Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Dans une fonderie, tout le métal est coulé dans des moules pour confectionner des pièces de formes et d'usages divers. La manipulation du métal liquide et le besoin constant d'accroître la vitesse de coulée ont toujours incité fondeurs et constructeurs à trouver des solutions innovantes favorisant la sécurité et la productivité. Après la description du fonctionnement du four électrique à induction de maintien, l'article décrit succinctement tous les systèmes de coulée automatique du métal liquide. L'accent est ensuite mis sur toutes les formes d'automatisation de la coulée. La conduite, la surveillance et l'analyse des divers cas d'utilisation sont largement développées et visualisées.
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Jean-Pierre GAUCHÉ : Ingénieur Physico-Chimiste (EOA de Paris) - Professeur à l’École Supérieure de Fonderie et de Forge - Expert auprès du Centre Technique des Industries de la Fonderie, Sèvres, France
INTRODUCTION
En fonderie, selon les alliages, les températures de coulée se situent entre 300 et 1 700 °C.
Ces niveaux de température, les risques engendrés par la manipulation du métal liquide et le besoin constant d’accroître la vitesse de coulée dans les moules, ont toujours incité les fondeurs et les constructeurs d’équipements à trouver des solutions innovantes favorisant la sécurité et la productivité.
Le concept de la coulée automatique inclut la création d’une réserve de métal ayant le titre voulu, le maintien en température et la coulée automatique dans les moules. Les premières installations sont apparues dans les années 70, les procédés les plus courants sont Vöhr, Metzger, Fomet, Junker, ABP (ex ABB), Inductotherm, Ajax… Certains procédés de moulage sont plus adaptés que d’autres à ce type de coulée, c’est notamment le cas des lignes de coulée verticale Disamatic.
Aujourd’hui, la coulée automatique est compatible avec presque tous les chantiers de moulage, à plat ou vertical et ce, quelle que soit la cadence (au-delà de 400 moules/heure). Ce type de four est principalement de forme cylindrique, il est muni d’un couvercle résistant à la pression. Les siphons de remplissage et de coulée débouchent dans le fond de la cuve, ce qui garantit l'obtention d'une coulée exempte de laitier. Le maintien en température est généralement électrique, et principalement avec un inducteur à canal.
La plupart des grandes fonderies possèdent aujourd’hui des lignes de coulée automatisées. Productivité, qualité, et conditions de travail sont les principaux critères qui justifient ces investissements.
Après la présentation détaillée des principaux dispositifs de coulée, l’article aborde spécifiquement les aspects techniques et pratiques de l’utilisation de ces fours.
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MOTS-CLÉS
conception des fours systèmes de coulée suivi thermo-électrique métallurgie thermique industrielle
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Automatisation de la coulée
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1. Principes de fonctionnement
Le four de coulée automatique sous pression (figure 1) utilise un gaz (air ou azote) qui refoule le métal liquide chauffé par induction, de la cuve dans le siphon de coulée. Si le niveau de remplissage du four varie, la variation de la pression du gaz permet de garder stable le niveau du métal liquide dans le bassin de coulée .
Le bassin de coulée possède un orifice de sortie réglable grâce à une quenouille en matériau réfractaire. La levée de cette quenouille et le diamètre de sortie déterminent la quantité de métal liquide qui s’écoule par unité de temps. Un vérin pneumatique à servocommande actionne la quenouille en fonction du programme de coulée.
Les systèmes par « apprentissage manuel » ou par « laser » permettent des dosages précis et répétitifs du métal dans le moule.
Le four peut être déplacé dans les directions longitudinale et transversale par rapport au chantier de moulage pour s’adapter aux différentes positions de coulée. Un dispositif de basculement hydraulique permet la vidange complète du four, notamment en cas d’incident au niveau de l’inducteur.
Les fours de coulée ont des capacités utiles variant de 3 à 40 tonnes pour des puissances électriques comprises entre 100 et 500 kW . Le revêtement réfractaire est généralement alumineux, sa durée de vie est comprise entre 1 et 3 ans.
La figure 2 présente la configuration générale d’un four de coulée automatique sous pression pour un métal liquide ferreux ou non ferreux.
La figure ...
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Principes de fonctionnement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ORFEUIL (M.) - Électrothermie industrielle - Dunod ISBN 2-04-012179-X.
-
(2) - DOETSCH (E.) - Synthèse bibliographique annuelle sur les fours électriques de fusion, de maintien et de coulée (43e suite) - Giesserei, vol. 96, n° 3, p. 70-78 (03/03/2009).
-
(3) - FISHMAN (O.S.), MORTIMER (J.-H.) - Inductotherm. L’automatisation de la fusion est déterminante pour une fonderie totalement informatisée - Hommes et fonderies, n° 340, p. 28-32 (01/2004).
-
(4) - Maintien électrique du métal chaud dans les fonderies de fonte - ETSU, Royaume-Uni, 03/200, p. 1-3.
-
(5) - DOTSCH (E.) - Fours électriques de fusion, de maintien et de coulée - Fonderie Fondeur d’Aujourd’hui, n° 261, p. 35-39 (01/2007).
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(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
-
ABP Induction :
-
Ajax Tocco,
-
Inductothermie :
-
Otto Junker Gmbh :
-
Service Fonderie Réfractaire :
-
Calderys :
-
Fours et procédés SAS :
-
E.K.W France, 15 rue Chabrol 75010 Paris
-
Sert Metal, Vesuvius, Foseco :
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