EP4499579A1

EP4499579A1 - Procede de reparation d'un four de fusion de verre

Info

Publication number: EP4499579A1
Application number: EP23712048.0A
Authority: EP
Inventors: Thibault Champion; Olivier Citti; Thierry Claude Consales; Christian His; Cyril Linnot; Thomas Patrick André PHILIPPE; Franceline Marguerite Louise Villermaux
Original assignee: Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Current assignee: Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Priority date: 2022-03-24
Filing date: 2023-03-23
Publication date: 2025-02-05
Also published as: US20250207860A1; WO2023180447A1; CN118922384A; FR3133850A1

Abstract

Procédé de réparation à chaud d'une région à réparer (30₁, 30₂, 30₃) à l'intérieur d'un four de fusion de verre (10), la région à réparer étant à une température supérieure à 300°C, ledit procédé comportant les étapes suivantes : • a) installation d'un coffrage intérieur (32i) dans une position de service, de manière à réaliser un moule autour de la région à réparer; • b) remplissage du moule avec un produit de réparation (41). Le coffrage intérieur comporte des pièces qui entrent en contact avec la matériau de réparation lors de la réparation, dites "éléments de coffrage". Tous les éléments du coffrage sont en une céramique. La région à réparer est localisée sur la paroi latérale de la cuve ou dans la superstructure.

Description

Titre : PROCEDE DE REPARATION D’UN FOUR DE FUSION DE VERRE

Domaine technique

La présente invention est relative à un procédé de réparation d’un four de fusion de verre. Elle concerne également une buse pouvant être utilisée pour la mise en œuvre de ce procédé.

Art antérieur

La figure 1 représente schématiquement une demi-coupe transversale d’un four de fusion de verre 10. On distingue en particulier une cuve 12, une structure métallique 14 et une superstructure 16.

La cuve 12, destinée à contenir le verre en fusion, comporte une paroi latérale 22 verticale et une sole 24. La paroi latérale 22 est classiquement constituée en blocs de cuve latéraux qui s’étendent sur toute la hauteur de la cuve, jusqu’à un bord supérieur 25. La sole de la cuve définit le fond sensiblement horizontal de la cuve et la paroi latérale, sensiblement verticale, ceinture le fond.

On appelle classiquement « superstructure » d’un four de fusion de verre, l’ensemble composé des briques à nez (si elles sont présentes), des murs et de la voûte. La superstructure 16 est destinée à fermer le four en coiffant la cuve. Elle n’entre pas en contact avec le verre en fusion. Elle comporte classiquement, à sa base, une strate intermédiaire 18 par laquelle elle repose sur la structure métallique, une paroi latérale 26 reposant sur la strate intermédiaire et une voûte 28. Dans un four à gaz, les brûleurs, non représentés, sont disposés dans la paroi latérale 26. La strate intermédiaire 18 comporte, et de préférence est constituée, de pièces à nez 20 (« tuckstones » en anglais).

L’« intérieur » du four est ainsi délimité par une surface intérieure 29 définie par une enceinte constituée par la cuve et la superstructure.

Le verre en fusion, les vapeurs et les condensais sont très corrosifs. Les pièces réfractaires subissent une usure importante.

Les pièces réfractaires utilisées, se présentant classiquement sous la forme de blocs ou de dalles, sont des pièces fondues et coulées, ou obtenues par frittage. Elles sont choisies en fonction de l’endroit où elles sont disposées, de manière à résister aux contraintes locales et apporter au four une durée de vie satisfaisante. Le choix est également guidé par la nécessité de ne pas générer de défauts rendant le verre inutilisable, ce qui réduirait les rendements de production.

Afin d’augmenter la durée de vie du four, le verrier est amené à réaliser des réparations. Une réparation consiste à combler un espace vide résultant de l’usure du four avec un matériau de réparation, c'est-à-dire à fixer un matériau de réparation dans une région initialement occupée par un matériau réfractaire et qui a disparu du fait de l’usure. Cette région est appelée « région à réparer ».

Comme illustré sur la figure 2, une région à réparer 30, peut être « en creux », c'est-à-dire sous la forme d’une cavité 30i, par exemple dans la sole. Elle peut aussi être « en saillie », c'est-à-dire être une région 3Û2 dans le prolongement d’un bloc initialement en saillie, par exemple d’une brique à nez. La région à réparer peut également traverser l’enceinte du four, mettant en communication de fluide l’intérieur et l’extérieur du four. Une telle région à réparer traversante peut notamment conduire, dans la cuve, à des fuites de verre en fusion. Ces fuites sont dangereuses et peuvent entraîner un arrêt du four. La région à réparer 30a est un exemple de région à réparer traversante.

Une région à réparer est donc un espace vide (dépourvu de matière réfractaire), délimité partiellement par une ou plusieurs pièces réfractaires du four et partiellement par une enveloppe virtuelle, en traits pointillés sur la figure 2, s’étendant selon la surface de la ou desdites pièces réfractaires avant qu’elles ne s’usent.

Pour réparer le four, comme illustré dans EP0739861, on réalise classiquement un coffrage afin de matérialiser ladite enveloppe virtuelle et réaliser, avec la ou les pièces réfractaires, un moule apte à retenir le produit de réparation avant qu’il ne durcisse. Les éléments du coffrage, par exemple sous la forme de plaques, planes ou non, sont classiquement maintenus par des accessoires dans une position de service dans laquelle ils définissent ledit moule.

Le coffrage comporte une partie à l’intérieur d’un four, où l’usure s’est produite. Il peut également comporter une partie à l’extérieur du four lorsque l’usure a conduit à un passage traversant l’enceinte du four, afin d’éviter que le matériau de réparation ne s’échappe à l’extérieur du four. La partie extérieure du coffrage est classiquement un placage. Dans un souci de clarté, on appelle « coffrage intérieur » et « coffrage extérieur » les parties du coffrage à l’intérieur et à l’extérieur du four, respectivement. Une réparation « à chaud » est une réparation qui est réalisée à une température typiquement supérieure à 300°C. Réparer à chaud ne nécessite donc qu’une réduction limitée de la température, appelée « désatrempage », voire aucune réduction de température, ce qui limite considérablement la durée d’interruption de l’exploitation du four. L’introduction des éléments de coffrage dans le four peut cependant conduire à leur dégradation, sous l’effet de chocs thermiques.

Par ailleurs, l’intérieur d’un four est peu accessible, ce qui rend difficile la réalisation du coffrage intérieur pour certaines régions à réparer. En particulier, l’introduction des éléments de coffrage intérieur peut nécessiter de ménager des passages à travers l’enceinte du four. En outre, lors d’une réparation à chaud, aucun opérateur ne peut pénétrer dans le four. L’installation du coffrage intérieur doit donc parfois être réalisée à distance de la région à réparer. L’encombrement et le poids des éléments du coffrage intérieur peuvent donc ralentir considérablement la réalisation du coffrage.

Ces contraintes rendent aussi très délicate la réalisation d’un coffrage intérieur de forme complexe, en particulier lorsque la région à réparer fait saillie vers l’intérieur du four.

Le moule est ensuite rempli de produit de réparation, classiquement au moyen d’une pompe. Le produit de réparation subit une hausse brutale de sa température en pénétrant dans le moule, entraînant notamment une diminution de son aptitude à s’écouler. Il est donc difficile de remplir de manière homogène le moule.

Classiquement, le coffrage intérieur est en métal et est refroidi par circulation d’eau. Après durcissement du produit de réparation, le coffrage intérieur doit donc être retiré, le métal générant du bullage lorsqu’il est en contact du verre en fusion.

Après durcissement du produit de réparation, le retrait du coffrage laisse place à des pièces réfractaires reconstituées. Généralement, les coffrages métalliques ne permettent cependant pas de reconstituer les formes d’origine si elles sont complexes. La température peut ensuite alors être augmentée pour remettre en fonctionnement le four, lors d’une opération appelée « attrempage ».

EP 0739 861 B 1 décrit un exemple de procédé pour réparer des fours de fusion de verre, en particulier la cuve.

Par ailleurs, il existe des produits pour réparer les fours d'élaboration de métaux. Les contraintes mécaniques dans cette application sont cependant très différentes de celles rencontrées dans un four de verrerie. Notamment, les conditions de corrosion par un verre ou par un métal en fusion sont très différentes. Enfin, certaines impuretés, tolérées dans les fours d'élaboration des métaux, sont inacceptables pour la fabrication de verre. En particulier, les matériaux réfractaires utilisés dans les fours de verrerie ne doivent pas générer de lâcher de pierres par morcellement, ni produire de bulles. Un produit de réparation destiné à un four d'élaboration de métaux n'est donc pas, a priori, utilisable pour un four de verrerie, en particulier dans une zone en contact avec le verre en fusion.

H existe un besoin permanent pour des solutions de réparation d’un four de fusion de verre résolvant les problèmes susmentionnés, en particulier permettant une remise en production rapide du four, sans dégradation de la qualité du verre produit.

La présente invention vise à satisfaire, au moins partiellement, ce besoin.

Résumé de l’invention

Selon un premier aspect principal, l’invention propose un procédé de réparation à chaud d’une région à l’intérieur d’un four de fusion de verre, dite « région à réparer », à une température supérieure à 300°C, ledit procédé comportant les étapes suivantes : a) installation d’un coffrage intérieur dans une position de service, de manière à réaliser un moule autour de la région à réparer ; b) remplissage, de préférence par coulage, du moule avec un produit de réparation, au moins une partie du coffrage intérieur étant en une céramique, de préférence sous la forme d’un Composite à Matrice Céramique (CMC).

Comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, les inventeurs ont notamment découvert qu’une céramique, en particulier sous la forme d’un CMC, ne modifie sensiblement pas la qualité du verre fabriqué lorsqu’elle est mise en contact avec du verre en fusion ou avec les vapeurs corrosives présentes dans le four, et donc n’impose pas un retrait du coffrage intérieur à la fin de la réparation.

Par ailleurs, une céramique, en particulier sous la forme d’un CMC

- est légère, ce qui facilite sa manipulation,

- est facile à conformer suivant des géométries complexes, ce qui permet une adaptation précise à la configuration de la région à réparer.

De manière supplémentaire, un CMC résiste bien aux chocs thermiques, ce qui permet une réparation à chaud sans dégradation des éléments du coffrage lors de leur introduction dans le four. L’invention permet ainsi une remise en production particulièrement rapide du four, sans que la réparation n’affecte la qualité du verre, et en particulier sans qu’elle affecte la quantité de défauts dans le verre.

