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Applications industrielles - Industrie du verre

Mesure de température sans contact dans l'industrie du verre
Mesure de température par pyrométrie IR dans la production et la transformation du verre.

Durant la production des produits verriers, la mesure et le contrôle de la température sont essentiels à l'obtention d'un produit final de qualité. Les conditions environnementales et la température élevée des produits en cours d'élaboration augmentent considérablement le coût de l'installation et de la maintenance des systèmes de mesures par thermocouples. En revanche, les systèmes IR, du fait qu'ils ne nécessitent pas de contact avec le produit, sont idéals pour mesurer la température du verre en fusion, des réfractaires de fours ainsi que la température des produits en cours d'élaboration. Leur longue durée de vie et leur stabilité sont aussi à mettre à leur actif.

Les recommandations de produits données ci-dessous sont basées sur les applications les plus communes. Pour plus d'information, ainsi que pour un conseil personnalisé, n'hésitez pas à contacter nos ingénieurs d'application.

Fours de fusion

La production de verre liquide dans les fours de fusion nécessite différents types de pyromètres en fonction de l'application. La première de ces applications est la mesure de la température du verre en fusion qui peut atteindre 1550°C. Les capteurs sont installés sur la voûte du four et peuvent supporter une température ambiante de 315°C sans refroidissement mettant en œuvre de l'eau. Un pyromètre travaillant à une longueur d'onde de 1 µm intégrera la température du verre en fusion sur une épaisseur de 250 mm. Les pyromètres IR sont aussi utilisés pour mesurer la température interne du four (murs et voûte). Un pyromètre travaillant à une longueur d'onde de 1 µm est capable de mesurer, la température du réfractaire pour éviter les surchauffes et commander l'inversion des brûleurs afin d'optimiser la durée de vie du four. Les mêmes pyromètres sont utilisés dans la section d'affinage et dans le bassin pour optimiser le chauffage.

Produits Ircon® recommandés :
- Verre en fusion : pyromètres Modline® 6 (fibre optique) + accessoires dédiés à l'industrie du verre.
- Réfractaires : pyromètres Modline 52 + refroidisseurs.
- Pyromètres Modline 7

Verre creux

Le verre en fusion transite du four de fusion à la machine de formage par un canal d'alimentation (feeder). La température du verre dans ces feeders est contrôlée par des pyromètres Modline 6 à fibre optique. Le verre quitte le bassin avant pour la machine de formage sous forme de paraisons. La température de ces paraisons est très importante puisqu'elle conditionne la viscosité du verre, laquelle est mise à profit lors du soufflage dans la machine. La température des paraisons peut être mesurée avec une extrême précision par un pyromètre bichromatique. Dans la machine, la température du moule affecte l'homogénéité de l'épaisseur du produit. Cette température peut être mesurée avec un pyromètre travaillant à 1,6 µm à petit spot de mesure et court temps de réponse. La mesure se faisant lorsque le moule est ouvert et vide (temps de cycle très court). Les articles produits sont ensuite acheminés par une bande transporteuse vers le four à arche où ils refroidissent lentement sous contrôle (recuit). Leur chaleur résiduelle est utilisée pour sécher un ultime revêtement de protection de surface.

Produits Ircon recommandés :
- Four de fusion : voir ci-dessus.
- Verre en fusion : pyromètres Modline 6 (fibre optique).
- Paraisons : pyromètres Modline 5R (bichromatique).
- Moules : pyromètres Modline 5G.
- Articles durant le recuit : pyromètres Modline 47.

Verre plat (float)

Les lignes float produisent le verre plat destiné à la construction (bâtiment) et à l'automobile. Le verre est fondu dans un four de fusion (voir : four de fusion ci-dessus) avant d'être dirigé via un canal vers le bain où il s'étend sur un bain d'étain pour former un ruban continu. Dans le canal, compte tenu de la relative faible épaisseur du verre (par rapport au four de fusion) la mesure de température IR se fait généralement avec des instruments travaillant à 3,9 µm afin d'intégrer la mesure sur un peu d'épaisseur. Sur le bain, la mesure de température se fait généralement avec 9 pyromètres disposés en 3 rangées de 3 unités. La faible épaisseur du verre requiert des pyromètres travaillant à 5 µm (longueur d'onde à laquelle un verre de 2 mm est opaque). Le ruban de verre quitte le bain pour entrer dans l'étenderie ou il est refroidi selon un profil thermique très spécifique afin de limiter au maximum les contraintes internes produites par le refroidissement, ce qui améliore l'aptitude du verre à être découpé par la suite. Une mesure de température précise, prenant en compte la largeur du ruban de verre, tout au long du refroidissement, est indispensable à l'obtention d'un produit de qualité. Elle peut être obtenue par plusieurs (généralement 4) rangées de 3 à 7 pyromètres installés en sortie des différentes zones de refroidissement ou mieux par 5 systèmes à balayage (scanners). Pyromètres et scanners travaillent à 5 µm. Ils permettent un contrôle précis du profil thermique tant longitudinal que transversal.

