Un four de fusion est un appareil capable de chauffer des matériaux à une température si élevée qu’ils fondent, ce qui, d’un point de vue chimique, signifie essentiellement qu’ils atteignent la température seuil critique à laquelle ils passent d’un solide à un liquide. Tous les matériaux ne fondent pas et ceux qui le font ont souvent des points de fusion différents. En tant que tels, la plupart des fours sont destinés à la gestion de certains types de travaux. La plupart sont réglables, ce qui permet une certaine flexibilité et un contrôle interne. Il peut y avoir une grande variété en termes de taille et de capacités de fours, certains étant destinés à un usage plus ou moins personnel, comme dans un magasin ou un garage privé, tandis que d’autres sont beaucoup plus grands et sont utilisés de manière industrielle. Pourtant, tous relèvent généralement de l’un des quatre principaux types ou formats : les fours à cubilot, les fours à arc électrique, les fours à induction et les fours à creuset. Chacun a un style et un profil d’utilisation légèrement différents, mais l’objectif global est généralement le même, quelles que soient les spécificités.
Comprendre les bases
Les métaux sont de loin le matériau le plus courant que les gens fondent dans les fours. Le métal fondu ou liquéfié est beaucoup plus malléable et peut être formé, moulé et reconfiguré avec une relative facilité. Cela s’applique à la fois à des choses comme l’acier inoxydable et l’aluminium ainsi qu’aux métaux précieux comme l’or et l’argent. La fusion permet de façonner et de réutiliser ces éléments bruts en quelque chose d’utile, et un four est généralement le moyen le plus contrôlé et le plus efficace de procéder.
Le four est un outil qui a été utilisé par les gens depuis très longtemps. On pense que le premier four provient de la civilisation de la vallée de l’Indus du sous-continent indien et date de quelque part entre 2500 et 1800 avant JC. Le four de fusion est une version industrielle de ce concept, et est généralement utilisé pour la production de matériaux spécifiques ou comme source de chaleur.
Modèles de coupole
Certains spécialistes de l’industrie considèrent le cubilot comme la forme de four de fusion la plus populaire dans l’histoire pour les matériaux ferreux ou à base de fer. L’appareil est en son cœur un arbre vertical qui ressemble à une cheminée. L’intérieur est généralement recouvert de briques réfractaires. Les modèles les plus primitifs ne sont guère plus que des tours fermées de base, généralement avec un système d’étagères et de plateaux pour attraper le produit. Des exemples plus modernes ont des contrôles de température et un système de fusion et de capture plus formalisé. Des buses de soufflage d’air, utilisées pour augmenter la chaleur, peuvent également être trouvées à l’intérieur de l’arbre dans de nombreux cas. Le cubilot peut être utilisé pour diverses tâches, telles que la production de minerai liquide et la fusion de fontes ou de bronzes.
Arcs électriques
Les fours électriques à arc sont également très appréciés pour la refusion de la ferraille. Des unités plus petites sont également parfois utilisées pour la production de produits en fonte. Comme son nom l’indique, ce modèle utilise un arc électrique pour générer de la chaleur. L’arc crée un claquage électrique du gaz qui provoque ce que l’on appelle une décharge plasma, ce qui entraîne une fusion plus rapide. A l’intérieur de l’unité de four, le matériau est mis en contact direct avec l’arc qui, dans certaines unités, peut atteindre des températures allant jusqu’à 3275° Fahrenheit (1800° Celsius). Cela dépend beaucoup de la taille du four et de ce qui est exactement fondu.
Méthode d’induction
Le four à induction est généralement utilisé pour la fusion d’alliages ferreux et non ferreux. Il utilise généralement une bobine hélicoïdale en cuivre refroidie à l’eau dans laquelle un creuset est installé. Lorsqu’un courant alternatif traverse la bobine, le creuset est chauffé. Ce modèle est généralement plébiscité pour son efficacité énergétique et l’absence de pollution qu’il provoque. Les fours à induction ont tendance à être beaucoup plus confinés et, par conséquent, à faire moins de dégâts. La plupart des fonderies de fer utilisent désormais le four à induction au lieu du cubilot en raison de ces avantages ; il est également populaire dans un certain nombre de milieux industriels où l’efficacité et la propreté sont des préoccupations.
Fours à creuset
Le four à creuset est considéré comme le type de four de fusion le plus ancien, et aussi le plus primitif. Il est encore utilisé dans de nombreux contextes plus traditionnels et est courant pour un certain nombre de petits projets, mais a tendance à être moins populaire dans l’industrie. Sa conception de base consiste en un creuset réfractaire dans lequel est placé le matériau à chauffer. Le matériau est ensuite chauffé depuis l’extérieur de la paroi du creuset. Les versions à gaz utilisent souvent un brûleur pour générer de la chaleur, tandis que les modèles électriques utilisent des éléments chauffants.