Un procédé selon l’invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles et préférées suivantes :

- la région à réparer est localisée dans la cuve et/ou dans la superstructure ;

- ladite céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, est frittée ;

- ladite céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, est constituée pour plus de 90% de sa masse d’oxydes ;

- dans ladite céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, la teneur totale SiO +Al Oa+Z U+C Oa est de préférence supérieure à 80%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 95%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes ;

- ledit CMC comporte plus de 20% et moins de 80% en volume de fibres, le complément étant constitué par la matrice ;

- lesdites fibres sont composées pour plus de 90%, de préférence plus de 99%, de préférence 100% d’oxydes, en pourcentage massique, de préférence constituées en un oxyde ;

- lesdites fibres comportent de préférence plus de 50% d’AhCh ou de SiCh ou de Z1O2 ;

- lesdites fibres sont arrangées sous la forme d’un tissu ;

- ladite matrice est composée pour plus de 90%, de préférence plus de 99%, de préférence 100% d’oxydes, en pourcentage massique ;

- ladite matrice comprend AI2O3 et/ou SiCh et/ou Z1O2 et/ou C Oa;

- dans ladite matrice, la teneur totale SiCh+AhCh+ZrCh+CnOa est de préférence supérieure à 80%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 95%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes ;

- ladite température de la région à réparer est supérieure à 400°C, de préférence supérieure à 500°C, de préférence supérieure à 600°C, de préférence supérieure à 700°C, de préférence supérieure à 800°C, de préférence supérieure à 900°C ;

- à l’étape a), on introduit à l’intérieur du four, à travers un passage, au moins un élément dudit coffrage intérieur dans une première configuration, puis on déploie ledit élément de coffrage depuis la première configuration jusqu’à une deuxième configuration incompatible avec une extraction dudit élément de coffrage à travers ledit passage, c'est-à- dire telle que l’élément de coffrage présente des dimensions qui, dans la deuxième configuration, l’empêchent de traverser la passage à travers l’enceinte du four ;

- ledit élément de coffrage est plié dans la première configuration, et déplié dans la deuxième configuration ;

- ledit passage

- résulte de l’usure du four, ou

- résulte du démontage d’un brûleur et/ou d’une électrode, ou

- est ménagé par un opérateur pour l’introduction des éléments de coffrage à l’intérieur du four et est rebouché avant remise en fonctionnement du four ;

- à l’étape a), on utilise au moins un élément de coffrage présentant une forme concave, de préférence présentant la forme d’une cavité qui, dans la position de service, est orientée vers la surface intérieure du four pour réaliser ledit moule, en coopération avec ladite surface intérieure ;

- à l’étape a), on utilise au moins un élément de coffrage présentant une zone en contre- dépouille, c'est-à-dire une zone entravant, du fait de sa forme, l’extraction de l’élément de coffrage après durcissement du produit de réparation ;

- à l’étape a), on utilise au moins un élément de coffrage présentant la forme d’une plaque, plane ou non plane, l’épaisseur de la plaque étant supérieure à 3 mm, de préférence supérieure à 8 mm et/ou inférieure à 50 mm, de préférence inférieure à 40 mm, de préférence inférieure à 30 mm, de préférence inférieure à 20 mm, de préférence inférieure à 15 mm ;

- à l’étape a), le coffrage intérieur est conformé de manière que le moule épouse la région à réparer, c'est-à-dire permette de retrouver, après l’étape b), la forme du four avant usure ;

- la fabrication de la partie du coffrage intérieur en une céramique, de préférence sous la forme d’un composite à matrice céramique, comporte une prise d’une empreinte sur une réplique de la partie du four comportant la région à réparer, avant l’usure du four ayant conduit à la région à réparer ;

- au moins un élément dudit coffrage intérieur présente la forme d’une partie du four qui était en saillie vers l’intérieur du four avant que ladite partie ne disparaisse par usure, en particulier la forme d’une surface d’une brique à nez initialement exposée à l’intérieur du four ;

- le coffrage intérieur comporte une plaque en une céramique, de préférence sous la forme d’un composite à matrice céramique, présentant deux grandes faces sensiblement parallèles l’une à l’autre, le rapport de la surface d’une grande face (en cm²) sur l’épaisseur (en cm, mesurée entre les deux grandes faces) étant supérieur à 30 cm, de préférence supérieur à 50 cm, de préférence supérieur à 100 cm, de préférence supérieur à 200 cm, de préférence supérieur à 500 cm, de préférence supérieur à 1000 cm, de préférence supérieur à 2000 cm, et/ou inférieur à 250000, de préférence inférieur à 200000, de préférence inférieur à 150000, de préférence inférieur à 100000, de préférence inférieur à 50000, de préférence inférieur à 10000, de préférence inférieur à 8000, de préférence inférieur à 5000, chaque grande face de la plaque ayant de préférence une surface supérieure à 1000 cm², de préférence supérieure à 1500 cm², de préférence supérieure à 2000 cm², de préférence supérieure à 2500 cm², et/ou inférieure à 10000 cm², de préférence inférieure à 8000 cm², de préférence inférieure à 5000 cm² ;

- à l’étape a), on utilise au moins un élément de coffrage ayant une forme plane, c'est-à- dire un panneau ;

- à l’étape a), on utilise au moins un élément de coffrage ayant une forme suivant au moins 3 faces, de préférence au moins 4 faces, voire 5 faces d’un bloc réfractaire de four de verrerie, en particulier d’une pièce à nez ;

- à l’étape a), on utilise au moins un élément de coffrage ayant une forme suivant une grande face, par exemple rectangulaire, et deux petites faces disposées le long de côtés opposés de la grande face, par exemple le long des deux petits côtés ou des deux grands côtés d’une grande face rectangulaire ;

- à l’étape a), on utilise des accessoires de maintien des éléments du coffrage intérieur dans la position de service, lesdits accessoires, de préférence présentant une forme tubulaire, étant en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, de préférence identique à la céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, des éléments de coffrage ;

- à l’étape a), on positionne un ou plusieurs tubes en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, et/ou une ou de plusieurs cannes métalliques, de préférence refroidies à l’aide d’une circulation d’eau, de manière à maintenir le coffrage intérieur ;

- à l’étape a), on utilise des éléments de coffrage et, de préférence, des accessoires, qui sont tous en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, de sorte que le coffrage intérieur est entièrement en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC ;

- à l’étape a), on utilise des éléments de coffrage et, de préférence, des accessoires, qui sont tous en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, lesdits éléments de coffrage et accessoires n’étant de préférence pas refroidis, et en particulier n’étant pas refroidis à l’aide d’une circulation d’eau ;

- au moins un élément du coffrage intérieur en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, comporte des trous traversants et/ou des renfoncements disposés de manière à être remplis par le produit de réparation lors de l’étape b) ;

- de préférence la masse d’un élément de coffrage, de préférence la masse de plus de 50% en nombre des éléments de coffrage, de préférence la masse de chacun des éléments de coffrage est supérieure à 3 kg, de préférence supérieure à 4 kg et/ou de préférence inférieure à 50 kg, de préférence inférieure à 40 kg, de préférence inférieure à 30 kg, de préférence inférieure à 20 kg ;

- de préférence, la plus grande dimension d’un élément de coffrage, de préférence de plus de 30% en nombre des éléments de coffrage, de préférence de plus de 50% en nombre des éléments de coffrage est supérieure à 400 mm, de préférence supérieure à 600 mm et de préférence inférieure à 1600 mm, de préférence inférieure à 1400 mm ;

- à l’étape b), on introduit le produit de réparation dans la région à réparer en traversant un passage résultant de l’usure du four, optionnellement identique au passage par lequel on a introduit les éléments du coffrage intérieur ;

- à l’étape b), le moule est rempli en faisant transiter le produit de réparation à travers au moins une buse, de préférence préalablement introduite dans la région à réparer ;

- la buse est pourvue d’orifices d’éjection radiaux par lesquels le produit de réparation transite, une direction radiale étant relative à la direction d’alimentation de la buse ;

- la buse traverse le coffrage intérieur ou une paroi du four, en particulier délimitant la région à réparer ;

- une première extrémité de la buse est en appui sur une surface du coffrage intérieur, de préférence insérée dans un logement d’une surface du coffrage intérieur, une deuxième extrémité de la buse étant à l’extérieur de la région à réparer, à l’intérieur ou à l’extérieur du four ;

- une première extrémité de la buse est en appui sur une surface intérieure du four définissant la région à réparer, de préférence insérée dans un logement d’une surface du four définissant la région à réparer, une deuxième extrémité de la buse étant à l’extérieur de la région à réparer, à l’intérieur ou à l’extérieur du four ;

- la ou lesdites buses sont en une céramique, de préférence frittée, de préférence de composition chimique similaire, de préférence identique à celle du produit de réparation durci, de préférence fritté ;

- le procédé comporte, après l’étape b), une étape 5) de durcissement, de préférence de frittage, du produit de réparation introduit dans le moule ;

- à l’étape b), le produit de réparation durci, de préférence fritté, obtenu est constitué d’une pluralité de constituants, la teneur d’un constituant du produit de réparation durci, de préférence fritté, de préférence de tout constituant du produit de réparation durci, de préférence fritté, dont la teneur est supérieure à 5%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes

- diffère de moins de 20%, de préférence de moins de 10% de la teneur dudit constituant dans ladite céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, et/ou

- diffère de moins de 20%, de préférence de moins de 10% de la teneur dudit constituant dans une région du four délimitant la région à réparer, et/ou

- diffère de moins de 20%, de préférence de moins de 10% de la teneur dudit constituant dans ladite buse ;

- le coffrage intérieur et/ou la buse sont abandonnés dans la région à réparer après ladite réparation, c’est-à-dire qu’ils ne sont pas extraits avant la remise en fonctionnement du four :

- le procédé comporte avant l’étape a), l’étape suivante :

- si la région à réparer est, au moins partiellement, délimitée par une surface de la cuve du four en contact avec le bain de verre en fusion, vidange, au moins partielle, dudit verre en fusion hors de la cuve, de manière à exposer ladite région à réparer ; et, après l’étape b), l’étape suivante :

- introduction d’une composition de verre à fondre dans la cuve, la température du four étant maintenue dans ladite région à réparer pendant toutes les étapes du procédé ;

- le procédé comporte une étape de rinçage de la région à réparer après exposition de la région à réparer.

L’invention concerne aussi un four de fusion de verre comportant au moins une région réparée selon un procédé selon l’invention.

Selon un deuxième aspect principal, l’invention propose une buse d’injection d’un produit de réparation, en particulier pour un four de verrerie, la buse comportant

- un orifice d’alimentation par lequel le produit de réparation est destiné à entrer dans la buse, et

- un orifice d’éjection du produit de réparation hors de la buse, en communication de fluide avec l’orifice d’alimentation et débouchant vers l’extérieur de la buse par une ouverture d’éjection orientée suivant une direction d’éjection radiale par rapport à l’axe de la buse. Une buse selon l’invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles et préférées suivantes : - l’axe de la buse s’étend selon la direction de la longueur de la buse ;

- l’axe de la buse est parallèle, de préférence confondu avec l’axe de l’orifice d’alimentation ;

- la buse est en une céramique, de préférence constituée d’oxydes pour plus de 90% de sa masse, de préférence pour plus de 95% de sa masse, de préférence pour plus de 98% de sa masse, de préférence pour plus de 99% de sa masse, de préférence pour plus de 99,5% de sa masse ;

- la teneur d’un constituant de la buse, de préférence de tout constituant dont la teneur est supérieure à 5%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes :

- diffère de moins de 20%, de préférence de moins de 10% de la teneur dudit constituant dans le produit de réparation durci, de préférence fritté ;

- la buse comporte plus de 1, de préférence plus de 3, de préférence plus de 5, de préférence plus de 10, de préférence plus de 20 et/ou moins de 100, de préférence moins de 50 orifices d’éjection ;

- un orifice d’éjection, de préférence chaque orifice d’éjection est un trou cylindrique, de préférence de section circulaire ou oblongue, de préférence circulaire ;

- les ouvertures d’éjection des orifices d’éjection sont régulièrement répartis sur au moins une partie de la surface extérieure de la buse, de préférence sur une partie cylindrique de la surface extérieure de la buse ;

- l’ouverture d’éjection d’un orifice d’éjection, de préférence de chaque orifice d’éjection, présente un diamètre équivalent supérieur à 8 mm, de préférence supérieur à 10 mm et/ou inférieur à 50 mm, de préférence inférieur à 40 mm, de préférence inférieure à 30 mm, de préférence inférieur à 25 mm ;

- la buse présente la forme générale d’un tube, de préférence obturé à une extrémité, l’axe de la buse étant l’axe dudit tube ;

- la buse présente une forme générale cylindrique, de préférence de section circulaire, une extrémité de la buse étant de préférence fermée par un fond ;

- la buse présente une paroi d’épaisseur sensiblement constante, de préférence supérieure à 5 mm, de préférence supérieure à 7 mm, de préférence supérieure à 10 mm et de préférence inférieure à 30 mm, de préférence inférieure à 25 mm, de préférence inférieure à 20 mm ; - la buse présente une un diamètre intérieur équivalent supérieur à 40 mm et de préférence inférieur à 200 mm, de préférence inférieur à 150 mm, de préférence inférieur à 100 mm.

