FR2621387A1 - Creuset de four a induction - Google Patents

Creuset de four a induction Download PDF

Info

Publication number
FR2621387A1
FR2621387A1 FR8713778A FR8713778A FR2621387A1 FR 2621387 A1 FR2621387 A1 FR 2621387A1 FR 8713778 A FR8713778 A FR 8713778A FR 8713778 A FR8713778 A FR 8713778A FR 2621387 A1 FR2621387 A1 FR 2621387A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
crucible
elements
ducts
induction
electrically conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8713778A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2621387B1 (fr
Inventor
Roger Boen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority to FR8713778A priority Critical patent/FR2621387B1/fr
Priority to US07/249,122 priority patent/US4873698A/en
Priority to EP88402505A priority patent/EP0311506B1/fr
Priority to DE88402505T priority patent/DE3880416T2/de
Priority to JP63251705A priority patent/JP2660018B2/ja
Publication of FR2621387A1 publication Critical patent/FR2621387A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2621387B1 publication Critical patent/FR2621387B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/22—Furnaces without an endless core
    • H05B6/24—Crucible furnaces
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/22—Furnaces without an endless core

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

Les courants induits par l'inducteur 1 dans le creuset sont réduits par une structure fine d'éléments longitudinaux 12 séparés par des joints isolants, grâce à des canaux de refroidissement 15 circonférentiels et traversant les joints. Application à la fusion de corps réfractaires.

