Moteurs d’entraînement pour fours rotatifs

Le four rotatif est un très long cylindre d’acier, légèrement incliné et garni intérieurement de briques réfractaires ; la matière entre par une extrémité, avance vers l’autre à mesure que le four tourne et cuit en chemin. Le moteur d’entraînement doit faire tourner cet énorme cylindre à quelques tours par minute, et sous un tour par minute si nécessaire. Les catalogues des fabricants commencent les petits fours de calcination à un moteur principal de 22 kW ; sur les fours à ciment l’entraînement principal atteint plusieurs centaines de kW et, sur les plus grandes lignes, deux moteurs de 950 kW ; chaque grand four possède aussi un entraînement auxiliaire indépendant du moteur principal.

DRG Motor est fabricant, fournisseur et vendeur de moteurs électriques. Nous ne vendons ni le four, ni le réfractaire, ni la couronne, ni le pignon, ni les réducteurs principal et auxiliaire, ni l’embrayage, ni le dispositif de frein, ni le variateur ; nous fournissons uniquement le moteur triphasé à cage placé en tête de ces chaînes. Le moteur d’entraînement reste toujours à l’extérieur du four : à côté de la couronne, à quelques mètres de la virole chaude, sur son propre socle. Nos modèles sont sur la page Acheter un moteur électrique en ligne.

Types de fours rotatifs : ciment, chaux, calcination et tambour sécheur

Des cylindres d’aspect semblable font des travaux différents, et cette différence oriente le choix du moteur. Ce que cuit le four, sa longueur, son épaisseur, sa charge de réfractaire et sa plage de vitesse modifient directement la puissance du moteur.

Fours à ciment et fours à chaux

Le four à ciment cuit le cru en clinker ; une tour de préchauffage se trouve en amont et un refroidisseur de clinker en aval. Le four à chaux transforme le calcaire en chaux vive et s’installe le plus souvent avec un préchauffeur vertical. Dans les deux cas la virole porte un réfractaire épais, la charge est lourde et le démarrage difficile. Les autres moteurs d’une ligne de ciment sont décrits dans le choix du moteur en cimenterie ; ici on traite seulement l’entraînement en rotation du four.

Fours de calcination et tambour sécheur

La calcination de la dolomie, du kaolin, de la magnésie et de la bauxite utilise des fours de plus petit diamètre ; la régénération du charbon actif et l’incinération des déchets en font aussi partie. Le tambour sécheur ressemble à un four vu de l’extérieur mais travaille à basse température, le plus souvent sans réfractaire et plus vite. Sa puissance moteur est donc généralement plus faible que celle d’un four de même diamètre ; les sécheurs industriels font l’objet d’une sous-page distincte.

Entraînement principal : moteur, réducteur, pignon et couronne

Une grande couronne dentée est fixée sur la virole. Le moteur principal entraîne le réducteur principal, le réducteur le pignon et le pignon la couronne. Les petits et moyens fours utilisent un entraînement simple ; les grands fours à ciment un double entraînement avec un pignon de chaque côté de la couronne, les deux moteurs étant pilotés ensemble pour se partager la charge.

Entraînement par chaîne, par friction et direct

Un manuel d’entraînement juge la chaîne-pignon et l’entraînement direct par arbre adaptés aux petits fours jusqu’à environ 55 kW ; les fours plus lourds exigent une couronne dentée. Les petits fours peuvent aussi employer un entraînement par friction, où deux galets porteurs sont entraînés par un moteur avec réducteur. Certains petits fours à chaux et d’incinération ont un entraînement hydraulique : le moteur électrique y entraîne une pompe hydraulique, pas le four.

Plage de vitesse et variateur

Les catalogues donnent la vitesse du four sous forme de plage et non d’un chiffre unique, par exemple 0,21–2,1 tr/min ou 0,41–4,07 tr/min. Cette plage vient de l’alimentation du moteur principal par un convertisseur de fréquence ; les catalogues indiquent des types de moteurs 4 pôles prévus pour variateur. Un moteur autoventilé reçoit moins d’air quand sa vitesse baisse. Si le four doit tourner longtemps à sa vitesse minimale avec le couple plein, il faut en parler avant la commande et choisir au besoin une carcasse supérieure. Le variateur n’est pas notre produit.

Virage auxiliaire et de secours : pourquoi le four ne doit pas s’arrêter

Quand un four chaud s’arrête, le haut de la virole refroidit vite tandis que le bas reste sur la matière chaude ; le cylindre peut fléchir sous son propre poids et le réfractaire se fissure. Un moteur auxiliaire séparé continue donc à faire tourner le four lentement en cas de coupure. Dans le tableau du fabricant, les moteurs du virage auxiliaire sont des moteurs standards 4 et 6 pôles de 4 kW à 132 kW.

Rotation lente pendant l’entretien

Pendant la pose du réfractaire ou l’alignement de la virole, le four doit tourner très lentement et s’arrêter à l’angle voulu. Un document d’entraînement indique 5,5–15 kW et une vitesse de four de 0,1–0,5 tr/min pour cette tâche ; le virage se désaccouple de la chaîne principale par un embrayage et maintient le four en place grâce à un réducteur à vis sans fin irréversible. En secours, le moteur auxiliaire est souvent alimenté par un groupe électrogène ; on vérifie à l’avance que celui-ci supporte son courant de démarrage.

