Les briques coulées en AZS électrofondus se distinguent par leur structure dense et leurs performances réfractaires supérieures, éléments cruciaux pour la longévité et la stabilité des fours à fusion du verre. Ce guide technique s’adresse principalement aux ingénieurs mécaniques et aux responsables d’usine, en proposant une analyse approfondie des compositions matérielles, ainsi que les stratégies optimales pour leur intégration dans les différentes zones de four.
Le matériau AZS (Alumine-Zircone-Silicium) électrofondu est reconnu pour sa très faible porosité, généralement inférieure à 4 %, et une résistance thermique élevée à plus de 1700 °C. Sa composition typique comprend 65-75 % de zirconium, 20-30 % d’alumine, et une faible quantité de silice vitreux, conférant ainsi une excellente résistance à la corrosion chimique notamment face aux agents du verre en fusion.
| Propriétés | Valeur typique | Unité |
|---|---|---|
| Densité apparente | 3.48 | g/cm³ |
| Porosité | ≤4 | % |
| Température de service | > 1700 | °C |
| Résistance thermique à la rupture | 280 | MPa |
Le placement stratégique des briques AZS joue un rôle fondamental dans la prévention des phénomènes tels que la cristallisation excessive et la fissuration thermique. Les zones exposant aux températures les plus élevées, comme la zone de fusion centrale et les parois du capot, bénéficient le plus d’une protection par AZS de haute densité. Par ailleurs, le gradient thermique doit être soigneusement pris en compte pour éviter les contraintes mécaniques induites par les variations de dilatation.
Figure 1 : Carte schématique des températures dans un four à fusion et positionnement recommandé des briques AZS.
Les étapes d’installation des briques coulées AZS exigent une précision rigoureuse. Il est vital d’assurer une homogénéité d’assemblage et un scellement adéquat à l’aide de mortiers adaptés à base de silice et d’alumine, garantissant une parfaite intégrité structurelle et étanchéité. Par ailleurs, la surveillance régulière du four permet de détecter précocement les défauts liés à :
La mise en œuvre combinée de contrôles thermographiques périodiques et d’analyses chimiques sur les produits d’usure permet d’optimiser la maintenance préventive, prolongeant ainsi la durée de vie utile des composants réfractaires de 20 % en moyenne.
Figure 2 : Exemples de défauts typiques dans les briques AZS électrofondus (cristallisation et fissuration).
Une usine verrière située en Europe de l’Ouest a procédé à la substitution partielle de ses briques traditionnelles par des blocs AZS électrofondus. Après 12 mois, on a constaté une réduction de 35 % des interruptions liées aux pannes de revêtement réfractaire et une amélioration notable de la stabilité de la température interne, ainsi qu’une consommation énergétique optimisée grâce à une meilleure isolation thermique. Ce cas souligne l’impact concret de l’utilisation d’AZS sur la continuité et la qualité de la production verrière industrielle.
Figure 3 : Analyse comparative de la durée de vie et fiabilité des briques selon type avant et après installation AZS.
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