FR2652287A1

FR2652287A1 - Device for heating injection nozzles by means of induction and radiation

Info

Publication number: FR2652287A1
Application number: FR8912869A
Authority: FR
Inventors: Casella Pierre
Original assignee: ASA ALSATHERM SA
Current assignee: ASA ALSATHERM SA
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1991-03-29
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: FR2652287B1

Abstract

Device for heating up the injection nozzles for aluminium furnaces. he invention relates to a device making it possible to heat up injection nozzles for an aluminium furnace with the aid of a combination associating heating by induction and by radiation. It consists of an inductor (2), the metal of which has considerable resistivity. The injection nozzle to be heated up (1), which connects the furnace (4) containing the molten aluminium and the mould (5), is placed in this inductor. The refractory envelope (3) makes it possible to concentrate the effects of the thermal radiation released by the inductor (2) on the nozzle to be heated up (1). The supply connections (6) of the inductor (2) are connected to an induction generator. The device according to the invention is intended particularly for foundries in which the use of water is excluded owing to the presence of the molten metal.

Description

DESCRIPTION
La présente invention concerne un dispositif permettant de réchauffer des buses d'injection pour four à aluminium.DESCRIPTION
The present invention relates to a device for heating injection nozzles for an aluminum oven.

Traditionnellement, une buse d'injection relie le four sous pression où se trouve le métal en fusion et le moule qui recevra une certaine quantité de ce métal. Traditionally, an injection nozzle connects the pressure furnace where the molten metal is located and the mold which will receive a certain amount of this metal.

Si aucun apport de chaleur n'est fourni à la buse entre chaque coulée, la température de celle-ci diminue, provoquant la solidification d'une fine couche de métal contre la paroi interne de la buse. If no heat is supplied to the nozzle between each pour, the temperature of the latter decreases, causing a thin layer of metal to solidify against the internal wall of the nozzle.

Des injections répétées provoqueront irrémédiablement l'obstruction partielle ou complète de la buse. Le remplacement de cette buse provoque un temps d'inutilisation du four assez important. En effet, pour effectuer cette tâche, il faut refroidir le four, puis le remettre en chauffe. Repeated injections will cause partial or complete blockage of the nozzle. The replacement of this nozzle causes a fairly long time of non-use of the oven. Indeed, to perform this task, the oven must be cooled, then put back into heating.

Habituellement, le réchauffage de la buse s'effectue à l'aide de bruleurs à gaz ou au fuel. Avec ce procédé, la régulation en température est délicate et une température trop élevée risque de déformer le moule. Usually, the nozzle is heated using gas or oil burners. With this process, temperature regulation is delicate and too high a temperature risks deforming the mold.

Un autre procédé consiste à envelopper la buse par une résistance électrique traditionnelle. Mais comme les températures en jeu sont élevées et la puissance de la résistance relativement faible, il y a une usure prématurée provoquant des changements de résistances régulièrement avec les contraintes précitées. Another method is to wrap the nozzle with a traditional electrical resistance. But as the temperatures involved are high and the power of the resistor relatively low, there is premature wear causing resistance changes regularly with the above constraints.

L'emploi d'un four par induction à fréquence élevée impose certaines conditions. En effet, un bon rendement de l'inducteur nécessite une résistivité de celui-ci très inférieure à celle de la pièce à chauffer. C'est à dire que l'inducteur doit être en cuivre. Des courants réactifs très élevés circulent dans l'inducteur qui produisent des pertes par effet joule. pour éviter la destruction de l'inducteur par échauffement thermique, il faut le refroidir en permanence par de l'eau. The use of a high frequency induction furnace imposes certain conditions. Indeed, a good performance of the inductor requires a resistivity of the latter much lower than that of the part to be heated. That is, the inductor must be made of copper. Very high reactive currents circulate in the inductor which produce losses by Joule effect. to avoid destruction of the inductor by thermal heating, it must be cooled continuously with water.

La présence d'eau au dessus d'un four à aluminium constitue une grave menace pour la sécurité du matériel et du personnel. Si de l'eau provenant d'une fuite dans l'inducteur, entrait en contact avec l'aluminium en fusion, il se produirait une réaction chimique non contrôlable qui aboutirait à une explosion. The presence of water above an aluminum oven poses a serious threat to the safety of equipment and personnel. If water from a leak in the inductor came into contact with the molten aluminum, an uncontrollable chemical reaction would result which would result in an explosion.

Il serait donc souhaitable de posséder un dispositif de réchauffage des buses qui puisse augmenter le temps d'utilisation du four sans aucun risque pour le matériel et le personnel. It would therefore be desirable to have a nozzle heating device which can increase the use time of the oven without any risk for the equipment and the personnel.

