Moteur d'entraînement pour four rotatif

Le four rotatif est un long cylindre en acier posé avec une légère pente, qui traite à haute température des matériaux comme le clinker de ciment, la chaux, le gypse, l'argile expansée ou un concentré minéral. La matière entre par une extrémité, descend à mesure que le cylindre tourne et subit son traitement thermique en chemin. Cette page traite du moteur d'entraînement qui fait tourner le cylindre ; pour les autres moteurs des installations minières et minérales, consultez notre page moteur électrique pour le secteur minier.

Que suppose la rotation d'une virole de four ?

La virole du four repose sur des galets de support par l'intermédiaire de bandages en acier qui l'entourent. Une grande couronne dentée fixée autour de la virole engrène avec le pignon de sortie du réducteur. Le moteur entraîne le réducteur, le réducteur le pignon, et le pignon le four. La vitesse du four par minute est très faible et varie selon les besoins du procédé ; elle détermine le temps de séjour de la matière dans le four.

La charge que voit le moteur est le poids de la virole, des briques réfractaires qui garnissent sa face intérieure et de la matière qu'elle contient. Le frottement des galets qui s'oppose à la rotation de cette masse et la façon dont la matière s'accumule dans le cylindre déterminent le couple. En production continue, le four tourne des semaines, voire des mois, sans s'arrêter.

Démarrage : le premier mouvement du four est le moment le plus difficile

Charge déséquilibrée et couple de décollement

Dans un four à l'arrêt, la matière se rassemble dans la partie basse du cylindre ; de plus, une virole arrêtée à chaud fléchit légèrement sous son propre poids. Remettre le four en mouvement exige de soulever cette charge déséquilibrée sur le côté et de vaincre le frottement statique des galets. Le couple demandé au démarrage dépasse nettement le couple de marche, et l'accélération est longue.

Quel mode de démarrage ?

Avec ce type de charge, le démarrage direct sollicite fortement le réseau et l'engrenage ; l'étoile-triangle réduit le couple de démarrage et peut ne pas suffire à mettre en mouvement un four chargé. C'est pourquoi le variateur de fréquence est la solution la plus courante pour les entraînements de four réalisés avec un moteur standard à cage d'écureuil : il fournit un couple élevé de façon maîtrisée au démarrage, puis ajuste la vitesse du four au procédé. Certains petits fours utilisent aussi un démarreur progressif. Les données du constructeur du four indiquent ce qui suffit. Les moteurs à bagues et à courant continu ne figurent pas dans le catalogue 2026 de HEM Motor ; les recommandations de cette page concernent les moteurs à cage d'écureuil.

Vitesse variable et refroidissement du moteur

La vitesse du four varie sur une large plage selon le procédé ; il tourne très lentement pendant l'allumage et la montée en température, plus vite en production normale. Le moteur piloté par variateur peut donc fonctionner longtemps bien en dessous de sa vitesse nominale, mais avec un couple élevé. Dans ces conditions, le ventilateur propre du moteur ne fournit pas assez d'air ; un ventilateur de refroidissement à alimentation séparée est souvent nécessaire dans cette application.

Dans les grandes installations, le câble entre variateur et moteur peut être long ; un filtre dv/dt ou sinus est envisagé pour protéger l'isolation du bobinage. Les moteurs triphasés HEM conviennent à ce service ; il suffit d'indiquer dans votre commande les besoins en ventilateur et en filtre. Pour des informations générales, voir la page moteurs électriques compatibles variateur.

Entraînement auxiliaire et coupure de courant

L'arrêt d'un four chaud est risqué pour la virole : un cylindre chaud immobile peut se déformer sous son propre poids et le garnissage réfractaire peut être endommagé. C'est pourquoi les grands fours disposent, à côté du moteur principal, d'un petit entraînement auxiliaire relié au réducteur par un embrayage. En cas de coupure de courant ou pendant l'entretien, il fait tourner le four très lentement, garde la virole droite pendant le refroidissement et amène le four dans la position voulue lors des travaux de briquetage. Ce moteur est généralement raccordé à un groupe électrogène.

