O forno de cal ou chaufour é uma categoria de forno de calcinação em que o calcário é transformado em cal por calcinação e, aliás, onde a cerâmica é cozida. Geralmente é uma estrutura vertical fixa e aberta por cima, mas também existem fornos horizontais e rotativos.
A fabricação de cal constitui a arte do motorista .
A cal é obtida pela calcinação de um calcário a cerca de 900 ° C , em fornos de cal, operação em que o dióxido de carbono (CO 2) e óxido de cálcio (CaO, também chamado de " cal virgem "). Este último assume a aparência de pedras pulverulentas na superfície.
O próximo passo é hidratar (“extinguir”) essas pedras por imersão em água. Esta reação muito exotérmica transforma CaO em hidróxido de cálcio (Ca (OH) 2) e causa deslocamento e crescimento excessivo. O resultado é uma pasta , que leva o nome de " cal apagada ". A presença de outros compostos (argilas, etc.) na pedra pode modificar a fase de extinção, levando à produção de diferentes tipos de cal (ver cal ).
Este material, eventualmente misturado com agregados, é utilizado na construção civil para a confecção de rebocos e argamassas .
No XIX th século, seguindo locais em França , o combustível é usado para lenha , viado, a urze , o carvão seco, a antracite , a lenhite e turfa e muito raramente a carvão . A coca é ideal para esse cozimento.
A forma dos fornos varia com a natureza do combustível para a madeira e a urze que queimam com uma longa chama, construímos em tijolos ou outros materiais tão refratários quanto possível câmaras vastas, às vezes prismáticas, às vezes cilíndricas muito mais altas que largas, com uma abertura mais ou menos estreita no fundo, são preenchidos com pedras reduzidas ao volume do pequeno entulho e para que a carga seja transportada em uma ou duas pequenas abóbadas construídas a seco com os materiais do lote mais adequado para esta construção. A entrada nestas abóbadas corresponde à abertura feita no fundo do forno; é a lareira onde se queima o combustível, cuja chama rasteja pelos vazios das pequenas abóbadas, leva gradativamente a incandescência em todas as partes da carga. O tempo necessário para cozinhar varia em função da qualidade da lenha de 100 a 150 horas para um forno de 75 a 80 metros cúbicos de capacidade. É pela sedimentação da carga chegou a partir de 1 / 6 ª a 1 / 5 th de sua altura que as panelas de julgar a terminar de cozinhar. Cada metro cúbico de cal requer uma média de 1,66 metros cúbicos de cordão de carvalho gasoso, 22 cordões de lenha e 30 metros cúbicos de tojo comum ou urze. Esses números, entende-se, podem variar em uma série de circunstâncias, dependendo da qualidade da madeira, do tamanho e da densidade da pedra.
Com combustíveis sem chama, como coque, carvão seco e antracito, a pedra reduzida ao quebrar até o tamanho de um punho é cozida em contato com o combustível em fornos ovóides ou de cone invertido, em fornos em forma de funil. As cargas são feitas por camadas alternadas de pedra e carvão e de cima conforme a pedra cozida é removida do fundo. Em média, um terço de um metro cúbico de carvão seco ou antracito é queimado por metro cúbico de pedra. Com a ajuda do vapor d'água introduzido no ar que alimenta a combustão, esses últimos combustíveis lançam longas chamas ( gás na água ) e podem ser usados como lenha.
O arqueólogo Jean-Pierre Adam , com base nas instalações de caldeiras observadas nos países mediterrâneos, que permaneceram bastante semelhantes às da Antiguidade, distingue três processos:
Fornos de cal foram elevando-se fornos , em forma cilíndrica e que teve uma grande parede interior geralmente tijolos revestidos. Com a pedra calcária que foi reduzida a pequenos pedaços, você poderia fazer cal. O forno era abastecido por sua abertura localizada na parte superior (chamada de " gueulard "), da qual, na maioria das vezes, uma rampa permitia o acesso. Os choferes alternavam as camas de pedra e carvão para enchê-la ao máximo, e lenha era levada até o pé do prédio para garantir o fogo. O caldeireiro então sempre tinha que manter uma temperatura entre 800 ° C e 1000 ° C enquanto mantinha o forno cheio ao máximo reabastecendo-o com calcário e também tinha que manter o fogo. Terminada a cozedura, a cal foi recuperada graças a uma abertura baixa do forno denominada “ moedor ”. A cal virgem foi então apagada em uma fossa adjacente usando uma grande quantidade de água, na maioria das vezes usando canos de um rio próximo. A cal apagada era então colocada em barris antes de ser usada em alvenaria .
Durante o XIX th século, cal também é utilizada na agricultura para calagem da terra, isto é restaurar um pH neutro (cerca de 7) de terra, que tende a acidificar. Muito rapidamente, no final do século, o uso de fornos de cal para fins agrícolas diminuirá com o surgimento e o desenvolvimento de fertilizantes químicos. No oeste da França, em Mayenne, esta atividade no auge de sua expansão por volta de 1864, utilizava 240 fornos a carvão e 3.000 operários.
