Brevet FR2364590A1 — publié le 19780407

La présente invention concerne un induit de four à induction constitué de plusieurs morceaux assemblés, et plus particulièrenent des induits ayant de grandes dimensions. Il est connu que le chauffage par induction peut être réalisé de deux façons : - soit par induction directe dans les pièces à chauffer à condition qu'elles soient conductrices, - soit par chauffage indirect des pièces par l'intermédiaire d'un creuset (ou tube) cylindrique conducteur généralement appelé induit, cette seconde façon permettant le chauffage de pièces constituées de n'importe quel matériau. Dans ce dernier cas, on admet que le creuset réagit comme étant le secondaire en une seule spire d'un transformateur dont le tube de cuivre enroulé en solénoïde et parcouru par un courant alternatif constitue le primaire. Le creuset est alors parcouru par un courant dont l'intensité est proportionnelle à celle du courant parcourant le primaire et est chauffé par effet Joule. Lorsqu'on veut chauffer des pièces de grandes dimensions, il est difficile de réaliser des creusets induits d'une seule pièce ayant les dimensions requises. Ainsi, dans le cas où le creuset induit doit être en graphite, les techniques actuelles de mise en forme des produits carbonés de même que les risques de rupture des pièces au cours des traitements thermiques, ne permettent pas de réaliser des blocs cylindriques de graphite de diamètre très important. Un induit monolithique usiné sera donc nécessairement de dimensions inférieures au diamètre du plus grand cylindre réalisable au moment considéré. De même, on aurait pu envisager de constituer l'induit en empilant des bagues ou des anneaux qui permettent la circulation du courant induit, mais là encore, on est limité au point de vue diamètre Un des buts de l'invention est de pouvoir disposer d'un induit de dimensions suffisantes pour chauffer indirectement dans un four à induction des pièces de dimensions quelconques. Un autre but de l'invention est de pouvoir disposer d'un tel induit en graphite. Ces buts sont atteints suivant l'invention qui consiste en un induit pour four à induction caractérisé en ce qu'il est constitué de plusieurs morceaux assemblés en matériau conducteur. Ces morceaux peuvent avoir différentes formes et leur assemblage dépend au moins en partie de celles-ci. Par exemple, les morceaux peuvent avoir la forme de planches que l'on juxtapose simplement, avec ou sans collage. Nais l'on peut également donner aux morceaux bien d'autres formes permettant des assemblages variés comme le montrent, à titre indicatif et non limitatif, les figures 1à 5 qui représentent en vues partielles les morceaux 1 assemblés - à queue d'aronde 2 (figure 1) - à trait de Jupiter à double queue d'aronde 3 ( figure 2) - à trait de Jupiter 4 (figure 3) - à entaille oblique 5 (figure 4) - à entaille à mi-épaisseur 6 avec cheville 7 (figure 5) Les matériaux conducteurs constituant les morceaux peuvent entre les mêmes que ceux constituant habituellement les induits tels que, par exemple, métaux, alliages métalliques, graphite. Les exemples suivants, donnés à titre indicatif et non limitatif, illustrent l'invention. EXEPIPLE 1 Cet exemple est relatif à un induit en acier inoxydable. L'induit est constitué de 6 planches dont les dimensions sont les suivantes - largeur : 250 mm - hauteur : 665 mm - épaisseur : 35 mm Ces 6 planches sont simplement juxtaposées de manière à former un induit - à section hexagonale inscrite dans un cercle de pl 500 mm, - et de hauteur 665 mm. Cet induit est placé dans un four à induction en remplacement d'un induit identique mais monolithique. On constate qulen faisant fonctionner le four à induction dans les memes conditions, les rendements avec l'induit monolithique et induit suivant l'invention sont pratiquement les mêmes. EXEBIPLE 2 Cet exemple est relatif à un induit en graphite. Cet induit est constitué par 12 planchettes dont les dimensions sont les suivantes - largeur : 160 mm - hauteur : 700 mm - épaisseur : 60 mu Ces 12 planchettes sont assemblées par double queue d'aronde comme illustré figure 2 de manière à former un