Des divers fours employés pour la fabrication

du verre.

Les détails de la fabrication du verre seront mieux compris lorsque nous aurons décrit les principaux fours employés.

La planche XIII, fig. 1, 2, 3, représente un four à vitres à la houille, construit sur les plans de M. Dartigues.

Fig. 1 . Élévation du corps du four pour montrer de face la disposition extérieure des ouvreaux. '

Fig. 2. Coupe en AB (fig. 3).

Fig. 3. Coupe suivant la ligne CD (fig. 2).

Dans ce four à huit pots, on peut fondre et travailler en vingtquatre heures 1500 à 1700 kilogr. de matière pour verre à vitres, en brûlant 1800 kilogr. d'une houille qui ne doit être ni trop collante, ni sujette à décrépiter au feu.

La figure 2 montre les principales dispositions de ce four; E, grille du foyer; E', E', portes pour le charger; D, cendrier; H, H, pots ou creusets; F, F, voûtes situées au-dessus des

VERRES. Ci S

arches; N, N, conduits par lesquels la fumée passe dans les arches o, o, o, o.

La figure 3, par une coupe horizontale en CD, indique les huit pots H, les huit ouvreaux A, la grille E, les quatre arches o, et leurs ouvertures antérieures *, avec les obturateurs pour régler le tirage.

Les figures 4 et 5 montrent uû four à vitres au bois, d'après Dartîgues.

La figure 5 représente le plan et la coupe au niveau du bord supérieur des pots; la figure 4, une coupe prise en travers d'un des pots. Les pots ou creusets À, X sont elliptiques, ce qui économise la place dans le four. En face de chaque ouvreau d se trouve un tréteau bc sur lequel se placent les ouvriers. À hauteur d* appui, et à la droite du maître ouvrier, est une auge carrée remplie d'eau et une fourchette en fer. Il place sa canne sur la fourchette et la rafraîchit au moyen de l'eau contenue dans la caisse, toutes les fois que cela est nécessaire. Sur le plancher et au-dessus de la caisse se trouve le marbre, f, ou plaque de fonte posée horizontalement ; au-dessous et sur le premier plancher on a fixé un bloc en bois de hêtre /*, dans lequel on a creusé plusieurs cavités en demi-poires. Dans ce four, pour obtenir 1000 kilogr. de verre, on brûle 2000 kilogr. de bois tel qu'il vient de la forêt; on fait de trente à trente-quatre travaux en trente jours.

Fig» 6 et 7. Blocs de hêtre et creusets sur une plus grande échelle.

Fig. 8. Four à étendre les pitres»

Pour échauffer ce four, on charge le tisard AA par les deux bouts. Quand on veut étendre, on ne laisse qu'une petite ouverture du côté du four à étendre, par laquelle on met une bûche de temps à autre. La flamme du tisard se répand dans les deux parties du four par les ouvertures e, e, e .

On voit en 6 la trompe latérale par laquelle arrivent les cylindres de verre sur le lagre (sole où on les étend). Le travail se fait au moyen d'une porte en H, par laquelle on pousse sous la dloison gg les vitres étendues dans la deuxième partie G du four à recuire; on les redresse en les appliquant sur des barres de fer placées en dd.

Fig. 9. Canne à souiller le verre. C'est un tube creux en fer, épais, dont le diamètre intérieur est de 2 millimètres; il est enveloppé en ab d'un cylindre de bois qui rend cet outil plus maniable et moins chaud à la main de l'ouvrier.

Fig. 10. A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, V (fig. 11), détailsde façon d'une -vitre soufflée dans ses transformations successm<

Les figures 12 et 13 de la même planche montrent le four verre en tables d'après Dartigues.

Fig. 12. Élévation du four disposé pour le travail : a, a, grâce ouvreaux; a\ a\ petits ouvreaux.

Fig. 13. Coupe horizontale du même four prise au niveau dr bords des creusets, A, A, creusets à section elliptique; «, a, a',3 ■ grands et petits ouvreaux. {

Les principales dispositions de ce four sont semblables à cefe ji du four à vitres. Il en est de même de celles du four à étendre? recuire le verre en tables.

