Brevet FR2308888A1 — publié le 19761119

La présente invention a pour objet un procédez pour la réali- sation d'un revêtement réfractaire formant chemise pour four à induction, nots t pour four à creuset à induction, avec du pisé sec à l'aide d'un gabarIt amovible. Dans la revue "taiesserei 61" (1974, n 12, pages 672 à 677), sont dcrits plusieurs procédés de garnissage pour fours à induction ; l'article en question dresse une conparaison entre ces procédés conlljs, en traitant particulièrement de leur rendement économique. Cet article décrit en particulier un procédé de garnissage faisant appel à un bloc de démarrage et à un gabarit amovible. On salit également utiliser un gabarit amovible pouvant se séparer en trois parties dans le sens longitud,inal de la chemise de revêtement et tasser le pisé sec par l'intermédiaire de ce gabarit au moyen d'un vibrateur à air comprirno te vibrateur est maintenu serré contre le gabarit au moyen d'une croix de serrage ; il faut également prévoir un véhicule de travail, un dispositif de séparation1 des tissus de renforcement, des masses céraniques et une opération de séchage. En outre, il est recommandé de fritter avec un bloc de démarrage et de démarrer avec une phase liquide ; ce procédé suppose donc la présence de métaux liquides. Selon un autre procédé connu, on opère avec ce qu'on appelle un gabarit durable" ; pendant le frittage, ce gabarit est chauffé à une température de, par exemple, 4000C et il a donc pour incon dénient de se déformer avec le teiaps et par conséquent de ne pas pouvoir être réutilisé aussi souvent qu'on le voudrait. On sait également utiliser un autre "gabarit durable" après le formage duquel on injecte dans la masse de pisé sec un liant liquide qui, sous l'effet du traitement par la chaleur appliqué ensuite, doit durcir lors du frittage. Un but de l'invention est de créer un procédé du type décrit au début qui soit particulièrement économique et grâce auquel on puisse se contenter d'un minimum de dépense technique. Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait qu'on intercale entre le gabarit et le pisé réfractaire sec une mince couche de chemisage ayant une épaisseur minimale égale à 1/100 à 1/300 du diamètre du gabarit, puis on enlève le gabarit et l'on soutient la couche de chemisage avec un matériau en vrac. Le brevet allemand 521 295 a bien proposé déjà d'utiliser comme couche intermédiaire entre le noyau électriquement conduc teur et la masse à fritter des couches de papier se carbonisant facilement, mais la masse à fritter n'est pas faite de pisé réfractaire sec ; elle est coulée tout autour du noyau ; il s'agit donc d'un procédé de fabrication entièrement différent. Pour former la couche de chemisage mince, on utilise particulièrement l'amiante ; mais on peut également utiliser des feuilles plastiques et autres matériaux en feuilles minces. Le pisé réfractaire sec peut, de façon connue en soi, être compacté par l'intermédiaire du gabarit par vibreurs. Selon un mode de réalisation préféré, le gabarit est constitué d'un corps légèrement conique et d'une partie rétrécie à conicité plus accentuée. il est possible d'introduire le matériau en vrac après avoir entièrement retiré le gabarit. Si lton a compacté le pisé sec avant de retirer le gabarit, le degré de compactage et de consolidation obtenu par vibrage suffit pour que la masse de pisé réfractaire conserve sa forme. Nais, d'habitude, on retire le gabarit pendant le remplissage avec le matériau en vrac, c'est-à-dire qu'on le retire progressivement au fur et à mesure que le remplissage se poursuit. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on engage au milieu du gabarit, avant le remplissage avec le matériau en vrac, un corps creux le traversant d'un bout à l'autre, de préférence un élément tubulaire ; de cette façon, on peut notablement diminuer la quantité de matériau en vrac utilisée. Il est également possible de chauffer le corps creux, ce qui permet d'abréger la durée de frittage. Le matériau en vrac peut être un produit compatible avec la matière à fondre ou adapté à cette matière et il entre en fusion avec elle. Ceci s'applique également au corps creux. Nais il est également possible de retirer le matériau en vrac avant dtintroduire la matière à fondre, par exemple en faisant basculer le gabarit. Dans ce cas, on peut utiliser comme matériau en vrac n'importe quel matériau susceptible de s'écouler ou de se déverser, par exemple sable ou gravillon. Si le chauffage par induction est déjà utilisé pour le frittage préalable, il est nécessaire, au cas où l'on utilise un matériau non adapté, de prévoir un chemisage pouvant être chauffé par induction. Pour permettre de tasser correctement de l'intérieur ra masse de pisé sec et, d'autre part poiir empêcher que le gabarit ne se déforme sous les vibrations, ce gabarit peut être fait e acier d'environ 10 mm d'épaisseur, de tels gabarits en acier sont com1us en soi mais ils ont habituel ement une épaisseur sensiblement plus faible parce que, la plupart du temps, ils ne 5(Jflt pas utilisés aux fins décrites ci-dessus. Le chemisage mince peut être constitué de plusieurs plaques flexibles ou de bandes. