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FOUR ELECTRIQUE A INDUCTION., I,C!Cr::L'::;:;':;.$. DE PETITE CAPACITE POUR lé. Fvsion D' .,.j.I.II.AGJ8 DE CUIVRE ET v ' iilrzià-sùx D f .AI,#I?TIUl,:.l'OUY,:.NP ETRE mz:::u:r;u 2.. DES fi<>Pf TTj,'<1 1\:n"YR1\ri\IT'8 .In 1>, î,V>'?X ij QTç;z r.yiozgg.. qg¯àgp¯ -#.-éi%>, -*izz<x"+zé-.
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On sait maintenant que la meilleure méthode pour la fusion des alliages de cuivre et des alliages d'aluminium est celle du four électrique à induction à fréquence industrielle. En effet , aujourd'hui dans toutes les industries métallurgiques sont installés ces types de four. Il est pourtant aussi dé- montré que par leur complexité d'installation et par leur prix élevé, les fours à induction n'ont pas trouvé d'application dans les petites industries et dans les petites fonderies. Ceci au détriment des petites fonderies qui étaient privées des non- breux avantages techniques et économiques présentés par ces fours.
En effet, jusqu'à ce jour il n'a jamais été construit de fours à induction avec puissance inférieure à 50/40 Kw; ils doivent être muni de transformateur ou d'autotransformateur de puissance pour régler la tension d'alimentation, ils ne peuvent pas être mis en route sans l'introduction de métal liquide et doivent functionner continuellement (24 heures par jour).
Selon la présente invention, on a cherché à résoudre ce pro- blème difficile en construisant un type de four à induction de petite capacité, susceptible de satisfaire les exigences des fonderies qui en général sont les suivantes: Puissance électrique disponible minimum.
Fonctionnement intermittant, seulement dans les heures diurnes.
Facilité de manoeuvre.
Facilité de manutention et de réparation.
Possibilité d'utiliser du métal froid au départ.
Réduction au minimum du prix d'installation.
Toutes ces exigences sont satisfaites avec le four à induction de petite capacité qui est l'objet de la présente invention et comporte les caractéristiques suivantes par rapport aux fours ordinaires à induction de moyenne et grande capacité.
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@ Possibilité d'emploi aussi dans les cas de puissance disponible élevée.
Alimentation directe par le réseau de distribution à tension in- dustrielle, avec élimination du transformateur de réglage.
Mise en marche avec métal froid.
Possibilité de fondre les alliages de cuivre et les alliages d'aluminium sans changer le bloc à canal secondaire.
Deux seules positions de fonctionnement (travail - répos).
Interchangeabilité simple du dispositif chauffant.
Canal secondaire à inclinaison variable.
Avec ses charactéristiques, même le prix d'installation est réduit au minimum et le four électrique à induction peut trouver aussi un emploi étendu dans les petites industries.
Le nouveau four est caractérisé par le fait qu'il est monté pivo- tant de façon à pouvoir être incliné au début de la fusion, dans le sens dans lequel le liquide fondu s'élève sur le canal secon- daire, afin d'éviter le regorgement dü au manque dépression hydrosta- tique, en éliminant ainsi le transformateur de réglage.
Il est muni d'un ou plusieurs dispositifs chauffants appliqué au creuset, chacun étant composé d'une bobine primaire, d'un noyau ma- gnétique et d'un canal constituant le secondaire, en communication avec la matière fondue du creuset. En outre, les blocs à canal se- condaires sont construits indépendants du creuset et applicables à celui-ci au moyen de vis de pression ou moyens analogues, de façon à pouvoir les charger sans démonter tout le four. L'étanchéité en- tre le creuset et le bloc secondaire est obtenue au moyen d'une garniture.
La reprise du fonctionnement du four, en partant du métal froid est rendue possible au moyen d'une barre en forme de U, avec sec- tion légèrement inférieure à celle des canaux, introduite dans la
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partie postérieure du canal de chaque dispositif chauffant au moyen d'uh bouchon, de façon à permettre le refroidementent du métal à l'intérieur des canaux ou dans le creuset à la fin de la fu- sion, étant donné que l'on rétablit le circuit dans les inter- ruptions du métal dans le canal constituant la spire secondaire.
Le refroidissement du bloc secondaire est réalisé avec une chemise d'eau à chambre unique ou à serpentin indépendant de la bobine primaire. Le serpentin peut être relié en série avec la bobine pri maire pour constituer une partie de celle-ci. Un petit autotrans- formateur de puissance inséré dans le circuit du four pendant qu'il se trouve dans la position de repos permet de maintenir le métal fondu sans le faire solidifier et sans le surchauffer.
Pour plus de clarté, les dessins annexés répresentent diverses formes de réalisation de l'invention: La Figure 1a représente une coupe transversale du four dans un de ses modes de réalisation.
La F ig. 1b la vue antérieure correspondante.
La Fig. 2 le schéma éléctrique.
La Fig. 3a montre une vue antérieure du four dans un second mode de réalisation et La Fig. 3b la vue latérale correspondante.
La Fig. 4a représente une vue antérieure du four d'un troisième mode de réalisation et La Fig. 4b la vue latérale correspondante.
