause une grande dépense de combustible e | .peut même entraver la marche de la fabricai l

Fig. 108. — Four

à vorre au bois.

tion ; aussi fait-on de profondes fondations do pierre et de briques pour isoler le plus possible le four de l’humidité du sol.

Ou utilise depuis quelques années les fours Siemens avec régénérateurs (voyez l’article Gaz, t. 1, p. 1533); on réalise ainsi, comparativement aux anciens fours, une économie de 30 à 50 % sur le combustible.

Le four Boôtius, moins compliqué que le Sie-

mens, donne aussi de très-bons résultats; dans cet appareil, l’air avant d'arriver en contact avec ; le combustible est chauffé par une circulation ! prolongée dans les briques chaudes des parois du ' four; l’arrivée d’air se règle par des registres; ' on obtient ainsi une température très-élevée, tout . en économisant beaucoup de combustible.

La figure 768 représente un four à verre chauffé au bois. En G G se trouvent les grilles où l’on

VERRE

•charge le bois; SS sont les sièges qui supportent les creusets C C. Les ouvertures m ni sont lesouvreaux de travail. Le four est isolé du sol par de fortes fondations F, aérées pour éloigner toute humidité; en N et N' sont les cendriers. A chaque angle du four se trouve un four annexe A, appelé arche ; ils servent il la cuisson des creusets et aux frittes ; ils sont chauffés en partie par les gaz chauds qui viennent du four de fusion avant de s’échapper dans les cheminées. Devant les foyers se trouve un espace T surmonté d’une voûte.

Les fours au bois sont à peu près abandonnés, sauf en Bohême, où le bois est encore abondant.

Les fours généralement employés sont chauffes à

la houille. La figure 769 en représente t» typé. C’est un four il cristal. Les creusets sont couverts pour éviter l’artion des fumées sur le verro. Le foyer, un peu évasé, est muni d’une grille en A A ; A’ A' sont les portes pour charger; A" A" celles pour placer les grilles, débraiser et mener le feu. En O est une galerie qui amène l’air et sert de condrier. Les pots couverts sont placés en B B devant leurs ouvreaux CC; ces ouvreaux servent à cueillir le verre et réchauffer les pièces pendant le travail. La flamme se rend dans l’espace voûté II et s’échappe par les cheminées g. Au-dessus de I) se trouve un espace servant de four à réchauffer ou à recuire.

Fusion. — La charge des creusets se fait quand le four a atteint une température suffisamment élevée. On introduit d’abord les déchets de verre ou groisil, puis la composition , qui souvent a été préalablement frittée. La charge totale d’un creusetsc fait en trois ou quatre fois. Lorsque tout 1e mé’ange est introduit, le chauffeur pousse le feu et maintient ensuite une température aussi uniforme que possible. Le groisil entre on fusion, alors la silice se combine avec les bases et le verre prend naissance ; les substances qui n’entrent pas dans la constitution du verre viennent nager à la surface de la masse vitreuse en fusion et forment ce qu’on appelle le fiel du verre; on l’enlève à l’aide d’une cuiller en fer. Ce qu’on ne peut enlever s’élimine par volatilisation. Le fiel du verre est généralement composé de sulfates de sodium et de calcium et de chlorures alcalins.

On surveille la marche delà fusion, en cueillant de temps en temps sur la masse une goutte do verre à l’aide de la cordeline, tige de fer courte et aplatie à son extrémité inférieure. Ce sont ces prises d’essai qui, jetées dans l’eau, chaudes encore, forment les larmes bataviques.

Quand la masse est bien fondue, on procède à Vafflnage, opération qui consiste à maintenir uno température suffisante pour que la masse vitreuse reste bien liquide. Pendant ce temps les corps non dissous, les grumeaux se déposent au fond du creuset; les bulles d’air s’échappent de la masse, et une portion des alcalis se volatilise, ce qui durcit le verre.

Au commencement de la fusion, il se fait un

dégagement de gaz qui remue la masse et mélange les combinaisons de densité et de composition inégales qui tendent à se former au début de l’opération. Lorsque le dégagement des gaz a cessé, on brasse la masse, pour la rendre homogène, avec un ringard ou bien avec une perche.

Cotte opération, qu’on appelle le maclage du verre , se fait soit à l’aide d’une perche de bois vert, soit à l’aide d’un ringard auquel on a fixé une pomme de terre ou un morceau de betterave qu’on plonge brusquement au fond du creuset; les vapeurs et les gaz qui se dégagent tumultueusement brassent la masse avec énergie. On jette dans le creuset pendant l'af/Umge un morceau d’acide arsénieux de 200 à 300 grammes ; il tombe au fond et se décompose en donnant un grand dégagement de gaz qui mélangent les différentes couches formées dans la masse en fusion.

Quand l’affinage est terminé, que le verre est parfaitement fondu et maclé, on laisse tomber la température du four, et l’on procède à l 'apaisement. A cet effet, on emploie des charbons à moins longues flammes, on conduit le feu en braise et on le maintient de façon que le verre acquière et garde la consistance piteuse nécessaire pour la facilité du travail de façonnage. La température est alors de 701) à 8H0o; pendant la fusion et l’affinage, elle est de 1000 à 1200°.

Quelquefois on fait flotter à la surface du verre en fusion un anneau d’argile réfractaire, destiné à limiter une sûrface exempte de toute impureté où le souffleur puisse faire sa prise. La durée de la fusion et de l’affinage varie suivant

VERRE

VERRE

la nature du verre, le combustible et le travail ; pour le verre à bouteille, chauffé à la houille, on met :

10 à 12 heures pour la fusion.

4 4 6 heures pour l'affinage.

10 4 12 heures pour le travail.

Quand un creuset est vidé, on y introduit de nouveau par l'ouvreau la composition et on recommence la fonte; la fabrication estcontinueet ne s’arrête que lorsque le four est en mauvais état.

Défauts du vehiie. — Les défauts que peut présenter le verre sont assez nombreux ; il est rare de trouver du verre qui en soit complètement exempt. Les plus fréquents sont les bulles, les nœuds ou nodules, les cordes, les filandres, les gouttes ou larmes, les pierres et l’aspect nébuleux.

Les bulles qui se trouvent dans le verre sont dues à ce que pendant l’affinage, le verre n’était pas assez fluide; elles peuvent aussi provenir d’une maladresse du souffleur à la cueille du verre.

Les noeuds sont aussi le résultat d’un affinage imparfait; ce sont des points blancs, opaques, formés par des sulfates et des chlorures, ou des grains de sable qui ne sont pas fluidifiés: c’est l’indice d’une température insuffisante pendant l’affinage.

Les cordes sont des stries superficielles et protubérantes qui se produisent quand on souffle le verre trop froid.

Les filandres sont dues au manque d’homogénéité de la masse vitreuse au moment du travail. Quand on regarde à travers un verre ayant des filandres, les rayons lumineux sont déviés et l’on voit les objets déformés.

Les gouttes ou larmes se produisent par l’action des alcalis volatilisés à haute température sur les parois du four; il se forme avec les briques un verre coloré qui peut tomber dans le creuset et salir le verre en fabrication.

Les pierres sont des morceaux des parois des creusets ou du four qui tombentdansleverreen travail.

L'aspect nébuleux est causé par un commencement de dévitrification. Un aspect mat et irisé de la surface du verre indique un grand excès de fondants.