WO2023199257A1 - Method for melting metal by means of an electric immersion heater - Google Patents

Method for melting metal by means of an electric immersion heater Download PDF

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WO2023199257A1
WO2023199257A1 PCT/IB2023/053788 IB2023053788W WO2023199257A1 WO 2023199257 A1 WO2023199257 A1 WO 2023199257A1 IB 2023053788 W IB2023053788 W IB 2023053788W WO 2023199257 A1 WO2023199257 A1 WO 2023199257A1
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WO
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immersion heater
metal
melting
during
tank
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PCT/IB2023/053788
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Jimenez Matthias
Levacher Guillaume
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Lethiguel
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    • B22D41/005Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like with heating or cooling means
    • B22D41/01Heating means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/08Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/42Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
    • HELECTRICITY
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    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78Heating arrangements specially adapted for immersion heating

Definitions

  • TITLE PROCESS FOR METAL FUSION USING AN ELECTRIC HEAT Immersion Unit
  • the present invention relates to the field of foundry equipment and mainly concerns the foundry of non-ferrous metals having a relatively low melting point, typically below 1100°C. It aims at a metal melting process using at least one electric immersion heater. The invention aims more particularly to melt a batch of solid metal, in particular alloys or pure metals of aluminum, magnesium or zinc.
  • the present invention also relates to a device for implementing said fusion process which comprises an immersion heater.
  • the non-ferrous metal foundry industry requires a significant quantity of liquid metal for its casting operations. This is the case, for example, of the aluminum industry, which manufactures large quantities of castings, intended for example for the automobile industry. Some of the most commonly used molding operations include gravity casting, pressure injection molding and low-pressure injection molding.
  • the step prior to molding is the fusion of solid metal. This step is most commonly carried out on site and more occasionally relocated off site, delivery by truck of the liquid metal being necessary in the latter case.
  • a furnace having two chambers namely a melting furnace (chamber), where the melting of liquid metal is carried out, and a holding furnace (chamber).
  • a melting furnace where the melting of liquid metal is carried out
  • a holding furnace where liquid metal is held at a controlled temperature awaiting use by a casting machine.
  • Solid metal melting is mainly carried out in gas-fired melting furnaces. Solid metal, usually in the form of ingots, is inserted into a chamber fusion where several gas burners carry out combustion which generates the heat allowing the metal to be melted.
  • the melting furnace (chamber) is connected to a holding furnace (chamber) in which the liquid metal is contained awaiting sampling and delivery to a casting point near a molding machine.
  • a holding furnace chamber
  • Such a configuration is for example illustrated in European patent EP 1 136 778 A1 (Nippon Crucible Co.).
  • a disadvantage of gas fusion is that this process is polluting on site because it involves the combustion of gas and because it necessarily relies on the use of fossil energy.
  • a disadvantage of gas-fired melting furnaces is the phenomenon of “loss on ignition” which corresponds to the oxidation of part of the solid metal.
  • the induction method allows rapid melting, with very low loss on ignition and excellent metallurgical quality of the molten metal obtained.
  • This method however, has the drawback of being very energy intensive.
  • the radiation fusion method has the advantage of only requiring an inexpensive furnace that is not very complex to maintain. This method, however, has the drawbacks of being very slow, generating a lot of oxides which deteriorate the metallurgical quality of the metal obtained and being energy intensive.
  • the melting furnace described above is typically a centralized system within a factory which includes several molding machines.
  • This arrangement requires transporting the liquid metal temporarily contained in the holding chamber to the molding machines; this is done for example in a channel made of ceramic material.
  • a tank equipped with an immersion heater can be provided near the pouring point.
  • Such an immersion heater is described in particular in patent FR 2 907 353 B1 of the applicant.
  • the gas oven is the only oven commonly used which can start dry, that is to say only with a load of solid metal. All other furnaces require a certain amount of liquid metal to operate; those skilled in the art call this quantity of liquid metal the “bath foot”.
  • a bath base in which said metal is melted, gradually introducing it into the metal heated by induction.
  • the liquid bath foot may come from another furnace operating in the factory. It follows that a casting plant which does not have a gas furnace must always have a certain quantity of liquid metal available to be able to start a stopped furnace.
  • liquid metal can be delivered from an external smelter in a thermally insulated container (called a “ladle”), most often by road.