Le dispositif selon l'invention permet de remédier à certains inconvénients. Il comporte des matériaux et des procédés connus mais leur association est originale. The device according to the invention overcomes certain drawbacks. It includes known materials and processes but their association is original.

La figure 1 représente un schéma en coupe du dispositif de réchauffage de buse selon l'invention. FIG. 1 represents a diagram in section of the nozzle heating device according to the invention.

L'invention associe en même temps deux procédés de chauffage traditionnels, elle se caractérise par un inducteur (2) qui est traversé par un courant alternatif à fréquence élevée car ses bornes d'alimentation (6) sont reliées à un générateur de chauffage par induction. The invention combines two traditional heating methods at the same time, it is characterized by an inductor (2) which is crossed by an alternating current at high frequency because its supply terminals (6) are connected to an induction heating generator .

Contrairement au chauffage par induction, l'inducteur (2) est en métal dont la résistivité est élevée. Celà entraine un mauvais rendement dans le chauffage par induction de la buse (1), mais ce mauvais rendement de l'inducteur provoque une forte élévation de température de celui-ci et l'enveloppe réfractaire permet de localiser sur la buse l'énergie rayonnée par l'inducteur (2). Unlike induction heating, the inductor (2) is made of metal with high resistivity. This leads to a poor efficiency in the induction heating of the nozzle (1), but this poor efficiency of the inductor causes a strong rise in temperature of the latter and the refractory jacket makes it possible to locate the radiated energy on the nozzle. by the inductor (2).

La forme de l'enveloppe réfractaire (3) permet également de ne pas surchauffer le moule (5) évitant ainsi les risques de déformation de celui-ci. The shape of the refractory casing (3) also makes it possible not to overheat the mold (5) thus avoiding the risks of deformation thereof.

Une caractéristique de l'invention réside dans l'utilisation d'un inducteur à résistivité importante et de forte section permettant ainsi d'avoir une longue durée de vie thérorique. De plus, comme nous alimentons l'inducteur (2) par une source alternative à haute fréquence, celà nous permet d'avoir une tension d'alimentation élevée ce qui réduit le courant dans les connexions qui peuvent être de faible section. A characteristic of the invention resides in the use of an inductor with high resistivity and of large cross section, thus making it possible to have a long theoretical life. In addition, as we supply the inductor (2) by a high frequency alternating source, this allows us to have a high supply voltage which reduces the current in the connections which can be of small section.

Dans un mode de réalisation, les composants sont choisis avec les caractéristiques suivantes : l'inducteur (2) a été réalisé en fil résistant de 6 mm de diamètre, en alliage ferrique du type KANTHAL, l'enveloppe réfractaire (3) est composée en deux parties, la partie intérieure est en tube de 150 mm de diamètre, en alliage de quartz et silice, matériau pouvant supporter des températures supérieures à 1000"C et une autre partie extérieure en laine de roche, pour augmenter la résistance thermique de l'ensemble, réduisant ainsi les déperditions de chaleur avec l'air ambiant. L'inducteur est relié (6) à un générateur de chauffage par induction à haute fréquence. In one embodiment, the components are chosen with the following characteristics: the inductor (2) was made of resistant wire 6 mm in diameter, of ferric alloy of the KANTHAL type, the refractory casing (3) is made of two parts, the inner part is 150 mm diameter tube, made of quartz and silica alloy, material able to withstand temperatures above 1000 "C and another outer part in rock wool, to increase the thermal resistance of the together, thereby reducing heat loss to the ambient air The inductor is connected (6) to a high frequency induction heating generator.

L'invention concerne le chauffage de buses d'in jection de òur sous pression d'aluminium en fusion. Elle permet d'augmenter la durée de vie de la buse et du moule. The invention relates to the heating of injector nozzles for pressure under molten aluminum. It increases the life of the nozzle and the mold.

Le principe de l'invention a été décrit en regard d'applications spécifiques mais il est bien entendu que la description n'est faite qu'à titre d'exemple et ne limite en rien son cadre d'application. The principle of the invention has been described with regard to specific applications but it is understood that the description is made only by way of example and in no way limits its scope of application.

Claims

1) A method of heating injection nozzles used in molten metal ovens, characterized in that it comprises a metal inductor (2), said metal has a higher resistivity than the copper of said inductor (2) is powered by an induction heating generator, said generator causes, due to the high resistivity of the inductor, simultaneously at the level of the part to be heated (1), two heating methods: induction heating due the so-called eddy currents induced in the part itself, and heating by radiation due to significant losses in the inductor, said losses in the inductor due to the high resistivity of the latter are concentrated on the nozzle (l) using a refractory jacket (3) which surrounds the inductor and makes it possible to reduce heat loss.