Fig. 14. A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, façons successives di verre graduellement accumulé au bout de la canne, puis souffle. coupé en manchon, fendu, enfin étendu en tables. On voit <p j ce mode de façonner le verre en tables ne diffère de la façon à verre à vitres qu'en ce que la longueur de celles-ci correspond i la longueur du cylindre, tandis que la longueur du verre # tables est donnée par le développement du cylindre.

40* Verre à vitres.

On distingue deux sortes de verre à vitres : le blanc et le dfeflw* blanc. Le premier convient à toutes les applications; le second sert aux objets qui peuvent avoir une faible épaisseur. On fabrique simultanément ces deux variétés , car les résidus de 'fl fabrication du verre blanc, même- le picadit (matière vitreuse écoulée autour de la base du creuset, salie par ses adhérences avec les briques du fourneau), peuvent être utilisées dans la fabncation du verre demi-blanc.

Ces deux qualités de verre renferment de la silice, de la sonde (ou de la potasse contenant quelques centièmes de soude) et delà chaux. On y rencontre accidentellement de l'alumine, àeYotjM de fer et de l'oxyde de manganèse.

Le verre à vitres blanc ou en tables est de toutes les sortes celui dont on fait la plus grande consommation, soit pour 1ÇS vitres, soit pour la confection des cylindres employés à couvrir les vases, les pendules, etc. 11 sert à encadrer les estampe à garnir les portières des voitures, à faire les plateaux des machines électriques, etc.

Il importe beaucoup pour le succès de la fabrication du verre*

Titres blanc, aussi bien que pour celle des objets en gobeleterie, de choisir les matières exemptes d'oxyde de fer; de prendre du sable ou quartz blanc, du carbonate de chaux aussi pur que possible, enfin du sulfate de soude, de la soude ou de la potasse exempts de fer.

Plusieurs circonstances particulières tendent à développer beaucoup la consommation du verre à vitres et en tables, ce sont : 1° les progrès rapides de l'horticulture, qui amènent une grande extension desserres chaudes et tempérées; 2° les expositions internationales, dont la première, fondée en Angleterre, a déterminé pour la construction du palais dit de Cristal l'emploi de plus de 100000 mètres carrés de verres à vitres représentant une fabrication de 500 000 mètres carrés pour produire les cinq qualités distinctes entre lesquelles on pût trouver les 100000 mètres du troisième choix destiné à cet usage; 3° enfin les devantures de boutiques et magasins dont la vitrerie s'accroît de jour en jour comme les dimensions de ces locaux de débit, en proportion de l'augmentation du commerce.

Préparation. — Dans ce verre, on peut remplacer la soude par la potasse en quantités équivalentes; les proportions de chaux changent d'après l'allure du fourneau. Voici une des nombreuses compositions qui donnent un verre de belle qualité {yoy. aussi page 591) :

Sable K 00 parties.

Craie 36 à 40

Carbonate de soude sec 28 à 35 (*)

Groisil (verre cassé) 60 à 1 80

Plus / Bioxyde de manganèse (**) 0,26

quelquefois ( Et arsenic ^acide arsénieux) (***) 0,20

(*) Ou 38 à kl de sulfate de soude mêlé avec 2 à 3 de charbon en poudre.

(**) Le bioxyde de manganèse sert à transformer le protoxyde de fer. donnant au Terre une nuance verdâtre, en sesquioxyde qui ne laisse qu'une teinte jaunâtre à peine sensible j un très-léger excès de bioxyde de manganèse employé blanchit cette dernière teinte par la couleur complémentaire violette. On comprend que celle-ci paraîtrait dans le verre, pour peu que le bioxyde dominât.

(***) L'acide arsénieux agit en se volatilisant au travers de la matière en fusion, opérant ainsi une agitation favorable au mélange, qui devient alors plus homogène. On a quelquefois employé un procédé assez .bizarre, appliqué d'abord en Bohême, pour effectuer une agitation dans la masse vitreuse et suppléer au brassage : il consiste à introduire au fond de la masse vitreuse en pleine liquéfaction un tubercule de pomme de terre fixée dans les dents d'une fourche en fer : la vapeur d'eau et les gaz qui se dégagent en abondance déterminent une vive agitation, et bientôt la pomme de terre carbonisée vient surnager et s'enlève aisément.