  • a thermally insulated container called a “ladle”
  • This state of affairs imposes a heavy management constraint on foundries that do not have a gas furnace, knowing that the chemical composition of the bath base used to start a furnace must obviously be compatible with the alloy that we are using. I'm about to prepare in this oven which is starting up.
  • the present invention aims to address all or part of the needs mentioned above or to remedy all or part of the disadvantages mentioned above.
  • control process the subject of the invention, which allows the use of electric immersion heaters for the melting of solid non-ferrous metals.
  • the invention aims at a process for melting non-ferrous metal by means of at least one electric immersion heater, in which:
  • At least one electric immersion heater is placed in contact or in the immediate vicinity of non-ferrous metal in the solid state placed in a tank
  • a so-called initial electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of said electric immersion heater is supplied to said electric immersion heater and
  • the electrical power supplied to said electric immersion heater is increased, in particular gradually or in stages, so that the non-ferrous metal present in the tank goes from a solid state to a liquid state.
  • the non-ferrous metal melting process using at least one electric immersion heater operates without significant heat input from other heat sources than the at least one electric immersion heater.
  • significant heat input a heat input which exceeds 1% of the total quantity of heat received by the metal to be melted during the process.
  • the oven comprises another means of electric heating than the electric immersion heater.
  • the other means of electric heating is a hot plate, preferably placed at the bottom of the oven; said heating plate may include at least one heating resistance, and its heat input can be significant.
  • the other electric heating means is a heating plate or a high flux resistor positioned near the metal to be melted, preferably positioned above the metal to be melted.
  • an electrical power lower than the nominal operating power is supplied to the electric immersion heater during the priming phase, then this power is increased, gradually or in stages, so that the maximum temperature tolerated by the internal materials of the electric immersion heater is not reached and it is not damaged.
  • Another remarkable characteristic of the invention is that the metal melting operation can be carried out in the same tank as that subsequently used to maintain the metal in the liquid state. This has the advantage of simplifying the furnace and avoiding the cost and risk associated with transport operations within the factory and transfer of molten metal between furnaces or tanks.
  • the present invention is applicable to any non-ferrous metal and any alloy based on a non-ferrous metal which has a melting temperature low enough to be compatible with the use of an electric immersion heater. It is in particular applicable to any metal and alloy having a melting temperature which does not exceed approximately 1100°C.
  • the base metal can for example be chosen from aluminum, zinc, magnesium, copper, tin, lead, lithium, silver. It may also be an alloy based on one of these metals, said alloys may contain other alloy metals and impurities. It is understood that an Al-Fe type alloy remains a non-ferrous alloy within the meaning of the present invention, despite the presence of iron in this aluminum-based alloy.
  • solid state metal is meant a metal in any solid form, and in particular in the form of ingots, in the form of chips, for example obtained by grinding metal sheets, in the form of granules, or even in the form of powder form.
  • the metal to be melted can also be in the form of pieces of various shapes made up of skeletons or scraps from a machining, cutting, stamping, sawing process, or by casting rejects. Some of these product forms may correspond to waste (for example chips, stamping skeletons, scraps).
  • Said metal in the solid state may have been compacted in a press (for example batches of boxes, or used drink cans, or batches of chips).
  • nominal power means the power received by a device when it operates under normal conditions. It is expressed in Watt (W) or kilowatts (kW). It is indicated by the manufacturer of the device. In other words, the ideal electrical power supplied to an electrical appliance corresponds to its nominal power. Providing a power greater than the nominal power poses a risk of deterioration of the device and providing a power less than the nominal power may cause an output below its optimal capacities.
  • An electric immersion heater is a device which comprises at least one heating zone intended to be brought into contact with the metal to be heated, and a non-heating zone making it possible to make the link between the at least one heating zone and a housing. power supply.
  • the heating zone comprises one or more internal heating elements brought to high temperature by the passage of an electric current; This is resistive heating.
  • This internal heating element transmits its heat to a sheath constituting the body of the immersion heater, which in turn transmits heat to the metal or alloy to be melted or maintained in a liquid state.
  • the mechanism of heat transmission from the immersion heater sheath to the metal in the oven occurs most efficiently by conduction, when the immersion heater is immersed in liquid metal or when its sheath touches a significant fraction of its surface area. solid metal. Outside of these direct contact zones, the heat transfer between the sheath and the metal contained in the oven is radiative and/or convective.
