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cette page : Préserver son four
électrique de la corrosion, article
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Préserver
son four électrique de la
corrosion
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- La
carcasse métallique des fours, et plus
particulièrement celle des fours
électriques, se corrode
irrémédiablement au fur et à
mesure des cuissons de biscuit. Les produits de
décomposition et surtout les grandes
quantités d'eau rejetés par les
pâtes céramiques au cours de la
montée en température en sont les
principaux responsables. Cet article a pour but
d'éclairer ce mécanisme et d'orienter
vers des solutions permettant de limiter cette
corrosion.
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- Le
four électrique est une enceinte relativement
close contrairement au four à gaz qui doit
rester ouvert à l'atmosphère par sa
cheminée pour évacuer ses fumées
de combustion. Les dégagements qui s'y
produisent sous forme gazeuse vont s'infiltrer dans
les parois poreuses, passer au travers des fentes ou
des jointures non étanches et venir en contact
de l'ossature métallique du
four.
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- Que se
passe-t-il lors de la montée en
température des pâtes céramiques
crues ?
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- 1)
L'EAU DE CONSTITUTION :
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- Les
pâtes céramiques (grès,
faïences, porcelaine) contiennent toujours une
quantité élevée de
minéraux argileux (argiles, kaolins)
constitués de silicates d'alumine
hydratés. Ces produits argileux se
décomposent selon plusieurs phases bien
distinctes lors de l'échauffement, selon leur
nature, leur proportion dans la recette
minérale de la pâte, leur mode de
préparation, le mode de séchage des
produits mis à cuire, la vitesse de
montée en température, la pression de
vapeur saturante* à l'intérieur du four
(* voir
en annexe).
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- Parmi
ces produits de décomposition, il faut craindre
l'eau ou plutôt les différentes eaux qui
se dégagent au cours de cette
montée.
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- Par
exemple, un kaolin verra ses pertes de masse proches
de 14% lors de sa calcination selon différents
départs d'eau sous forme gazeuse situés
entre 25°C et 650°C. Le kaolin
présente une perte de masse selon deux niveaux
principaux qui sont : la déshydratation du
matériau intervenant entre la
température ambiante et 200°C et la
déshydroxylation du minéral entre
400°C et 650°C (C'est la perte de l'eau dite
" de constitution "). Cette dernière phase de
décomposition est la plus importante, elle
conduit à la formation du métakaolin, un
matériau céramique inerte ayant perdu
tout caractère argileux. L'eau de constitution
produite par la déshydroxylation dont le pic de
dégagement se situe entre 550°C et
600°C représente plus de 120g d'eau par
kilo de kaolin, c'est énorme…
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- Les
matériaux argileux autres que le kaolin
présentent un même pic de
déshydroxylation autour des 600°C avec une
intensité semblable.
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- La
plage de température de 600°C à
650°C est donc celle qu'il faut observer lors
d'une cuisson de biscuit pour être en mesure de
prendre les précautions nécessaires
à la protection du four.
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- 2)
MESURER LE DÉPART DE L'EAU DE CONSTITUTION
:
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- La
température de 600°C à 650°C
est celle à laquelle doit être
porté le matériau " à cœur "
pour libérer toute son eau de constitution.
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- Dans
le cas d'une charge de cuisson de biscuit, cette
température ne sera pas atteinte en tous points
en même temps, de même pour la vitesse de
dégagement de l'eau qui dépendra
l'épaisseur des pièces et de leur
position dans le four. Il faut aussi se poser la
question concernant la valeur de température
indiquée par le thermocouple situé en un
point du four mais qui n'est pas au cœur du
produit.
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- Dans
la réalité le départ de l'eau de
constitution au cours d'une cuisson de biscuit peut
s'étendre jusqu'à 700°C et parfois
plus à la lecture de la température
indiquée par les appareils de
régulation.
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- La
meilleure solution pour protéger son
matériel est de bien connaître le
comportement de son four et de son biscuit pour
être en mesure d'identifier les limites de cette
plage de température.
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- Visualiser
le départ de l'eau de constitution par
observation directe est très facile à
l'aide d'un petit miroir ou d'une lame
métallique réfléchissante (plaque
métallique chromée par exemple). A
l'approche des 600°C, Il suffit de
présenter l'objet par intermittence en face et
tout près d'un œilleton du four que l'on
ouvre brièvement. Si de la buée se forme
instantanément sur le miroir, c'est que le
départ de l'eau de constitution est en cours.