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Moteur de four rotatif : combien de kW ? Valeurs de catalogue

A) Ce que les catalogues indiquent comme puissance, four par four et fonction par fonction :

Lus ensemble, les catalogues montrent environ 22–1900 kW pour l’entraînement principal (deux moteurs cumulés sur le plus grand four), 4–132 kW pour le virage auxiliaire et 5,5–15 kW pour la rotation d’entretien. Deux fours de même diamètre peuvent demander des puissances différentes : longueur, épaisseur de réfractaire, taux de remplissage et plage de vitesse décident ensemble ; la capacité en t/jour ne suffit pas pour calculer la puissance.

B) Recouvrement avec la gamme DRG : les entraînements principaux de 22 à 315 kW, c’est-à-dire les fours de calcination, tous les fours à chaux cités et les fours à ciment jusqu’à Ø4,0×60 m, sont couverts par nos carcasses en fonte. Tous les virages auxiliaires et d’entretien entrent aussi dans cette plage. Restent hors gamme : les entraînements principaux de plus de 355 kW, toute motorisation moyenne tension et les vieux entraînements à courant continu.

Exemple de calcul : four de calcination Ø2,5×50 m

Prenons le four donné à 0,21–2,1 tr/min et 55 kW. Chez nous, il correspond au DRG-250M-4 : 55 kW, 1485 tr/min, 97,6 A sous 400 V, couple nominal 353,7 Nm. Les valeurs ont été calculées avec python :

Le couple nominal du moteur multiplié par le rapport global égale le couple que demande le four à sa vitesse maximale ; la puissance moteur de ce four est donc choisie à la limite, et la marge pour les pertes de transmission se cherche côté réducteur. La vitesse minimale correspond à 5 Hz : si le moteur tourne longtemps à cette fréquence, son refroidissement est examiné à part. Comparez les rapports avec le calculateur de sortie de réducteur et les modes de démarrage sur la page démarrage étoile-triangle.

Autres moteurs autour du four et ambiance chaude

Les ventilateurs de refroidissement de virole soufflent sur la zone où le réfractaire surchauffe ; dans une installation, deux ventilateurs axiaux de 45 kW débitent chacun 130 000 m³ d’air par heure. Le ventilateur d’air primaire du brûleur, le ventilateur de tirage, les vis d’alimentation en charbon et les ventilateurs du refroidisseur sont aussi sur la ligne du four ; sur les grandes lignes de ciment le ventilateur de tirage est en moyenne tension, sur les petits fours sa puissance découle des données d’application. Pour la protection des moteurs de ventilateurs à gaz chauds, voir Moteurs de ventilateur haute température.

Un moteur proche de la virole chaude

Même si le moteur reste hors du four, la zone de la couronne et des bandages reçoit le rayonnement de la virole chaude. Nos fiches techniques supposent un air ambiant compris entre −15 °C et +40 °C, sous 1000 m d’altitude ; si la zone d’entraînement dépasse ces valeurs, l’emplacement du moteur, un écran thermique ou une ventilation sont prévus avec le constructeur et la température ambiante est indiquée à la commande. Notre classe d’isolation est F ; les moteurs spéciaux haute température ne sont pas dans notre gamme. Le frein qui tient le four à l’arrêt se trouve côté réducteur ou entraînement ; nous ne fournissons pas de moteur frein.

Entraînement de four rotatif avec les moteurs DRG

Choix possibles, de l’unité de virage jusqu’au moteur principal d’un grand four à chaux :

Presque tous les moteurs d’entraînement principal des catalogues sont à 4 pôles ; quelques virages emploient un 6 pôles (1000 tr/min), à reprendre à l’identique lors d’un échange. Les moteurs se montent à pattes B3 sur le socle du réducteur. Tant que bout d’arbre, clavette, hauteur d’axe et perçage des pattes n’ont pas été relevés sur l’ancien moteur, nous ne garantissons pas l’interchangeabilité ; sur un four à double entraînement, les deux moteurs doivent être du même modèle.

Tableau de prix en direct

Les prix actuels des modèles adaptés aux entraînements principal, auxiliaire et de ventilateur viennent de la boutique :

Les moteurs DRG MOTOR sont garantis 2 ans à compter de la date de livraison contre les défauts de matériau et de fabrication (certificat de garantie).

Moteurs dans cette plage de puissance

• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 tr/min – 160L fonte
• DRG-180L-4 – 22 kW – 1470 tr/min – 180L fonte
• DRG-225M-4 – 45 kW – 1485 tr/min – 225M fonte
• DRG-250M-4 – 55 kW – 1485 tr/min – 250M fonte
• DRG-355L-4 – 315 kW – 1490 tr/min – 355L fonte

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Consultez les produits, demandez un devis : les moteurs pour entraînement principal et virage de four sont sur la page Acheter un moteur électrique en ligne. Diamètre, longueur et plage de vitesse du four, plus une photo de plaque : tout cela peut partir sur WhatsApp, ou par téléphone au +90 (542) 666 11 11 ; nous étudierons ensemble moteur principal et auxiliaire.

Questions fréquentes

Pourquoi le moteur de four rotatif est-il piloté par variateur ?

La vitesse du four fixe le temps de cuisson, que l’exploitant ajuste selon la matière et la température. Le variateur permet ce réglage et un démarrage sans à-coup du lourd cylindre.

Le moteur de virage est-il beaucoup plus petit ?

Dans les catalogues il représente environ un dixième à un cinquième du moteur principal ; c’est la valeur du tableau du constructeur du four qui fait foi.

Où voir les prix des moteurs de four rotatif ?

Les prix en direct des modèles adaptés aux puissances d’entraînement de four figurent dans le tableau de cette page.

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