  • the process which is the subject of the invention comprises at least two stages, namely a first stage called priming, and a second stage called fusion.
  • the priming step aims to create a liquid bath base from a solid metal charge.
  • the melting step aims to melt the rest of the solid metal in said bath base, which will then rise to engulf all of the metal loaded into the furnace.
  • This holding phase corresponds to the usual use of immersion heaters according to the state of the art.
  • small quantities of solid metal can be added, preferably periodically or continuously, as liquid metal is consumed by the casting machine.
  • the priming phase can be preceded by a so-called preheating phase, which aims to preheat the oven, empty or with a low load of solid metal, before loading it with the load of solid metal intended for the merger.
  • preheating phase aims to preheat the oven, empty or with a low load of solid metal, before loading it with the load of solid metal intended for the merger.
  • the immersion heater is brought into contact with solid non-ferrous metal, or in the immediate vicinity of non-ferrous metal in the solid state placed in the tank.
  • solid non-ferrous metal is poured or already present in the tank prior to the priming step, so as to at least partially bury the immersion heater.
  • the geometry of the pile of pieces of solid non-ferrous metal may include air pockets so that the immersion heater will be in direct contact with the non-ferrous metal in places and separated from the metal in other places.
  • a so-called “initial” electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of said electric immersion heater is supplied to said electric immersion heater.
  • This electrical power must be high enough to allow gradual heating of the metal surrounding the immersion heater, but low enough to avoid premature degradation.
  • the heat delivered by the immersion heater is dissipated by conduction with the solid metal, and/or by radiation towards the solid metal. Since conduction dissipation is more effective in heating solid metal, it is preferable that the immersion heater be in direct contact with solid metal.
  • the immersion heater is at least partially in contact with molten metal, that is to say at least part of its sheath is immersed in liquid metal.
  • the heat delivered by the immersion heater resulting from the so-called initial electrical power supplied to the immersion heater, is then at least partly, and preferably mainly, dissipated by conduction.
  • the amount of liquid metal will increase as the solid metal melts, either in contact with the liquid metal or in contact with the immersion heater.
  • solid metal can be added to the tank; this added solid metal (just like the solid metal initially present in the tank when the priming stage begins) can be preheated outside the oven to a temperature between room temperature and the melting point of the metal. Adding metal to the tank during the melting stage can be done directly in the liquid metal.
  • the transfer of heat from the immersion heater to the solid metal is therefore carried out, initially, by radiation and convection, on the one hand, and/or by conduction, on the other hand, with the solid metal in contact with the immersion heater, then gradually by the direct contact of the immersion heater with the liquid non-ferrous metal produced by fusion.
  • the process thus implemented therefore has good energy efficiency, that is to say that almost all of the energy consumed is actually transferred to the metal.
  • the value of the initial power supplied to the immersion heater during the priming phase advantageously depends on the starting load and the quality of the thermal contact between the immersion heater and the metal. When the immersion heater is in contact with powder, granules or metal shavings, this value may be higher compared to the case where the immersion heater is surrounded by sheet metal skeletons ensuring less good thermal contact, and/or it may be increased more quickly. All the electrical power values supplied to the immersion heater are expressed here as a percentage of the nominal power value of the immersion heater, which is set by the manufacturer to ensure optimal operation without damaging the immersion heater device.
  • the refractories and the air in the oven are preheated, the air being able to reach a temperature of around 600° C., without solid metal or with a low solid metal load. This must be done at very low electrical power.
  • the initial electrical power supplied to the electric immersion heater during the priming phase is a non-zero power less than 30%, preferably less than 15%, and even more preferably less than 10%, of the nominal power of the electric immersion heater. This initial power can be increased subsequently, gradually or in stages.
  • the initial electrical power supplied to the electric immersion heater during the priming phase is a non-zero power comprised between approximately 0.5% and approximately 5% of the nominal power of the electric immersion heater.
  • the power supplied to the immersion heater is increased from a very low value, typically between approximately 0.5% and approximately 5% (and preferably between approximately 0.5% and approximately 2.5%), at a rate of approximately 1% to 3% per hour, until the transition to the melting stage.
  • the electrical power supplied to the electric immersion heater can be increased gradually or in stages over a long period of time. For example, the long time period is at least 8 hours.
