Proceso de Fourcault

El proceso Fourcault es un método de fabricación de vidrio plano . Desarrollado por primera vez en Bélgica por Émile Fourcault (1862-1919) a principios del siglo XX, el proceso se utilizó a nivel mundial. Fourcault es un ejemplo de proceso de "estirado vertical", ya que el vidrio se estira contra la gravedad en dirección ascendente. ^{[ 1 ]} Las fuerzas gravitatorias influyen en partes del proceso.

El proceso Fourcault requiere un foso o área de estirado y un conjunto de máquinas para estirar la cinta de vidrio mientras se realizan operaciones sobre ella que garantizan la calidad y el rendimiento deseados. Hoy en día, la mayoría de las fábricas de vidrio cuentan con una zona de producción en caliente donde se elaboran los productos. Fourcault no es una excepción.

En el proceso de Fourcault, la acción tiene lugar "en el estirado", es decir, en la zona donde el vidrio pasa de un estado líquido al inicio del proceso necesario para convertirlo en vidrio plano.

En la parte inferior del horno se encuentra el foso, o lugar donde el vidrio fundido se enfría lo suficiente como para alcanzar una temperatura cercana a la de moldeo. El proceso de enfriamiento utiliza un dispositivo conocido como canal, una estructura en forma de caja que transporta el vidrio desde la zona de refinado hasta el foso.

El canal conecta el foso con la zona de refinación, una sección del horno de vidrio que elimina las burbujas de gas y otras imperfecciones. Dado que la refinación requiere temperaturas mucho más elevadas para liberar las burbujas de gas que las necesarias para formar el vidrio, no es posible extraer directamente de la zona de refinación; de ahí la necesidad de los canales.

El proceso Fourcault utiliza un molde cerámico para dar forma al vidrio fundido, creando una cinta de sección rectangular. El molde, llamado debiteuse, flota en el vidrio fundido dentro de un molde hasta una profundidad determinada, lo que hace que una parte del vidrio fundido sobresalga ligeramente de la superficie superior del molde. Se realiza una ranura en el centro del debiteuse, la cual se moldea para obtener vidrio de la mejor calidad.

La debiteuse es el punto de partida del estiramiento vertical, donde el vidrio comienza a transformarse de una masa caliente y viscosa en vidrio plano y útil. Llamaremos "cinta" al tramo de vidrio que va desde la debiteuse hasta que se corta.

La base de la cinta se protege de la radiación térmica del vidrio fundido para que conserve la forma que le confiere la debitause. Este enfriamiento preserva la sección transversal rectangular del vidrio estirado al enfriar la cinta por debajo de la temperatura en la que colapsaría formando una columna o se rompería, volviendo al vidrio fundido. Es especialmente importante proteger los bordes exteriores de la cinta del calor para que sean más firmes y mantengan la forma del resto de la cinta. En algunos casos, los fabricantes permiten que los bordes formen protuberancias más gruesas, que se eliminan tras el corte final.

Inmediatamente después de estirarse, la cinta se enfría mediante enfriadores mecánicos para que mantenga su forma rectangular en dos dimensiones, pero adquiera una estructura alargada que se extiende hacia abajo, dentro del Debi, y hacia arriba, dentro del mecanismo de estirado. Este enfriamiento mecánico permite que la cinta conserve su integridad. Según la experiencia del autor, los enfriadores mecánicos utilizaban agua, contenida en radiadores con forma especial, para disipar el calor irradiado por la cinta.

En ocasiones, durante esta primera etapa del proceso, se aplica un ligero vacío a la cinta, ya que el enfriamiento mecánico puede generar corrientes de aire que afectan la calidad de la superficie.

Algunos fabricantes también aplican dióxido de azufre durante el proceso de estirado para modificar la composición química de la superficie del vidrio. Al alterar esta composición química, es posible influir en las características superficiales del vidrio, mejorando su calidad y durabilidad.

Los rodillos de vidrio sujetan la cinta durante las distintas etapas del proceso, soportando su peso y permitiendo que continúe el proceso de estirado.

El proceso continúa mientras la cinta asciende por una estructura similar a una chimenea, donde se enfría rápidamente. Al finalizar el proceso, la cinta se marca o corta y se retira para su posterior procesamiento en láminas individuales de vidrio plano.

Los bordes redondeados se reciclaban como vidrio reciclado (vidrio defectuoso que se volvía a fundir) o se revendían para fabricar estanterías o expositores. En ocasiones, se retiraban las partes defectuosas de las láminas, dejando vidrio plano de buena calidad.

El tiempo, la velocidad y la separación entre las distintas fases del proceso son factores críticos en el proceso Fourcault. Los operarios de las máquinas del proceso Fourcault requieren experiencia para determinar la colocación del troquel, la ubicación de las distintas partes del proceso y las velocidades de estirado. Estos factores deben sopesarse con la calidad del vidrio y la antigüedad del estirado.

A medida que continúa la extracción, el vidrio en el foso se enfría cada vez más, lo que finalmente provoca fallos o una disminución de la calidad. Es necesario detener la extracción, recalentar el foso y luego reiniciar el proceso.

La química del vidrio tiene un gran impacto en el proceso, ya que controla las temperaturas de fusión, formación y recocido, la temperatura de liquidus (punto en el que los diversos productos químicos que componen el vidrio comienzan a cristalizar fuera del vidrio) y las tasas de cambio de las características del propio vidrio.

En ocasiones, la cinta se rompe o se agrieta, lo que provoca un fallo en el proceso de estirado. Estas roturas, conocidas como «grietas», pueden mitigarse utilizando los parámetros de funcionamiento adecuados. A veces, se puede recurrir a una medida práctica, como el uso de una fuente de calor portátil, para que las grietas se desplacen hacia el borde de la cinta, donde desaparecen. El autor incluso ha visto sopletes rudimentarios de madera que pueden hacer que las grietas se desplacen.

El producto resultante es un tipo de vidrio plano apto para usos de menor calidad. Debido a la inestabilidad del proceso, el vidrio Fourcault puede presentar ondulaciones, semillas (pequeñas burbujas de gas) o piedras (materiales sin disolver). Esto distorsiona la imagen que se ve a través del vidrio. El vidrio Fourcault todavía se fabrica como vidrio arquitectónico para la restauración de edificios históricos. ^{[ 2 ]}

En términos económicos y de calidad del producto, el proceso Fourcault ha sido reemplazado en varios países por el proceso " Flotación " desarrollado por Pilkington . Este proceso permite que el vidrio fundido se asiente sobre una capa de estaño líquido, de modo que la gravedad crea una lámina plana. Debido a diversos aspectos químicos y físicos del vidrio para ventanas, el proceso Flotación de Pilkington produce un producto de calidad muy superior.

• Proceso y retrato en un sello de Bélgica de 1955