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, avant de retirer le gabarit et, de préférence, avant d'introduire le matériau en vrac, on secoue par vibrations pendant un court laps de temps le gabarit en le tirant légerement. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre a d'exemple, en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure l représente en coupe un creuset d'un four à induction pendant le compactage du pisé réfractaire sec - la figure 2 est une coupe longitudinale du même creuset pendant une autre phase de travail - la figure 3 est une coupe longitudinale du même creuset pendant qu'on retire le gabarit. Un creuset 2 d'un four à induction, relié à un magonrage l, peut pivoter ou basculer autour d'un axe 5. Le creuset 2 est muni d'une isolation extérieure 6 et d'un garnissage réfractaire 7. Sur le dessin, on a montré dans la partie supérieure de l'isolation 6 des bobines pozw chauffage par induction 8 qui peuvent s'étendre sur toute la hauteur de l'isolation. Le garnissage réfractaire 7 est fait en pisé sec ordinaire qui est mis en place de façon connue en soi. C'est également de façon connue en soi que, dans un premier temps, la partie du fond 9 du garnissage réfractaire 7 est tassée environ jusqu'à hauteur du plan 10 ; avant de continuer k introduire la masse de pisé, on fait descendre jusqu'au niveau du plan 10 un gabarit en acier Il d'environ 10 em d'épaisseur. Le gabarit en acier Il peut comporter une plaque de fond 12 éventuellement séparable ; cette disposition est nécessaire lorsque le compactage du pisé réfractaire est effectué d'une façon différente de celle qui est décrite ci-après. Autour du gabarit en acier Il avaient auparavant été placées des plaques d'amiante 13 de 3,0 mm d'épaisseur qui sont maintenues ensemble par exemple à l'aide de bandes adhésives usuelles. hais il est également possible de dérouler d'une bobine un ruban sans fin et de l'enrouler autour du gabarit. L'amiante, par exemple, est particulièrement indiqué pour foruer la couche de chemisage parce que, en cas de chauffage par induction, il est "neutre" et, au cours de la forte élévation de température qui suit, il se décompose dans une large mesure ; de plus, ce matériau est peu coûteux. Ensuite on finit d'introduire la masse de pisé sec. A l'intérieur du gabarit en acier 11, on engage un vibrateur 14 de type courant qui, par l'intermédiaire d'une croix de serrage 15 et de pièces de bois dur 17 disposées parallèlement à l'axe longitudinal du vibrateur, transmet les vibrations au gabarit d'acier 11 et par conséquent au pisé réfractaire ; de cette façon, cette masse de pisé est tassée dans la zone située au-dessus du plan 10. Le vibrateur 14 repose sur, par exemple, trois supports ou plus ; au lieu de supports de ce genre qui sont en général utilisés, il peut être prévu un tube 18 auquel est fixée dans ce cas la plaque de fond 12 correspondant à la section transversale intérieure du gabarit en acier 11. Une fois que le compactage par vibration de la masse de pisé est terminé, le vibrateur 14 est retiré avec tous les éléments qui lui sont reliés, y compris sa plaque de fond 12. Avant de retirer définitivement le vibrateur, il est avantageux de procéder encore à un bref traitement vibrant en tirant légèrement sur le gabarit ll ; cette façon de faire facilite ou même rend possible l'extraction ultérieure du gabarit 11 et sa séparation de la couche de chemisage 13. A ce moment, le degré de compactage et de solidification de la masse de pisé sec peut être tel que le garnissage réfractaire 7 peut déjà être considéré comme consistant et stable. I1 serait donc déjà possible de retirer également le gabarit en acier 11. Cependant, pour empêcher toute déformation de la masse de pisé réfractaire sec pendant l'opération de frittage, notamment des éboulements de paroi, on remplit, avec un matériau en vrac l'espace creux laissé libre par le gabarit en acier 11. Ce matériau doit être susceptible de s'écouler et/oudesedéverser. D'habitude on utilise à cet effet des matériaux qui, par exemple, sont obtenus comme matériaux de recyclage dans les opérations de fonderie et dont la composition correspond approximativement à celle du matériau de charge du creuset. I1 faut également prendre garde que la granulométrie du matériau en vrac soit choisie telle que soit assuré le Wraidissementfl voulu de la couche de chemisage 13. C' est ainsi qu'on peut utiliser par exemple des minerais, du fer, de l'acier, de la fonte grise, des alliages d'aluminium, des métaux non ferreux. I1 va de soi que le creuset en question peut être utilisé non seulement pour la fusion