Dans un procédé de réparation à chaud selon l’invention, comportant les étapes a) et b), on utilise de préférence au moins une buse selon l’invention pour injecter le produit de réparation.

De manière générale, l’invention propose un procédé de réparation d’une région à l’intérieur d’un four de fusion de verre, dite « région à réparer », de préférence à une température supérieure à 300°C, ledit procédé comportant les étapes suivantes : a’) installation d’un coffrage intérieur dans une position de service, de manière à réaliser un moule autour de la région à réparer ; b’) remplissage, de préférence par coulage, du moule avec un produit de réparation, au moins une partie du coffrage intérieur étant de préférence en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, une buse selon l’invention étant installée à l’étape a’) dans une position d’alimentation dans laquelle au moins un orifice d’éjection, de préférence chaque orifice d’injection débouche dans la région à réparer, et au moins un orifice d’alimentation, de préférence chaque orifice d’alimentation, débouche à l’extérieur de la région à réparer, de préférence à l’extérieur du four.

De préférence, dans la position d’alimentation, une extrémité de la buse, de préférence l’extrémité de la buse opposée à l’orifice d’alimentation, est en appui, de préférence fixée sur une surface délimitant la région à réparer, en particulier sur la surface du coffrage intérieur ou sur la surface intérieure 29 du four, définie par la cuve et la superstructure du four. La fixation résulte de préférence d’une insertion dans un logement de ladite extrémité de buse dans un logement ménagé à la surface du coffrage intérieur ou à la surface intérieure du four, le logement étant de préférence de forme complémentaire à ladite extrémité.

De préférence, dans la position d’alimentation, la buse traverse une paroi du four, par exemple la paroi latérale de la cuve du four, et vient de préférence se fixer sur le coffrage intérieur, ou traverse le coffrage intérieur et vient de préférence se fixer sur une paroi du four. L’appui, de préférence la fixation de la buse contribue avantageusement à la rigidité du coffrage intérieur. La présence de la buse peut aussi avantageusement contribuer à la résistance de la réparation, en ancrant le produit de réparation après son durcissement.

De préférence, la buse est abandonnée dans le four après réparation. Elle peut ainsi contribuer à l’ancrage du produit de réparation. Le procédé de réparation en est également simplifié.

De préférence, un procédé selon le deuxième aspect principal de l’invention est un procédé de réparation selon le premier aspect principal de l’invention, et réciproquement. En particulier, l’étape a’) peut comporter une ou plusieurs caractéristiques, optionnelles ou non, d’une étape a), et l’étape b’) peut comporter une ou plusieurs caractéristiques, optionnelles ou non, d’une étape b).

L’invention porte également sur un procédé comportant les étapes suivantes :

2) de préférence, rinçage de ladite région à réparer ;

3) optionnellement, réduction de la température dans le four, jusqu’à une température supérieure à 300°C ;

4) mise en œuvre des étapes a) et b) ou des étapes a’) et b’) ;

5) de préférence, en particulier lorsque le procédé comporte une étape 3), augmentation et maintien de la température du four entre 900°C et 1400°C afin de fritter le produit de réparation ;

6) introduction d’une composition de verre à fondre dans la cuve et, si ledit procédé comporte une étape 3), augmentation de la température du four jusqu’à une température de fonctionnement conduisant à la fusion de ladite composition.

De préférence, le procédé comporte une étape 2) de rinçage de la région à réparer.

Dans un mode de réalisation, le procédé comporte une étape 3) de réduction de la température dans le four, à une température supérieure à 900°C et inférieure à 1500°C, et une étape 5) dans laquelle le four est maintenu à une température comprise entre 900°C et 1400°C.

De préférence, le procédé comporte une étape 5) dans laquelle ladite température est maintenue pendant une durée supérieure à 8 heures et inférieure à 15 heures.

Dans un premier mode de réalisation particulier, la région à réparer est, au moins partiellement, délimitée par une surface de la cuve du four en contact avec le bain de verre en fusion, et le procédé comporte, avant l’étape 2), l’étape suivante : 1) vidange, au moins partielle, dudit verre en fusion hors de la cuve, de manière à entièrement exposer ladite région à réparer.

Dans un deuxième mode de réalisation particulier, la région à réparer est entièrement délimitée par une surface de la cuve du four qui n’est pas en contact avec le bain de verre en fusion, et le procédé ne comporte pas d’étape 1).

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront encore à l’examen de la description qui va suivre et au regard du dessin annexé dans lequel :

- la figure 1 [Fig 1], décrite en préambule, représente schématiquement une demi-coupe transversale d’un four de fusion de verre, avant usure ;

- la figure 2 [Fig 2] représente schématiquement le four de la figure 1 après usure ;

- la figure 3 [Fig 3] représente schématiquement un procédé selon l’invention ;

- la figure 4 [Fig 4] représente schématiquement une région à réparer cloisonnée ;

- la figure 5 [Fig 5] représente schématiquement un exemple de buse selon l’invention permettant d’amener le produit de réparation dans la région à réparer ;

- la figure 6 [Fig 6] représente schématiquement une première étape pour réaliser un coffrage, dans un mode de réalisation de l’invention ;

- la figure 7 [Fig 7] représente schématiquement une deuxième étape pour réaliser un coffrage, dans le mode de réalisation de l’invention de la figure 6 ;

- la figure 8 [Fig 8] représente un exemple de coffrage selon l’invention ;

- la figure 9 [Fig 9] représente un exemple d’un élément de coffrage intérieur comportant des trous traversants.

Définitions

Un « coffrage » est une partie du « moule » dans lequel le produit de réparation est introduit.

H résulte d’un assemblage d’un ou plusieurs « éléments du coffrage » et d’un positionnement du ou des éléments de coffrage assemblés dans la « position de service ». La partie du moule définie par le coffrage est complétée avec une partie de la surface intérieure du four de manière à constituer le moule.

Outre les éléments de coffrage, un coffrage comporte des « accessoires », utilisés pour assembler et fixer en position de service les éléments de coffrage, et qui ne sont pas en contact avec le matériau de réparation lors de la réparation. A la différence des accessoires, les éléments de coffrage sont des pièces qui entrent en contact avec le matériau de réparation lors de la réparation.

La région à réparer peut être compartimentée au moyen de cloisons. Une cloison est considérée comme un élément de coffrage.

Un « passage » est un trou qui traverse l’enceinte du four, mettant ainsi en communication l’intérieur et l’extérieur du four.

Le « diamètre équivalent » d’une surface est le diamètre d’un disque de même aire que cette surface.

On appelle « produit non-façonné » un mélange particulaire sec.

Par produit « en un matériau » ou « d’un matériau », on entend un produit constitué pour plus de 95%, plus de 98%, de préférence sensiblement 100% de sa masse dudit matériau.

Par « matériau réfractaire », on entend un matériau présentant une température de fusion supérieure à 1500°C. Cette définition est communément employée par l’homme du métier et citée dans « Matériaux réfractaires et céramiques techniques ( éléments de céramurgie et de technologie') », G. Aliprandi, éditions Septima Paris, 1979. Cet ouvrage donne également en pages 297 à 301 des exemples de matériaux réfractaires, notamment oxydes, carbures et nitrures.

Par « température de transition vitreuse » d’un verre, on entend la température à laquelle ledit verre passe de l’état solide à l’état visqueux. La température de transition vitreuse peut être déterminée par analyse thermique différentielle (ATD). La température de transition vitreuse est la température à laquelle ledit verre présente une viscosité sensiblement égale à 10¹² Pa.s. Un verre est classiquement considéré « à l’état solide » à une température inférieure à sa température de transition vitreuse.

Par « liant à chaud », on entend un constituant présentant une température de fusion supérieure à 600°C, et apte à lier ensemble, après durcissement sous l’effet d’une baisse de la température, des particules auxquelles il a été mélangé.

On appelle « taille maximale » le percentile 99,5 (099,5) d’une poudre, ce percentile correspondant au pourcentage en masse de 99,5%, sur la courbe de distribution granulométrique cumulée des tailles des particules de la poudre, les tailles des particules étant classées par ordre croissant. Les distributions granulométriques et la taille maximale peuvent être déterminés à l’aide d’un granulomètre laser. Le granulomètre laser peut être un Partica LA-950 de la société HORIBA.

Par « impuretés », on entend les constituants inévitables, introduits involontairement et nécessairement avec les matières premières ou résultant de réactions avec ces constituants. Les impuretés ne sont pas des constituants nécessaires, mais seulement tolérés. De préférence la quantité des impuretés est inférieure à 2%, inférieure à 1%, inférieure à 0,5%, voire sensiblement nulle.

Par « auto-coulable à chaud », on entend un produit de réparation capable de s’étaler sous son seul propre poids, et de remplir le moule sans conduire à une ségrégation, dans une gamme de température comprise entre 300°C et 1550°C. On considère qu’il y a ségrégation lorsque la face de coulée du produit obtenu après mise en place du produit de réparation et frittage présente une couche superficielle de laitance s’étendant, depuis ladite face de coulée, sur une profondeur de 3 mm ou plus. Cette couche superficielle de laitance peut facilement être mise en évidence après séchage ou frittage du produit, le sciage s’effectuant dans un plan perpendiculaire à la face de coulée.

Les produits AZS sont des produits, de préférence électrofondus, dont les constituants principaux sont l’alumine (AI2O3), la zircone (ZrO₂) et la silice (SiO₂). Autrement dit, l’alumine, la zircone et la silice sont les constituants dont les teneurs massiques sont les plus élevées. Ces produits conviennent bien pour la fabrication des fours de verrerie. Plus particulièrement, les produits AZS actuels sont principalement utilisés pour les régions en contact avec le verre en fusion ainsi que pour la superstructure des fours de verrerie. Les produits AZS comprennent notamment des produits commercialisés par Saint-Gobain SEFPRO, tels que l’ER-1681, 1’ER-1685 ou l’ER-1711.

Lorsqu’il est fait référence à Z1O2 ou à la zircone il y a lieu de comprendre Z1O2 et les traces de HfO₂. En effet, un peu de HfO₂, chimiquement indissociable du ZrO₂ dans un procédé de fusion et présentant des propriétés semblables, est toujours naturellement présent dans les sources de zircone à des teneurs généralement inférieures à 2%. L’oxyde d’hafnium n’est alors pas considéré comme une impureté. La teneur en HfO₂ dans les particules AZS est de préférence inférieure à 5%, inférieure à 3%, inférieure à 2%.

