Brevet FR2121611A1 — publié le 19720825

La présente invention a pour objet un dispositif de chauffage par induction de tôles permettant d'atteindre une température parfaitement uniforme dans toute la section de la tôle. I1 est connu déjà de chauffer des tôles dans un dispositif dans lequel un générateur de courant alternatif à basse, moyenne ou haute fréquence alimente un inducteur traverse par un chemin de guidage pour la tôle à chauffer. Dans ce dispositif, la direction des lignes de force magnétiques du champ de l'induc- teur est parallèle au chemin de guidage pour la tôle, et à l'intérieur du chemin de guidage les lignes de force sont parallèles entrtelles. Ce dispositif connu ne permet pas d'obtenir une température parfaitement uniforme dans toute la section de la tôle, en effet, les bords sont toujours plus chauds.L'échauffement exagéré des bords prend des proportions particulièrement gênantes quand les tôles sont en matière magnétisable et si la température finale doit rester endessous du point de Curie. Dans certains cas, il a été possible de contourner cette difficulté par un chauffage de la tôle jusqutà une température au-dessus du point de Curie et par un refroidissement ultérieur à la température désirée. Ce procédé simple n'est pas toujours applicable, car soit la couche superficielle de la tôle, soit l'alliage même de la tôle dans son ensemble peut subir des modifications irréversibles (oxydation, grossissement de grains etc.) lorsque la température dépasse une valeur de seuil donnée. L'invention permet d'éviter la surchauffe des bords des tôles et d'atteindre un chauffage à température parfaitement uniforme dans toute la section de la tôle. Elle est caractérisée en ce que l'inducteur est constitué par une boucle à deux bras, coudée, entourant le chemin de guidage de la tôle et composé d'au moins une partie principale dont la surface tendue entre les deux bras de la boucle est coupée par le chemin de guidage de la tôle et de deux parties appendices disposées des deux côtés de chaque partie principale qui s'étendent dans une direction parallèle àux bords latéraux du chemin de guidage de la tôle à une distance déterminé de ceux-ci.Lorsque l'inducteur comprend deux parties principales, la boucle coudée peut être pliée en rectangle et si le nombre de parties principales est plus élevé, la boucle coudée peut être pliée en forme de méandre. L'invention concerne aussi un procédé de chauffage de tôles. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on fait passer une tôle par le chemin de guidage à travers un ou plusieurs inducteurs comme décrits ci-dessus et en ce qu'on ajuste à une valeur déterminée la distance entre les bords latéraux de la tôle et les port il ons appendices de l'inducteur. L'invention est expliquée ci-dessous par rapport à trois réalisations de principe et une exécution pratique en se référant au dessin annexé. Les figures 1 et 2 sont des dessins schematiques~de deux dispositions de principe du dispositif suivant l'invention, l'une montrée en perspective, l'autre en plan. La figure 3 est une vue en perspective d'une autre disposition de principe. La figure 4 est une vue en perspective, partiellement en coupe d'une partie d'un dispositif permettant de réaliser la disposition de principe suivant la figure 3. A la figure 1, un générateur de courant alternatif 1 alimente un inducteur à deux bras 2, 2', 2" et 3, 3', 3" possédant la forme d'une épingle à cheveux coudée. Cet inducteur est composé d'une portion principale 2, 3 et de deux portions appendices 2', 3' et 2", 3". ta surface tendue par les deux bras 2, 3 de la portion principale est coupée par un chemin de guidage 4 pour des tôles à chauffer. Les portions appendices s'étendent parallèlement aux bords latéraux du chemin de guidage 4 à une distance déterminée de celui-ci. A la figure 2, le générateur 1 alimente également un inducteur à deux bras, mais dont un seul est visible. Cet inducteur est également une épingle à cheveux coudée, mais au lieu d'être plié en forme de C comme l'inducteur suivant la figure 1, l'inducteur suivant la figure 2 est plié en forme de méandre dans lequel on distingue plusieurs portions 5 à 13. Les portions 6, & 10 et 12 sont des portions principales qui croisent le chemin de guidage 4, tandis que les portions 5, 7, 9, 11 et 13 sont des portions appendices qui longent les bords du chemin de guidage 4. La figure 3 représente schématiquement un inducteur composé d'un bras supérieur 15 à 23 et d'un bras inférieur 24 à 32. Cet inducteur comprend deux por tions principales composées par les parties 16, 17, 18 et 29, 30, 31 d'une part et les parties 20, 21, 22 et 25, 26, 2T d'autre part. Il comprend en outre 3 portions appendices formées par les parties des bras 15, 32; 19, 28 et 23, 24. Les portions principales se décomposent chacune en une partie médiane 17, 30 et 21, 26 et deux parties d'extrémité 16, 31; 18, 29; 27, 33 et 22, 25. Les parties médianes des portions principales sont disposées en face de la partie médiane du chemin de guidage 4 pour les tôles. Les parties d'extrémité se trouvent en face des bords du chemin de guidage 4. Les parties des bras supérieur et inférieur constituant les parties d'extrémité des portions principales se trouvent à une distance relativement grande l'une par rapport à l'autre. Cette distance est plus faible pour les parties des bras constituant les parties médianes des por tions principales et plus faible encore pour les parties des bras constituant les portions appendices.Cette disposition produit les effets suivants: le champ de dispersion des portions appendices se cantonne dans un espace entourant étroitement les portions appendices. Le couplage inductif est très lâche à l'en- droit des bords des tôles à chauffer et est beaucoup plus fort à l'endroit de la partie médiane de la tôle. Le courant passe des portions appendices aux parties d'extrémité des portions principales et vice versa par l'intermédiaire de parties inclinés 33 des bras de l'inducteur et des parties