des métaux mais également pour le maintien à température et, par exemple, pour le trai tendent des métaux non ferreux ainsi que de leurs alliages. Un domaine d'utilisation très intéressant est offert par les fours à creuset à induction pour métaux non ferreux parce que, dans ce cas, les prix de revient proportionnels du gabarit sont plus élevés qu' avec les alliages à base de fer. Au lieu de remplir totalement avec le matériau en vrac l'espace libre au-dessus du plan 10, on peut aussi procéder comme 1' indique la figure 2. Avant d'introduire le matériau en vrac 21, on descend à l'intérieur un tube de retenue 22 en acier, ayant par exemple une épaisseur de paroi d'environ 1 mm, qui comporte une plaque de fond 22' avec un anneau de traction 23, et l'on descend ce tube jusqu'à hauteur du plan 10 ; les contours de la plaque de fond 221 correspondent aux dimensions du gabarit 11. L'espace creux occupé par le tube de retenue 22 prend la place d'une quantité correspondante du matériau en vrac 21 qui, comme le représente la figure 2, est introduit seulement entre le tube 22 et le gabarit en acier 11. Gomme le montre la figure 3, après avoir rempli l'espace creu4 par exemple cylindrique, entre le tuyau 22 et le gabarit en acier 11, on peut retirer maintenant ce dernier mais, dlune façon particulièrement avantageuse, on ne tire vers le haut le gabarit qu' au fur et à mesure qu'est introduit le matériau en vrac. On peut, par exemple, retirer par intermittence le gabarit chaque fois que la hauteur du matériau en vrac introduit augmente, par exemple, de 30 cm. Le tube de retenue 22 peut être chauffé, par exemple, au moyen d'un brûleur au mazout et/ou au gaz, ce qui permet de chauffer le matériau en vrac 21 et, par conséquent, de compléter le chauffage par induction. Au fur et à mesure que le chauffage aug fiente, le tuyau de retenue entre en fusion en même temps que le matériau de charge qui est introduit de façon continue. I1 faut encore mentionner qu'il n'est pas nécessaire que la mince couche de chemisage 13, qui est par exemple en amiante, soit retirée avant deIemplir le creuset avec le matériau de charge pendant l'opération de fusion ou de maintien à température, cette couche est détruite par décomposition ou cuisson ; par suite, au lieu d'amiante, on peut également utiliser du carton ou un matériau analogue. Le gabarit 11 de forme légèrement conique présente à son ex trénité côté fond un rétrécissement 25 de conicité plus accentuée. NTDICA?l oes 1. Procédé pour réaliser un garnissage ou revêtement réfractaire e forme de chemise pour un four à induction, notamment un four a' creuset à induction, avec une masse de pisé sec à consolider, à l'aide d'un gabarit pouvant être enlevé, caractérisé en;ce qu'entre le gabarit et la masse de pisé réfractaire sec, on intercale une mince couche de chemisage dont l'épaisseur minimale est d'environ 1/100 à 1/300 du diamètre du gabarit, après quoi le gabarit est retiré et la couche de chemisage est soutenue par un matériau en vrac. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse de pisé réfractaire est compactée par vibrage, par l'intermédiaire du gabarit. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le gabarit est constitué d'une partie d'enveloppe légèrement conique et d'un rétrécissenent à conicité plus marquée. 4. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau en vrac est introduit après que le gabarit est entièremerlt retire. 5. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gabarit est retiré pendant qu'on introduit le matériau en vrac. 6. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au milieu du gabarit est introduit, avant le remplissage avec le matérIau en vrac, un corps creux s' étendant d'un bout à l'autre, de préférence un tube. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le corps creux est chauffé. 8. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau en vrac est un matériau compatible avec le matériau de charge ou matériau à fondre, ou bien est adapté à ce matériau, et en ce qu'il est fondu en même temps que le matériau de charge du creuset. 9. Procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7, ca ractérisé en ce qu'avant de remplir le creuset avec le matériau à faire fondre, on vide le matériau en vrac, par exemple en le faisant basculer. 10. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gabarit est en acier d'environ 10 mm d'épaisseur- 11. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de chemisage extérieur est constituée de plusieurs plaques ou bandes souples et flexibles. 12. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'avant de sortir le gabarit, et de préférence avant d'introduire le matériau en vrac, on le soumet à un court tristement vibrant, en tirant légèrement dessus. 13. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise de l'amiante pour constituer la couche de chemisage extérieur.