Par « Composite à Matrice Céramique », ou « CMC », on entend classiquement une céramique composée d’un textile en céramique rigidifié par une matrice céramique. Un « textile » est un assemblage de fibres, éventuellement un fil, en particulier un assemblage de fils. Le textile représente typiquement entre 20% et 80% du volume d’un CMC, le complément à 100% étant la matrice.

De manière générale, lorsqu’il est fait référence à un pourcentage volumique relatif à un objet, par exemple un CMC (par exemple un pourcentage de fibres) ou la matrice d’un CMC (comme dans la phrase précédente), le volume à considérer est celui de l’objet défini par sa surface extérieure, c'est-à-dire qu’il inclut les espace vides à l’intérieur de l’objet.

Une « fibre » est un filament dont la longueur est supérieure à 5 fois son diamètre équivalent. Le « diamètre équivalent » d’une fibre est le diamètre d’un disque de même surface que sa section transversale à mi-longueur.

Dans un textile, les fibres peuvent être assemblées de manière désordonnée, comme dans un feutre ou un papier, ou selon une ou plusieurs directions préférentielles, de préférence sous la forme de fils, eux-mêmes de préférence sous la forme d’un ou plusieurs tissus. Un fil d’un textile peut être

- un « fil simple », qui est un assemblage de fibres qui, en section transversale, comporte plus de 10 et de préférence moins de 500 000 fibres, et dont la longueur est supérieure à 5 fois le diamètre, ou

- un « fil assemblé », qui est un assemblage de fils simples qui, en section transversale, comporte de préférence plus de 2 et de préférence moins de 500 fils simples.

Un textile peut être en particulier :

- une structure organisée de fibres, et/ou de fils, simples ou assemblés, notamment un tricot ou un tissu, ou

- une structure aléatoire de fibres, et/ou de fils, simples ou assemblés, par exemple un voile, et/ou de fibres non incorporées sous la forme de fils, ladite structure aléatoire pouvant être par exemple un papier ou un feutre, une structure aléatoire n’étant pas préférée.

Un « tissu » est constitué d’un réseau de fils de chaîne parallèles et de fils de trame traversant transversalement ledit réseau.

Un « tricot » est constitué d’un réseau de fils se présentant sous la forme de boucles, éventuellement renforcé par un ou des ensembles de fils s’étendant sensiblement parallèlement les uns par rapport aux autres, ledit ou lesdits ensembles étant entrappés dans lesdites boucles. Une « nappe » est constituée d’un ensemble de fils parallèles.

Par « céramique », on entend un produit qui n’est ni métallique, ni organique. Dans le cadre de la présente invention, le carbone est considéré comme un produit céramique.

Un « sialon », SiAlON, est un composé d’oxynitrure d’au moins les éléments Si, Al et N, en particulier un composé respectant l’une des formules suivantes :

- Si_xAlyOuNv, dans laquelle : x est supérieur ou égal à 0, supérieur à 0,05, supérieur à 0,1 ou supérieur à 0,2, et inférieur ou égal à 1, inférieur ou égal à 0,8 ou inférieur ou égal à 0,4, y est supérieur ou égal à 0, ou supérieur à 0,1, supérieur à 0,3 ou supérieur à 0,5, et inférieur ou égal à 1, u est supérieur à 0, supérieur à 0,1 ou supérieur à 0,2, et inférieur ou égal à

1 ou inférieur ou égal à 0,7, v est supérieur à 0, supérieur à 0,1, supérieur à 0,2 ou supérieur à 0,5, ou supérieur à 0,7, et inférieur ou égal à 1,

- x+y > 0, x, y, u e. v étant des indices stœchiométriques et normalisés par rapport à celui qui est le plus élevé, rendu égal à 1 ;

- Me_xSii2-(m+n)Al(m+n)OnNi6-n, avec 0 < x < 2, Me un cation choisi parmi les cations de lanthanides, Fe, Y, Ca, Li et leurs mélanges, 0 < m < 12, 0 < n < 12 et 0 < n+m < 12, les SiAlON suivant cette formule étant généralement appelés « oc’ - SiAlON » ou « SiA10N-Oc’».

Sauf mention contraire, tous les pourcentages sont des pourcentages massiques sur la base des oxydes. Une teneur massique d’un élément est exprimée sous la forme de l’oxyde le plus stable.

« Comporter » ou « comprendre » ou « présenter » doivent être interprétés de manière non limitative.

Description détaillée

Les figures 1 et 2 ayant été décrites en préambule, on se reporte à la figure 3.

Réparation à chaud Un procédé selon l’invention est utilisé pour la réparation à chaud d’une région d’un four de fusion de verre.

La région à réparer 30 peut être en particulier localisée dans la cuve 12, de préférence dans la paroi latérale 22 de la cuve et/ou dans la superstructure 16, notamment dans la strate intermédiaire 18 et/ou dans la paroi latérale 26 de la superstructure.

L’invention est particulièrement utile pour réparer la paroi latérale 22 de la cuve ou la superstructure. Il est en effet alors nécessaire de retenir le produit de réparation pour éviter qu’il ne s’écoule par gravité. Ce problème ne se pose généralement pas pour la réparation de la sole. L’utilisation d’éléments de coffrage en céramique, en particulier sous la forme de plaques, et notamment en une céramique sous la forme d’un CMC, permet avantageusement de réaliser un coffrage qu’il n’est pas nécessaire de refroidir. Ce coffrage peut donc être plus léger (en particulier s’il est réalisé au moyen de plaques fines). En outre, du fait de l’absence de refroidissement et du fait qu’il peut être laissé à en place après réparation, ce coffrage est très rapide à installer et ne nécessite pas d’être démonté. Le temps d’immobilisation du four pour la réparation en est avantageusement réduit. Enfin, le coffrage peut être de forme complexe.

La région à réparer peut présenter la forme d’une cavité, traversante ou non, par exemple d’une région en dépression, notamment du fait d’une usure, débouchant vers l’intérieur du four, par exemple de la cuve.

Dans un mode de réalisation, en particulier pour la réparation d’une cuve contenant initialement un bain de verre en fusion en contact avec la région à réparer, le procédé comporte une étape 1) de vidange, au moins partielle, du verre en fusion hors de la cuve, de manière à exposer ladite région à réparer.

On vide donc la cuve du four, au moins partiellement, du verre en fusion qu’il contient, jusqu’à découvrir la région à réparer. La vidange peut être réalisée selon toute technique connue de l’homme du métier.

Par exemple, il est possible d’évacuer le verre en fusion hors du four au travers de passages percés dans la sole ou au travers de passages créés par le démontage d’une ou de plusieurs électrodes ou d’un ou plusieurs brûleurs.

L’étape 1) est optionnelle pour la réparation d’une région qui n’est pas en contact avec le bain de verre en fusion. A l’étape 2), optionnelle mais préférée, la région à réparer est rincée, c’est-à-dire débarrassée des résidus de verre, selon toute technique conventionnelle. De préférence, on pulvérise, au moins sur la région à réparer, un produit adapté pour augmenter la fluidité du verre en fusion. Le verre ainsi fluidifié s’évacue plus facilement hors du four. De préférence, le produit de fluidification est choisi parmi le sulfate de sodium, le carbonate de sodium, la soude et leurs mélanges.

A l’étape 3), optionnelle, la température dans le four peut être réduite à une température de préférence supérieure à 400°C, de préférence supérieure à 500°C, de préférence supérieure à 600°C, de préférence supérieure à 700°C, de préférence supérieure à 800°C, de préférence supérieure à 900°C, et de préférence inférieure à 1550°C, de préférence inférieure à 1500°C voire inférieure à 1450°C ou 1400°C.

Dans un mode de réalisation, le produit de réparation utilisé à l’étape b) contient un liant à chaud, et à l’étape 3), la température dans le four est réduite à une température à laquelle le liant à chaud n’est pas à l’état solide. En particulier, lorsque le liant à chaud est un verre, la température dans le four est réduite à une température qui reste supérieure à la température de transition vitreuse dudit verre. Ledit verre est de préférence choisi pour que sa température de transition vitreuse soit comprise entre 600°C et 1350°C, de préférence entre 900°C et 1350°C, de préférence entre 1000°C et 1300°C, de préférence entre 1150°C et 1250°C.

A l’étape 4), le produit de réparation est mis en place suivant les étapes a) et b).

A l’étape a), on délimite la région à réparer à l’aide d’un coffrage 32, de manière à constituer, avec le four, un moule pour le produit de réparation.

Le coffrage 32 comporte un coffrage intérieur 32i, qui vient délimiter le moule 36 à l’intérieur du four. Le coffrage intérieur s’étend donc suivant les traits en pointillés représentés à l’intérieur du four sur la figure 2. Le coffrage intérieur suit en particulier l’ouverture des régions à réparer 30i en forme de cavité.

Lorsque la région à réparer traverse le four, en particulier la cuve, comme la région à réparer 3Û3, le coffrage 32 comporte de préférence un coffrage extérieur, non représenté qui vient délimiter l’ouverture extérieure de la région à réparer, par laquelle elle débouche à l’extérieur du four, et ainsi retenir le produit de réparation avant qu’il ne soit durci, de préférence fritté. Selon l’invention au moins une partie du coffrage intérieur, de préférence tout le coffrage intérieur, est en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC.

Dans un mode de réalisation, au moins une partie du coffrage extérieur, voire tout le coffrage extérieur est en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC.

De préférence, en particulier lorsque la région à réparer est, au moins partiellement, délimitée par une surface de la cuve du four, au moins une partie du coffrage intérieur, de préférence tout le coffrage intérieur, et optionnellement du coffrage extérieur et/ou des accessoires, est en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, constituée d’oxydes pour plus de 90% de sa masse, de préférence pour plus de 95% de sa masse, de préférence pour plus de 98% de sa masse, de préférence pour plus de 99% de sa masse, de préférence pour plus de 99,5% de sa masse. La compatibilité de la céramique, en particulier sous la forme d’un CMC, avec le verre en fusion lors de l’exploitation normale du four en est avantageusement améliorée.

Le coffrage extérieur est de préférence dans le même matériau que le placage éventuellement déjà existant. Dans un mode de réalisation, le coffrage extérieur est en une céramique sous la forme d’un CMC, de préférence identique à celui du coffrage intérieur.

La fabrication d’une céramique, en particulier sous la forme d’un CMC peut être réalisée par toute méthode conventionnelle.

Notamment, la céramique peut être fabriquée par des procédés de coulage, pressage, vibrocoulage, ou fusion. Les éléments de coffrage en céramique peuvent être obtenus directement suivant ces procédés ou être usinés dans des blocs obtenus suivant ces procédés.

L’homme du métier sait ajuster les paramètres du procédé choisi pour la fabrication de la céramique, et en particulier déterminer la granulométrie des matières premières, la teneur en eau lors de la mise en forme, et la température de frittage si la céramique est frittée.

La fabrication d’un CMC peut en particulier comprendre les étapes suivantes : i) disposition, sur ou dans un textile, d’une barbotine apte à former une matrice céramique après consolidation ; ii) avant ou après l’étape i), mise en forme du textile ; iii) consolidation de la préforme obtenue après les étapes précédentes, de préférence par séchage et/ou frittage, de manière à former ladite matrice et obtenir le CMC. A l’étape i), le textile est un ensemble de fibres, de préférence assemblées sous la forme de fils, un fil comportant typiquement plusieurs centaines à plusieurs milliers de fibres. Les fibres, de préférence les fils, présentent de préférence une longueur supérieure à 50 mm, voire supérieure à 100 mm. Dans un mode de réalisation, les fibres, de préférence les fils sont arrangés sous la forme d’au moins un tissu.

