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Article

1 - PRINCIPES DE FONCTIONNEMENT

2 - AUTOMATISATION DE LA COULÉE

  • 2.1 - Commande du système de coulée
  • 2.2 - Couler au bon endroit et suivre les moules produits
  • 2.3 - Inoculer dans le jet

3 - CONDUITE ET SURVEILLANCE

  • 3.1 - Effet du gaz de refoulement
  • 3.2 - Système de coulée
  • 3.3 - Changement de l’inducteur

4 - DIVERS TYPES DE FOURS DE COULÉE AUTOMATIQUES

  • 4.1 - Avec chauffage à induction
  • 4.2 - Sans chauffage électrique

5 - PHÉNOMÈNES PHYSIQUES ET THERMOÉLECTRIQUES DANS LE CANAL

  • 5.1 - Configuration et évolution du four
  • 5.2 - Usure du canal
  • 5.3 - Encrassement homogène du canal
  • 5.4 - Métallisation du canal
  • 5.5 - Encrassement et bouchage du col d’inducteur

6 - CONCLUSION

7 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : M7818 v1

Phénomènes physiques et thermoélectriques dans le canal
Four de coulée automatique à induction pour les ferreux et non-ferreux

Auteur(s) : Jean-Pierre GAUCHÉ

Date de publication : 10 avr. 2015

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RÉSUMÉ

Dans une fonderie, tout le métal est coulé dans des moules pour confectionner des pièces de formes et d'usages divers. La manipulation du métal liquide et le besoin constant d'accroître la vitesse de coulée ont toujours incité fondeurs et constructeurs à trouver des solutions innovantes favorisant la sécurité et la productivité. Après la description du fonctionnement du four électrique à induction de maintien, l'article décrit succinctement tous les systèmes de coulée automatique du métal liquide. L'accent est ensuite mis sur toutes les formes d'automatisation de la coulée. La conduite, la surveillance et l'analyse des divers cas d'utilisation sont largement développées et visualisées.

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ABSTRACT

In a foundry, metal is cast in molds to make parts with different shapes and for different uses. Handling liquid metal and the constant need to increase casting speed have always prompted smelters and manufacturers to find innovative solutions to promote safety and productivity. After the description of the operation of the electric induction holding furnace, we briefly describe all the automatic molten metal casting systems. We then focus on all forms of casting automation. Operation, monitoring and analysis of the various cases in use are amply described and visualized.

Auteur(s)

  • Jean-Pierre GAUCHÉ : Ingénieur Physico-Chimiste (EOA de Paris) - Professeur à l’École Supérieure de Fonderie et de Forge - Expert auprès du Centre Technique des Industries de la Fonderie, Sèvres, France

INTRODUCTION

En fonderie, selon les alliages, les températures de coulée se situent entre 300 et 1 700 °C.

Ces niveaux de température, les risques engendrés par la manipulation du métal liquide et le besoin constant d’accroître la vitesse de coulée dans les moules, ont toujours incité les fondeurs et les constructeurs d’équipements à trouver des solutions innovantes favorisant la sécurité et la productivité.

Le concept de la coulée automatique inclut la création d’une réserve de métal ayant le titre voulu, le maintien en température et la coulée automatique dans les moules. Les premières installations sont apparues dans les années 70, les procédés les plus courants sont Vöhr, Metzger, Fomet, Junker, ABP (ex ABB), Inductotherm, Ajax… Certains procédés de moulage sont plus adaptés que d’autres à ce type de coulée, c’est notamment le cas des lignes de coulée verticale Disamatic.

Aujourd’hui, la coulée automatique est compatible avec presque tous les chantiers de moulage, à plat ou vertical et ce, quelle que soit la cadence (au-delà de 400 moules/heure). Ce type de four est principalement de forme cylindrique, il est muni d’un couvercle résistant à la pression. Les siphons de remplissage et de coulée débouchent dans le fond de la cuve, ce qui garantit l'obtention d'une coulée exempte de laitier. Le maintien en température est généralement électrique, et principalement avec un inducteur à canal.

La plupart des grandes fonderies possèdent aujourd’hui des lignes de coulée automatisées. Productivité, qualité, et conditions de travail sont les principaux critères qui justifient ces investissements.

Après la présentation détaillée des principaux dispositifs de coulée, l’article aborde spécifiquement les aspects techniques et pratiques de l’utilisation de ces fours.

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KEYWORDS

furnaces design   |   pouring systems   |   thermoelectric follow   |   metallurgy   |   thermal industry

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m7818


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5. Phénomènes physiques et thermoélectriques dans le canal

Contrairement aux fours à induction à creuset qui sont ouverts, le four à induction à canal ne permet pas d’observer le revêtement réfractaire et le comportement du métal liquide à l’intérieur du four [M 3 510] .

C’est le suivi, l’analyse et l’interprétation des paramètres thermoélectriques qui doit permettre d’identifier la logique des évolutions et de distinguer les anomalies par l’absence de corrélation.

En examinant la figure 27, on peut identifier les éléments constitutifs de l’alimentation électrique d’un four à induction à canal. Les paramètres remarquables suivants ont été retenus :

  • la puissance électrique appliquée à la bobine d’induction, celle-ci doit être ramenée au nominal avec la formule suivante (c’est-à-dire la puissance maximale sur un canal neuf) :

  • le cos Φ non compensé, cette indication n’est pas toujours présente sur l’armoire électrique du four, cependant cette valeur (sans unité) peut être calculée à partir de la formule suivante :

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ORFEUIL (M.) -   Électrothermie industrielle  -  Dunod ISBN 2-04-012179-X.

  • (2) - DOETSCH (E.) -   Synthèse bibliographique annuelle sur les fours électriques de fusion, de maintien et de coulée (43e suite)  -  Giesserei, vol. 96, n° 3, p. 70-78 (03/03/2009).

  • (3) - FISHMAN (O.S.), MORTIMER (J.-H.) -   Inductotherm. L’automatisation de la fusion est déterminante pour une fonderie totalement informatisée  -  Hommes et fonderies, n° 340, p. 28-32 (01/2004).

  • (4) -   Maintien électrique du métal chaud dans les fonderies de fonte  -  ETSU, Royaume-Uni, 03/200, p. 1-3.

  • (5) - DOTSCH (E.) -   Fours électriques de fusion, de maintien et de coulée  -  Fonderie Fondeur d’Aujourd’hui, n° 261, p. 35-39 (01/2007).

  • (6)...

ANNEXES

  1. 1 Fournisseurs

    1 Fournisseurs

    • E.K.W France, 15 rue Chabrol 75010 Paris

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