Description

CREUSET DE FOUR A INDUCTION
DESCRIPTION
La présente invention se rapporte à une construction particulière de creuset de four à induction du type en matériau conducteur électrique, tel que du cuivre, entouré extérieurement
par une spire d'induction.
La paroi cylindrique de tels creusets est soumise à des échauffements importants tant à cause de la charge fondue qu'elle entoure que des dégagements par effet Joule dus aux courants induits dont elle est le siège. Il importe donc de limiter ces échauffements en insérant des circuits de refroidissement à l'intérieur de la paroi. Toutefois, l'obligation de limiter les courants induits dans cette mime paroi qui, outre les pertes thermiques qu'ils produisent,- créent en outre un découplage électromagnétique entre la spire et la charge, fait que la paroi est constituée de l'assemblage d'éléments longitudinaux par leurs faces transversales, à la façon des douves d'un tonneau, avec un
joint isolant électrique entre deux éléments adjacents.
On voudrait restreindre autant que possible l'extension transversale de ces éléments, c'est-à-dire l'angle qu'ils embrassent, mais on est limité par les dimensions minimales des
conduits de refroidissement.
La figure 1 représente en perspective et coupe partielle un de ces creusets déjà connus. L'inducteur 1 est une spire bobinée autour d'éléments longitudinaux 2 qui ont une
section en forme de secteur de couronne qui embrasse un angle C'.
Ils sont assemblés par Leurs faces transversales 3 pour former la paroi cyLindrique d'un creuset, qui comprend en outre un fond qui n'apparait pas sur la figure. Des joints 4 en matériau isolant électrique sont interposés entre les éléments 2 adjacents et sont
pressés entre les faces transversales 3.
Les éléments 2 renferment chacun un circuit hydraulique de refroidissement qui est ici un conduit en U 5 qui s'étend sur toute leur longueur. Une de ses branches 6 communique avec un tuyau d'alimentation d'eau 8, l'autre branche 7 avec un tuyau d'évacuation d'eau 9. L'eau de refroidissement parcourt donc
successivement les deux branches 6 et 7 du conduit en U 5.
Ici, les deux branches 6 et 7 sont situées sur la même circonférence, à mi-chemin des surfaces externe et interne de la paroi cylindrique du creuset. L'angle C' des éléments 2 doit donc être suffisant pour embrasser les deux branches; il est ici de
24 , alors qu'on le souhaiterait aussi petit que possible.
Le problème n'est pas fondamentalement différent si les deux branches sont placées à des profondeurs différentes de la paroi et sur le même rayon, ou si on remplace le conduit en U 5 par un conduit rectiligne vertical avec un tuyau d'alimentation en haut et un tuyau d'évacuation en bas. L'angle C' ne peut être
que légèrement diminué par ces aménagements.
L'invention permet de s'affranchir de ces inconvénients en surmontant le préjugé selon lequel les éléments 2 doivent être refroidis chacun par un circuit indépendant. Elle montre qu'il est parfaitement possible de disposer des circuits de refroidissement circonférentiels et qui passent tour à tour par plusieurs éléments 2. Les joints 4 peuvent en effet parfaitement
assurer l'étanchéité.
En conséquence, on peut réduire l'angle embrassé par les éléments 2 jusqu'à des valeurs inconnues auparavant, de l'ordre du degré. Les courants induits dans le creuset sont alors
négligeables, et des gains d'énergie considérables en résultent.
L'invention concerne donc un creuset en matériau conducteur électrique de four à induction se composant d'éléments longitudinaux assemblés entre eux selon leurs faces transversales par l'intermédiaire de joints isolants électriques, caractérisé en ce que les éléments sont percés de conduits débouchant sur leurs faces transversales et débouchant sur des conduits analogues des éléments auxquels ils sont assemblés, et en ce que les joints sont étanches à des liquides de refroidissement
parcourant les conduits.
Cette invention va à présent être décrite à L'aide des figures annexées dont L'énumération suit, et qui sont données à titre illustratif et nullement limitatif: - La figure 1, déjà décrite, représente un creuset selon l'art antérieur; - la figure 2A représente un creuset selon l'invention; - la figure 2B représente un détail de la figure 2A; - les figures 3, 4 et 5 représentent trois réalisations
particulières de l'invention.
L'inducteur 1 des figures 2A et 2B est le même que sur la figure précédente, et on retrouve des éléments longitudinaux 12 en forme de secteurs de couronne qui embrassent un angle C très inférieur à L'angle C' de la figure 1: environ un ou deux degrés. On voit que les éléments 12 ont alors une épaisseur plus importante que leur largeur entre leurs faces transversales 13, ce qui fait que les courants induits par l'inducteur 1 ne peuvent s'y développer et que les pertes électromagnétiques, de même que l'échauffement qu'ils produisent par effet Joule, sont très réduits. En effet, des joints isolants électriques 14 sont interposés comme précédemment entre des éléments longitudinaux 12 adjacents. Cette largeur est de préférence inférieure à la profondeur de pénétration des courants induits, ce qui annule
pratiquement les pertes par effet Joule dans le creuset.
La principale différence de structure avec la figure 1 est que des conduits circonférentiels 15, étagés sur la hauteur des éléments 12, traversent ces derniers et débouchent sur leurs -faces latérales 13 o ils se raccordent aux conduits 15 correspondants des éléments 12 adjacents pour former un réseau hydraulique global de refroidissement. Bien entendu, les joints 14 doivent être percés en face des conduits 15, et en même temps empêcher des fuites entre le réseau de refroidissement et
l'extérieur, c'est-à-dire assurer l'étanchéité.
La figure 3 représente une exécution possible de l'invention. La paroi du creuset est coupée diamétralement. Les éléments 12 présentent un talon inférieur 16 qui se présente sous forme d'une saillie 17 de leur surface externe et d'un rentrant 18 de leur surface interne. Le réseau de refroidissement constitué des canaux 15 forme ici deux hélices imbriquées 15' et 15" dont chacune débouche à son extrémité inférieure dans une boite à eau cylindrique d'alimentation 19 sur laquelle les rentrants 18 s'emboîtent, et à son extrémité supérieure dans une boite à eau cylindrique d'évacuation 20 qui s'emboîte autour du
rebord supérieur 21 des éléments 12.
La boîte à eau d'évacuation 20 s'appuie sur le rebord supérieur 22 d'un anneau d'enrobage 23 disposé autour des éléments 12 et qui s'appuie luimime sur les saillies 17. Il est
en isolant électrique tel que la fibre de verre.
Les boîtes à eau 19 et 20, ainsi que l'anneau d'enrobage 23, assurent donc la solidarisation mécanique des
éléments longitudinaux 12.
Un fond 24 qui peut être soit en matériau réfractaire, pourvu d'un orifice d'évacuation 25 de la charge fondue, soit en cuivre refroidi par eau et mobile vers le bas pour permettre le tirage en continu d'un lingot, complète le dispositif. Il est placé au milieu de la boite à eau d'alimentation 19, dans
l'espace qu'elle délimite.
Bien entendu, les conduits 15 peuvent former un nombre quelconque d'hélices, qui n'est limité que par des raisons de
facilité de construction.
La figure 4 représente une autre réalisation possible de l'invention, qui diffère de la précédente en ce que le circuit hydraulique est formé cette fois de plusieurs canaux horizontaux qui s'étendent chacun sur une circonférence de la paroi cylindrique. On prévoit alors un élément longitudinal 32 de forme particulière, éventuellement de plus grande extension angulaire que les autres, dont la section est en forme de H et qui comprend ainsi une paroi interne 33, une paroi externe 34 et une traverse médiane reliant les deux parois 33 et 34. La traverse 35 sépare deux canaux verticaux 36 et 37; l'un d'eux 36, à droite sur le dessin, est parcouru par l'eau de refroidissement arrivant d'un tuyau d'alimentation 38 et distribue cette eau dans les canaux horizontaux 30; l'autre, 37, à gauche sur le dessin, collecte et rassemble l'eau qui a parcouru les canaux horizontaux 30 avant de l'évacuer par un tuyau d'évacuation 39. Un avantage particulier de l'invention apparaît sur la figure 5. Avec les conceptions de l'art antérieur, il n'est pas possible de refroidir correctement des parties rétrécies de creuset. Par contre, des éléments longitudinaux 42 présentant une partie supérieure cylindrique 43 se raccordant à une partie inférieure 44 s'élargissant vers le bas par l'intérieur peuvent parfaitement être envisages: le volume occupé par la charge fondue est alors cylindro-conique avec la pointe du c8ne en bas et il débouche sur un goulot de vidange 45 de petit diamètre délimité par les parties inférieures 44. Ces éléments longitudinaux 12 présentent une largeur beaucoup plus réduite près du goulot de vidange 45. Il est toutefois possible de les refroidir à cet endroit en augmentant progressivement la largeur (dimension radiale) de la section des conduits de refroidissement
15 pour ceux situés vers le bas.
La disposition des conduits 15 en canaux traversants présente donc un double intérêt: on peut soit réduire les pertes dans le creuset en le construisant avec des éléments plus fins et
nombreux, soit assurer le refroidissement de zones rétrécies.
Bien entendu, on peut concevoir de nombreuses autres formes et constitutions de ces canaux de refroidissement sans
sortir du cadre défini par les revendications.
La section de tels creusets peut aussi être carrée,
hexagonale, ou plus généralement polygonale.
262138 7