Le textile peut notamment présenter la forme d’un feutre de fils ou de fibres non ordonnés, d’une nappe, par exemple une nappe constituée de fils s’étendant sensiblement parallèlement les uns par rapport aux autres (lesdits fils étant appelés « fils unidirectionnels »), d’un tricot, d’un tissu (c’est-à-dire d’un textile tissé) ou d’un empilement d’un ou plusieurs feutres et/ou nappes, et/ou tricots et/ou tissus.

Le textile présente de préférence la forme d’un feutre ou d’un tissu ou d’une nappe ou d’un empilement de feutre(s) et/ou de nappe(s) et/ou de tissu(s). L’empilement des tissus et/ou de nappes peuvent être réalisé de manière à ce que les fils des différents tissus ou nappes s’étendent sensiblement tous selon la même direction, ou selon 2, 3, 5, 5 ou 6 directions différentes, en fonction notamment des propriétés mécaniques recherchées.

De préférence, au moins une partie, de préférence toutes lesdites fibres céramiques du textile, éventuellement assemblées sous forme de fils simples et/ou assemblés, sont :

- des fibres comportant plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse d’oxydes, et/ou

- des fibres comportant plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse de carbure de silicium, et/ou

- des fibres comportant plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse de carbone.

De préférence, les fibres du textile comportent plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse d’oxydes.

De préférence, au moins une partie, de préférence toutes lesdites fibres céramiques, sont :

- des fibres comportant plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que SiCL + AI2O3 + Z1O2 > 50%, de préférence SiCL + AI2O3 + Z1O2 > 60%, voire SiCL + AI2O3 + Z1O2 > 70%, voire SiCL + AI2O3 + Z1O2 > 80%, voire S1O2 + AI2O3 + Z1O2 > 90%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes, et/ou

- des fibres comportant plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que SiCL > 70%, de préférence SiCL > 80%, de préférence SiCL > 90%, voire SiCL > 99%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes, et/ou

- des fibres comportant plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que AI2O3 > 65%, de préférence AI2O3 > 70%, voire AI2O3 > 80%, voire AI2O3 > 90%, voire AI2O3 > 95%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes.

De préférence encore, au moins une partie, de préférence toutes les fibres céramiques, sont

- des fibres composées pour plus de 95%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence sensiblement 100% en masse d’alumine, et/ou

- des fibres composées pour plus de 95%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence sensiblement 100% en masse de silice, de préférence composées pour plus de 95%, de préférence plus de 98%, de préférence amorphe, et/ou

- des fibres composées pour plus de 95%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence sensiblement 100% en masse de mullite et de corindon, et/ou

- des fibres composées pour plus de 95%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence sensiblement 100% en masse de verre, de préférence lavé, et leurs mélanges.

De préférence, toutes les fibres présentent la même composition.

La disposition de la barbotine sur ou dans le textile peut être par exemple par imprégnation. Ledit empilement peut être réalisé par pressage, ou sous vide, de préférence après imprégnation.

La fabrication de la barbotine est bien connue de l’homme du métier. La barbotine est classiquement une suspension, par exemple de base aqueuse ou d’un solvant organique, contenant

- des particules céramiques et/ou des précurseurs de particules céramiques, c’est-à-dire des composés se transformant en particules céramiques lors de la fabrication du CMC, et en particulier du durcissement, en particulier d’un frittage, et - optionnellement des dispersants, des plastifiants, des lubrifiants, et/ou des liants temporaires.

La composition de la barbotine, la distribution de taille des particules céramiques ou des précurseurs céramiques et la charge minérale de la barbotine sont adaptées au type de fibres et à la technique de mise en forme. Par exemple, la barbotine peut être disposée sur ou dans le textile, notamment en lamination directe, par infusion, injection, infiltration ou déposition, sous pression atmosphérique ou sous plus forte pression ou sous vide, à température ambiante ou à plus haute température.

A l’étape ii), le textile obtenu, de préférence imprégné de la barbotine, est mis en forme. La forme recherchée est de préférence la forme définitive du CMC. Dans un mode de réalisation, la forme peut être cependant modifiée après durcissement de la matrice, par exemple par usinage ou par déformation.

De préférence, pour réaliser le coffrage intérieur, le textile est mis en forme de manière que la forme du CMC soit adaptée pour que, après installation du coffrage, le matériau de réparation vienne seulement remplacer de la matière qui a été extraite par l’usure, de préférence vienne remplacer toute la matière qui a été extraite par l’usure. Autrement dit, la forme est de préférence déterminée pour que, dans la position de service, les éléments de coffrage intérieur en CMC suivent les traits pointillés sur la figure 2.

La forme peut être donnée en réalisant, avec le textile (avant ou de préférence après introduction de la barbotine), une empreinte sur une reproduction de la partie à réparer du four avant usure. Le moule est alors un « négatif » de la région à réparer. Par exemple, si la région à réparer est une pièce à nez, on peut réaliser le CMC en déposant le textile, de préférence sous la forme d’un tissu ou d’une superposition de plusieurs tissus, sur une réplique de la pièce à nez, avant ou après imprégnation avec la barbotine mais avant consolidation, de manière que ce textile épouse la surface de la pièce à nez au moins dans la région correspondant à la région à réparer. L’utilisation d’une céramique, et en particulier sous la forme d’un CMC, permet avantageusement de réaliser facilement des formes complexes, éventuellement non développables. La réparation permet ainsi de reconstituer avec précision le profil initial de la surface intérieure du four.

Le CMC peut être fabriqué en disposant les uns sur les autres des pré-imprégnés constitués chacun d’un tissu imprégné d’une barbotine de particules céramiques. Les pré-imprégnés sont souples, de manière à pouvoir prendre la forme souhaitée. A l’étape iii), la consolidation, de préférence par frittage, est de préférence réalisée avant installation du coffrage, ce qui facilite cette installation.

De manière générale, les caractéristiques de la céramique, notamment sous la forme d’un CMC, résultent de son procédé de fabrication.

De préférence, ladite céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, présente une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes :

- la céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, est de préférence frittée ;

- la céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, présente de préférence une porosité ouverte, mesurée par imbibition, selon le principe de la poussée d’Archimède, supérieure à 10%, de préférence supérieure à 15% et inférieure à 50%, de préférence inférieure à 45%, de préférence inférieure à 40% ;

- la céramique est sous la forme d’un CMC et présente de préférence une porosité ouverte, mesurée par imbibition, selon le principe de la poussée d’Archimède, supérieure à 25%, de préférence supérieure à 30% ;

- la céramique n’est pas sous la forme d’un CMC et présente de préférence une porosité ouverte, mesurée par imbibition, selon le principe de la poussée d’Archimède, inférieure à 30%, de préférence inférieure à 25% ;

- la céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, est de préférence constituée pour plus de 90% de sa masse, de préférence pour plus de 95% de sa masse, de préférence pour plus de 98% de sa masse, de préférence pour plus de 99% de sa masse, de préférence pour plus de 99,5% de sa masse d’oxydes ;

- de préférence, le CMC comporte plus de 20%, de préférence plus de 25%, de préférence plus de 30%, de préférence plus de 40%, de préférence plus de 50%, de préférence plus de 60% et/ou moins de 80%, de préférence moins de 70% en volume de fibres ;

- le CMC comporte des fibres, lesdites fibres étant composées d’oxydes pour plus de 90%, de préférence pour plus de 95%, de préférence pour plus de 97%, de préférence pour plus de 98%, de préférence pour plus de 99%, de préférence pour plus de 99,5% en masse ;

- au moins une partie, de préférence toutes lesdites fibres céramiques, sont :

- des fibres comportant plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que SiCh + AI2O3 + Z1O2 > 50%, de préférence SiÛ2 + AI2O3 + Z1O2 > 60%, voire SiC + AI2O3 + Z1O2 > 70%, voire SiCh + AI2O3 + Z1O2 > 80%, voire SiCh + AI2O3 + Z1O2 > 90%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes, et/ou

- des fibres comportant plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que SiCh > 70%, de préférence SiCh > 80%, de préférence SiC > 90%, voire SiC > 99%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes, et/ou

- des fibres comportant plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que AI2O3 > 65%, de préférence AI2O3 > 70%, voire AI2O3 > 80%, voire AI2O3 > 90%, voire AI2O3 > 95%, voire AI2O3 > 97%, voire AI2O3 > 98%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes ;

- la céramique est sous la forme d’un CMC et la matrice du CMC est composée pour plus de 90%, de préférence pour plus de 95%, de préférence pour plus de 97%, de préférence pour plus de 98%, de préférence pour plus de 99%, de préférence pour plus de 99,5% en masse d’oxydes, ou de carbures et/ou de nitrures et/ou de sialons, en particulier du type de ceux décrits ci-dessus ;

- la céramique est sous la forme d’un CMC et, de préférence, la matrice dudit CMC est composée pour plus de 90%, de préférence pour plus de 95%, de préférence plus de 97%, de préférence plus de 98%, de préférence plus de 99%, de préférence plus de 99,5% en masse d’oxydes ;

- de préférence la matrice du CMC est composée sensiblement entièrement d’oxydes ;

- la matrice du CMC comprend AI2O3 et/ou S i O2 et/ou Z1O2 et/ou Cr2Û3 ;

- de préférence, la matrice du CMC comprend AI2O3 et SiCh ;

- dans un mode de réalisation, la teneur en AI2O3 dans la matrice du CMC, en pourcentage en masse sur la base des oxydes de la matrice, est supérieure à 65%, de préférence supérieure à 70% ;

- dans un mode de réalisation, la teneur en S i O2 dans la matrice du CMC, en pourcentage en masse sur la base des oxydes de la matrice, est supérieure à 15%, de préférence supérieure à 20% et/ou inférieure à 35%, de préférence inférieure à 30% ;

- dans un mode de réalisation, la teneur en S i O2 dans la matrice du CMC, en pourcentage en masse sur la base des oxydes de la matrice, est supérieure à 60%, de préférence supérieure à 70%, de préférence supérieure à 80% ;

- dans un mode de réalisation, la teneur en oxydes autres que AI2O3 et SiCh dans la matrice du CMC, en pourcentage en masse sur la base des oxydes de la matrice, est inférieure à 3%, de préférence inférieure à 2%, de préférence inférieure à 1% ;

- dans un mode de réalisation, la teneur totale en AI2O3 et SiO₂ dans la matrice du CMC est supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 95%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes de la matrice ;

- dans un mode de réalisation, la silice de la matrice du CMC est amorphe ;

- de préférence, la céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, présente une teneur totale SiCh+AhCh+ZrC +CnOa supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 95%, de préférence supérieure à 97%, de préférence supérieure à 97%. De préférence encore, la céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, présente une teneur totale SiCh+AhCh supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, de préférence supérieure à 95%, de préférence supérieure à 97%, de préférence supérieure à 97% ;

- dans un mode de réalisation préféré, la céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, présente l’analyse chimique suivante, en pourcentage en masse sur la base des oxydes et pour un total de 100% :

- SiO₂ : 47% - 67%,

- AI2O3 : 32% - 52%,

- espèces oxydes autres que AI2O3 et SiO₂ : < 5%, de préférence < 4%, de préférence < 3%, de préférence < 2% ;

- dans un mode de réalisation, la céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, est de préférence amorphe, et présente l’analyse chimique suivante, en pourcentage en masse sur la base des oxydes et pour un total de 100% :

- SiC>2 : > 95%, de préférence > 96%, de préférence > 97%, de préférence > 98%, de préférence > 99% ;

- la céramique est sous la forme d’un CMC et présente une masse volumique apparente supérieure à 1,0 g/cm³, de préférence supérieure à 1,20 g/cm³, de préférence supérieure à 1,40 g/cm³, voire supérieure à 1,50 g/cm³ et/ou inférieure à 2,00 g/cm³, de préférence inférieure à 1,90 g/cm³, de préférence inférieure à 1,80 g/cm³ ;

- la céramique n'est pas sous la forme d’un CMC et présente une masse volumique apparente supérieure à 1,80 g/cm³, voire supérieure à 2,00 g/cm³ et/ou inférieure à 3,20 g/cm³, de préférence inférieure à 3,00 g/cm³, de préférence inférieure à 2,80 g/cm³. ZI

Le coffrage est ensuite installé par assemblage de ses éléments.

