Pour les producteurs d'acier, les fours à sole tournante sont essentiels pour modifier les propriétés des produits qui passent dans le four, qu'il s'agisse de barres, de tubes, de plaques ou de bobines de fil. Indépendamment de la taille ou de la température du four, qui peut varier considérablement, une chaleur contrôlée et uniforme est cruciale pour la qualité du produit final.
Les processus pour les fours à sole tournante en bref
Un four à sole tournante peut être utilisé pour une variété de processus de traitement thermique afin de modifier les propriétés des produits qui passent dans les fours. Il peut s'agir par exemple de recuit après une opération de formage à froid, de réduction des contraintes, de durcissement, de normalisation et de malaxage. Il peut également être utilisé dans les cas suivants : préchauffage des pièces brutes en vue d'une opération ultérieure de formage à chaud, telle que l'estampage à chaud. Le four à sole tournante fonctionne aussi bien pour différents types de produits, y compris les barres, les tubes, les plaques et les bobines de fil.
Jonas Ekström, Application Specialist, Business Development Steel, Kanthal.« Ces types de fours fonctionnent généralement en continu 24 h/24 et 7 j/7, donc plus le processus est stable, mieux c'est », explique Jonas Ekström, spécialiste des applications dans le service de développement commercial de l'acier, Kanthal. « Si le matériau est chauffé de manière inégale ou si la température à l'intérieur du four fluctue, il est beaucoup plus difficile d'obtenir les propriétés et la qualité souhaitées pour l'acier fini. »
Des économies multiples pour un retour sur investissement rapide
La solution de chauffage conventionnelle pour les fours à sole tournante est le chauffage au gaz, alors que l'industrie s'oriente de plus en plus vers le chauffage électrique en raison des nombreux avantages qu'il peut offrir. Tout d'abord, le rendement thermique est bien plus élevé, puisqu'il atteint presque 100 %, ce qui signifie que la quasi-totalité de la chaleur produite est utilisée dans le four. Les appareils de chauffage au gaz, quant à eux, ont généralement un rendement thermique d'environ 30 à 40 %, car une grande partie de la chaleur est perdue dans les gaz d'échappement.
Historiquement, les producteurs ont privilégié le gaz à l'électricité car le gaz s'avérait souvent être une solution moins chère. Toutefois, l'augmentation des prix du gaz ainsi que l'augmentation des taxes carbone ont pour conséquence une transition. Si l'on tient également compte des gains de rendement énergétique et de la réduction correspondante des émissions de CO2, l'argumentaire en faveur du chauffage électrique devient plus convaincant.
« Vous pouvez non seulement réduire vos coûts en diminuant votre consommation d'énergie, mais aussi réduire les coûts liés aux initiatives de tarification du carbone ou éviter d'éventuelles pénalités pour les émissions. », explique Jonas Ekström.
En outre, la précision de la température du chauffage électrique est beaucoup plus précise et contrôlable, ce qui peut contribuer à augmenter les rendements de production. « Avec un chauffage au gaz, il y a toujours un point chaud à l'endroit où se trouve le brûleur avec une température avoisinant les 2 000 °C (3 630 °F) au centre de la flamme. En revanche, un appareil de chauffage électrique diffuse une température régulière sur l'ensemble de l'élément, ce qui joue positivement sur la qualité de l'acier. »
Une vaste expérience et une large gamme
Avec des décennies d'expérience dans le domaine du chauffage électrique, Kanthal a développé une gamme de solutions adaptées aux fours à sole tournante, en fonction de la taille, de la conception et des exigences du four. Pour des températures allant jusqu'à 1 250 °C (2 280 °F), les solutions les plus courantes sont les éléments chauffants métalliques Tubothal® associés à tubes NiCr Kanthal® APM, APMT, Kanthal® AF ou les modules chauffants Fibrothal® préfabriqués pour des températures allant jusqu'à 1 350 °C (2 450 °F). Pour des températures allant jusqu'à 1 850 °C (3 360 °F), il existe des éléments chauffants en carbure de silicium (SiC) Globar® ou des éléments chauffants MoSi2 Kanthal® Super.
La puissance est équivalente à celle du gaz, tout en profitant des nombreux autres avantages.
« Les principales questions que nous posent les clients portent sur la capacité du chauffage électrique à fournir une puissance et des températures suffisantes », explique Jonas Ekström. « Mais comme nous l'avons prouvé pendant de nombreuses années, la puissance délivrée est équivalente à celle du gaz, et vous bénéficiez également de tous les autres avantages. En fait, si vous utilisez encore des chauffages au gaz pour chauffer l'intérieur des tubes, vous devriez les remplacer par des chauffages électriques dès que possible. »
Quatre avantages liés à l'utilisation du chauffage électrique dans les fours à sole tournante
- Rendement énergétique amélioré : Alors que 60 à 70 % de la chaleur générée par un chauffage au gaz se perd dans les gaz d'échappement, le chauffage électrique ne présente presque aucune perte de chaleur, renforçant le rendement thermique de près de 100 % et réduisant les coûts énergétiques de manière significative.
- Zéro émission de CO2 : Si le chauffage électrique est alimenté par une énergie renouvelable, il n'y aura pratiquement pas d'émissions liées au processus.
- Contrôle précis de la température : Une température exacte peut être obtenue avec un chauffage électrique, ce qui n'est pas le cas avec une flamme.
- Excellente régularité : Sans qu'ils n'impliquent de point chaud, les chauffages électriques fournissent une température égale et régulière sur l'ensemble de l'élément.
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