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Creuset en matériau conducteur électrique de four à induction se composant d'éléments longitudinaux (12; 32, 42) assemblés entre eux selon Leurs faces transversales (13) par l'intermédiaire de joints (14) isolants électriques, caractérisé en ce que les éléments sont percés de conduits (15) débouchant sur leurs faces transversales (13) et débouchant sur des conduits analogues des éléments auxquels ils sont assemblés, et en ce que les joints (14) sont étanches à des Liquides de refroidissement
parcourant les conduits (15).
2. Creuset en matériau conducteur électrique de four à induction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits (15) forment au moins une hélice à l'intérieur du creuset.
3. Creuset en matériau conducteur électrique de four à induction suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits (15) forment des anneaux (30) parallèLes à L'intérieur du creuset, traversés chacun par un conduit longitudinal
d'alimentation (36) et un conduit Longitudinal d'évacuation (37).
4. Creuset en matériau conducteur électrique de four à
induction suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que les éléments ont une distance entre leurs faces transversales (13) inférieure à l'épaisseur du creuset et à l'épaisseur de pénétration des courants induits dans le matériau
constitutif du creuset.
5. Creuset en matériau conducteur électrique de four à
induction suivant l'une quelconque des revendications I à 4,
caractérisé en ce que Le creuset présente une partie rétrécie (45).
FR8713778A 1987-10-06 1987-10-06 Creuset de four a induction Expired - Lifetime FR2621387B1 (fr)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8713778A FR2621387B1 (fr) 1987-10-06 1987-10-06 Creuset de four a induction
US07/249,122 US4873698A (en) 1987-10-06 1988-09-26 Induction furnace crucible
EP88402505A EP0311506B1 (fr) 1987-10-06 1988-10-04 Creuset de four à induction
DE88402505T DE3880416T2 (de) 1987-10-06 1988-10-04 Schmelztiegel für einen Induktionsofen.
JP63251705A JP2660018B2 (ja) 1987-10-06 1988-10-05 坩 堝

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8713778A FR2621387B1 (fr) 1987-10-06 1987-10-06 Creuset de four a induction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2621387A1 true FR2621387A1 (fr) 1989-04-07
FR2621387B1 FR2621387B1 (fr) 1990-01-05