Produits Ircon recommandés :
- Four de fusion : voir ci-dessus.
- Canal : pyromètres Modline 45.
- Bain : pyromètres Modline 77.
- Etenderie : pyromètres Modline 47. Systèmes à balayage en ligne (scanners) ScanIR®3.

Fibre de verre

Généralement, la production de fibres de verre pour l'isolation commence par la fusion du verre dans un four de fusion (voir : four de fusion ci-dessus). Le verre semi-liquide passe alors dans une filière qui régule son débit avant de couler dans une assiette de fibrage tournant à grande vitesse. Par la force centrifuge, le verre est contraint de passer par les multiples trous de la paroi de l'assiette formant les fibres de verre récoltées en dessous sur un convoyeur sous forme d'un matelas continu. La température du verre à la sortie de la filière ainsi que la température de l'assiette de fibrage doivent être contrôlées avec précision afin d'assurer la continuité et l'optimisation du procédé, ainsi que la durée de vie de l'assiette de fibrage.

Les fibres de verre longues utilisées avec différents plastiques pour la fabrication de coques de bateaux ou de parties de carrosserie automobile sont obtenues en faisant passer du verre fondu par les multiples trous d'une plaque de platine maintenue à température par des brûleurs. La température de la plaque de fibrage est généralement contrôlée par un thermocouple mais en cas de rupture de ce dernier la fabrication doit être stoppée pour son remplacement. La température peut aussi être mesurée à distance par un pyromètre travaillant à une longueur d'onde de 1 µm pour laquelle le verre est pratiquement transparent. Cette méthode offre l'avantage d'améliorer la durée de vie de la plaque de fibrage tout en améliorant aussi la qualité du fibrage sans présenter les inconvénients du T/C.

Produits Ircon recommandés :
- Four de fusion : voir ci-dessus.
- Jet de verre en sortie de filière : pyromètres Modline 5R (bichromatique).
- Assiette de fibrage : pyromètres Modline 5R (bichromatique).
- Plaque de fibrage pour les fibres longues : pyromètres Modline 52.

Autres applications concernant le verre

Les produits tels les pare-brises, les vitres latérales, les lunettes arrières de voiture, camions, bus, trains, etc. doivent généralement être formés (bombage), mis en sandwich (verre feuilleté) et/ou trempés. Il en va de même pour les miroirs destinés à l'industrie automobile. Toutes ces opérations nécessitent un contrôle précis de la température pour obtenir les formes souhaitées tout en garantissant les qualités optiques optimales. Le verre destiné au bâtiment n'est pas en reste. Qu'ils s'agissent des verres à vitres spéciales, des portes de douche, etc. tous requièrent un contrôle précis de la température de travail pour atteindre le but recherché. La mise en forme ainsi que le scellement des ampoules d'éclairage (incandescence, fluorescence, etc.) nécessitent aussi une mesure précise et très rapide de la température.

Produits Ircon recommandés :
- Mesures ponctuelles : pyromètres Modline 47 et Modline 77 (5 µm).
- Mesure de surfaces (zones) : Systèmes à balayage en ligne (scanners) ScanIR3.

A tous les niveaux des procédés d'élaboration, de mise en forme et de traitement thermique du verre, les pyromètres et scanners IR d'Ircon apporterons les avantages suivants :

  • Automatisation des procédés par un meilleur contrôle
  • Amélioration de l'uniformité des produits par un "feedback" quasi instantané des paramètres de fabrication.
  • Réduction des coûts énergétiques, des déclassements et des arrêts de fabrication
  • Amélioration de la sécurité des opérateurs (pas de contact avec le produit) et le contrôle dans les zones dangereuses.

 

 
 
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