Brevet FR2521705A1 — publié le 19830819

La présente invention concerne un four à induction à chenal comportant un récipient de four en forme d'auge,basculable vers le haut autour d'un axe s'étendant à travers sa zone supérieure,centralement extérieurement et en parallèle à l'axe longitudinal du récipient, sur le fond duquel sont fixés des inducteurs reliés à 1'espace de four par l'intermédiaire de supports d'inducteurs,le récipient de four étant muni d'un tourillon creux prévu sur le caté avant du récipient de four et disposé coaxialement par rapport à son axe de basculement et qui est monté dans des paliers disposés dans des bras de paliers fixes, le tourillon servant simultanément de bec de coulée d'entré ou de sortie pour la coulpe du métal fondu dans un chenal de coulée raccordable au tourillon creux de support. Des fours connus de ce type (voir le prospectus de la firme Demag Metallgewinnung, no 6.16.3.03 dt-en-r 3000, édité en octobre 1977) présentent sur les deux extrémités avant du récipient de four en forme d'auge un tourillon creux de support respectif. fi"un des tourillons creux sert de bec d'entrée et l'autre de bec de sortie de coulée. Pour rendre possible une circulation du métal fondu à travers le four, l'axe longitudinal du récipient de four est incliné de telle manière que le tourillon creux de support servant de sortie de coulée se trouve plus bas que l'entrée de coulée (voir page-10 et page 6, figure 2.2 du prospectus).Le métal fondu s'écoule du tourillon de support dans un chenal de coulée ou dans un répartiteur vers la machine de coulée, une différence de hauteur existant alors entre le tourillon de support et le chenal. Cependant, le courant de métal forme ainsi une cascade qui n'est pas appropriée en particulier avec de l'aluminium. Il se forme précisément des couches d'oxyde constamment renouvelées qui sont noyées dans la coquille. Ceci porte préjudice à la qualité de l'aluminium. En outre, l'introduction des fours connus dans des installations où le métal doit être fondu et maintenu au chaud n'est pas appropriée. Avant tout, ce qui perturbe c'est l'inclinaison déjà mentionnée de l'axe de basculement qui empêche un écoulement de même niveau. De plus, la disposition des becs d'entrée et de sortie de coulée sur les parcis avant se faisant face du récipient en forme d'auge fait qu'il n'est pas possible de relier les fours l'an à l'autre sans difficultés si on doit transférer le méta3 > fondu dans un four à induction à chenal, dans un deuxième four à induction qui sert de four de maintien au chaud,ee amener la matière fondue depuis là jusqu'd une machine de coulée. Le problème qui est à la base de la présente invention est de produire un four à induction à chenal comportant un chenal de coulée raccordé au four et du type mentionné ci-dessus, qui permette d'améliorer la qualité du produit, en particulier en ce qui concerne la formation de cascades dans le courant de métal fondu à couler,et ainsi d'éviter les impuretés par voie d'oxydation. Le problème est résolu selon la présente invention par la mise en oeuvre simultanée des caractères distinctifs suivants a) dans la zone supérieure du récipient de four on prévoit au moins un deuxième palier de basculement dont l'axe est parallèle à l'axe de basculement du premier palier , le deuxième palier se trouvant sur l'autre coté du plan longitudinal moyen du récipient de four b) les paliers peuvent être verrouillés et déverrouillés au moyen de dispositifs de blocage qui leur sont associés, c) la chemise de fond du chenal de coulée ou de transfert se raccorde sur le même niveau de façon étanche à la chemise de fond du tourillon de support creux D'autres formes de réalisation appropriées de la présente invention,ainsi que l'utilisation des fours selon la présente invention dans une installation destinée à la fusion et au maintien au chaud de métaux sont décrites ci-après. Grace à la présente invention, on peut obtenir une coulée de mme niveau. Ce qu'on appelle la peau oxydée n'est pas déchirée car le courant de métal fondu n'est perturbé par aucune cascade. Le courant semble optîquement ne pas être du tout en mouvement. La qualité du produit est bien meilleure que dans l'art antérieur. Dans une installation qui contient un four de fusion et un four de maintien au chaud on a obtenu de même une bien meilleure analyse à cause de la disposi- tion horizontale des chenaux. L'arrangement du four selon la présente invention permet de l'utiliser de façon appropriée dans une installation montée en amorlt de la machine de coulée pour fondre et maintenir au chaud le métal fondu D'autres caractdristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement de la description qui va suivre d'une forme de réalisation, à la lumière des dessins, sur lesquels - la figure 1 est une vue frontale partiellement en coupe du four selon la présente invention - la figure 2 est une coupe longitudinale d'une partie du four selon la figure 1, à plus grand échelle , et - la figure 3 est unewue schématique de dessus d'une installation pour faire fondre et maintenir au chaud des métaux, munie des fours d' induction à chenal selon la présente invention. Comme le montre la figure 1, des inducteurs 17 et 19 sont disposés de façon fixe sur le fond du récipient de four 1 du four à induction à chenal représenté Le recipient de four est en forme d'auge (voir figure 3) et peut basculer autour d'un axe longitudinal 8 (axe de basculement) s'étendant extérieurement et centralement à travers la zone supérieure du récipient de four 1. En parallèle à l'axe de basculement 8, mais cependant sur le côté opposé du récipient de four 1, il y a un deuxième axe de basculement qui traverse le centre des éléments de montage 23. Les paliers 23, qui reçoivent des tourillons de support du récipient de four 7 sont disposés dans des bras de paliers 31 reliés fixement à la plate-forme de four 32. L'axe de basculement 8 est en même temps le centre de support des paliers articulés 7 qui reçoivent un tourillon de support 4 et sont disposés dans des bras de paliers 12. Les bras de paliers 12 sont également ancrés dans la plate-forme 32. Aussi bien les paliers 7 que les paliers 23 peuvent entre verrouillds repective- ment par rapport aux bras de paliers 12 ou 31 par des boulons 13. Le palier articulé 7 ainsi que le tourillon de support 4 seront décrits plus en détail ci-après. Par cette disposition il est possible de faire basculer le récipient de four 1 soit après déverrouillage des éléments de montage 23, autour de l'axe de basculement 8 ou après déverrouillage du palier articulé 7 autour de l'axe des éléments de montage 23. La position du récipient de four 1 basculé autour ae l'axe 8 est indiquée par des traits mixtes et est désignée par I. De même, la position du récipient de four 1 lors du basculement autour de l'axe des éléments de montage 23 est indiquée par des traits mixtes et est désignée par Il. Le récipient de four 1 est ferme par un couvercle la ayant un capot d'aspiration intégré Le couvercle la est réalisé de manibreed pouvoir se rabattre, il est disposé de façon à pouvoir basculer autour d'un axe 22. Comme on peut le voir par la partie découpée de la figure 1, les inducteurs 17 ou 19 sont reliés respectivement par un col d'inducteur 18 à l'espace interne du four. Le niveau maximum du bain permis est désigné par 24 et le niveau minimum de bain permis par 26. A la base 14 est articule un cylindre de levage 20 dont l'autre extrémité est reliée par articulation en 21 au récipient de four 1. Le cylindre de levage peut être actionné hydrauliquement. Finalement, on représente la chemise 3 réfractaire dans la partie découpée du récipient de four 1 illustre. Comme le montre la figure 2, parmi les tourillons de support se trouvant dans l'axe de basculement 8, l'un de ceux-ci, à savoir le tourillon de support 4, est creux. Le tourillon de support 4 creux sert en même temps de bec de coulée de sortie ou d'entrée pour le métal fondu (ou le laitier). Le tourillon de support creux 4 est naturellement également muni d'une chemise réfractaire. Le tourillon 4 est monté dans le palier articulé 7 entre lequel est ménagé un faible jeu par rapport à l'enveloppe de palier 9. On désigne par 13 le boulon de verrouillage déjà indiqué. Le récipient de four 1 est représenté à la figure 2 dans la position de basculement, où a lieu soit le transfert du métal fondu par l'intermédiaire d'un chenal de transfert 5 vers un four de maintien au chaud 28 (figure 3), soit la coulée de la matière fondue dans une machine de coulée. Le chenal de tranfert 5 est réalisé de manière que dans la position de basculement du récipient, la surface de la chemise dans le tourillon de support 4 se trouve dans un seul plan avec la surface de la couche chemise 10 se trouvant dans le chenal de coulée. Ceci est très important car on obtient ainsi une coulée de même niveau. D'autres mesures sont encore prévues : tout d'abord, à l'extrémité du côté du récipient, du chenal de transfert 5, on fixe une garniture il en forme de L en section longitudinale, qui étanchéifie dans la position de coulée l'extrémité du chenal de transfert 5 par rapport à l'extrémité du tourillon de support 4. Comme on peut le voir d'après la figure 2, le fond du chenal de coulée 5 qui dépasse des parois verticales