Graças às escavações arqueológicas , as condições de datação e operação dos fornos de cal galo-romana e merovíngia são mais conhecidas.
No norte da França, o solo era tão rico e produtivo que para não privar a agricultura, extrair o giz , inclusive aquele que alimentava os fornos de cal, em vez de fazer pedreiras a céu aberto, milhares de pequenas pedreiras chamadas " catiches "ou os boves foram cavados sob o solo.
Na Região da Valónia , existem muitos locais onde ainda é possível ver diferentes tipos de antigos fornos de cal. Este é particularmente o caso nas regiões de Antoing , Chercq , Haccourt , Jemelle , Namêche , Namur e Tournai , bem como em Theux na província de Liège .
A localização dos antigos chaufours foi preservada em dezenas de topônimos em toda a França: Chaufour-lès-Bonnières , Chaufour-Notre-Dame , Le Fourneau, Forcalquier , Forcalqueiret , etc.
Forno de cal em La Fortinière, La Bazouge-de-Chemeré ( Mayenne ).
Forno de cal do XIX th século pisar Coulange , Villeloin-Coulangé ( Indre-et-Loire ).
Fornos de cal em Payré, Foussais-Payré ( Vendée ).
Fornos de cal Rey em Regnéville-sur-Mer ( Manche ).
Forno de pedra seca de cal em Sainte-Croix-de-Quintillargues ( Hérault ).
Fundo de um forno de cal artesanal em uma pedra pedreira , Brissac ( Hérault ).
No passado, Quebec era pontilhada com fornos de cal, hoje muito poucos permanecem, e a maioria deles está em terras privadas. As regiões com mais fornos de cal são: Capitale-Nationale , Chaudière-Appalaches , Mauricie , Bas-Saint-Laurent , Côte-Nord e Lanaudière , embora outras regiões os possuam.
Existem mais fornos de cal artesanais que geralmente são encontrados nas regiões de calcário dos países mediterrâneos, como os da ilha de Maiorca .
Forno artesanal de cal em Capdepera , Maiorca , Ilhas Baleares .
Antigo forno de cal na ravina de Azuaje, Gran Canaria .
Forno de cal em Velilla del Río Carrión , Castille e León .
Os fornos de cal não desapareceram, mas seguiram, como qualquer indústria pesada , uma corrida de tamanho que os tornou escassos. Ainda são encontrados, destinados ao abastecimento de processos industriais, incluindo, em especial, a siderurgia .
Fornos de cal para alimentação das siderúrgicas em Scunthorpe , Inglaterra .
Em 1858, Friedrich Hoffmann patenteou um forno anular destinado à queima de tijolos e telhas. Muito popular e atingindo dimensões consideráveis, este forno mostrou-se eficaz na operação de calcinação. O forno Hoffmann é um anel dividido em compartimentos fixos, e o fogo avança de um compartimento para outro. O ar entra por um ponto do anel, percorre cerca de 2/3 da circunferência, esquenta em contato com materiais já torrados e reage com o compartimento carregado de combustível. Os fumos quentes gerados pela combustão continuam o seu caminho, devolvendo o seu calor aos compartimentos seguintes que são carregados com o material não torrado, antes de escaparem pela chaminé central.
Para a calcinação de minérios carbonáticos de ferro e zinco , o forno Hoffmann permite economia de combustível de até 50% em relação aos fornos de célula a combustível sólido. Mas, mais otimizado para aquecimento do que para oxidação, este forno permaneceu, como um forno de torrefação, bastante marginal. Para este uso, algumas pequenas modificações são necessárias, pois a descarbonatação do calcário ou minérios gera um assentamento da carga. Um vácuo é então formado entre a abóbada e a carga, e os gases tomam emprestado esse vácuo em vez de circular dentro da carga. Portanto, criamos diafragmas obstruindo o terço superior da abóbada, a fim de forçar os gases a passarem pela carga.
Forno oval grande de Hoffman, perto de Zehdenick .
Forno de cal Hoffman, mantido no Willy Spahn Park (de) , Hanover .
Planta simplificada de um pequeno forno Hoffman circular.
Os fornos de tambor rotativo destinados à calcinação são muito semelhantes aos utilizados nas cimenteiras: têm cerca de cem metros de comprimento, 4 a 6 metros de diâmetro e produzem cerca de 1.000 t de cal por dia. Eles são usados para calcário com um tamanho de grão mais fino do que o pretendido para o forno de eixo : na fábrica de cal em Flandersbach (de) , os fornos de tambor calcinam o calcário de 15 a 45 mm, enquanto os fornos de tanque são dedicados ao calcário entre 70 e 120 mm .
Devido à sua eficiência térmica desfavorável (para a produção de cal, consomem 5.020 a 5.440 MJ / tonelada contra 3.350 MJ / tonelada para um forno de cuba), seu uso só se justifica em casos muito específicos.
Os 4 fornos rotativos da fábrica de cal de Flandersbach (de) (a maior fábrica de produção de cal da Europa) são claramente visíveis nesta foto aérea.