BE660656A

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Publication number: BE660656A
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Description

Perfectionnements aux creusets des fours électriques.

La présente invention est relative à des per- fectionnements aux creusets des fours électriques à induction, du type sans noyau (coreless), perfectionnements qui permettent d'étendre l'usage de tels fours en sidérurgie.

Ces fours sont en effet très peu utilisés en aciérie, en dépit de leurs qualités métallurgiques, parce que jusqu'à présent il n'était pas possible de réaliser, dans l'ordre de grandeur des capacités intéressant les aciéries, des creusets capables de résister aux sollicitations Décan;- ques, therniques et chimiques, inhérentes à la fabrication de l'acier. Le réfractaire du creuset doit en effet résister à

à la fusion et à l'action chimique du laitier, aux très hautes températures, à la corrosion mécanique, à la rotation de l'a- cier sous l'effet des courants inductifs, aux effets mécaniques et fissuration dus aux dilatations, aux chocs thermiques et à la pression hydrostatique.

Les réfractaires utilisés jusqu'à présent pour la construction de ces creusets sont la silice, le corindon, la magnésie, utilisés généralement sous forme de pisés damés, lé- gèrement humides et frittés in situ à l'aide d'un gabarit métal- lique. L'état actuel de cette technique a été exposé dans tous ses détails ao ^..ours d'un congrès du "Four d'induction Junker NFT" organisé le 20 octobre 1961 par la firme OTTO JUNKER GmbH. à LAMMERDORF ÜBER AACHEN, Allemagne (voir pages 63 à 95 du rapport publié par cette firme).

Il faut également mentionner des essais ef- fectués pour utiliser des mélanges électrofondua d'alumine et de magnésie, ainsi que des briques de magnésie. Tous ces ré- fractaires résolvent très mal les difficultés exposées ci- dessus et en conséquence, le four à induction n'existe pas en aciérie au delà de 6 ou 10 tonnes et son utilisation est prati. quement réservée à la fabrication des aciers alliés, lesquels présentent des températures de fusion largement inférieures à celles des aciers doux ou légèrement alliés.

A l'occasion de recherches exécutées par le demandeur sur l'utilisation en coulée continue d'acier doux, d'un four d'induction de 20 tonnes, de formé spéciale non cy- lindrique mais allongée en forme de baignoire, les difficultés

ci-dessus mentionnées se sont présentées avec une acuité ac- crue du fait de la forme du four. Les revêtements de silice frittée par exemple, ont présenté une tenue très médiocre et la nécessité de disposer d'un gabarit métallique très résis- tant pour le damage initial et le frittage ainsi que pour cha- que réparation, s'est révélée très onéreuse.

La demanderesse s'est alors décidée à entre- prendre des recherches sur les possibilités d'utiliser d'autres types de réfractaires et a entre autres, envisagé l'utilisa- tion de revêtements basiques reliés au goudron et particuliè- rement les dolomies goudronnées,réfractaire très bon marché dont le frittage peut s'effectuer en l'absence de gabarit.

L'utilisation de pisé en dolomie ou magnésie goudronnée po- sait cependant une objection de principe grave, laquelle était sans doute responsable du fait que ce type de pisé n'a jamais été utilisé comme revêtement de fours d'induction, en dépit de ses qualités bien connues comme réfractaire d'aciérie.

Par sa nature même et par la présence de car- bone, la dolomie goudronnée devait être considérée comme ayant une conductibilité thermique et électrique d'un ordre de gran- deur sensiblement supérieur à la conductibilité des réfractai- res constituant les creusets de fours à induction connus à ce jour. On pouvait craindre que cette conductibilité soit cau- se de pertes thermiques exagérées et qu'elle provoque l'échauf- fement du creuset par création, sous l'effet du champ induc- teur, de courants de Foucault au sein même de la matière cons- tituant le creuset.

L'expérience a montré de façon inattendue, que tout au moins dans les conditions de fabrication mises au point par le demandeur, ces craintes n'étaient pas justifiées et que la perte d'énergie par le réfractaire variait de o,5 à 1,5 w/cm2 de creuset et ne représentait que 4 à 8 % de l'éner- gie consommée (chiffres mesurés dans un petit four de 300 kgs de capacjté), ce qui est industriellement admissible.

L'expérience s'est poursuivie sur des fours de capacité croissante avec des résultats obtenus tels, au point de vue résistance des creusets vis-à-vis des sollicitations méca- niques, thermiques et chimiques, qu'il est apparu que l'utilisa- tion de dolomie goudronnée donnait au four d'induction des pers- pectives de développement nouvelles en aciérie par l'augmentation possible à la fois des capacités et des températures.

La présente invention issue de ces recherches, a donc pour objet des creusets de four d'induction sans noyau, constitués d'un pisé de dolomie goudronnée, damé et fritté.

L'invention comporte également différents procédés grâce auxquels on parvient à réaliser des creusets don- nant satisfaction, procédés qui diffèrent sensiblement des techni- ques généralement utilisées dans la mise en oeuvre des réfractai- res en dolomie goudronnée.