L'oxygène des bases dans ce Terre est en général à l'oxygène de l'acide comme 1 est à 4.

Les deux compositions suivantes ont été indiquées par Rast en aire; la base alcaline s'y trouve en excès relativement à la chaux :

Pour 100 parties de table blanc.

Potasse de bonne qualité 66 on Sonde (à bat titre) M

Chaux éteinte à l'air e Carbonate de chaux 0

Calcin (fragmenta de Terre blanc). 60 Groiail MO

Acide araémeax 4 f Oxyde de cobalt ©, 4

Oxyde de manganèse (MnO3) ... . 0,3 Oxyde de manganèse 0,2

Il paraît qu'il peut être avantageux de joindre le sel marin aux fondants ordinaires pour faciliter le mélange et par suite la fusion.

Gelben introduisit en Allemagne le sulfate de soude pour remplacer le carbonate, et, depuis, ce sel a été adopté dans nos verreries. Le but qu'on doit se proposer en l'employant est de rendre, autant que possible, sa décomposition par la silice prompte et facile. On y parvient en ajoutant au mélange nne quantité de charbon convenable pour décomposer l'acide sulfnrique en formant des acides carbonique et sulfureux. Chaque équivalent de sulfate de soude sec exige donc 1 équivalent de charbon ou bien environ pour 72 de sulfate de soude, 6 de charbon ; mais, de peur qu'un excès ne colore le verre en jaune ou même en rouge, on n'emploie que 5 de charbon. On prend, par exemple, pour avoir un beau verre à vitres un de ces dosages :

Sable

Sulfate de sonde sec, Charbon en pondre. ,

Chaux

Débris de Terre

400 parties.

Hf 6* 43 à 46

GQatPOfXXlOV OU atSLAJTGB POUB VEBMUM A VITRES DE BIVE-DB-GISB.

SsMe (carrière de Vénaux) 60 tilotfr. ) .*- lrt

Qoarti (cailloux étt*nc*0 et broyés. 60 i 4°° kilo&r*

Sulfate de sonde 40

Carbonate de chaux en pondre 30

Charbon de boia pulvérisé. . % 3 ,60 (ou coke 4,60}>

Manganèse (de Romanèche) 4 ,60

Groiail. quantité variable.

On consomme par four 400 hectolitres i pour fusion en 48 heures. 75

de houille, savoir : l pour le temps du travail 26

(*) Pour faciliter le broyage du quartz, ou le chauffe au rooge,et on le jette brusquement dans l'eau froide (de 14 l'expression étomrur les osartr on cailloux). Ce changement rapide de température détermine de noanbreutes fissures.

Le prix de la houille étant de 1 fr. l'hectolitre, représente 6 pour 100 de la valeur du verre à vitres fabriqué.

Ordinairement, l'activité d'un four qui allait d'abord en croissant, baisse au bout de quelques mois de service, par suite de l'altération des parois; il faut alors augmenter la dose des fondants.

Façon. — On façonne le verre à vitres de deux manières : l'une, longtemps pratiquée dans toutes les verreries, et qui est maintenant abandonnée en France, s'est conservée en Angleterre; l'autre, d'invention plus récente, est généralement en usage dans nos verreries.

D'après l'ancien procédé, l'ouvrier cueille au bout de la canne (préalablement échauffée et plongée un instant dans la portion fondue) une petite masse de verre qu'il maintient, en tournant continuellement la canne jusqu'à ce que la masse commence à se figer; il cueille alors une nouvelle dose de verre, et ainsi de suite, jusqu'à ce que le bout de l'instrument en soit suffisamment chargé. Dés qu'il a ainsi rassemblé la quantité de verre convenable, il présente le bout de la canne à un grand ouvreau pour ramollir le verre. D souffle alors cette masse et en forme une sphère volumineuse qui, présentée de nouveau à l'ouvreau, s'y ramollit encore, et permet à l'ouvrier, en tournant toujours, d'aplatir le côté opposé au bout de la canne. Au milieu de la partie plate, il soude une autre canne et coupe le col du sphéroïde vers le bout de la première canne. Il fait alors dilater l'ouverture de ce col au moyen d'une planche qu'un aide introduit dans l'orifice et qu'il appuie contre ses parois, tandis que l'ouvrier fait tourner la pièce; il obtient de la sorte un cône tronqué semblable à une cloche. Il apporte la pièce à l'ouvreau et la chauffe assez pour la ramollir. La canne est alors placée horizontalement sur une barre de fer, et soumise à un mouvement de rotation très-rapide. En vertu de la force centrifuge, la cloche s'étend et s'aplatit de manière à donner une table de verre ronde et d'une épaisseur assez égale jusqu'à une certaine distance du centre.