Penser à refroidir le miroir entre chaque
exposition sinon la condensation risque d'être
plus difficile à observer. Lorsque que la
buée cesse, la déshydroxylation du
biscuit est terminée et il faut retenir la
température affichée comme
repère.
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- 3)
LAISSER SORTIR L'EAU DE CONSTITUTION :
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- La
vapeur d'eau dégagée par la
déshydroxylation du biscuit en four clos va
traverser le revêtement isolant du four et venir
se condenser sur la carcasse métallique. Cette
action répétée lors des cuissons
va irrémédiablement être la cause
d'une corrosion aux effets dévastateurs.
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- Il
faut penser qu'en se condensant cette eau pourra se
mêler aux autres produits dégagés
dans cette même plage de température
comme ceux issus de la décomposition des
minéraux soufrés présents dans
les argiles tels que les pyrites et autres sulfures.
L'eau combinée aux gaz sulfureux
(principalement du dioxyde de soufre SO2) forme alors
de l'acide sulfurique très corrosif vis
à vis de l'acier.
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- Il
est possible de limiter cette dégradation en
laissant une ouverture dans le four jusqu'à la
fin du départ de l'eau de constitution. Cette
ouverture n'a pas besoin d'être trop importante
si l'on réduit la vitesse de montée en
température dans la plage du dégagement
de l'eau de constitution.
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- Le
rôle de cette ouverture sera d'évacuer
les vapeurs et d'empêcher celles-ci de
pénétrer dans les parois en étant
en pression dans l'enceinte du four.
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- Par
exemple pour un four de 500 Litres une ouverture de 1
dm² peut suffire. Il faudra prévoir une
hotte et un conduit d'évacuation pour les
vapeurs s'échappant de cette ouverture. La
corrosion évitée dans le four se
reportera sur le conduit et la hotte, mais ce sera un
moindre mal en cas de remplacement.
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- Laisser
une ouverture sur un four électrique
jusqu'à 650-700°C va quelque peu augmenter
la consommation d'énergie, mais c'est un
compromis nécessaire pour gagner sur la
durée de vie du four.
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- Annexe
:
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- (*)
pression de vapeur saturante :
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- La
pression de vapeur saturante est la pression à
laquelle la phase gazeuse d'une substance est en
équilibre avec sa phase liquide ou solide
à une température donnée dans un
système fermé.
- (définition
empruntée à Wikipédia sur
https://fr.wikipedia.org/wiki/Pression_de_vapeur_saturante)
-
- Pour
illustrer cette définition, on peut se
référer au phénomène des
pièces crues qui explosent si on entrouvre la
porte d'un four électrique clos aux environs de
200°C. Dans le four clos à cette
température, la quantité de vapeur
contenue dans l'atmosphère du four est à
saturation, l'air du four ne peut en contenir plus, et
l'eau surchauffée encore contenue dans les
pièces crues ne peut s'évaporer plus.
L'ouverture de la porte laisse sortir l'air
saturé d'eau et pénétrer de l'air
sec non saturé de vapeur. Celui-ci peut donc se
charger de vapeur à son tour. Ce contact avec
de l'air sec provoque la vaporisation quasi
instantanée de l'eau surchauffée restant
dans les pièces en entraînant leur
explosion sous l'effet du passage brutal de l'eau
à l'état liquide vers l'état
gazeux.
- Si
la porte du four reste fermée à cette
température, l'air saturé finit par
s'échapper lentement du four par ses fissures,
ses joints de porte, ses regards, ses parois poreuses.
Le renouvellement de l'air se fait alors à
petites doses, ce qui évite le changement
d'état brutal de l'eau des
produits.
- L'idéal
est de laisser une ouverture suffisamment grande pour
permettre le départ en continu de l'eau. Pour
cela la vitesse de montée en température
ne doit pas être trop rapide. Trouver
l'équilibre entre l'ouverture et la vitesse de
montée en température permet
d'éviter la casse d'échauffement des
produits crus. Un bon séchage préalable
est aussi un gage de meilleur comportement durant
cette phase.
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