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Auteur(s)
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Isidore JACUBOWIEZ : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers - Ingénieur Conseil en énergie et environnement au groupe Elf Aquitaine et à l’Association Technique Énergie Environnement (ATEE)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Un four est un outil utilisé pour élever la température d’un produit. Il peut être soit :
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un équipement destiné uniquement au chauffage (exemple : réchauffage de l’acier avant déformation plastique, réchauffage de pétrole brut avant distillation) ;
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un véritable réacteur dans lequel on élabore les produits (exemple : four de fusion de verre, four de vapocraquage de la pétrochimie).
Il s’intègre généralement dans une ligne de production complexe dont il est un des éléments.
On trouve des fours dans un très grand nombre d’activités industrielles, ce qui rend une approche globale assez délicate.
Le présent article traite les fours dans leurs généralités, on s’efforce d’y dégager des caractéristiques communes à l’ensemble des fours. Il introduit une série d’articles portant chacun sur les fours spécifiques à une industrie notamment :
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les fours de l’industrie sidérurgique ;
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les fours de traitement thermique des métaux ;
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les fours de raffinage et de l’industrie chimique ;
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les fours de cimenterie ;
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les fours de l’industrie verrière ;
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les fours des industries céramiques et des produits réfractaires.
Dans ces textes, les aspects spécifiques à chaque type de fours seront abordés.
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Brûleurs de fours industrielsArticle inclus dans l'offre
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5. Isolation des fours
5.1 Conception générale
Les fours modernes comportent tous une enveloppe métallique (casing) généralement fortement charpentée pour reprendre le poids de la voûte, les poussées des parois réfractaires et les efforts engendrés par les dilatations des éléments constitutifs.
À l’intérieur de cette enveloppe, on dispose plusieurs couches de matériaux isolants et réfractaires qui ont pour but :
-
de limiter les déperditions thermiques ;
-
de protéger l’espace environnant et le personnel d’exploitation.
5.2 Définitions
On distingue dans la construction réfractaire d’un four les éléments suivants.
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La sole
C’est un plan horizontal ou parfois incliné sur lequel reposent généralement les produits. La sole peut être fixe ou mobile (four à chariot, four à sole mobile) ; elle peut être directement au contact des produits solides (four tournant de forge) ou de produits liquides (four de fusion du verre).
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La voûte
Elle peut avoir des formes diverses : plate, cintrée, avec des rampants, suspendue. La voûte est en contact avec les gaz de combustion et, assez souvent, directement avec la flamme. Elle joue un rôle important dans le transfert de chaleur en renvoyant, par rayonnement sur les produits, l’énergie qu’elle reçoit de la flamme.
-
Les murs verticaux ou piédroits
Ils font la liaison entre la voûte et la sole. Ils doivent reprendre le poids de la première et contenir les poussées de la seconde. Dans les fours où la charge est liquide, ils doivent également reprendre directement la poussée due à cette charge.
5.3 Physique des matériaux réfractaires
Les matériaux réfractaires dont on dispose sont de trois types :
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les matériaux précuits ;
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les matériaux non préformés ;
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les matériaux fibreux.
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Matériaux précuits
Ils se présentent sous...
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