Quand l'opération est terminée, l'ouvrier porte la feuille de verre, en ayant soin de tourner encore, sur une aire plate faite avec des cendres chaudes et placée très-près du fourneau de recuisson. Il y dépose la feuille horizontalement, et, au moyen d'un coup léger, il la détache de la canne; un aide la reprend avec une fourche et la pose dans le four à recuire, puis la relève dans une situation verticale.

Ces sortes de vitres ont au centre un pontis épais dun effet désagréable. Si on les découpe, pour éliminer la protubérance, les vitres ne peuvent avoir de grandes dimensions, mais elles offrent un éclat qu'on ne retrouve pas dans les vitres obtenues par le procédé moderne; celles-ci, d'ailleurs, sont bien préférables sous d'autres rapports.

Procédé adopté en France. — Lorsque le verre est affiné et écrémé (*), on échauffe les cannes au petit ouvreau ; l'aide prend la canne chauffée, la plonge dans le verre, en cueille une certaine quantité, la retire, la tourne afin d'empêcher que la matière fluide ne s'en sépare, puis reprend une plus grande quantité de matière et passe la canne garnie au souffleur. Celui-ci la pose par le bout sur une plaque en fonte en tournant toujours; il rassemble le verre près de l'extrémité, replonge la canne dans le creuset et cueille encore de nouvelle matière. Il place la masse de verre rouge, en continuant de la tourner, dans l'eau que contient une des fossettes creusées dans le bloc en bois (pi. XIII, fig. 6 et 7). Pendant cette rotation en sens divers, un aide verse un peu d'eau sur la partie du verre qui touche la canne afin de refroidir celle-ci et de rendre le verre plus adhérent.

La masse de verre refroidie est portée à l 'ouvreau pour la réchauffer et ramollir l'extrémité. Lorsque l'ouvrier juge que le verre est assez mou, il le retire et recommence à le tourner dans l'eau, mais de manière à former un sphéroïde de la grosseur convenable ; il retire alors la canne et lui fait décrire le mouvement d'un battant de cloche. En même temps il souffle dans la canne , surtout à chaque instant où elle se trouve à peu près verticale ; le globe s'allonge ainsi et prend la forme d'un cylindre par les actions combinées du poids du verre et de l'action du soufflage. [Voy. la planche XIII et les détails successifs de la façon indiqués fig. 10, en A, B, G, D, E....)

(*) Une disposition nouvelle hâte et simplifie l'affinage et l'écumage : elle consiste à diviser le creuset en deux capacités A, B (fig. 15, pi. XIII) par un diaphragme vertical percé en bas ; un double manchon A' B' surmonte le creuset et correspond à ses deux capacités. On verse par le manchon A7 la composition frittée, dans la capacité qui retient les écumes, et l'ouvrier puise par le manchon B' dans la deuxième capacité, où le verre arrive affiné, tout prêt pour le travail : on gagne ainsi le temps de l'affinage ordinaire, c'est-à-dire 0,5 du temps total, par conséquent au moins 0,5 du combustible, 0,5 de l'usé des fours, des intérêts, des premiers frais de chauffage à vide, et de la plupart des frais généraux.

La pièce de verre ne doit jamais rester en repos tant qu'elle est encore molle, car elle se déprimerait inégalement.

Le souffleur porte la pièce à l'ouvreau, pour la ramollir, trois et même quatre fois, ayant qu'elle ait acquis retendue nécessaire; dés lors il pose la canne sur un crochet portatif qu'un aide soutient, et introduit le cylindre dans le four (il chauffe l'extrémité fermée en tenant le doigt appliqué sur l'autre bout de la canne). L'air contenu dans le manchon se dilate, et la pression qu'il exerce sur l'extrémité ramollie suffit pour la crever. Dès que l'ouverture est faite, on tourne vivement la pièce de manière que l'ouverture s'agrandisse ; le souffleur retire du fourneau ce cylindre percé en tournant la canne avec vitesse , et lui faisant faire le mouvement de battant de cloche. Par ce moyen, le trou déjà fait s'agrandit encore et le bout du cylindre présente enfin une ouverture circulaire égale à son diamètre.