L’installation du coffrage intérieur est délicate compte tenu des difficultés d’accès.

Lors de leur mise en place, les éléments de coffrage peuvent être tenus par une face qui, dans la position de service est exposée à l’intérieur du four, ou par une face opposée.

Au moins un élément du coffrage intérieur en CMC et/ou un accessoire en CMC peuvent être conformés pour être déformables entre des première et deuxième configurations, la première configuration étant adaptée à l’introduction dans le four, la deuxième configuration étant adaptée à la position de service. Un élément du coffrage intérieur en CMC et/ou un accessoire en CMC, peuvent être pliables, de manière à pouvoir être introduits dans par les passages d’accès disponibles, par exemple une région à réparer traversante, ou par des passages d’accès faciles à créer, par exemple par déplacement d’un brûleur.

De préférence, au moins une partie des éléments du coffrage intérieur sont en une céramique, de préférence un CMC, conformée pour être pliable. Ces éléments du coffrage intérieur peuvent par exemple comporter deux panneaux rigides, liés entre eux par des charnières. Les charnières peuvent être des pièces fixées sur les deux panneaux.

Un élément de coffrage peut également comprendre plusieurs panneaux reliés entre eux par des charnières en un matériau réfractaire déformable, par exemple un pré-imprégné.

Après avoir été plié pour être introduit dans le four, on déplie l’élément de coffrage pour lui donner la forme souhaitée.

Les figures 6 et 7 illustrent schématiquement les étapes pour installer un coffrage pour reconstituer une brique à nez 20, dans un mode de réalisation.

La figure 6 permet de visualiser la brique à nez dans son état avant réparation, et en particulier la zone d’usure 33, qui définit partiellement la surface intérieure du four avant la réparation. Le trait interrompu permet de visualiser la brique à nez dans son état neuf.

Deux passages, représentés en traits pointillés, ont été ménagés pour mettre en communication la région à réparer 302 avec l’extérieur du four. Le premier passage 34i est cylindrique et conformé pour l’introduction d’une buse 50, décrite plus en détail ci-dessous. Le deuxième passage 342 est de section sensiblement rectangulaire et conformé pour l’introduction d’un ensemble l’éléments de coffrage. Les éléments de coffrage comprennent des premier et deuxième panneaux 35i et 352, respectivement, et une charnière 35a reliant deux bords adjacents des premier et deuxième panneaux 351 et 352. A la différence des panneaux, sensiblement indéformables, la charnière est flexible. Elle est de préférence réalisée en un préimprégné, c’est-à-dire en un textile imprégné d’un précurseur de matrice céramique, de manière qu’après frittage, la charnière soit en un CMC.

Sur la figure 6, les premier et deuxième panneaux 351 et 352, sont superposés l’un sur l’autre, par pliage au moyen de la charnière. Cette configuration compacte facilite leur introduction à l’intérieur du four, illustrée par la flèche.

Après que le deuxième panneau 352 a été introduit, il est déplié et positionné de manière à suivre la région à réparer, comme représenté sur la figure 7. Les éléments de coffrage constituent alors le coffrage 32, qui, dans ce mode de réalisation, ne comprend qu’un coffrage intérieur 32i. Avec une partie de la surface intérieure, le coffrage définit un moule 36, dont le volume intérieur, représenté en gris sur la figure 6B, présente une forme similaire à celle de la région à réparer.

La buse 50 est alors introduite à travers le premier passage 34i, de manière à déboucher à l’extérieur du four et dans la région à réparer.

De préférence, la buse est en appui sur le coffrage intérieur, de préférence d’une manière à contribuer au maintien en position des éléments de coffrage. De préférence, l’extrémité de la buse introduite dans la région à réparer est logée dans un logement 37 de forme complémentaire ménagé dans le coffrage.

Le produit de réparation peut être alors introduit dans la région à réparer, par l’intermédiaire de la buse.

De nombreuses variantes sont possibles. En particulier,

- la buse peut être introduite dans le four par un passage à travers lequel les éléments de coffrage ont préalablement été introduits dans le four,

- les éléments de coffrage peuvent être introduits par un passage qui débouche dans le four, mais pas dans la région à réparer,

- la buse peut ne pas être en contact avec le coffrage,

- le produit de réparation peut être introduit sans l’aide d’une buse, par exemple en faisant couler le produit de réparation par le haut du moule (ouvert) sur la figure 6,

- la buse peut être introduite dans la région à réparer en traversant le coffrage, et optionnellement venir s’ancrer dans un logement, de préférence de forme complémentaire, ménagé à la surface intérieure du four. Dans un mode de réalisation, comme illustré sur la figure 4, la région à réparer est découpée en au moins deux compartiments 38, par introduction d’une ou plusieurs cloisons 40. De manière remarquable, un cloisonnement permet de limiter le risque d’une stratification du produit de réparation, et conduit à une durée de vie supérieure de la réparation.

Le cloisonnement est de préférence déterminé de manière que chaque compartiment présente un fond dont la surface est inférieure ou égale à 25 m², de préférence inférieure à 16 m², et/ou supérieure ou égale à 3 m².

Dans un mode de réalisation, les cloisons desdits compartiments sont en une dite céramique, de préférence sous la forme d’un CMC.

Dans un mode de réalisation, au moins un élément du coffrage intérieur en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC comporte des trous traversants et/ou des renfoncements. Le remplissage de ces trous et renfoncements par le produit de réparation lors de l’étape b) permet avantageusement une meilleure immobilisation du coffrage intérieur et permet de réduire le gradient thermique dans le produit de réparation lors de l’étape 5). De préférence, le diamètre équivalent moyen des trous est supérieur à 8 mm et de préférence inférieur à 20 mm, de préférence inférieur à 15 mm.

Dans un mode de réalisation, ledit élément de coffrage en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, se présente sous la forme d’une grille, les trous étant de préférence répartis de manière homogène, la surface totale des trous représentant plus de 10%, de préférence plus de 15% et de préférence moins de 50%, de préférence moins de 40% de la surface intérieure dudit élément de coffrage, c'est-à-dire la surface participant à la définition du moule autour de la région à réparer (surface des trous et de la matière de la grille).

Dans un mode de réalisation, lesdits trous sont localisés sur les deux tiers inférieurs dudit élément de coffrage, et de préférence distribués de manière homogène. De préférence encore dans ledit mode de réalisation, la surface totale des trous représente plus de 1% et moins de 5% de la surface intérieure dudit élément de coffrage (surface des trous et de la matière dudit élément de coffrage).

Le ménagement des trous traversants et/ou des renfoncements peut être réalisé par toute technique connue de l’homme du métier. En particulier, des trous traversants peuvent être réalisés par forage ou découpage sous jet d’eau, par exemple sur la céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, obtenue après frittage. Dans un CMC, les trous traversants et/ou renfoncements peuvent aussi être réalisés sur le textile, de préférence un tissé, avant enrobage par la barbotine.

Des accessoires sont ensuite classiquement utilisés pour maintenir les éléments de coffrage dans la position de service.

Dans un mode de réalisation, l’étanchéité entre le coffrage intérieur et la surface intérieure du four est augmentée en disposant une nappe de fibres céramiques entre ledit coffrage intérieur et ladite surface.

La figure 8 illustre un exemple de coffrage intérieur selon l’invention. On distingue en particulier le coffrage intérieur 32i, et en particulier 3 panneaux adjacents 351 et 352 et 35a maintenus en position au moyen de pinces en métal 39, de briques de calage 43 et de tubes refroidis 45.

A l’étape b), on procède au remplissage, avec un produit de réparation, de préférence par coulage, du moule qui délimite la région à réparer.

Produit de réparation

Le produit de réparation peut être un produit de réparation conventionnel et peut être préparé par toute technique connue.

De préférence, le produit de réparation est le résultat de l’humidification d’un produit non façonné. Ladite humidification peut être effectuée selon toute technique connue, par exemple dans un malaxeur. L’homme du métier sait déterminer la quantité de solvant, de préférence d’eau, à utiliser pour humidifier le produit non façonné et obtenir le produit de réparation.

Le produit non façonné peut être notamment :

- le Repair Hot Bottom AZS, en particulier lorsque la région à réparer est localisée au niveau de la sole de la cuve du four,

- le Repair Hot Overcoat AZS, le Repair Hot Overcoat Alumina ou le Repair Hot Overcoat Chrom50, en particulier lorsque la région à réparer est localisée au niveau d’un mur de la cuve du four, ou

- le Repair Hot Overcoat Fused Silica lorsque la région à réparer est localisée au niveau de la voûte.

Ces produits non façonnés sont commercialisés par la société Saint-Gobain Sefpro. De préférence, la taille maximale des particules du produit de réparation ou, de manière équivalente, du produit non façonné, est inférieure à 10 mm, de préférence inférieure à 8 mm, de préférence inférieure à 6 mm.

La distribution granulométrique du produit de réparation ou, de manière équivalente, du produit non façonné est de préférence déterminée pour que le produit de réparation soit auto- coulable à chaud.

De préférence, le produit de réparation est choisi de manière à présenter une analyse chimique voisine de celle du matériau du four qui délimite la région à réparer, de préférence de manière que la teneur de tout constituant du produit de réparation diffère de moins de 10% de la teneur dudit constituant dans ledit matériau.

Par exemple, si la région à réparer est délimitée par un ou plusieurs blocs réfractaires en un produit AZS (Alumine Zircone Silice), le produit non façonné permettant de fabriquer le produit de réparation est de préférence le Repair Hot Bottom AZS ou le Repair Hot Overcoat AZS, selon la localisation de la région à réparer dans le four de fusion de verre. Si la région à réparer est délimitée par un ou plusieurs blocs réfractaires en un produit AZS-Chrome, le produit non façonné permettant de fabriquer le produit de réparation est de préférence le Repair Hot Overcoat Chrom50. Enfin, si la région à réparer est délimitée par un ou plusieurs blocs réfractaires en un produit de silice, le produit non façonné permettant de fabriquer le produit de réparation est de préférence le Repair Hot Overcoat Fused Silica.

Le produit de réparation peut être amené jusqu’à la région à réparer selon toute technique connue de l’homme du métier.

