Présentation
Auteur(s)
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Jean-Pierre GAUCHÉ : Ingénieur Physico-Chimiste (EOA de Paris) - Chef des marchés Fonderie à Lafarge Monolithiques, - Professeur à l’École Supérieure de Fonderie.
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Les fours de fusion, qu’ils soient à induction à creuset ou rotatifs à flamme, contiennent du métal liquide à haute température, de ce fait le garnissage réfractaire doit résister aux attaques du métal et des laitiers.
Le bon fonctionnement de ces fours repose sur un choix et une utilisation correcte des matériaux réfractaires qui constituent la zone de fusion et les différentes parties du four de fusion.
Il est important d’avoir une bonne tenue du revêtement réfractaire afin d’augmenter la durée des campagnes entre les réparations et de limiter la consommation spécifique de matériau.
Les matériaux retenus doivent non seulement résister à la température mais également aux sollicitations mécaniques occasionnées par la présence d’un métal liquide dont la densité est très élevée (
7).
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de mars 2012 par Jean-Pierre GAUCHÉ
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Four rotatif à flamme1. Four à induction à creuset
1.1 Conception du revêtement
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Sole et bobine : les revêtements de la sole et de la bobine sont destinés à assurer la sécurité en cas de percée et d’infiltration de métal. Ils font appel de plus en plus aux matériaux modernes tels que les bétons réfractaires coulés sur place ou préfabriqués.
Pour la sole on recommande une teneur en alumine comprise entre 60 et 70 %.
Pour la bobine le matériau recommandé sera à haute conductivité afin de favoriser l’évacuation des calories ; sa teneur en alumine sera supérieure à 80 %. Ce chemisage de la bobine d’une épaisseur comprise entre 20 et 30 mm sera avantageusement coulé sur place.
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Couvercle et water-jacket : ces deux zones ne réclament pas de conditions de sécurité extrêmes ; elles devront pourtant résister à la température et à l’abrasion des charges métalliques, là encore un béton réfractaire adapté à ces conditions particulières, sera recommandé.
Les deux zones se distingueront par leur réfractarité :
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1 600 oC pour le couvercle ;
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1 300 oC pour le water-jacket.
L’agrégat principal recommandé sera la bauxite.
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Creuset, bec et collerette : pour la fusion de la fonte ce sont les pisés acides qui permettent d’obtenir les meilleures performances. Ce sont des masses sèches composées de quartzites broyées dont la teneur en silice doit être aussi élevée que possible (> 98 %), la taille des cristaux sera très fine (< 50 µm) afin de réduire la dilatation lors de l’utilisation. En effet les matériaux de structure plus grossière ont une dilatation plus élevée ce qui a pour conséquence le développement de fissures importantes lors du refroidissement accroissant ainsi les risques d’incidents au cours du redémarrage du four. Les pisés acides sont toujours additionnés d’acide ou d’anhydride borique. La présence de cet oxyde a un triple rôle :
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minéralisateur : il permet la transformation du quartzite en ses différentes phases comme la trydimite et la cristobalite ;
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céramisant : la formation d’un verre à base de borosilicate...
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