Qu'est-ce qu'un four à réverbère?

Un four à réverbère est un type de four de fusion ou d'affinage du métal utilisé depuis le milieu du ^XVIIe siècle et plus connu sous le nom de four à foyer ouvert. Il fait fondre le minerai contenant du métal en générant des gaz chauds près du toit du four sans que le métal n'entre jamais en contact direct avec la source de combustible utilisée pour le chauffer. Étant donné que les fours à réverbère ont une conception vieille de plusieurs siècles et une plage de température limitée, ils sont généralement utilisés pour la fusion de métaux plus ferreux et plus doux que le fer, tels que le cuivre, l’aluminium et l’étain. La conception du four a également été utilisée pour faire fondre le nickel et des métaux plus dangereux pour l’environnement tels que le plomb, ce qui lui a valu une réputation négative en ce qui concerne la quantité de pollution de l’air qu’il peut générer.

Les fours industriels peuvent avoir des conceptions complexes ou simples basées sur la quantité précise de contrôle de la température dont ils doivent disposer et les types de minerai qu’ils traitent. Le four à réverbère est un modèle assez simple qui comporte une chambre fermée généralement rectangulaire avec une dépression au centre, appelée fond. Des flammes chauffées ou des gaz chauds sont dirigés sur le foyer par le haut, puis les gaz d'échappement sont évacués du four par un ou plusieurs conduits situés de l'autre côté. Lorsque les gaz chauds et les flammes pénètrent dans la chambre du four, la paroi opposée agit comme une chicane sur laquelle ils rebondissent afin de continuer à circuler dans la chambre. L'un des principaux besoins de la conception d'un four à réverbère est que le chemin pour le combustible en combustion soit aussi long et aussi dégagé que possible, car cela permet un chauffage plus intense de l'intérieur et une fusion rapide du minerai.

Alors qu'un four métallurgique peut compter sur l'un des trois types de transfert de chaleur au minerai de fusion, de la conduction à la convection en passant par le rayonnement, la conduction ou le transfert de chaleur d'une surface solide à une autre est le plus efficace. En revanche, le four à réverbère repose presque entièrement sur la convection et le rayonnement dans lesquels la chaleur est transférée au minerai par l’air ambiant. Cela signifie qu'un four à réverbère consomme beaucoup plus de combustible pour chauffer et fondre le minerai qu'un réfractaire qui repose sur la chaleur ambiante retenue dans les briques en argile réfractaire pour fondre le métal. Les métaux plus mous tels que le bronze ou les composés tels que le verre sont généralement traités dans un four à réverbère car ils ont des points de fusion plus bas, bien que certaines conceptions à réverbère aient également été utilisées pour traiter l'acier dans des cas particuliers.

Bien que les améliorations apportées au four à réverbère, telles que la fabrication de la structure de toit en briques réfractaires pour augmenter le niveau de chaleur, en aient fait une classe de four de traitement plus polyvalente, elles ont conservé une grande partie de leur conception séculaire. Le nom de la réverbère lui-même vient de la forme en arc de cercle au centre du toit qui permet aux gaz chauds de circuler vers le haut, puis de rebondir dans le centre du four. Les cheminées pour les gaz d'échappement sont généralement au point le plus bas du toit et le point le plus haut de la voûte est immédiatement au-dessus du feu et des gaz chauds. Ces changements ont élargi la plage de température de la réverbère four, ce qui peut donner à la structure de toit extérieure une sorte de regarder oblongue, en forme de baleine.

Le four à réverbère est une forme générale du four à boudin, qui utilise le même principe de chauffage par gaz chaud pour fondre le minerai de fer. Une utilisation principale des fours à réverbère à partir de 2011 est toutefois de fondre le métal tendre du plomb en plomb pur. Ces fours ont plusieurs faiblesses potentielles où l'environnement peut être contaminé par le plomb. Celles-ci incluent le four fonctionnant sous pression positive, les émissions causées par la poussière et les fuites de fumée car le four n'est pas une chambre entièrement scellée, et les rejets de plomb dans l'environnement lorsque le minerai est acheminé dans le four et que le laitier ou le métal pur est éliminé.