du chenal en direction du récipient de four, prend sa place, cette section du fond de chenal allongée étant alors disposée de telle manière avec la partie inférieure horizontale de la garniture i7 que cette partie de garniture soit comprimée depuis le bas dans la position de basculement du récipient de four contre l'extrémité du tourillon de support 4. La forme du chenal de coulée 5 correspond latéralement en section transversale à la configuration en section transversale du tourillon de support 4 de telle manière que le chenal de coulée 5 soit étanché if lé également sur les côtés par rapport au tourillon de support 4.La compression du chenal de coulée 5 contre le tourillon de support 4 est provoquée par un ressort 16 qui appuie sur un pilier de soutien 15 du chenal fixé sur la plate-forme de four 32. Le récipient de four fermé par le couvercle la peut être basculé jusqu'à 122 (voir la position I de la figure 1). Dans cette position que prend le récipient lors de la coulée du métal fondu, on peut également effectuer un changement des inducteurs 19 se trouvant du côté du laitier. Dans l'exemple représenté, le four est muni de deux inducteurs 17 disposés du côté du chenal l'un derrière l'autre dans la direction de l'axe longitudinal du récipient de four 1 et de deux inducteurs 19 disposés du côté du laitier de façon analogue. Dans la position II montrée à la figure 1, on effectue l'opération de râclage ou de décrassage. Dans cette position, on peut également changer les inducteurs 17 du côté du chenal. Le récipient de four 1 est mis dans la position maximale de basculement lorsqu'il doit être vidé complètement, par exemple lors du changement de l'alliage traité. Lors du versement ou du transfert du métal fondu dans le chenal 5, ainsi dans la position de basculement du récipient de four 1, comme représenté à la figure 2, il s'établit le niveau de bain 25 qui est maintenu à la même hauteur pendant la coulée de la matière fondue par modification continuelle de l'angle de basculement pendant tout le processus. Le four est alimenté en matière solide après pivotement du couvercle la, à savoir par l'intermédiaire d'un chenal d'alimentation non représenté (chenal transporteur élévateur). La figure 3 représente une installation constituée par un four de fusion 27 ainsi que par un four de maintien au chaud 28. Les deux fours comportent le récipient de four 1 décrit ci-dessus ainsi que le chenal de transfert 5 qui lui est raccordé. Les fours 27 et 28 sont respectivement rattachés à une plate-forme 29 pivotante reliée à la base 14. La plate-forme de transfert 5 est reliée à un chenal 30 menant à la machine de coulée. Il est essentiel que les surfaces de fond des deux chenaux 5 et 30 reliés l'un à l'autre se trouvent dans un plan horizontal. Ceci permet une coulée de même niveau exempte de cascade. L'installation travaille comme suit l'alimentation du four de fusion 27 a lieu par un chenal transporteur élévateur qui peut aller dans deux directions, à savoir tout d'abord entre les deux fours, c'est-à-dire le four de fusion 27 et le four de maintien au chaud 28, et ensuite également perpendiculairement à l'axe longitudinal commun des deux fours. La fusion a lieu dans le four 27. Après que la matière fondue a atteint la température requise1 le four est basculé vers l'arrière et ce n'est que lorsque le bain est propre que la matière fondue est transfert dans le four de maintien au chaud. Dans ce dernier, la matière fondue est alliée,. Si besoin est elle est amenee à une température plus élevée et finalement elle est évacuée dans la machine de coulée par l'intermédiaire des chenaux 5 et 30. Ensuite, le four 28 est-rebasculé et il subit un grattage ou un décrassage. A la suite de cela, il est mis à nouveau dans la position verticale. Le chenal 30 est un peu plus étroit que le chenal de transfert 5. La direction du courant du métal fondu est ajustée par le réglage de barrages qui permettent le transfert depuis le four de fusion 27 vers le four de maintien au chaud 28 ou depuis le four 28 vers la machine de coulée. Un barrage 32 qui est constitué par une plaque de tôle isolée par de la laine de verre ou un mat de fibres est représenté schématiquement à la.figure 3. De manière habituelle, la matière fondue est guidée vers la machine de coulée à travers un fiitre métallique. L'utilisation d'une installation constituée par un four de fusion et un four de maintien au chaud augmente la productivité du procédé. Le four de fusion est muni de quatre inducteurs ayant une puissance otale installée de 3400 kW, tandis que le four de maintien au chaud n'a que deux inducteurs ayant une puissance de 1600 