Brevet FR2472151A1 — publié le 19810626

Four de chauffage par induction à haute température La présente invention concerne un four de chauffage par induction en continu à haute température. Elle trouve une application particulièrement intéressante dans la graphitation d'électrodes en carbone pour aciérie, opération qui s'effectue vers 28000C. L'invention a pour but de réduire la consommation d'énergie nécessaire pour le chauffage des pièces et a pour objet un four de chauffage par induction en continu à haute température caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte thermiquement isolée, au moins une entrée et une sortie, des moyens de chauffage par induction, des moyens pour diriger les pièces à chauffer de l'entrée vers la sortie en passant par les moyens de chauffage de manière que les pièces qui se dirigent vers les moyens de chauffage soient réchauffées par les pièces chaudes qui s'en-éloignent et se dirigent vers la sortie. Selon une réalisation préférée de l'invention, l'enceinte isolée comprend à chaque extrémité une entrée et une sortie, deux lignes de pièces traversant parallèlement et en sens inverse l'une de l'autre l'enceinte isolée en un seul trajet aller, les moyens de chauffage étant situés au voisinage du milieu de la longueur de l'enceinte. Avantageusement, lesdits moyens de chauffage sont constitués par une bobine d'induction unique entourant les deux lignes de pièces, un manchon intermédiaire en graphite étant disposé entre la bobine et les pièces. On peut prévoir des moyens de convection de manière à faciliter les échanges de chaleur. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description de deux exemples de réalisation de l'invention faite ci-après en regard du dessin annexé dans lequel La figure 1 donne une représentation schématique d'un four de chauffage à induction selon l'invention. La figure 2 donne une variante préférée de l'invention. En se reportant à la figure 1, l'ensemble comprend une enceinte isolée 1 comportant à chaque extrémité un sas d'entrée et de sortie respectivement 2 et 3. L'enceinte comporte une paroi 4 couverte intérieurement d'une couche isolante 5 par exemple en feutre de carbone. Dans sa partie centrale A, l'enceinte 1 se divise en deux conduits séparés 6, 7 reliés au conduit unique central 8 des extrémités B, C de l'enceinte par des portions de raccordement D et E. Un premier inducteur de chauffage 9 est placé dans la partie centrale A autour du conduit 6 et un second inducteur de chauffage 10 est placé dans la partie centrale A autour du conduit 7. A l'intérieur de l'enceinte circulent deux lignes de pièces 17 à chauffer, se poussant les unes les autres, l'une des lignes passant par le conduit 6 et l'autre par le conduit 7. Les deux lignes circulent en sens inverse l'une de l'autre comme l'indique le sens des flèches.Les pièces 11 sont chauffées par induction dans la partie centrale A de l'enceinte et à-l'extérieur de cette partie centrale A, il y a échange de chaleur entre les pièces chaudes qui sortent de-la partie centrale et les pièces froides qui se dirigent vers cette partie centrale. La section de l'enceinte 1 peut par exemple être rectangulaire ; elle peut également être oblongue dans les parties B et C et circulaire dans la partie centrale A (deux sections circulaires évidemment). L'invention est particulièrement intéressante lorsque l'on a à chauffer des pièces à très haute température et où en plus les pièces doivent être suffisamment refroidies avant de sortir du four. C'est le cas par exemple de la graphitation d'électrodes en carbone. L'opération s'effectue vers 28000C les pièces défilant très lentement à une vitesse de l'ordre du centimètre par minute. il s'agit par exemple d'électrodes de 600 mm de diamètre et de 3000 mm de longueur. Les inducteurs 9, 10 ont un diamètre intérieur de 900 mm et une longueur de 900 mm et sont alimentés à 10 000 hz. Dans le cas de cet exemple de graphitation de pièces en carbone, l'atmosphère de l'enceinte 1 est inerte vis-à-vis du carbone, il peut s'agir, par exemple, d'une atmosphère d'argon ou d'oxyde de carbone. Dans la figure 2 qui montre un exemple de réalisation préférée de l'invention, il n'y a qu'un seul inducteur 12 qui entoure les deux lignes de pièces 11., l'enceinte est alors simplifiée puisqu'elle se compose d'un unique canal central 8 sans bifurcation dans la partie centrale. La section de l'enceinte 1 et de l'inducteur 12 est alors par exemple oblongue de manière à avoir le meilleur couplage entre l'inducteur 12 et un secondaire 13 de section également oblongue. En effet, dans ce cas, le secondaire n'est pas formé par les pièces 11 elles-mêmes mais par cette pièce intermédiaire 13. En effet, les deux lignes de pièces 11 passant à l'intérieur d'un seul inducteur il est préférable pour une meilleure oirculation des courants induits que ceux-ci soient générés dans un manchon 13 en graphite, coaxial avec l'inducteur 13 de manière à avoir la plus faible résistance aux courants induits. Les pièces 11 sont alors chauffées à l'intérieur du manchon 13 par rayonnement du manchon. Dans le cas de graphitation de pièce en carbone, la température étant très élevée, les échanges de chaleur à la sortie de l'inducteur (9, 10 figure 1 ou 12 figure 2) se font principalement par rayonnement tout au moins au voisinage des inducteurs. Cependant, on peut prévoir, notamment pour les points éloignés des inducteurs, des moyens de convection tels que 14 (figures 1 et 2). Dans le cas de la figure 2, la réalisation de l'enceinte est beaucoup plus simple et les échanges de chaleur entre les pièces sont bien meilleurs puisque les deux lignes de pièces peuvent être beaucoup plus proches l'une de l'autre. REVENDICATIONS 1/ Four de chauffage par induction en continu à haute température caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte thermiquement isolée de forme allongée, au moins une entrée et une sortie, des moyens de chauffage par induction, des moyens pour diriger les pièces à chauffer de l'entrée vers la sortie en passant par les moyens de chauffage de manière que les pièces qui se dirigent vers les moyens de chauffage soient réchauffées par les pièces chaudes qui s'en éloignent et se dirigent vers la sortie. 2/ Four de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte isolée comprend à chaque extrémité une entrée et une sortie et en ce que deux lignes de pièces traversent parallèlement et en sens inverse l'une de l'autre l'enceinte isolée en un seul trajet aller, les moyens de chauffage étant situés au voisinage du milieu de la longueur de l'enceinte. 3/ Four de chauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage sont constitués par une bobine divin duction unique entourant les deux lignes de pièces, un manchon intermédiaire en graphite étant disposé entre la bobine et les pièces. 4/ Four de chauffage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de convection sont prévus de manière à faciliter les échanges de chaleur.