  • the method which is the subject of the invention further comprises a step of maintaining the molten metal in the liquid state in which the power supplied to said electric immersion heater is controlled as a function of a temperature measured in the tank or on the immersion heater.
  • the liquid metal can be taken from the tank to be introduced into the molding machine; to ensure the good quality of the casting process it is necessary to control the temperature of the liquid metal during the holding stage.
  • a quantity of well-defined solid metal is added, preferably periodically, to the liquid metal, in order to replace the metal consumed by the molding machine.
  • the non-ferrous metal in the solid state placed in the tank was previously melted and then solidified in the tank, in contact with the immersion heater.
  • the state of the art does not offer any possibility, in an electric holding furnace, of remelting solid metal "frozen" in a tank, that is to say melted then solidified in place, so that the immersion heater is caught in frozen metal.
  • this metal can be melted again to obtain a bath of liquid metal.
  • the metal can be frozen in a tank involuntarily, for example during a power outage or during a strike, or voluntarily, when we decide to interrupt the heating and therefore the maintenance at the same time. liquid state of a metal bath then to resume operations when necessary, without having to drain the metal bath or having to move the immersion heater.
  • the nominal power of said immersion heater is determined as a function of the dimensions of the tank.
  • transition from melting mode to holding mode typically results in a reduction in the electrical power supplied to the immersion heater to avoid overheating of the liquid metal, to the extent that during the holding phase it is no longer necessary to provide the furnace with the enthalpy of fusion (except for the small fraction of metal which is added in solid form to replace the liquid metal which is consumed).
  • switching from fusion mode to hold mode can be done automatically.
  • the transition from the melting stage to the stage of maintaining the molten metal in the liquid state is for example carried out automatically depending on the measurement of a value representative of the temperature of the immersion heater or in the tank or even depending on detecting the smooth or irregular appearance of at least part of the surface of the metal present in the tank
  • a device for measuring the temperature of the liquid metal can be provided, which detects an increase in the temperature when the melting phase is completed.
  • a temperature measuring device can be provided in the immersion heater itself, but this solution is not preferred. It is also possible to provide a device for measuring the temperature in a zone close to the bottom of the tank, capable of detecting the presence of a base of liquid metal bath, and of measuring its temperature.
  • the end of the fusion step is determined using an artificial vision system typically associating a camera with a computer machine suitably configured to detect the presence of a surface of smooth metal uninterrupted by protruding pieces of solid metal.
  • This artificial vision system can also be configured to detect the level of liquid metal in the furnace.
  • the invention aims at a device for melting non-ferrous metal by means of at least one electric immersion heater, which comprises at least one electric immersion heater, a regulator of the power supplied to said immersion heater and a micro -processor configured to control said regulator and in which the microprocessor implements a non-ferrous metal melting program which includes:
  • the invention aims at a production unit for the molding of non-ferrous metal objects characterized in that it comprises at least one molding machine and a non-ferrous metal melting device according to the invention and in which the entry point of the liquid metal into the molding machine is in direct proximity to the non-ferrous metal melting device or connected to it by means of conveying a flow of liquid metal .
  • a large capacity melting furnace makes it possible to supply molten metal to several production lines for molding.
  • This provision requires to transport the liquid metal temporarily contained in the holding chamber to the production units distributed within a factory.
  • a constraint associated with this arrangement is that the same metal or alloy is supplied to each production unit or molding machine supplied with molten metal by the melting furnace; This is not suitable if two production units or molding machines must be supplied with alloys of different types.
  • the production unit comprises a non-ferrous metal melting device according to the invention which melts the metal on site, near the pouring point. It being understood that the production unit has its own means of bringing the metal to the liquid state, the metal or metal alloy can be chosen specifically for this production unit.
  • FIG 1 represents, in the form of a flowchart, a particular succession of steps of the non-ferrous metal melting process which is the subject of the present invention
  • FIG 2 represents, in graphic form, a mode particular embodiment of a non-ferrous metal melting process according to the invention
  • FIG 3 represents, schematically and in sectional view, an immersion heater capable of being used in a non-ferrous metal melting device according to the invention
  • FIG 4 represents, schematically and in sectional view, a non-ferrous metal melting device according to the invention useful for implementing the process which is the subject of the invention, illustrated at the start of the initiation phase,
  • FIG 5 represents, schematically and in sectional view, the device of Figure 4, illustrated at the end of the priming step
  • FIG 6 represents, schematically and in sectional view, the device of Figure 4, illustrated at the end of the fusion step.
