Qu’est-ce qu’un four tubulaire ?
Les fours tubulaires sont des fours électriques tubulaires (cylindriques). Ce four est composé d’un tube entouré d’éléments chauffants, de matériaux résistants à la chaleur et d’un boîtier extérieur. L’intérieur de celui-ci assure un chauffage uniforme, un contrôle précis de la température et une distribution variable de la température.
Il existe deux types de fours tubulaires : ouvert/fermé et non ouvert.
La version ouverte/fermée permet d’insérer facilement le tube à noyau et l’échantillon. Elle peut être montée verticalement ou horizontalement. D’autres dispositifs de mesure de la température, tels que des thermocouples, peuvent être insérés à l’extérieur du four. Ceux-ci permettent alors de mesurer la distribution de la température dans les tubes et les échantillons dans chaque direction axiale.
Le type non ouvert est un four monté horizontalement qui se caractérise par une vitesse de chauffage plus importante et une température maximale plus élevée que le type ouvert/fermé.
Utilisations des fours tubulaires
Les fours tubulaires sont utilisés pour les essais pilotes sur les lignes industrielles et de production, la recherche et le développement, ainsi que pour l’étalonnage des températures (principalement l’étalonnage des thermocouples).
Dans le domaine de la recherche et du développement, ils sont principalement utilisés pour la recherche sur le traitement thermique des semi-conducteurs, le développement de matériaux pour les piles à combustible et le développement de catalyseurs utilisés dans les secteurs du raffinage du pétrole et de la pétrochimie.
Les fours tubulaires peuvent être intégrés dans un système de distribution. Par exemple, dans le développement de catalyseurs. Ils peuvent y être utilisés pour fournir le pétrole réel et d’autres matières premières à utiliser en amont. Cela a alors pour effet de créer l’atmosphère réelle de la ligne de production (par exemple, gazéification inerte) et de vérifier la performance de l’échantillon.
Principe des fours tubulaires
Les fours tubulaires sont des fours électriques composés d’un élément chauffant, d’un tube central et d’un matériau résistant à la chaleur. Le four est connecté à l’alimentation électrique, réglé à une température donnée et utilisé pour les expériences. L’élément chauffant, qui est ensuite utilisé comme source de chaleur en particulier, est principalement déterminé en fonction de l’utilisation. Par exemple un fil de nichrome, un fil de kanthal (alliage de fer-chrome-aluminium) ou du carbure de silicium.
En général, la chaleur est créée par les fils métalliques tels que les fils de cuivre simplement en y faisant passer de l’électricité, ce qui leurs permet d’être utilisés comme chauffages. En revanche, lorsqu’ils sont utilisés dans des fours, ils doivent présenter des caractéristiques de durabilité, de résistance et de température adéquates. Les fils métalliques, tels que le fil de nichrome, sont alors utilisés comme appareils de chauffage, car ils peuvent être utilisés dans l’air relatif du four.
Les températures maximales de fonctionnement des fils de nichrome et de kanthal sont respectivement de 1 200 °C et 1 350 °C. Pour faire face à ces températures élevées, le four est principalement alimenté par une alimentation de 100 V à 200 V. Toutefois, les fours plus importants nécessitent une alimentation de 300 V ou plus et consomment plus d’énergie.
Le tube central du four, qui est au cœur de celui-ci, est en quartz ou en céramique. Des tubes métalliques tels que l’acier inoxydable peuvent également être utilisés si la température de fonctionnement est basse, par exemple 500 °C.