En se référant aux figures 1a, 1b et 2: - A est le bâti métallique du four - B est le creuset de fusion - C est le bloc à canal secondaire - D le noyau magnétique - E la bobine primaire - F le dispositif de refroidissement hydraulique - G le bouchon du fond
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- H l'axe de rotation - I les chevalets de support.
La mise en circuit est réalisée de la manière représentée à la figure 2 dans laquelle: S est le commutateur de commande T est 1'autotransformateur pour la position de repos.
Le four est essentiellement constitué par trois parties, qui sont : a) le creuset de fusion b) le dispositif chauffant c) l'appareillage électrique.
Le four a une forme simple et rationelle au point,de vue de la construction de façon à rendre son fonctionnement facile et les répartitions pratiques; à sa partie postérieure À, il présente une forme arrondie et, sur ce four, est directement appliqué le creuset B de section sensiblement semi-circulaire, comportant le bec de coulée L ouvert à la partie supérieure.
Le four est monté pivotant- en H sur des axes de rotation montés au droit du creuset, dont l'un d'eux est directement rélié à l'arbre lent du réducteur de vitesse M, constitué par une roue hélicoïdal à vis sans fin, renfermée dans une botte étanche en fonte, remplie d'huile, la vis étant manoeuvrée par le petit volant à main N en position inclinée. I designe des chevalets de sup- port, dont l'un comporte la console 0 pour le montage du reduc- teur de vitesse et l'autre l'indicateur de la circulation de l'eau de refroidissement P.
En inclinant le four au début de la fusion, le liquide fondu s'élève dans le canal secondaire en évi- tant le regorgement qui, étant donnée la faible masse de métal fondu de produirait par effet "pink", effet que l'on ne constate pas dans les fours de plus grande puissance, étant donné que dans ceux-ci la tension est réglée de manière appropriée.
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On élimine ainsi l'autotransformateur, indispensable pour va- rier le courant absorbé au début de la fusion.
Une autre charactéristique très importante du four selon l'in- vention est constituée par le fait que le bloc secondaire C renfermé dans une carcasse de matière non magnétique est appli- qué postérieurement mais séparé du creuset B et peut fonctionner dans n'importe quelle position horizontale, inclinée ou verticale Le bloc à canal secondaire C est construit indépendamment du creuset B et appliqué à celui-ci au moyen de vis de pression ou autres dispositifs, de façon qu'en possédant une carcasse com- plète en réserve, on puisse opérer la substitution de celle bri- sée en quelques heures, sans qu'il soit nécessaire de démonter tout le four.
Le canal secondaire R est constitué par un tube métallique de section quelconque (ronde, rectangulaire, elliptique, etc.) avec une forme également quelconque (circulaire - carrée - rec- tangulaire - en V, etc.), en une matière dont le point de fusion soit supérieur à celui du métal à fondre.
Le refroidissement du bloc secondaire est opéré par une chemise d'eau F à chambre unique ou à serpentin indépendant de la bobine primaire E en constituant ainsi une partie de celle-ci.
Au moyen de l'introduction d'une barre en forme de U, d'une sec- tion légèrement inférieure à celle des canaux R, par le côté po- stérieur (par l'intermédiaire du bouchon G) on peut faire re- froidir le métal à l'intérieur des canaux R et dans le creuset B et reprendre ensuite le fonctionnement du four, en partant du métal froid. La barre en U sert dans ce cas à fermer le circuit, ouvert par les interruptions qui se produisent dans la spire se- condaire pendant le refroidissement. Dans les périodes de repos, pour maintenir le métal fondu sans le faire solidifier et sans , le surchauffer, on insère dans le circuit du four un petit auto- transformateur de puissance.
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On prévoit de modifier de façon compatible avec la présente invention, la forme des différentes parties et leur disposition, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
Ainsi qu'il a été indiqué, un four ainsi composé, avec un dispo- sitif de chauffage unique a une puissance inférieure à 30 Kw.
Pour pouvoir étendre les qualités et avantages indiqués ci-des- sus à des fours d'une puissance supérieure à 30 Kw, on applique au creuset qui peut avoir une section circulaire (fig.3a ) ou allongée (fig.4a), deux ou un plus grand nombre de dispositifs chauffants, tels que ceux décrits ci-dessus.
Les figures 3a et 3b représentent un four de ce type avec deux' dispositifs chauffants 1 et 2 : lesfigures 4a et 4b, représen-
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tent ùn.'four'.de qe. typé '.ma1s.:ave-c troiS'- di.spo:itifs..chiuffàn:.ts- 1, 2, 3.- Ces ...fours a plusieurs dispositifs chauffants pré- sentent toutes les qualités et avantages des réalisations à dispositif chauffant unique, ils peuvent encore être alimentés 'sous tension constante,(sans auto-transformateur de régulation) avec une ligne électrique triphasée (au lieu de monophasée) avec l'avantage qui en dérive de la répartition et de l'équilibrage de la charge sur les trois phases. La variation de puissance peut être opérée en faisant varier le couplage des circuits in- ducteurs de série-parallèle en triangle-étoile, en simplifiant considérablement l'installation.
La chaleur des sources de chauffage est répartie plus uniformé- ment dans la masse à réchauffer, avec l'amélioration qui en dé- rive dans le rendement thermique.
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