kV. En 5 heures, on peut fondre une charge qui est d'environ 40 t. La matière fondue est tranférée à une température relativement basse du four de fusion au four de maintien au chaud où elle est traitée de matière finale. Pendant la période intermédiaire, le four de fusion peut être alimenté de nouveau. On raccourcit ainsi les temps morts. Le mouvement de basculement du four peut être réalisé soit manuellement soit commandé de façon automatique en fonction de l'état du métal fondu dans le chenal. REVENDICATIONS 1. Four à induction à chenal comprenant un récipient de four en forme d'auge, basculable vers le haut autour d'un axe de basculement s'etendant à travers sa zone supérieure centralement extérieurement en parallèle par rapport au plan longitudinal moyen du récipient, sur le fond duquel sont fixés des inducteurs reliés à l'espace de four par l'intermédiaire de supports d'inducteurs, le récipient de four étant monté avec un tourillon de support creux disposé sur le côté avant du récipient de four et coaxialement par rapport à son axe de basculement, dans des paliers de basculement disposés dans des bras de paliers fixes, le tourillon formant simultanément le bec de coulée d'entrée ou de sortie pour couler le métal fondu dans un chenal de coulée raccordable au tourillon de support creux, four caractérisé par la mise en oeuvre simultanée des caractères distinctifs suivants a) dans la zone supérieure du récipient de four (1) on prévoit au moins un deuxième palier de bascu lement (23) dont l'axe est parallèle à l'axe de basculement (8) du premier palier (7), le deuxième palier (23) se trouvant sur l'autre côté du plan longitudinal moyen du récipient de four (1), b) les paliers (7, 23) peuvent être verrouillés et déverrouillés au moyen de dispositifs (13) de blocage qui leur sont associés, c) la chemise de fond (10) du chenal de coulée ou de transfert (5) se raccorde sur le même niveau de façon étanche à la chemise de fond du tourillon de support creux (4). 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale du chenal de coulée (5) et la section transversale du tourillon creux de support (4) sont congruentes au moins dans la zone de raccordement des deux parties. 3. Four selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tourillon de support (4) et le chenal de coulée (5) ont un axe longitudinal commun. 4. Four selon l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que le palier recevant le tourillon de support creux (4) est un palier articulé (7, 9) disposé avec un faible jeu dans le bras de palier (12). 5. Four selon l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que l'enveloppe du chenal de transfert (5) est prolongée dans la zone terminale la plus basse tournée vers le tourillon creux de support (4) et repose de façon étanche sur le côté inférieur du tourillon de support creux (4) lors de la coulée du métal fondu. 6. Four selon l'urne des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le chenal de transfert t5) peut être pousse sur les tourillons creux de support (4) de l'extérieur à l'aide d'un moyen de pression (ressort 16). 7. Installation pour faire fondre et maintenir chauds des métaux, comportant des fours à induction à chenal selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un four de fusion (27) et un four de maintien au chaud (28), les tourillons creux de support (4) des deux fours (27, 28) étant tournés l'un vers l'autre et leurs axes étant sur la même ligne, en ce que les fours (27, 28) sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire du chenal de transfert (5) d'où dérive perpendiculairement un chenal de coulée (30) menant à la machine de coulée, et en ce que le chenal de transfert (5) et le chenal de coulée (30) sont horizontaux, les chemises de fond des deux chenaux se raccordant alors l'une à l'autre sur un même niveau. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le courant de métal fondu s'écoulant par les chenaux (5, 39) peut être réglé par des barrages (32). 9. Procédé pour faire fonctionner l'installation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'au début de la coulée ou du transfert du métal fondu du four de fusion dans le four de maintien au chaud, le four de fusion se trouve en position verticale et le four de maintien au chaud dans la position maximale de basculement, en ce que le four de maintien au chaud rebascule lentement dans la position verticale pendant les étapes de coulée ou de transfert du métal fondu, en fonction de l'état du métal fondu dans le chenal de coulée, tandis que le four de fusion est soulevé progressivement de la position horizontale à la position de basculement.