  • the power supplied to an immersion heater is expressed as a percentage of the nominal power of said immersion heater.
  • the method 100 comprises a step 103 of preheating the non-ferrous metal melting device which aims to preheat the furnace, empty or with a low load of solid metal, before charge with the solid metal charge intended for fusion.
  • the power supplied to the immersion heater during this preheating is fixed and between 5% and 25% of the nominal power of the immersion heater, for example approximately equal to 5% or 10%.
  • the duration of the preheating step is between 24 hours and 96 hours.
  • the method 100 comprises a step 105 during which at least one electric immersion heater is placed in contact or in the immediate vicinity of non-ferrous metal in the solid state placed in a tank.
  • an initial electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of said electric immersion heater is supplied to said electric immersion heater.
  • the initial power supplied to the immersion heater is zero. In other embodiments, the initial power supplied to the immersion heater is equal to 1%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% or 30% of the nominal power of the immersion heater. This initial power can be a fixed value for a given immersion heater, or it can be modified depending on external parameters.
  • the power supplied to said electric immersion heater during the priming step 110 is fixed. In other embodiments, the power supplied to said electric immersion heater during the priming step 110 is increased gradually or in stages.
  • the duration of the priming step 110 is preferably over a long period of time. According to an exemplary embodiment, the priming step is carried out over a period of time greater than 40 hours. In other embodiments, it is carried out over a period of time between 20 hours and 40 hours, or between 20 hours and 30 hours.
  • the power supplied to the immersion heater can be increased gradually or in stages. For example, the power supplied to the immersion heater is increased by 5% compared to the initial power.
  • a bath base that is to say a bottom of liquid metal in the tank, is obtained.
  • the electrical power supplied to the electric immersion heater is increased gradually or in stages.
  • the speed of increase in the electrical power supplied to the immersion heater is faster during the melting step than during the priming step.
  • this rate of increase expressed as a percentage of the nominal power per unit of time is five or ten times greater during the fusion stage compared to the rate of increase during the priming stage.
  • a means of stirring the aluminum bath base is implemented.
  • the stirring means is configured to stir the liquid aluminum in order to optimize the heat exchange with the immersion heater and thus reduce the melting time and homogenize the temperature of the aluminum bath.
  • the transition from the priming step to the melting step and the associated speed change are triggered as a function of a temperature measured in the tank.
  • the increase in power, gradually or in stages, during the fusion step, is preferably carried out over a long period of time.
  • the progressive increase in power is carried out over a period of time greater than 12 hours. In other embodiments, it is carried out over a period of time between 12 hours and 24 hours.
  • the increase in power supplied to the electric immersion heater expressed as a percentage of the nominal power of the immersion heater, does not exceed 10% per hour.
  • the increase in power supplied to the electric immersion heater does not exceed 6% per hour.
  • the power during the fusion step is increased by 1% every 15 minutes. So that, during the melting stage, the power supplied to the electric immersion heater goes from an initial power fixed between 5% and 25% of the nominal power to a power of 100% of the nominal power, in space from 1125 minutes to 1425 minutes.
  • the non-ferrous metal present in the tank is melted from a solid state to a liquid state, preferably without significant contribution from heat sources other than at least an electric immersion heater.
  • the method 100 comprises a step 125 of maintaining the molten metal in the liquid state. During this step, the power supplied to the electric immersion heater can be controlled based on a temperature measured in the tank. This ensures that the liquid metal has a controlled temperature in the holding furnace, making it easier to achieve repeatable quality of castings produced by the molding machine.
  • step 120 concomitant with step 125 of maintaining the liquid state, solid metal is added to the tank.
  • This graph shows a curve 210 illustrating the internal temperature of the immersion heater expressed in °C as a function of time expressed in minutes.
  • a curve 220 illustrates the variation in the temperature of the aluminum as a function of time.
  • Curve 250 illustrates a first program for supplying power to the electric immersion heater while curve 260 illustrates a second program for supplying power to the electric immersion heater.
