Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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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
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Lire l’articleINTRODUCTION
Jusque dans les années 1970, le cubilot journalier à vent froid était le moyen traditionnel pour la fusion de la fonte. C’était un procédé polluant, peu économe en énergie et très consommateur en matériaux réfractaires (plus de 30 Kg/tonne de fonte). Développé après la dernière guerre, le cubilot à vent chaud a permis d’augmenter le débit horaire et a autorisé un fonctionnement par campagne de plusieurs jours successifs. La crise pétrolière de 1973 a obligé les fondeurs à reconsidérer leurs équipements de fusion et de maintien, notamment pour l’élaboration de la fonte. Dès lors, il a fallu économiser l’énergie.
En fonderie, cette modernisation nécessaire n’a été visible qu’à partir de 1975. Ainsi, progressivement et jusqu’aux années 1990, se sont développés des équipements faisant appel à l’électricité et au gaz naturel, il s’agissait notamment des fours électriques à induction et des fours rotatifs à gaz.
L’apparition de ces nouveaux moyens de fusion et leur technicité ont obligé les fabricants de matériaux réfractaires à mettre au point de nouveaux concepts de mise en œuvre et à adapter les matériaux à ces nouvelles applications plus exigeantes en performances thermiques, en consommation spécifique et en durée de vie.
Le présent article décrit ces nouvelles techniques de réalisation, de conduite et de maintenance du garnissage réfractaire pour le four à induction électrique à creuset ainsi que pour le four rotatif à gaz. Le choix de ces revêtements en fonction du lit de fusion et de la métallurgie sont également traités en détail.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1998 par Jean-Pierre GAUCHÉ
DOI (Digital Object Identifier)
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Four à induction à creuset2. Four rotatif à flamme
2.1 Conception du revêtement
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Conduits et cheminée : ces deux zones sont fréquemment garnies avec des briques ou des bétons réfractaires, la température atteinte est en moyenne de l’ordre de 800 °C. Toutefois, au voisinage de la sortie du four elle peut atteindre 1 300 °C. Ainsi cette zone, selon le four, sera revêtue d’un matériau à base de bauxite, pour résister aux chocs thermiques. La teneur en alumine sera comprise entre 60 et 70 %. Une épaisseur de 100 à 150 mm sera suffisante dans la plupart des cas.
La zone de cheminée, nettement moins sollicitée, sera garnie avec un matériau léger (densité ≤ 1,3) dont la teneur en alumine sera de l’ordre de 45 à 50 %.
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Corps de cuve : le revêtement de la cuve de fusion ne fait pas appel à des matériaux très sophistiqués, les masses plastiques issues des applications sur cubilot suffisent. Elles sont extra-siliceuses, > 85 % de SiO2, à base de quartzite et d’argile réfractaire. Elles sont plastiques pour faciliter leur mise en place par damage. Cette plasticité dépend de la qualité de l’argile et de la quantité d’eau introduite durant la fabrication, celle-ci est comprise en général entre 5 et 8 %.
La tôlerie du corps de cuve est protégée de la dilatation de la masse extra-siliceuse par une fibre céramique souple ou rigide, dont l’épaisseur est de l’ordre de 10 mm.
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Ouvreau de brûleur : il faudra tenir compte du type de brûleur utilisé, c’est-à-dire aéro-gaz ou oxygaz. La température de flamme peut être multipliée par deux, dans le second cas, selon la quantité d’oxygène utilisée.
Ainsi, dans le cas d’un brûleur aéro-gaz les matériaux seront à base de bauxite, sous forme de masse plastique damée ou, avantageusement, en béton coulé vibré. La teneur en alumine sera voisine de 70 %.
Dans le cas d’un brûleur oxygaz, seuls les bétons coulés vibrés supporteront une teneur en alumine supérieure à 80 % pour résister à une température de flamme très élevée.
2.2 Choix...
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Four rotatif à flamme
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