d'extrémité aux parties médianes des portions principales et vice versa par l'intermédiaire de parties in clinées 34. Afin d'égaliser mieux la répartition du courant dans les portions principales, la largeur de ces dernières se rétrécit aux extrémités grâce à des échancrures 35. La figure 4 représente une partie d'une réalisation pratique d'un inducteur suivant la figure 3. La figure 4 représente les parties 18, 29 de la figure 3. Un cadre en tôle de cuivre 36 est dispose en face d'un autre cadre en tôle de cuivre 37. Chacun de ces cadres 36 et 37 est refroidi par une conduite d'eau 38. Au cadre 36 est fixé un méplat en cuivre 39 et un méplat en cuivre 40. Au cadre 37 est fixé un méplat en cuivre 41 et un méplat en cuivre 42. Les deux méplats 40 et 42 sont séparés par une mince couche d'isolant 43 et sont plus gros que les deux méplats 39 et 41. Les meplats 39 et 41 sont disposés face à la partie médiane du chemin de guidage 4. La face inférieure du méplat 39 correspond à la partie 17 de la figure 3. La face libre inférieure du cadre 36 correspond à la partie 18 et la face inférieure du méplat 40 en contact avec la couche d'isolant correspond à la partie 19 de la figure 3. En lieu et place des échancrures 35 de la figure 3, des fentes 44 sont sciées dans les cadres 36 et 37.Si, à certains endroits, on désire modifier un peu l'intensité du chauffage, il est possible de forer des trous 45 dans les cadres 36 ou 37 et à travers les méplats 39 ou 41. Comme ces cadres sont parcourus par du courant à haute fréquence, 1' effet de peau se manifeste. Par conséquent, le courant reste confiné aux surfaces opposées des cadres, de sorte que cette réalisation selon la figure 4, est assimilable parfaitement à la disposition à rubans de la figure 3. Dans toutes les figures de 1 à 4, le chemin de guidage des tôles est repré senté comme situé dans un plan. Il est évident que la tale peut aussi se mouvoir dans un chemin de guidage courbe et que dans ce cas, par exemple les cadres 36 et 37 suivent la courbure de ce chemin de guidage. Le dispositif de chauffage peut comprendre non seulement un générateur de courant alternatif, mais plusieurs alimentant chacun un inducteur suivant l'invention. La fréquence du courant alternatif est choisie en fonction de la profondeur de pénétration souhaitée des courants induits dans la tôle. Pour des tôles minces, cette fréquence est donc choisie dans les fréquences radio. Dans le chemin de guidage les tôles peuvent avancer soit en continu si toute la tôle doit être chauffée, soit par saccades si certaines sections seulement doivent être chauffées. Si une tale est chauffée dans son entièreté, on laisse passer en continu la bande de tôle à travers un ou plusieurs inducteurs tels que décrits ci-dessus;on mesure la température de la tôle à la sortie des inducteurs; on compare cette température mesurée à une valeur de consigne, et on règle l'intensité du courant inducteur et/ou la vitesse d'avancement de la tôle pour réduire à zéro la différence entre température mesurée et température de consigne. Lors de ce procédé, il est important d'ajuster à une valeur à déterminer par des essais préa- lables, la distance qui separe les bords latéraux de la tôle des portions appendices des inducteurs. Pour ce faire, on peut prévoir des inducteurs ajustables dans lesquels par exemple les portions principales présentent des extrémités 16, 18, 20, 22, 25, 27, 29 et 31 plus longues sujr lesquelles sont vissées ou clamées les portions appendices. REVENDICATIONS. 1. Dispositif de chauffage par induction de tôles comprenant un générateur de courant alternatif, un inducteur relié à ce générateur, un chemin de guidage pour une tôle d chauffer traversant l'inducteur dans une direction telle que les lignes de force magnétique du champ de l'inducteur sont parallèles au chemin de guidage et parallèles entrtelles a l'intérieur du chemin de guidage, caractérisé en ce que l'inducteur est constitué par une boucle a deux bras, coudée, entourant le chemin de guidage de la tôle et composé d'au moins une portion principale dont la surface tendue par les deux bras de la boucle est traversée par le chemin de guidage et d'au moins deux portions appendices qui s'étendent parllèlement aux bords latéraux du chemin de guidage et longent ces bords à une distance déterminée. 2. Dispositif de chauffage par induction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle coudée est pliée en rectangle. 3. Dispositif de chauffage par induction suivant la revendication 1; caractérisC en ce que la boucle coudée est pliée en méandre. h. Dispositif de chauffage suivant l'une des revendications 1 d 3, caractérise en ce que la ou les portions principales sont constituées par des conducteurs en forme de ruban dont les côtés larges font face au chemin de guidage pour les tôles. 5. Dispositif de chauffage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les conducteurs en forme de ruban se rétrécissent aux deux extrémités des por tions principales. 6. - Dispositif de chauffage suivant l'une des revendications 1 à 5, caraetérisé en ce que les conducteurs des portions principales sont plus rapprochés l'un de l'autre en face de la partie médiane du chemin de guidage pour les tales qu'en face des bords latéraux du chemin de guidage. 7. Dispositif de chauffage suivant une des revendications h ou 5, caractérisé en ce que les condueteurs en forme de ruban comprennent des trous. 8. Dispositif de chauffage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les portions appendices sont constituées par des parties des deux bras de l'inducteur séparées l'une de l'autre par une mince couche d'isolant. 9. Procédé de chauffage de tales dans lequel on fait passer une tôle par le chemin de guidage d travers un ou plusieurs inducteurs, caractérisé en ce que les inducteurs sont constitués conformément à l'une quelconque des revendications ci-dessus et en ce qu'on ajuste a une valeur déterminée la distance entre les bords latéraux de la tôle et les portions appendices de l'inducteur.