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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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4. Rôle de l’atmosphère et de la pression dans les fours
4.1 Contrôle de la pression dans les fours
La pression relative que l’on cherche à maintenir dans l’enceinte, ou le laboratoire, d’un four est de l’ordre de quelques dizaines de pascals. Cette pression peut être soit positive (fours à chauffage direct), soit négative (fours tubulaires de l’industrie chimique). Dans tous les cas, c’est un paramètre d’exploitation important qu’il faut suivre avec attention.
En effet, un contrôle déficient de la pression peut entraîner des déboires et des difficultés importants :
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détérioration de la qualité du chauffage dans les fours à chauffage direct ;
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augmentation de la consommation spécifique et diminution du rendement ;
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détérioration de la combustion dans les fours équipés de brûleurs à air induit ;
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dégradation des parois en cas d’excès de pression.
Le contrôle de cette pression se fait :
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soit par action sur un registre placé dans le circuit d’évacuation des fumées ;
-
soit par la variation de la vitesse de rotation d’un extracteur de fumées.
Ces actionneurs sont asservis à une mesure de la pression régnant en un ou deux points du four.
Compte tenu des dimensions de certains fours modernes (quelques centaines de mètres carrés), on voit qu’il y a intérêt à bien choisir ce (ou ces) points de mesure.
HAUT DE PAGE4.2 Circulation des fumées
Globalement les fluides entrant dans le four par le (ou les) brûleur(s) traversent le four et en ressortent par les carneaux et la cheminée. Ce circuit est donc défini par les données géométriques de la construction. Il doit être, dans la mesure du possible, organisé de manière telle que la charge soit bien en contact avec les gaz produits par la combustion (figure 9).
En fait, à ce mouvement principal viennent se superposer des courants de circulation secondaires qui jouent un rôle important dans le fonctionnement. Ces courants secondaires sont :
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les circulations dans des plans verticaux, surtout sensibles dans les fours de grande hauteur et qui peuvent être favorisés par des fuites dans la voûte ;
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les recirculations induites par...
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