Si l’accès à la région à réparer est difficile, un ou plusieurs passages, par exemple réalisés par perçage, peuvent être ménagés depuis l’extérieur jusqu’à l’intérieur du four. Ces passages permettent avantageusement l’introduction des moyens de convoyage du produit de réparation, par exemple une canne refroidie ou une buse, jusqu’à la région à réparer.

Dans un mode de réalisation, le produit de réparation est pompé au moyen d’une pompe produisant une pression d’aspiration de préférence inférieure ou égale à 180 bar et de préférence acheminé jusqu’à la région à réparer au moyen d’une canne refroidie par eau ou d’une buse.

Dans un mode de réalisation, le produit de réparation est livré prêt à l’emploi, c’est-à-dire stocké dans un état déjà humidifié. Avantageusement, la vitesse de remplissage de la région à réparer peut être augmentée et/ou le nombre ou la capacité des pompes diminués. Pendant toute l’étape b), la région à réparer est de préférence maintenue à une température supérieure à 300°C, de préférence supérieure à 400°C, de préférence supérieure à 500°C, de préférence supérieure à 600°C, de préférence supérieure à 700°C, de préférence supérieure à 800°C, de préférence supérieure à 900°C, et/ou de préférence inférieure à 1550°C, de préférence inférieure à 1500°C.

Buse

Comme illustré sur la figure 4, le produit de réparation 41 est classiquement acheminé jusqu’à la région à réparer par l’intermédiaire d’une conduite tubulaire 42 ou d’une goulotte, dont une première extrémité est connectée à la sortie de la pompe 44 alimentée par un réservoir 46 de produit de réparation, et dont une deuxième extrémité est libre, ou connectée à une buse 50, de préférence introduite et fixée dans la région à réparer, de préférence fixée sur le coffrage intérieur et/ou à la surface intérieure du four, et en particulier à la partie de la surface intérieure délimitant la région à réparer.

La buse est destinée à la distribution du produit de réparation, mais aussi, de préférence, sert d’ancrage dans le produit de réparation coulé, et/ou participe au maintien en position du coffrage intérieur. De préférence, la buse participe au maintien en position du coffrage intérieur après durcissement du produit de réparation.

Lorsque le produit de réparation sort par la deuxième extrémité ou par la buse 50, il est soumis à une augmentation brutale de la température de son environnement, ce qui entraîne notamment une diminution de son aptitude à s’écouler. Pour que le produit de réparation soit réparti de manière homogène, on peut multiplier le nombre de buses.

Les inventeurs ont découvert qu’il était avantageux que le produit de réparation puisse sortir radialement, de préférence de tous les côtés et de préférence sur toute la longueur de la buse.

La figure 5 illustre un mode de réalisation, non limitatif, d’une buse 50 dans un mode de réalisation préféré de l’invention.

La buse 50 présente la forme générale d’un manchon cylindrique de base circulaire, d’axe X. La buse comporte un orifice d’alimentation 54, d’axe X, par laquelle le produit de réparation entre dans la buse. L’axe X est donc la direction d’alimentation de la buse.

Du côté de l’orifice d’alimentation 54, on distingue deux logements traversants circonférentiels 58, destinés à la fixation de la buse. A l’extrémité opposée à l’orifice d’alimentation, la buse comporte de préférence un fond 56. Lors de l’injection du produit de réparation, le fond 56 s’étend de préférence sensiblement à l’horizontale, la direction de la longueur de la buse étant donc verticale.

Le manchon présente une paroi d’épaisseur sensiblement constante, de préférence supérieure à 5 mm, de préférence supérieure à 7 mm, de préférence supérieure à 10 mm et de préférence inférieure à 30 mm, de préférence inférieure à 25 mm, de préférence inférieure à 20 mm. Son diamètre intérieur équivalent est de préférence supérieur à 40 mm et de préférence inférieur à 200 mm, de préférence inférieur à 150 mm, de préférence inférieur à 100 mm.

La longueur de la buse est déterminée en fonction de la forme de la région à réparer. Elle peut être en particulier comprise entre 1 fois et 10 fois le diamètre intérieur équivalent du manchon.

La paroi latérale de la buse est percée d’une pluralité d’orifices d’éjection 52 débouchant chacun, sur la surface extérieure 53 de la buse, par une ouverture d’éjection respective d’axe Y s’étendant radialement, c’est-à-dire coupant l’axe X, perpendiculairement à l’axe X. La buse comporte de préférence plus de 1, de préférence plus de 3, de préférence plus de 5, de préférence plus de 10, de préférence plus de 20 et/ou moins de 100, de préférence moins de 50 orifices d’éjection 52, identiques ou différents.

Les orifices d’éjection 52 sont de préférence régulièrement répartis circonférentiellement. Le long d’un cercle d’axe X qui coupe un orifice d’éjection 52, de préférence le long de chaque cercle d’axe X qui coupe un orifice d’éjection 52, des orifices d’éjection 52 sont régulièrement répartis. Les orifices d’éjection coupés par un même cercle d’axe X forment une « rangée » d’orifices d’éjection 52.

Les orifices d’éjection 52 sont de préférence régulièrement répartis suivant une direction parallèle à l’axe X, c’est-à-dire suivant la direction de la longueur de la buse. Le long de cette direction, la buse présente de préférence plus de 1, de préférence plus de 2, de préférence plus de 3 et/ou moins de 10, de préférence moins de 8, de préférence moins de 5 rangées d’orifices d’éjection 52. La buse de la figure 5 présente 4 telles rangées.

L’ensemble des orifices d’éjection 52 forme ainsi, de préférence, un motif régulier. L’homogénéité de la distribution du produit de réparation en est encore améliorée.

De préférence, chaque orifice d’éjection est un trou cylindrique, de préférence de section circulaire ou oblongue, de préférence circulaire. Les ouvertures d’éjection des orifices d’éjection, à la surface extérieure du manchon, sont de préférence régulièrement répartis sur cette surface extérieure. L’homogénéité de la distribution du produit de réparation en est améliorée.

De préférence encore, l’ouverture d’éjection d’un orifice d’éjection, de préférence de chaque orifice d’éjection, présente un diamètre équivalent supérieur à 8 mm, de préférence supérieur à 10 mm et inférieur à 50 mm, de préférence inférieur à 40 mm, de préférence inférieur à 30 mm, de préférence inférieur à 25 mm.

La buse est de préférence monobloc.

De préférence, elle est en une céramique, de préférence frittée. De préférence sa composition chimique est similaire, de préférence identique à celle du produit de réparation. De préférence, la teneur de tout constituant du produit de réparation présent en une quantité supérieure à 5% en masse, diffère de moins de 20%, de préférence de moins de 10% de la teneur dudit constituant dans la buse. Avantageusement, la buse peut être laissée dans la région à réparer après que ladite région à réparer a été remplie de produit de réparation, sans que sa présence ne génère une hétérogénéité de composition dans ladite région à réparer.

A l’étape 5), optionnelle, et notamment si le procédé comporte une étape 3), le four est maintenu à une température comprise entre 900°C et 1400°C, de préférence entre 1250°C et 1400°C, de préférence entre 1300°C et 1400°C, afin de permettre le frittage du produit de réparation, de préférence pendant une durée supérieure à 8 heures, de préférence supérieure à 10 heures et de préférence inférieure à 15 heures.

A l’étape 6), l’exploitation normale du four est reprise : Une composition de verre à fondre est introduite dans le four et, si ledit procédé comporte une étape 3), la température du four est augmentée pour être remis en fonctionnement.

Les exemples non limitatifs qui vont suivre sont donnés en vue d’illustrer l’invention.

Dans un premier mode de réalisation particulier, notamment lorsque la région à réparer est localisée dans la superstructure du four de fusion de verre, le coffrage intérieur est en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, de préférence en une ou plusieurs plaques en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, de préférence maintenues contre la partie de superstructure saine à l’aide d’une ou de plusieurs cannes métalliques, de préférence refroidies à l’aide d’une circulation d’eau. Si la région à réparer débouche vers l’extérieur du four, un placage, constituant le coffrage extérieur, de préférence en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, est fixé de manière à obturer extérieurement la région à réparer.

La région à réparer est ensuite remplie du produit de réparation. Le produit de réparation est de préférence acheminé, depuis l’extérieur du four, par une conduite traversant un ou plusieurs passages ménagés à travers la paroi extérieure du four, puis coulé dans la région à réparer à travers au moins une buse selon l’invention, de préférence disposée dans la région à réparer.

La ou les buses sont en un matériau céramique de composition chimique de préférence similaire, de préférence identique à celle du produit de réparation.

De préférence, le coffrage en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, et/ou la ou les buses ne sont pas retirés après mise en place du produit de réparation.

Dans un deuxième mode de réalisation particulier, notamment lorsque la région à réparer est localisée au niveau des briques à nez, les parties de briques à nez ayant disparu lors de l’utilisation du four sont remplacées par le produit de réparation. Le coffrage comporte, de préférence est constitué de plaques en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, agencées de manière à, recréer, au moins partiellement, la forme d’une brique à nez neuve. Le ou les éléments de coffrage sont de préférence introduits pliés dans le four, puis dépliés et fixés de manière à délimiter la région à réparer. Dans un mode de réalisation, la région à réparer, délimitée par le coffrage en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, est remplie du produit de réparation par l’intérieur du four. Dans un mode de réalisation, la région à réparer, délimitée par le coffrage en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, est remplie du produit de réparation par l’extérieur du four.

Dans un troisième mode de réalisation particulier, notamment lorsque la région à réparer résulte d’une usure de la cuve du four, on réalise une vidange au moins partielle du verre en fusion. Le coffrage intérieur est en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, de préférence en une ou plusieurs plaques en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, de préférence maintenues contre la cuve à l’aide d’un ou plusieurs tubes en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, et/ou d’une ou de plusieurs cannes métalliques, de préférence refroidies à l’aide d’une circulation d’eau. Si la région à réparer débouche vers l’extérieur du four, un placage, constituant le coffrage extérieur, de préférence en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, est fixé de manière à obturer extérieurement la région à réparer.

La région à réparer est ensuite remplie du produit de réparation. Le produit de réparation est de préférence acheminé, depuis l’extérieur du four, par une conduite traversant un ou plusieurs passages ménagés à travers l’enceinte du four, puis coulé dans la région à réparer à travers au moins une buse selon l’invention, de préférence disposée dans la région à réparer.

La ou les buses sont en un matériau céramique, de préférence choisi en un matériau de composition chimique similaire, de préférence identique à celle du produit de réparation.

Dans un mode de réalisation préféré, les éléments du coffrage intérieur, les cloisons optionnelles disposées dans la région à réparer, et les accessoires utilisés pour l’assemblage de ces éléments et de ces cloisons ne sont pas retirés après la mise en place du produit de réparation.

Deux exemples ont été réalisés avec le même produit de réparation, ces exemples se distinguant par la vitesse de montée du produit de réparation dans le moule.

Pour fabriquer le produit de réparation, le produit non façonné Repair Hot Overcoat AZS, commercialisé par la société Saint-Gobain Sefpro a été mélangé, pendant 5 minutes, dans un malaxeur à pale rotative et cuve fixe, avec 10%, en pourcentage massique sur la base du produit non façonné, d’une solution de silice colloïdale de concentration égale à 20%.

Le produit non façonné présentait la composition massique suivante, sur la base de la masse des oxydes du produit non façonné :

- AI2O3 : 56%,

- SiO₂ : 8%,

- ZrO₂ : 35%,

- autres oxydes : 1%.