Family

ID=9355552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8713778A Expired - Lifetime FR2621387B1 (fr) 1987-10-06 1987-10-06 Creuset de four a induction

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4873698A (fr)
EP (1) EP0311506B1 (fr)
JP (1) JP2660018B2 (fr)
DE (1) DE3880416T2 (fr)
FR (1) FR2621387B1 (fr)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3910777C2 (de) * 1989-04-04 2001-08-09 Ald Vacuum Techn Ag Induktionsofen mit einem metallischen Tiegel
DE3940029C2 (de) * 1989-12-04 1994-04-14 Leybold Ag Tiegel für die induktive Erwärmung
US5257281A (en) * 1990-01-31 1993-10-26 Inductotherm Corp. Induction heating apparatus and method
US5550353A (en) * 1990-01-31 1996-08-27 Inductotherm Corp. Induction heating coil assembly for prevent of circulating current in induction heating lines for continuous-cast products
US5272720A (en) * 1990-01-31 1993-12-21 Inductotherm Corp. Induction heating apparatus and method
US5272718A (en) * 1990-04-09 1993-12-21 Leybold Aktiengesellschaft Method and apparatus for forming a stream of molten material
US5090022A (en) * 1990-05-21 1992-02-18 Inductotherm Corp. Cold crucible induction furnace
DE4022561C1 (fr) * 1990-07-16 1992-02-27 Forschungszentrum Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De
FR2665249A1 (fr) * 1990-07-26 1992-01-31 Dauphine Ets Bonmartin Laminoi Four de fusion par induction en creuset froid.
DE4102101C2 (de) * 1991-01-25 2003-12-18 Ald Vacuum Techn Ag Einrichtung zum Herstellen von Pulvern aus Metallen
WO1992015531A1 (fr) * 1991-03-05 1992-09-17 Commissariat A L'energie Atomique Four de fusion en continu de melanges d'oxydes par induction directe a haute frequence a temps d'affinage tres court et a faible consommation en energie
DE4115278A1 (de) * 1991-05-10 1992-11-12 Abb Patent Gmbh Magnetischer rueckschluss fuer einen induktionstiegelofen
JP3287031B2 (ja) * 1991-10-16 2002-05-27 神鋼電機株式会社 コールドウォール誘導溶解ルツボ炉
US5160532A (en) * 1991-10-21 1992-11-03 General Electric Company Direct processing of electroslag refined metal
EP0541882B1 (fr) * 1991-11-12 1997-04-23 COMPUPRINT S.p.A. Imprimante électrophotographique avec amélioration des possibilités d'images imprimées
JP2967092B2 (ja) * 1991-12-20 1999-10-25 科学技術庁金属材料技術研究所長 浮上溶解装置
JP3047056B2 (ja) * 1992-06-02 2000-05-29 科学技術庁金属材料技術研究所長 浮上溶解装置とその運転方法
DE4320766C2 (de) * 1993-06-23 2002-06-27 Ald Vacuum Techn Ag Vorrichtung zum Einschmelzen einer festen Schicht aus elektrisch leitfähigem Material
DE4429340C2 (de) * 1994-08-18 2003-04-30 Ald Vacuum Techn Ag Tiegel zum induktiven Schmelzen oder Überhitzen von Metallen, Legierungen oder anderen elektrisch leitfähigen Werkstoffen
US5992503A (en) * 1995-12-21 1999-11-30 General Electric Company Systems and methods for maintaining effective insulation between copper segments during electroslag refining process
US6192969B1 (en) 1999-03-22 2001-02-27 Asarco Incorporated Casting of high purity oxygen free copper
KR101307745B1 (ko) * 2012-02-14 2013-09-11 한국수력원자력 주식회사 냉각흐름이 개선된 저온용융로

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE886353C (de) * 1941-09-04 1953-08-13 Vacuumschmelze Ag Bodenplatte fuer Induktionsoefen, insbesondere fuer kernlose Induktionsoefen
DE2100378A1 (de) * 1970-01-09 1971-07-22 Hukin D Tiegel
EP0056915A1 (fr) * 1980-12-23 1982-08-04 Societe D'applications De La Physique Moderne Et De L'electronique Saphymo-Stel Dispositif de fusion par induction directe en cage froide avec confinement électromagnétique supplémentaire de la charge
EP0079266A1 (fr) * 1981-11-06 1983-05-18 Societe D'applications De La Physique Moderne Et De L'electronique Saphymo-Stel Dispositif de fusion par induction directe de substances diélectriques du genre verres ou émaux