Le moteur de l'entraînement auxiliaire est bien plus petit que le moteur principal et fonctionne avec son propre réducteur ; il demande tout de même un couple élevé au démarrage. Pour l'association avec un réducteur, voir la page moteurs électriques pour réducteurs.

Environnement du four et entretien du moteur

Le moteur travaille à côté de la virole, dans une zone soumise à la chaleur rayonnée par la surface chaude et à la poussière de clinker ou de chaux. Le groupe d'entraînement est généralement protégé par un écran et l'on veille à ce que le moteur reçoive de l'air de refroidissement propre. Si la température ambiante est élevée, la sélection doit permettre au moteur de fournir sa puissance nominale en continu ; transmettez cette information avec votre commande.

Pour les moteurs qui tournent longtemps sans interruption, une sonde PTC ou PT100 de surveillance du bobinage et une résistance anticondensation pour les longs arrêts d'entretien sont des options de commande. La poussière accumulée sur les ailettes doit être nettoyée régulièrement, les intervalles de graissage des roulements respectés, l'alignement de l'accouplement et la liaison au réducteur contrôlés périodiquement. Ce service intensif fait appel aux moteurs à carcasse en fonte ; une carcasse à pattes B3 ou, selon le réducteur, B35 est préparée suivant la hauteur d'axe, et les cotes de bride et d'arbre sont précisées à la commande.

Exemples de moteurs HEM pour fours rotatifs

Les modèles du tableau sont des exemples ; la puissance et la vitesse réelles sont définies par le constructeur du four selon sa taille, son taux de remplissage, sa plage de vitesse et le rapport de réduction. Les modèles de 75 kW et plus ont un facteur de service de 1,15. Pour les très grandes lignes, la limite supérieure de notre gamme est de 355 kW.

Pour une offre de moteur d'entraînement de four

Pour que nous puissions déterminer le bon moteur, transmettez : la machine (type de four, entraînement principal ou auxiliaire), la puissance requise, la vitesse du moteur, la tension du site, le mode de montage (pattes, bride, liaison au réducteur), l'utilisation éventuelle d'un variateur et la quantité. Une photo de la plaque du moteur actuel accélère le choix d'un équivalent.

Tous les modèles sont sur la page acheter des moteurs électriques ; les prix actuels figurent sur les pages produits. Les coordonnées WhatsApp et téléphone sont sur la page contact.

Questions fréquentes

Pourquoi préfère-t-on un moteur six pôles pour les fours rotatifs ?

La vitesse du four étant très faible, le rapport de transmission est grand ; un moteur plus lent réduit le rapport du réducteur et fournit un couple d'arbre plus élevé à puissance égale. Le nombre de pôles se choisit néanmoins avec le réducteur ; certains entraînements fonctionnent aussi avec des moteurs quatre pôles.

Pourquoi continue-t-on à faire tourner le four lors d'une coupure de courant ?

Si la virole chaude reste immobile, ses parties basse et haute refroidissent différemment et le cylindre peut se déformer ; cela endommage les bandages, les galets et le garnissage réfractaire. L'entraînement auxiliaire l'évite en faisant tourner le four lentement.

Le démarrage étoile-triangle suffit-il pour un four rotatif ?

Le plus souvent non. En étoile, le couple du moteur baisse nettement et le four chargé peut ne pas bouger. Pour un démarrage maîtrisé, on préfère un variateur de fréquence ou une autre méthode approuvée par le constructeur du four.

Un ventilateur séparé est-il indispensable sur un moteur de four piloté par variateur ?

Si le four tourne longtemps à basse vitesse, en général oui ; le ventilateur monté sur l'arbre ne produit pas assez d'air de refroidissement à faible vitesse. Si vous indiquez la plage de vitesse dans votre commande, le besoin en ventilateur est évalué en même temps.