250 kg de produit de réparation ont été préparés. Ce produit de réparation était auto-coulable à chaud.

Pour chaque exemple, un moule monobloc en un CMC a été réalisé. Ce moule présentait une forme générale parallélépipédique rectangle, avec un fond plat ayant une longueur égale à 600 mm et une largeur égale à 150 mm, et des parois latérales s’étendant depuis la périphérie du fond sur une hauteur égale à 450 mm, l’épaisseur des parois dudit moule étant sensiblement constante et égale à 10 mm.

Le CMC constituant les deux moules présentait une conductivité thermique entre 20°C et 500°C inférieure à 0,6 W.m^.K’¹.

Le CMC était constitué :

- d’une superposition de tissus (ou « woven fabrics » en anglais) en fibres de verre lavé (ou « leached glass » en anglais) comportant une teneur en silice supérieure à 90% en masse, représentant 44% de la masse du CMC, et

- d’une matrice en alumine et en silice, représentant 56% de la masse du CMC.

Ledit CMC présentait une porosité ouverte égale à 38%, une masse volumique apparente égale à 1,65 g/cm³, une teneur en AI2O3 égale à 42%, une teneur en SiCL égale à 57% et une teneur en autres oxydes égale à 1%, les teneurs en AI2O3, SiCL et autres oxydes étant exprimées en pourcentages massiques sur la base des oxydes dudit CMC.

Les deux moules ont été disposés dans un four comportant un bruleur au gaz.

Le four a ensuite été mis en route de manière à atteindre une température de 1200°C en 2 heures et 40 minutes, simulant une introduction à chaud des moules en CMC dans un four de verrerie. Puis la température a été portée à 1500°C, la vitesse de montée en température entre 1200°C et 1500°C étant égale à 35°C/h.

Le coulage du produit de réparation dans chaque moule, maintenu à 1500°C, a été effectué à l’aide d’une goulotte métallique disposée au-dessus d’une ouverture réalisée dans la voûte du four.

Pour l’exemple 1, selon l’invention, le produit de réparation a été coulé de manière continue, avec un débit sensiblement égal à 100 kg/min et pour l’exemple 2, selon l’invention, le produit de réparation a été coulé de manière continue, avec un débit sensiblement égal à 300 kg/min.

Lors du remplissage, il a été constaté que les moules en CMC résistent à la poussée du produit de réparation, sans se casser, ni s’ouvrir.

Après avoir rempli les moules, la température a été maintenue à 1500°C pendant 24 heures. La température a ensuite été réduite de manière progressive jusqu’à 800°C, à une vitesse sensiblement égale à 25°C/h. Puis le bruleur a été coupé et la descente en température s’est effectuée de manière naturelle, sans ouverture du four.

Les inventeurs considèrent que ce test reproduit bien les conditions rencontrées lors d’une réparation d’une partie de cuve de four.

Les produits de réparation frittés se trouvant dans chacun des moules ont ensuite été récupérés.

Après sciage, ils présentaient une texture homogène, sans fissure, ni cavité interne pouvant correspondre à une rupture d’alimentation.

Des essais similaires peuvent être réalisés avec un moule monobloc de mêmes dimensions que le moule en CMC décrit ci-dessus, en une céramique de même composition que le CMC, mais obtenu par coulage d’une barbotine dans un moule de forme adaptée, sans incorporation de fibres, puis frittage.

Les résultats obtenus avec un tel moule monobloc coulé (non sous la forme d’un CMC) sont similaires à ceux obtenus avec le moule en un CMC testé précédemment.

Comme cela apparaît clairement à présent, l’invention fournit ainsi un procédé de réparation à chaud d’un four de fusion de verre qui utilise des éléments en une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, pour réaliser le coffrage intérieur, ce qui :

- permet une fabrication rapide et parfaitement adaptée à la région à réparer, en particulier parce qu’une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, peut être conformée suivant des formes complexes, et notamment de manière à épouser le profil de la région à réparer ;

- facilite l’introduction de ces éléments dans le four, en particulier quand ces éléments sont pliés pour être introduits par des passages étroits à travers le four ;

- facilite leur agencement, ces éléments étant légers et pouvant se déplier élastiquement ;

- autorise un sacrifice de l’élément de coffrage, c’est-à-dire son maintien dans le four après la réparation, en particulier parce que la composition d’une céramique, de préférence sous la forme d’un CMC, peut être choisie pour être similaire à celle du produit de réparation.

Une buse selon l’invention permet par ailleurs :

- le coulage du produit de réparation simultanément dans plusieurs directions et à différentes hauteurs, ce qui permet un remplissage rapide de la région à réparer, mais aussi permet d’obtenir une réparation homogène, dépourvue de strates ; - un sacrifice de la buse lorsque sa composition chimique est choisie pour être similaire à celle du produit de réparation.

Bien entendu la présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ou représentés, fournis à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs. En particulier, les compositions des céramiques et/ou les structures des CMC des différentes pièces du coffrage et/ou de la buse et/ou des accessoires peuvent être identiques ou différentes.

Claims

REVENDICATIONS Procédé de réparation à chaud d’une région à réparer (301, 302, 303) à l’intérieur d’un four de fusion de verre (10), ledit four comportant :

- une cuve (12) destinée à contenir le verre en fusion et comportant une sole (24) définissant un fond sensiblement horizontal de la cuve et une paroi latérale (22) verticale ceinturant le fond,

- une structure métallique (14), et

- une superstructure (16) destinée à fermer le four en coiffant la cuve et reposant sur la structure métallique (14), la région à réparer étant à une température supérieure à 300°C, ledit procédé comportant les étapes suivantes : a) installation d’un coffrage intérieur (32i) dans une position de service, de manière à réaliser un moule (36) autour de la région à réparer ; b) remplissage du moule avec un produit de réparation (41), le coffrage intérieur comportant des pièces qui entrent en contact avec le matériau de réparation lors de la réparation, dites « éléments de coffrage », tous les éléments de coffrage étant en une céramique, la région à réparer étant localisée dans la paroi latérale (22) de la cuve (12) et/ou dans la superstructure (16). Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, à l’étape a), on introduit à l’intérieur du four, à travers un passage, au moins un élément dudit coffrage intérieur dans une première configuration, puis on déploie ledit élément de coffrage depuis la première configuration jusqu’à une deuxième configuration incompatible avec une extraction dudit élément de coffrage à travers ledit passage. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel ledit élément de coffrage est plié dans la première configuration, et déplié dans la deuxième configuration. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications immédiatement précédentes, dans lequel le passage résulte de l’usure du four. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un élément dudit coffrage intérieur présente la forme d’une partie du four qui était en saillie vers l’intérieur du four avant que ladite partie ne disparaisse par usure. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel élément dudit coffrage intérieur présente la forme d’une surface d’une brique à nez délimitant, avant ladite usure, l’intérieur du four. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fabrication de ladite partie du coffrage intérieur comporte une prise d’une empreinte sur une réplique de la partie du four comportant la région à réparer, avant l’usure du four ayant conduit à la région à réparer. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, à l’étape b), le moule est rempli en faisant transiter le produit de réparation à travers une buse (50), pourvue d’orifices d’éjection (52) radiaux, par rapport à une direction d’alimentation (X) de la buse. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel

- une première extrémité (56) de la buse (50) est en appui sur une surface du coffrage intérieur, une deuxième extrémité de la buse étant à l’extérieur de la région à réparer, ou

- une première extrémité (56) de la buse est en appui sur une surface intérieure du four définissant la région à réparer, une deuxième extrémité de la buse étant à l’extérieur de la région à réparer. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications immédiatement précédentes, dans lequel la buse est en une céramique, de préférence frittée, de préférence de composition chimique similaire à celle du produit de réparation durci, de préférence fritté. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant, après l’étape b), une étape 5) de frittage du produit de réparation introduit dans le moule à l’étape b), le produit de réparation fritté obtenu étant constitué d’une pluralité de constituants, la teneur de tout constituant du produit de réparation fritté présent en une teneur supérieure à 5%, - différant de moins de 20% de la teneur dudit constituant dans ladite céramique, et/ou

- différant de moins de 20% de la teneur dudit constituant dans une région du four délimitant la région à réparer, et/ou

- lorsque l’une des revendications 8 à 10 s’applique, différant de moins de 20% de la teneur dudit constituant dans ladite buse, les teneurs étant en pourcentages massiques sur la base des oxydes. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le coffrage intérieur (32i) et/ou, lorsque l’une des revendications 8 à 10 s’applique, la buse (50) sont abandonnés dans la région à réparer après ladite réparation. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le coffrage intérieur (32i) est entièrement en une céramique. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un dit élément du coffrage intérieur en une céramique, comporte des trous traversants et/ou des renfoncements disposés de manière à être remplis par le produit de réparation lors de l’étape b). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un dit élément de coffrage présente la forme d’une plaque, plane ou non plane, l’épaisseur de la plaque étant supérieure à 3 mm et inférieure à 50 mm. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le coffrage intérieur comporte des accessoires de maintien desdits éléments de coffrage dans une position de service, lesdites accessoires étant en une céramique identique ou différente de la céramique des éléments de coffrage. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la céramique desdits éléments de coffrage et/ou, lorsque la revendication 10 s’applique, la céramique de ladite buse, et/ou, lorsque la revendication 16 s’applique, la céramique d’au moins un accessoire

- est (sont) frittée(s), et/ou

- présente(nt) une porosité ouverte supérieure à 10% et inférieure à 30%, et/ou - est (sont) constituée(s) pour plus de 90% de sa masse d’oxydes, et/ou

- présente(nt) une masse volumique apparente supérieure à 1,8 g/cm³ et inférieure à 3,2 g/cm³, et/ou

- présente(nt) une teneur totale SiCh+AhCh+ZrC +CnOa supérieure à 80%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit procédé comportant, avant l’étape a), l’étape suivante :

- introduction d’une composition de verre à fondre dans la cuve, la température du four étant maintenue dans ladite région à réparer pendant toutes les étapes du procédé. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, ledit procédé comportant, avant l’étape a), les étapes suivantes :

1) si la région à réparer est, au moins partiellement, délimitée par une surface de la cuve du four en contact avec le bain de verre en fusion, vidange, au moins partielle, dudit verre en fusion hors de la cuve, de manière à exposer ladite région à réparer ;

3) réduction de la température dans le four jusqu’à une température supérieure à 300°C ; et, après l’étape b), les étapes suivantes :

5) augmentation et maintien de la température du four entre 900°C et 1400°C afin de fritter le produit de réparation ;

6) introduction d’une composition de verre à fondre dans la cuve et augmentation de la température du four jusqu’à une température de fonctionnement conduisant à la fusion de ladite composition. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel, à l’étape 3) on réduit la température dans le four à une température supérieure à 900°C et inférieure à 1500°C. Procédé selon l’une quelconque des trois revendications immédiatement précédentes, comportant une étape de rinçage de la région à réparer après exposition de la région à réparer. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le coffrage intérieur comporte des panneaux en une céramique, de préférence en un

CMC, reliés entre eux par au moins une charnière en un CMC. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la masse de plus de 50% en nombre des éléments de coffrage est supérieure à 3 kg et inférieure à 50 kg, et/ou dans lequel la plus grande dimension de plus de 30% en nombre des éléments de coffrage est supérieure à 400 mm et inférieure à 1600 mm. Four de fusion de verre comportant au moins une région réparée selon un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes.