Présentation
Auteur(s)
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Louis CHAZÉ : Technicien de l’École supérieure de fonderie - Ancien Chef du département Transferts et développement technique au Centre technique des industries de la fonderie CTIF
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René SANZ : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’arts et métiers et de l’École supérieure d’électricité
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Lire l’articleINTRODUCTION
La conception de l’installation et son dimensionnement jouent un rôle essentiel sur les résultats obtenus et le coût d’exploitation.
Le problème à résoudre tient dans l’obtention, en quantité donnée, d’une certaine qualité de fonte caractérisée par sa composition chimique et sa température.
Les coûts de l’énergie et des enfournements métalliques entrent en ligne de compte au moment du choix, de même que les contraintes environnementales : fumées, déchets, bruit, eau.
Les fluctuations des besoins en métal en cours de fusion et les évolutions possibles dans le temps sont des éléments de décision importants.
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Conception du cubilot1. Dimensionnement du cubilot
Il intervient directement sur la qualité du métal, le rendement thermique et la souplesse de conduite.
1.1 Diamètre de fusion
On le mesure par convention au nez des tuyères. Il détermine la surface de fusion.
Son choix est fonction de :
-
la quantité de coke à brûler à l’heure, elle-même calculée à partir de la production horaire visée et du taux de coke entre charges ;
-
la nature du comburant : vent froid normal ou suroxygéné, vent chaud ;
-
la position des tuyères basses, dans un ou deux plans.
Pour calculer la surface de fusion et le diamètre de fusion, on détermine d’abord les besoins en air de combustion et on applique les ratios expérimentaux, mis en évidence par les diagrammes réticulaires, à savoir :
-
vent froid = 100 m3/min par mètre carré de surface de fusion ;
-
vent chaud ou froid suroxygéné à 24 % : 120 m3/ min par mètre carré de surface de fusion.
S’il s’agit d’un cubilot à deux niveaux de soufflage dans la paillasse, dit à double rangée de tuyères, on calcule la surface de fusion au niveau des tuyères les plus basses, en fonction de la quantité d’air soufflée dans celles-ci (en général 70 % du total) à partir des mêmes ratios.
Dans les cubilots garnis à tuyères affleurantes (figure 1) le diamètre de fusion est celui du diamètre intérieur du garnissage.
Si les tuyères sont pénétrantes (figure 2) on considère que la surface de fusion s’étend au-delà du nez des tuyères, vers la paroi, en raison des pertes de charge plus faibles le long de celle‐ci, qui favorisent la combustion vers l’extérieur.
Ainsi, pour une pénétration de tuyères comprise entre 400 et 600 mm, on calcule la surface de fusion à partir du diamètre au nez des tuyères augmenté...
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