L'invention concerne d'abord la fabrication de creusets "in situ", la dolomie goudronnée étant damée et frit- tée dans le four même. Le procédé de l'invention se réalise donc comme suit :

On utilise pour le damage un gabarit de pré- férence démontable et amovible donnant la forme intérieure du creuset.

Avant l'introduction de la dolomie, on garnit le four et les parois du four d'une couche de pisé réfractaire siliceux à liaison chimique, faisant prise à l'air et présen- tant une bonne étanchéité au gaz. Ce pisé est destiné à former autour du creuset une gaine étanche aux vapeurs de goudron qui se dégagent au cours du frittage et à protéger ainsi les bobi- nes du four et le circuit magnétique des dép8ts de goudron ou de carbone susceptibles de créer des échauffement et des courts- circuits. Or: peut avantageusement compléter la protection des enroulements du circuit magnétique en entourant ces derniers d'un écran constitué d'un matériau électriquement isolant ou en enrobant ces enroulements dans un tel matériau. Des résultats spécialement intéressants ont été obtenus avec l'isolant élec- trique connu sous le nom d'Haraldite.

On dame sur le fond l'épaisseur désirée de dolomie goudronnée sur laquelle on pose le gabarit. On intro- duit ensuite entre la paroi du four recouverte du pisé étanche et la paroi du gabarit, des couches successives de dolomie gou- dronnée que l'on dame vigoureusement. Lorsque le remplissage et le damage sont terminés, on procède au frittage. Celui-ci peut s'effectuer après avoir retiré le gabarit au moyen d'un brûleur utilisant de préférence de l'oxygène. L'opération est très rapide et dure environ 1 heure.

Le frittage peut aussi s'effectuer par chauf- fage inductif. Il faut alors un gabarit métallique qu'on doit porter à environ 550 C, Le chauffage est alors très lent.

Selon l'invention, le mélange dolomie gou- dronnée est caractérisé : 1) par une teneur en goudron très faible. On utilise seule- ment 3 à 4 % de goudron anhydre titrant 67-72 % de brai au lieu des 5 à 6 % de goudron généralement utilisé dans la fabrication des réfractaires en dolomie goudronnée.

2) une granulométrie également très particulière, caractérisée quasi-totale par l'absence/de la fraction 0-0,2 mm et qui doit être approprier aux épaisseurs de gaine désirées suivant les indications ci-dessous :
15 poids de 0,2-2 mm poids 2-5 pour une gaine de 8 cm d'épaisseur.

85 poids de 2-5 mm
20 % - 5 -. 10 mm
60 % - 2 - 5 mm pour une gaine de 30 cm d'épaisseur.

15 % - 0,2 - 2 mm
5 % - 0 - 0,2 mm 3) une température de mise en oeuvre très élevée, située entre 60 et 120 C.

On peut ainsi suivant l'invention, fabriquer en dehors du four, des creusets qui sont disposés dans le four après frittage, ce qui peut présenter de l'intérêt sur- tout pour les petits creusets. Dans ce cas, il n'est plus nécessaire de prévoir un enduit siliceux étanche. La fabri- cation se fera dans des moules métalliques qui accompagnent

dans le four de frittage la matière damée.

La cuisson se fera très lentement. Les mêmes règles sont observées pour la composition du mélange goudron- dolomie, la granulométrie et la température de mise en oeuvre.

REVENDICATIONS.

1. Creusets de four d'induction sans noyau, caractérisés en ce qu'ils sont essentiellement constitués d'un pisé de dolomie goudronnée, damé et fritté.

Claims

2. Procédé de fabrication de creusets de four d'induction sans noyau, suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le mélange dolomie-goudron comporte seu- lement 3 à 4l de goudron anhydre tenant 67 à 72 % de brai.

3. Procédé de fabrication de creuset pour four d'induction suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le mélange dolomie-goudron est mis en oeuvre à une température élevée comprise entre 60 et 120 C.

4. Procédé de fabrication de creuset pour four d'induction suivant les revendications 2 ou 3, caracté- risé en ce que la dolomie utilisée compte peu d'éléments plus petits que 0,2 mm et en ce que la granulométrie est ap- propriée aux épaisseurs de parois suivant les normes ci-dessous valables pour deux cas extrêmes. pour une épaisseur de paroi de 8 cm (15 poids de 0,2 - 2 mm (85 poids de 2 - 5 mm @ <Desc/Clms Page number 8> pour une épaisseur de paroi de 30 cm (-20% - S - 10 mm (-60% - 2 - 5 mm (-15% - 0,2- 2 mm (- 5% - 0 - 0,2 mm 5.

Procédé de fabrication "in situ" de creu- sets de four d'induction suivant les revendications précéden- tes, caractérisé en ce que, avant tout dépôt de dolomie gou- dronnée, les parois du four sont enduites d'une couche de pi- sé réfractaire siliceux à liaison chimique faisant prise à l'air et présentant une bonne étanchéité au gaz, en ce que la dolomie goudronnée est damée à même cette couche de pisé, ce qui donne un creuset en dolomie goudronnée garni d'un revêtement étanche aux vapeurs de goudron qui se dégagent en cours de frittage.

6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les enroulements magnétiques du four sont entourés ou enrobés d'un matériau électriquement iso- lant.