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE866353C (de) * 1943-02-13 1953-02-09 Dortmunder Union Brueckenbau A Zerlegbare Bruecke
GB1118505A (en) * 1966-01-28 1968-07-03 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to apparatus for the heat treatment of electrically conductive materials
FR1492063A (fr) * 1966-04-05 1967-08-18 Commissariat Energie Atomique Perfectionnement aux fours électriques haute fréquence pour la fabrication en continu de réfractaires électrofondus
FR2036418A5 (fr) * 1969-03-13 1970-12-24 Commissariat Energie Atomique
DE2110037C3 (de) * 1971-03-03 1980-05-14 Gebr. Happich Gmbh, 5600 Wuppertal Abdeckleiste zum Aufklipsen auf Rahmen oder Sprossen, insbesondere in Innenräumen von Fahrzeugen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE886353C (de) * 1941-09-04 1953-08-13 Vacuumschmelze Ag Bodenplatte fuer Induktionsoefen, insbesondere fuer kernlose Induktionsoefen
DE2100378A1 (de) * 1970-01-09 1971-07-22 Hukin D Tiegel
EP0056915A1 (fr) * 1980-12-23 1982-08-04 Societe D'applications De La Physique Moderne Et De L'electronique Saphymo-Stel Dispositif de fusion par induction directe en cage froide avec confinement électromagnétique supplémentaire de la charge
EP0079266A1 (fr) * 1981-11-06 1983-05-18 Societe D'applications De La Physique Moderne Et De L'electronique Saphymo-Stel Dispositif de fusion par induction directe de substances diélectriques du genre verres ou émaux

Also Published As

Publication number Publication date
EP0311506B1 (fr) 1993-04-21
FR2621387B1 (fr) 1990-01-05
US4873698A (en) 1989-10-10
DE3880416T2 (de) 1993-10-14
EP0311506A1 (fr) 1989-04-12
DE3880416D1 (de) 1993-05-27
JPH01118089A (ja) 1989-05-10
JP2660018B2 (ja) 1997-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2621387A1 (fr) Creuset de four a induction
EP0079266B1 (fr) Dispositif de fusion par induction directe de substances diélectriques du genre verres ou émaux
EP0119502B1 (fr) Installation thermoélectrique
WO2003067166A2 (fr) Four a induction a creuset froid
CA1091736A (fr) Poches metallurgiques pour les traitements inductifs des metaux
EP0053070A1 (fr) Poche métallurgique pour le traitement inductif des métaux
EP0232436B1 (fr) Générateur de jets moléculaires par craquage thermique pour la fabrication de semi-conducteurs par dépôt épitaxial
EP0169100B1 (fr) Electrode de paroi d'un récipient métallurgique au contact d'un métal en fusion
FR2665249A1 (fr) Four de fusion par induction en creuset froid.
CA2246651C (fr) Dispositif de protection etanche pour une jonction de cables haute tension
FR2571202A1 (fr) Structure d'electrode pour bain de metal en fusion
EP0020215B1 (fr) Four de réchauffage à induction à champ glissant
FR2705259A1 (fr) Dispositif d'alimentation en métal en fusion, notamment en fonte, d'une machine de coulée, et installation de coulée intégrant ce dispositif d'alimentation.
WO2019137840A1 (fr) Creuset froid et collecteur de refroidissement associe pour dispositif de chauffage par induction
EP0004492B1 (fr) Tube hyperfréquences comportant une ligne à retard refroidie par circulation de fluide
FR2572873A1 (fr) Electrode de paroi pour four metallurgique electrique a courant continu
CA1086806A (fr) Poche metallurgique pour les traitements inductifs des metaux
EP2038978B1 (fr) Structure de traversee electrique pour element supraconducteur
FR2716521A1 (fr) Raccord angulaire.
EP0161991A2 (fr) Enceinte étanche blindée équipée pour être utilisable en spectrométrie d'émission
WO2012127152A1 (fr) Creuset de four a induction
FR2548856A1 (fr) Dispositif de fusion par induction directe en cage froide segmentee
EP0232661B1 (fr) Pompe électromagnétique pour liquide conducteur à refoulement par répulsion magnétique
EP1018756A2 (fr) Dispositif de coupure électrique pour moyenne et haute tension
BE722289A (fr)