induit - à section dodécagonale inscrite dans un cercle de diamètre 610 mm - de hauteur 700 mm Cet induit est placé dans un four à induction en remplacement d'un induit identique mais monolithique. Comme dans exemple 1, on constate qu'en faisant fonctionner le four à induction dans les mêmes conditions, les rendements avec induit monolithique et induit suivant l'invention sont pratiquement les mêmes. On aurait pu penser qu'avec un induit en plusieurs morceaux selon l'invention, la résistance électrique élevée des contacts entre éléments devrait conduire à abaisser le rendement du four de façon considérable. Or ces exemples démontrent qu'il n'en est rien. Par ailleurs, dans ces exemples, les dimensions des induits suivant l'invention ont été volontairement limitées de manière à pouvoir établir des comparaisons avec les induits monolithiques existant actuellement, du point de vue rendement. Mais ces exemples en eux-memes montrent que si l'on substitue l'induit monolithique d'un four par un induit constitué de plusieurs morceaux suivant l'invention, le rendement du four n'est pas affecté. Il en est de meme lorsqu'on augmente les dimensions de l'induit suivant l'invention : le rendement du four est en effet pratiquement le même que celui théorique d'un four à induit monolithique de mêmeSdimensions. On voit ainsi, immédiatement, les avantages qui présente l'induit suivant l'invention, en particulier dans le cas où celui-ci est en graphite - il n'y a plus à priori de limites aux dimensions, - il n' est plus nécessaire de disposer d'un cylindre plein ou creux, capable du tube qui constitue l'induit pour l'usiner par carottage. Il suffit par exemple d'exécuter des plaques de graphite d'épaisseur légèrement supérieure à celle de la paroi de l'induit et d'assembler ces plaques pour réaliser l'induit : les pertes de matières dues à l'usinage sont alors faibles. - il est possible de disposer d'induit en n'importe quel graphite et en particulier en graphite à grains fins, pur et à haute tenue à la corrosion (principalement à ltoxydation et à l'attaque par des vapeurs métalliques). En effet, suivant l'invention, les éléments constitutifs de l'induit peuvent avoir de faibles dimensions et, de ce fait, peuvent facilement être réalisés en graphite à grains fins et/ou subir des traitements physicochimiques plus sophistiqués permettant d'atteindre des degrés de pureté plus élevés. La faible perméabilité aux gaz de ce graphite due à la finesse ainsi que sa pureté augmentent considérablement la tenue à la corrosion, donc la durée de vie de l'induit. Les induits suivant l'invention peuvent être montés dans tous les types de fours à induction classiques utilisés notamment pour les opérations de graphitation ou de frittage. Ils sont particulièrement intéressants lorsque les pièces à graphiter ou à fritter sont de grandes dimensions. REVENDICÂTIONS 1 - Induit pour four à induction caractérisé en ce qu'il est constitué de plusieurs morceaux assemblés en matériau conducteur. 2 - Induit pour four à induction Suivant revendication i caractérisé en ce que lesdits morceaux sont juxtaposés, avec ou sans collage. 3 - Induit pour four à induction suivant revendication i caractérisé en ce que lesdits morceaux ont une forme telle qu'ils sont assemblés à queue d'aronde. 4 - Induit pour four à induction suivant revendication 1 caractérisé en ce que lesdits morceaux ont une forme telle qu'ils sont assemblés à trait de Jupiter. 5 - Induit pour four à induction suivant revendication 1 caractérisé en ce que lesdits morceaux ont une forme telle qu'ils sont assemblés à trait de Jupiter à double queue d'aronde. 6 - Induit pour four à induction suivant revendication 1 caractérisé en ce que lesdits morceaux ont une forme telle qu'ils sont assemblés à entaille oblique. 7 - Induit pour four à induction suivant revendication 1 caractérisé en ce que lesdits morceaux ont une forme telle qu'ils sont assemblés à entaille à mi-épaisseur atec cheville. 8 - Induit pour four à induction suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le matériau conducteur est choisi parmi les métaux, les alliages métalliques, le graphite.