Brevet FR2797945A1 — publié le 20010302

La présente invention concerne un dispositif pour la protection intérieure l'inducteur d'une cellule pour le chauffage de lopins par induction. L'invention s'applique plus particulièrement aux cellules cylindriques d'axes verticaux dans lesquelles des lopins de grandes dimensions sont introduits verticalement à l'intérieur de la cellule, puis extraits après chauffage, au moyen vérins. L'inducteur de la cellule, est habituellement protégé thermiquement par un revêtement interieur de forme cylindrique d'axe vertical, en matériau réfractaire, exemple en béton réfractaire. Après chaque campagne de fonctionnement d'une cellule, durant en géneral quelques heures à quelques jours, le revêtement réfractaire doit être retouché suite aux dépôts de verre qui se sont accumulés à l'intérieur de ce revêtement. Lors introductions extractions des lopins qui balancent légèrement ou ne sont parfaitement itionnés, le verre d'enrobage de ces lopins qui agit comme protection contre l'oxydation et comme lubrifiant lors du filage des lopins, (verre en phase pâteuse à environ 1200 C), se dépose et s'accumule sur la paroi intérieure du revêtement réfractaire de l'inducteur. Après campagne, ce verre se refroidit, durcit et ne permet plus l'introduction lopins lors de la campagne suivante, sans arrachement revêtement réfractaire avec lequel il s'est intimement lié. Après chaque campagne, le travail de réfection de l'ensemble du revêtement réfractaire intérieur d'une cellule, qui consiste à buriner les dépôts de verre à recharger le revêtement réfractaire, occupe deux personnes à temps plein pendant environ deux jours, auxquels il faut ajouter 3 ou 4 jours de séchage. Le cycle total de fonctionnement et réfection d'une cellule est ainsi porté à une semaine, et généralement les cellules travaillent en batteries de cinq, dont deux sont en réfection. L'objectif de la demanderesse est de diminuer la durée de l'immobilisation d'une cellule par rapport au cycle de fonctionnement en proposant un dispositif protection contre les arrachements qui soit : simple, économique à fabriquer et entretenir, qui ne perturbe pas ou quasiment pas le rendement de l'installation, ralentisse pas le temps de réchauffage des lopins avant filage et dont la durée de vie soit suffisante pour être économiquement amorti. Ces objectifs sont atteints par l'invention qui consiste en un dispositif de protection contre les arrachements du revêtement intérieur réfractaire d'une cellule pour le chauffage de lopins par induction, ladite cellule présentant forme cylindrique d'axe vertical dans laquelle des lopins de grandes dimensions sont introduits verticalement, puis extraits après chauffage au moyen vérins, l'inducteur étant protégé thermiquement par un revêtement intérieur cylindrique en matériau réfractaire et de même axe que la cellule et l'inducteur, caractérise en ce qu'il consiste en une tôle en alliage métallique réfractaire formant tube cylindrique autour de l'axe de la cellule au contact du revêtement réfractaire, ledit tube cylindrique restant ouvert suivant au moins une fente longitudinale, et toute sa longueur. Préférentiellement, le dispositif de protection comporte une pluralité lignes d'entailles longitudinales sur une zone de hauteur prédéterminée. II peut comporter également des moyens de guidage formés de lignes d'entretoises chanfreinées aux deux extrémités. Dans le cas où le revêtement intérieur réfractaire est en matériau souple, celui-ci est calé par un moyen de calage fixé entre le moyen de protection et les spires de l'inducteur. Ce moyen de calage est par exemple formé d'une succession de pièces planes denses réfractaires. Dans le cas où le revêtement réfractaire est un matériau rigide, celui-ci peut être du béton réfractaire. Enfin le moyen de protection peut être fixé à la cellule par un moyen de fixation en forme de bride annulaire comportant au moins une fente radiale alignée radialement avec la ou les fentes du moyen de protection. On comprendra mieux l'invention grâce à la description qui suit d'un mode de réalisation non limitatif, fait en référence aux figures annexées suivantes - Figure 1 : vue partielle et en perspective de la partie haute d'un moyen de protection contre l'arrachement, selon un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif de l'invention. - Figure 2 : vue de détail des entailles selon l'invention. - Figure 3a : à 3c : croquis montrant deux moyens de calage selon l'invention. - Figure 4 : détail d'une entretoise - Figure 5 : vue en coupe transversale d'une variante de réalisation de l'invention. - Figure 6 : vue en perspective d'une bride fixation pour un moyen de protection selon le mode de réalisation de figure 1. La figure 1 montre un moyen de protection formé d'une tôle d'acier réfractaire ou en alliage métallique réfractaire, de faible epaisseur (e) conformée en cylindre autour de l'axe (4) de la cellule. La bobine l'inducteur, dont quelques spires (12) refroidies par eau sont représentées, est enroulée autour du revêtement réfractaire (3) représenté lui aussi partiellement. Le tube cylindrique métallique ainsi formé doit rester ouvert, suivant un espace ou fente longitudinale (2) constituée entre les deux bords de la tôle pour ne pas former une boucle de courant induit, et pour l'inducteur se couple électriquement parfaitement sur le lopin et non sur la tôle. L'épaisseur (e) de la tôle est d'environ 1 à 2 mm. Selon la variante de réalisation de la figure 5 le moyen de protection (1) est composé de plusieurs secteurs cylindriques de tôle, exemple trois ou quatre, séparés les uns des autres par des fentes longitudinales Dans l'un ou l'autre des modes de réalisation, pour diminuer les courants induits, et palier aux déformations éventuelles de la tole dans le temps, (dues aux échauffements différentiels de celle-ci suivant l'axe de la cellule, les lopins étant de longueurs différentes, et la cellule pouvant être deux fois plus large que les lopins les plus courts), et/ou aux frottements résiduels avec lopins, on prévoit dans la tôle une série d'entailles (5), de préférence dans le sens longitudinal, disposées en lignes et en quinconce. Ces entailles d'environ 2mm de large, permettent également au cylindre métallique de se dilater à l'échauffement sans trop augmenter de diamètre et sans se boursoufler vers l'intérieur, les entailles absorbant partie de ces dilatations en se refermant. La forme générale des entailles (5) est visible en figure 2. Pour chacune , on réalise d'abord dans la tôle deux perçages (6) circulaires puis on les réunit par une découpe rectiligne (7) parallèlement à l'axe longitudinal de la tôle. Cette technique permet d'éviter les fissures lors de la découpe et surtout lors du rapprochement des lèvres des entailles lors de l'absorption des dilatations. La figure 2 montre à titre d'exemple deux lignes d'entailles (5) en quinconce et imbriquées sur une distance de chevauchement mais cette disposition n'est pas limitative. Comme le montre la figure 1 on peut limiter les entailles à une zone particulière de la tôle. Par exemple, on peut pratiquer les entailles uniquement en partie basse cylindre, sur une hauteur prédéterminée (H), ou hauteur de zone entaillée, correspondant à la hauteur maximale des lopins, c'est-à-dire à la hauteur de chauffe maximale. outre, la tôle est équipée, côté intérieur, de plusieurs moyens de guidage dans sens longitudinal afin de guider les lopins lors de leur introduction et/ou leur extraction, et afin de limiter les points de contact entre ces lopins et le cylindre pour ne les dépouiller de leur enrobage de verre pâteux. moyens de guidage sont de préférence mais non limitativement lignes verticales d'entretoises (8) de faible longueur (environ 100 mm), chanfreinées à leurs deux extrémités, pour éviter les accrochages avec les lopins (figure 2). entretoises (8) sont soudées par l'extérieur, par une soudure dite soudure bouchon, en quelques points pour ne pas déformer la tôle par ce soudage. Eventuellement on peut prévoir davantage d'entretoises à proximité du bord d'attaque la tôle. Lesdites entretoises ne supportent pas de charge, elles ont uniquement fonction guidage lors du mouvement vertical d'un lopin. présence de la tôle de protection permet d'utiliser pour le revêtement matériau réfractaire (3) autre que le béton. utilise par exemple et non limitativement un carton ou un feutre réfractaire qui présente les avantages d'être souple, de pouvoir se cintrer facilement, d'être disponible en plusieurs dimensions et de pouvoir être disposé plusieurs couches si nécessaire (une pluralité de couches minces étant préférable une couche épaisse car elles se cintrent plus facilement). L'utilisation d'un matériau réfractaire plus ou moins souple entre le cylindre métallique et l'inducteur est préférable car il permet les dilatations radiales de tôle, et dans ce cas on prévoit en outre un moyen de calage, fixe par rapport a l'inducteur, qui permet le glissement des deux bords de la tôle (1) lors des mouvements tangentiels de dilatation ou de retrait référencés (d) (figures3a ou et évite tout contact ente les arrêtes de ces bords et les spires (12) de l'inducteur. Idéalement, le moyen de calage (9) présenterait une section en arc de cercle au contact avec l'intérieur des spires de l'inducteur, comme sur la figure 3a, mais faudrait une pièce par diamètre de cellule. Selon un mode de réalisation de l'invention, on prévoit un moyen de calage adaptable quelque soit le diamètre de la cellule (figure 3b). Ledit moyen de calage est une succession de pièces réfractaires (10) planes, collées les unes aux autres, à l'intérieur de l'inducteur, suivant une génératrice cylindre (voir figure 3c). Les pieces réfractaires (10) parallélépipédiques sont collées aux spires de l'inducteur tout moyen approprié, par exemple par du ciment réfractaire introduit dans l'espace (11), de section transversale en arc de cercle dont l'arc formé par les spires et corde par les pièces réfractaires. Le moyen de calage (9) s'étend sur tout ou parties de la longueur la fente (2). Les spires réfractaires formant le calage au droit de la fente de la tole seront choisies très denses, par exemple de type alumine à 95 %, pour présenter une bonne tenue au frottement des bords de la tôle et pour offrir un minimum d'adhérence la pâte de verre refroidie. On comprendra, dans la description et, les revendications, que le matériau réfractaire utilisé doit être amagnétique. Par ailleurs, on peut prévoir de fixer le moyen de protection (1), la paroi d'extrémité la cellule du côté où se fait l'introduction des lopins, par moyen de fixation approprié, par exemple en forme de bride (13) annulaire comme sur les figures 4 et ladite bride (13) comportant une ou plusieurs fentes radiales (14) Les fentes de la bride étant en même nombre que les fentes de la tôle réfractaire alignées radialement avec elles. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection (1) contre les arrachements du revêtement intérieur réfractaire d'une cellule pour le chauffage de lopins par induction, ladite cellule présentant une forme cylindrique d'axe vertical (4) dans laquelle des lopins de grandes dimensions sont introduits verticalement, puis extraits après chauffage au moyen de vérins, l'inducteur étant protégé thermiquement par un revêtement intérieur cylindrique (3) en matériau réfractaire et de même axe (4) que la cellule et l'inducteur, caractérisé en ce qu'il consiste en une tôle en alliage métallique réfractaire formant un tube cylindrique autour de l'axe (4) de la cellule, au contact du revêtement réfractaire (3), ledit tube cylindrique restant ouvert suivant au moins une fente longitudinale (2),et sur toute sa longueur. Dispositif de protection selon la revendication 1 caractérisé en ce qu comporte une pluralité de lignes d'entailles longitudinales (5) disposées au moins sur une zone de hauteur prédéterminée (H). Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 2 caractérise en ce qu'il comporte une pluralité de moyens de guidage des lopins. Dispositif de protection selon la revendication 3 caractérisé en ce que moyens de guidage sont des lignes d'entretoises (8) chanfreinées à leurs deux extrémités. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérise en ce que le matériau réfractaire (3) est un matériau souple. Dispositif de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' est calé par un moyen de calage (9) fixé entre la tôle et les spires l'inducteur au niveau de la fente (2). Dispositif de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que moyen de calage (9) est une succession de pièces planes réfractaires denses collées à l'intérieur des spires de l'inducteur. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau réfractaire est un matériau rigide du type béton réfractaire. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 8, caractérise en ce que le moyen de protection (1) est fixé sur la paroi d'extrémité la cellule, du côté où se fait l'introduction des lopins, par un moyen fixation en forme de bride (13) annulaire comportant au moins une fente radiale (14), alignée radialement avec la ou les fentes du moyen de protection (1).