Le retour de flamme dans un four de fusion d'aluminium régénératif se produit lorsque la flamme de combustion recule dans le brûleur, voire dans la conduite de gaz. Ce phénomène se manifeste par un crépitement étouffé, une montée en température rapide de la paroi du brûleur et même une combustion à haute température. Extrêmement dangereux, il peut endommager le régénérateur et les joints de la vanne et, dans les cas les plus graves, provoquer des explosions de la conduite, endommageant ainsi l'équipement et causant des blessures.

I. Principales causes

1. Pression de gaz faible ou fluctuante : La vitesse d'éjection du gaz est inférieure à la vitesse de propagation de la flamme, ce qui provoque son retour de flamme. Ce problème est fréquent en cas de dysfonctionnement de la vanne de régulation de pression, d'obstruction des filtres ou d'alimentation en gaz insuffisante.

2. Obstruction du régénérateur : La poussière, l'huile et les oxydes à bas point de fusion présents dans les gaz de combustion adhèrent aux billes ou à la structure alvéolaire du régénérateur, ce qui augmente la résistance à l'écoulement de l'air et provoque une chute brutale de la vitesse du flux, entraînant un retour de flamme.

3. Apport d'air de combustion insuffisant : Un rapport air-combustible fortement déséquilibré entraîne un manque d'oxygène pendant la combustion, ce qui provoque une pression à l'intérieur du brûleur inférieure à celle de la chambre de combustion et crée une dépression qui aspire la flamme.

4. Fuite de gaz ou mauvais calage de la vanne d'inversion : Une mauvaise étanchéité entraîne un reflux de gaz de combustion à haute température, provoquant une inflammation prématurée du mélange.

II. Procédures d'urgence

1. Couper immédiatement l'alimentation en gaz : Fermer le robinet d'arrêt situé avant le brûleur et couper l'alimentation en air de combustion de ce brûleur (ne jamais couper l'alimentation en air en premier).

2. Isolation et décompression : Fermer le robinet d'arrêt principal de gaz situé avant le brûleur et ouvrir le conduit d'évacuation pour libérer les gaz résiduels.

3. Inspection et diagnostic : Vérifier le manomètre de pression de gaz. Si la pression est trop basse, régler le régulateur de pression ou nettoyer le filtre.

Démonter le brûleur et vérifier si le régénérateur est obstrué ou encrassé.

Vérifier l'étanchéité et le fonctionnement de la vanne d'inversion.

4. Nettoyage et réparation : Nettoyer ou remplacer les régénérateurs obstrués ; ajuster la pression du gaz à la plage normale (généralement 4 à 6 kPa) ; recalibrer le rapport air/combustible pour garantir une vitesse d’injection supérieure à 10 m/s.

5. Remise en service : Après la maintenance, un test d’étanchéité doit être effectué, en commençant par une petite flamme et en augmentant progressivement la charge.

Mesures préventives pour les fours de fusion d’aluminium régénératifs :

1. Contrôler régulièrement la pression du gaz et la pression différentielle du filtre.

2. Nettoyer ou remplacer le régénérateur tous les 1 à 3 mois (selon la teneur en poussières des fumées). 3. Installer des détecteurs de flamme et un système de surveillance de la contre-pression du brûleur ; couper automatiquement l’alimentation en gaz en cas de dépassement des limites.

4. Maintenir un rapport air/combustible approprié pour éviter une combustion prolongée en conditions de déficit d’oxygène.