Le verre se solidifie graduellement ; à mesure qu'il devient plus froid et plus ferme, l'ouvrier ralentit les mouvements, et, dès que la matière est arrivée à une consistance qui lui permet de se soutenir sans déformation, il passe la pièce à un aide, qui la place sur un tréteau à deux appuis, prend avec un outil en fer une goutte d'eau qu'il pose sur le bout du cylindre près de la canne, et, par un coup du même outil sur le milieu de la canne, la pièce se détache avec une cassure plus ou moins égale (*)•

On doit couper alors le cylindre du côté qui tenait à la canne, afin d'obtenir un manchon de la grandeur convenable. À cet effet, on cueille une grosse goutte de verre dans le creuset, on la pose à la distance indiquée par une règle; puis étirant cette goutte en un fil qu'on tourne autour du manchon , on détermine une dilatation brusque qui coupe net toute la circonférence du cylindre.

H faut refendre ensuite le cylindre dans sa longueur : pour cette opération on le pose sur un tréteau à deux appuis ; on trace avec une goutte d'eau une ligne droite dans le sens de l'axe

(*) Les cloches qui serrent à recouvrir les pendules, etc., se font de la même manière ; seulement on ne perce point le bout .du cylindre, qu'on s'efforce, au contraire, de bomber très-régulièrement.

Les verres elliptiques se préparent comme les précédents ; mais ils se terminent en les descendant entre deux planches dont les bords taillés en biseau offrent une ouverture graduellement rétrécie, après les avoir chauffés à l'ouvreau au point convenable pour les ramollir et faciliter le changement de forme.

du cylindre, et on passe un morceau de fer rougi sur la ligne tracée par l'eau, ce qui détermine sur-le-champ la fracture du cylindre dans toute sa longueur et très-uniformément. On porte le cylindre fendu au four à étendre, dans lequel on l'introduit avec précaution, à mesure qu'il s'échauffe; et, quand il est prêt à plier sur lui-même, l'ouvrier étendeur le porte vers le milieu du four sur la plaque à étendre.

Cette plaque, connue sous le nom de lagre, n'est autre chose qu'une feuille ordinaire de verre. C'est la première feuille de la fournée qu'on étale sur la sole , et qu'on saupoudre d'un peu de verre d'antimoine ou de plâtre. De temps en temps on jette de la chaux dans le foyer; celle-ci se trouve entraînée par le courant d'air et s'attache en partie à la superficie du lagre. Ces deux précautions suffisent pour que la nouvelle feuille ne s'attache point à la première, et que l'opération s'exécute avec facilité. Au bout de 12 à 24 heures de travail, il faut remplacer le lagre, car il se dévitrifie , durcit et rayerait les vitres que Ton fait glisser sur sa surface.

Ce cylindre étant arrivé sur la plaque et suffisamment ramolli, l'étendeur affaisse à droite et à gauche les deux côtés qui cèdent facilement (*) . Au moyen d'un rabot en bois emmanché qu'on fait glisser à la surface du verre avec vitesse , on donne alors au carreau des faces planes. Le carreau de vitre ainsi terminé, on le pousse plus avant dans le four à recuire où il prend presque aussitôt assez de consistance en se refroidissant pour se soutenir sans s'affaisser dans la position verticale qu'on lui donne {yoy. en dd, fig. 8, pi. XIII).

C'est aussi par ce dernier procédé qu'on façonne le verre en tables à base de potasse , ou verre de Bohême ; il y a toutefois cette différence , que , dans le verre à vitres , le côté le plus long de la vitre se trouve suivant l'axe du manchon qui sert à le produire, tandis que, dans le verre en tables (pi. XIII, fig. 10), le plus long côté de la table provient du développement du cylindre lui-même.

(*) On obtient les vitres cannelées en soufflant le manchon dans on moule de bronze. Les cannelures imprimées par ce moule peurent être conservées à Tétendage.