Appareil ou installation possédant une enceinte chauffée à une température plus ou moins élevée pour le traitement de produits minéraux, organiques ou métallurgiques, à l’état solide ou à l’état liquide.

Industrie métallurgique

Les types de fours sont extrêmement nombreux et diffèrent suivant leur fonction : un four de laboratoire pour métaux précieux permet de fondre quelques centaines de grammes de métal, alors qu’un four Martin d’aciérie a une capacité de 200 t. Les températures atteintes sont également très variables ; ainsi, un four de séchage travaille à une température de l’ordre de 100 à 150° C pour des traitements de déshydratation, tandis qu’un four de fusion du zirconium devra atteindre 2 500° C.

Mode de chauffage

• Parmi les combustibles solides, autrefois le bois, puis la houille, seul le coke est encore utilisé. Couramment employé au début du xx^e s., le chauffage des fours au charbon a pratiquement disparu aujourd’hui ; dans certains fours, le foyer ancien à charbon a été remplacé par des brûleurs à charbon pulvérisé. Le coke, auquel on fait encore appel en tonnages importants, n’a pas seulement un rôle de combustible ; il intervient aussi comme élément de réaction ; c’est le cas du haut fourneau, où le coke, qui sert à la réduction de l’oxyde de fer, est consommé à raison de 650 kg par tonne de fonte produite.

• Le chauffage aux combustibles liquides, notamment le fuel-oil, a pris un essor important en raison de ses avantages surtout pour les installations de moyenne capacité, particulièrement en fonderie et pour le réchauffage des grosses pièces : économie de consommation, facilité de stockage et de manutention par pompes, souplesse d’emploi et possibilité d’atteindre des températures élevées par le choix judicieux de divers types de brûleurs.

• La progression de l’utilisation des combustibles gazeux s’explique par les avantages semblables à ceux des combustibles liquides, auxquels s’ajoute, pour le gaz naturel (méthane à 98 p. 100), l’extension constante des réseaux de distribution d’origine aussi bien nationale qu’internationale.

• Le chauffage électrique, ou électrothermie, né industriellement vers 1890, est celui qui permet d’atteindre les températures les plus élevées, supérieures à 3 000 °C. De plus, la conception très variée des fours électriques a montré toute la gamme des possibilités pour la réalisation de traitements aussi particuliers que l’élaboration des métaux et des alliages réfractaires ou nucléaires. L’électrométallurgie utilise tous les modes de chauffage par l’électricité, particulièrement :
— le chauffage par résistance électrique, pour le réchauffage de pièces, le traitement thermique, le brasage et le frittage ;
— le chauffage par induction électromagnétique à moyenne ou à haute fréquence, pour l’élaboration et la fusion de métaux spéciaux, la fonderie fine, le traitement thermique superficiel et l’obtention de monocristaux pour l’industrie électronique par cristallogenèse, le chauffage par induction à basse fréquence s’employant pour l’élaboration des métaux non ferreux ;
— le chauffage à l’arc électrique avec électrodes de graphite en électrosidérurgie, pour l’élaboration des aciers spéciaux, des ferro-alliages, des fontes et des aciers réfractaires ;
— le chauffage par bombardement électronique, par plasma et par laser, pour l’obtention d’alliages réfractaires de haute pureté ou pour la réalisation de très hautes températures localisées, dans les industries aéronautique et spatiale.

Particularités de construction et de fonctionnement

Suivant la disposition des produits à traiter par rapport au combustible ou aux produits résultant de la combustion, on distingue :
— les fours dans lesquels les produits à traiter sont en contact intime avec le combustible solide : four à cuve de réduction, haut fourneau, cubilot ;
— les fours dans lesquels les produits à traiter sont en contact avec les produits de la combustion : four réverbère, four Martin, four de fusion chauffé au gaz ;
— les fours dans lesquels les produits à traiter sont sans contact aussi bien avec le combustible qu’avec les produits de combustion : four de traitement avec moufle, four de fusion avec creuset étanche, four de traitement ou de fusion sous vide, ou sous atmosphère de protection.

Pour des raisons de facilité d’emploi lors du chargement ou du déchargement des produits à traiter et pour de meilleurs échanges calorifiques, les constructeurs présentent de nombreuses variantes de fours fixes, basculants, oscillants, rotatifs horizontaux ou inclinés, à passage pour le traitement en continu avec tunnel, système poussant, chaîne, tapis métallique.

Nature des opérations

La nature des opérations à effectuer conditionne en premier lieu la conception et la forme du four.

• Les fours d’élaboration métallurgique diffèrent suivant le stade de l’opération. Dans les opérations de déshydratation ou de séchage à basse température, on utilise des étuves à forte circulation d’air pour l’élimination de la vapeur d’eau ou des fours rotatifs cylindriques de traitement continu des matières. L’agglomération des minerais ou leur préréduction s’effectue sur appareils Dwight-Lloyd à chaîne, à table ou à tambour, où la masse de matières répartie en couche est traversée par un courant d’air qui entretient la combustion et le traitement même d’agglomération.