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NOTE DE L'ÉDITEUR
Les normes NF EN 60519-1 de septembre 2015 et NF EN 60519-8 de janvier 2006 citées dans cet article seront remplacées par les normes NF EN IEC 60519-1 et -8 (C79-631 et -638) : Sécurité dans les installations destinées au traitement
électrothermique et électromagnétique
- Partie 1: Exigences générales
- Partie 8 : Exigences particulières pour fours de refusion sous laitier électroconducteur (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2006 (Juillet 2020).
RÉSUMÉ
Un four électrique à résistances, le plus répandu des équipements électrothermiques, est constitué d’une enceinte (chambre de chauffe) entourée de matériaux à caractère réfractaire permettant de réduire les pertes thermiques ; de résistances électriques disposées en voûte, en sole ou sur les parois latérales de l’enceinte, couplées à un système de régulation de température ; et de la charge à traiter. L’article dresse tout d’abord une présentation technique de chacun des constituants. Il présente ensuite les avantages et inconvénients de ce type d’équipements.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Marianne LE BOULCH : EDF Division Recherche & Développement
-
Claude OBERLIN : Ingénieur Senior SEE
INTRODUCTION
Les fours électriques à résistances constituent les équipements électrothermiques industriels les plus connus et les plus répandus. Ils continuent à faire l’objet de nombreux perfectionnements, fruits d’efforts soutenus de recherche et développement pour les faire évoluer afin de mieux répondre aux besoins exprimés par les industriels utilisateurs. Un four à résistances est essentiellement constitué :
-
d’une enceinte (laboratoire ou chambre de chauffe) réalisée à partir de matériaux à caractère isolant ou réfractaire dont le rôle est de réduire les pertes thermiques par transmission vers l’extérieur. Elle varie par sa forme, par le moyen de manutention de la charge ou son type d’exploitation ;
-
de résistances électriques disposées en voûte, en sole ou sur les parois latérales (pariétales) de l’enceinte. Leur alimentation est assurée soit directement par le réseau, soit par l’intermédiaire d’un ou plusieurs transformateurs ; un système de modulation de la puissance y est associé, piloté par un système de régulation de température ;
-
de la charge à traiter, caractérisée par sa forme, sa nature et sa température initiale.
L’article décrit en détails les différents constituants (enceinte, résistances électriques, alimentation électrique de puissance, systèmes de régulation), donne quelques éléments essentiels sur les conditions d’exploitation, les avantages et les limitations d’utilisation d’un four électrique.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
-
– Fours électriques à résistances. Présentation générale ;
-
[D 5 911] – Fours électriques à résistances. Technologies de mise en œuvre (le présent article) ;
-
– Fours électriques à résistances. Applications industrielles ;
-
– Fours électriques à résistances « pour en savoir plus ».
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Régulation des fours électriques à résistances
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2. Alimentation électrique de puissance des fours électriques
2.1 Rappels de la réglementation et de la normalisation
La norme française NF C 15-100 relative aux installations à basse tension s’applique à la construction et à l’exploitation des fours électriques à résistances. Elle définit en particulier les règles de sécurité et d’exploitation en fonction des conditions d’alimentation des installations.
Pour les courants de fuite (ils ne concernent que les conditions d’exploitation et non la sécurité du personnel), elle précise :
« Les appareils de chauffage industriels ayant un faible isolement sont généralement alimentés par l’intermédiaire de transformateurs à deux enroulements ou par des groupes moteur générateur à enroulements séparés lorsque les courants de fuite de ces appareils peuvent gêner le fonctionnement des installations qui les alimentent ».
HAUT DE PAGE2.2 Caractéristiques générales des installations
2.2.1 Sécurité des biens et des personnes
Pour la sécurité du personnel, on se reportera utilement au paragraphe 413 de la norme NF C 15-100. Le décret 88-1056 du 14 novembre 1988 définit les moyens de protection et de coupure à mettre en place suivant les régimes de neutre et les niveaux de tension. Les règles dans le cas du chauffage électrique industriel et des fours à résistances sont également précisées dans la norme NF C 79-600 ou décret du 7 novembre 1956 en précisant en particulier le rôle des parois réfractaires qui peuvent présenter un faible isolement à haute température : les conditions d’installations devront être telles que, malgré ce faible isolement, la tension entre les masses métalliques du four et de la terre n’excède pas 24 V.
La norme NF EN 60519, concernant la sécurité dans les installations électrothermiques décrit, dans la partie 2, les règles particulières relatives pour les installations de chauffage par résistance. Elle préconise pour les courants de fuite de « prendre...
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