  • an initial power of 5% is provided during a preheating step, lasting 3200 minutes. Then, during a priming stage, over the space of 1800 minutes, the power supplied is increased progressively and regularly, so as to bring the power to 10% in total. Then, during a melting stage, over a period of 1000 minutes, the power supplied is increased progressively and regularly, so as to bring the power supplied to the immersion heater to 100% in total. Then, still during the melting stage, 100% power is continuously supplied to the immersion heater for 2500 minutes. At the end of the merging step, a step of maintaining the bath temperature is activated, during which the power supplied to the immersion heater is controlled according to a temperature measured in the tank.
  • the transition from the priming step to the melting step can be carried out according to a pre-established power program or according to a temperature value measured in the tank.
  • transition from the melting step to the holding step can be carried out according to a pre-established power program or according to a temperature value measured in the tank.
  • the power supplied to the immersion heater during the preheating step is 25%.
  • the initial 25% power supplied to the immersion heater is raised to 30% during the priming stage and then to 100% during the melting stage.
  • curves 250 and 260 merge from 6000 minutes.
  • an immersion heater 300 capable of being used in a non-ferrous metal melting device.
  • the immersion heater 300 includes a connection zone 310 equipped with a ceramic sheath and a heating zone 320 housing an electrical resistance.
  • the immersion heater 300 includes an electrical power line 330 connected to an electrical power source 901.
  • FIG 4 a non-ferrous metal melting device according to the invention useful for implementing the process which is the subject of the invention which comprises an immersion heater 300 and a tank 400.
  • the device is illustrated here at the start of the priming phase.
  • Aluminum ingots to be melted, 950, 951, are placed in the tank 400.
  • a bath base formed by liquid metal 980 has formed in the tank while at least part of the ingots, 950, 951, are partially melted.
  • a sufficient quantity of pieces of metal of a sufficiently small size is loaded into the oven to create a mass which comes into direct contact with at least part of the immersion heater, and which, preferably , surrounds it.
  • at least part of the metal is in direct contact with the immersion heater, thus ensuring heat transfer by conduction.
  • Said pieces can be shavings (obtained for example by grinding metal sheets), granules, powder. This improves the thermal contact between the immersion heater and the solid metal. This makes it possible to select a higher heating power compared to an embodiment in which the immersion heater is not in direct contact with the metal.
  • said pieces are loaded into a metal container, such as a bucket or a sleeve, of chemical composition compatible with the metal in question, in order to reduce the necessary quantity of pieces.
  • a metal container such as a bucket or a sleeve
  • this container is positioned below the immersion heater, so that the immersion heater plunges into said container, and the container is filled at least partially with said pieces, so that the immersion heater is, at least on part of its length, in direct contact with metal, namely with said pieces.
  • the solid metal intended to be molten is positioned (which can then have any shape), so that it is advantageously in direct contact with said container; You can add metal parts in bulk.
  • the immersion heater is surrounded by solid metal in pieces; these may in particular be ingots (for example new metal ingots or remelting ingots), or with briquettes formed by the compaction of chips, metal sheets or metal cans (particularly beverage cans).
  • This arrangement of the solid metal into pieces is preferably done by hand, forming a dense pile which best touches the immersion heater, depending on the size and shape of said pieces. Around this pile we can then load metal parts and loose shavings, in any form.
  • the immersion heater is surrounded by ingots or solid pieces of metal in which a channel has been provided with a width slightly greater than the external diameter of the immersion heater; we put these pieces around the immersion heater, and can then load around this pile of metal parts, in contact with the immersion heater pieces of metal, in any form.
  • Said massive pieces can be briquettes formed by the compaction of chips, metal sheets or metal boxes, in which a channel of sufficient diameter has been provided to be able to be threaded around the immersion heater.
  • Said massive pieces can also be ingots of new metal or remelting ingots, in which a channel of sufficient diameter has been dug.
  • preheated pieces of metal are loaded when the oven does not yet contain molten metal.
  • preheated pieces of metal are loaded into the liquid metal bath. This can be done at regular intervals or not. This can be done by a conveyor which brings said pieces, for example a belt conveyor. Said pieces may be finely divided or not; it can be for example chips, or sheets, sheets or stamping carcasses crushed or not, or even briquettes formed by compacting pieces or beverage cans, or even ingots of new metal or remelting ingots .
  • the method makes it possible to adapt the initial power and/or the evolution of the power of the immersion heater based on events or parameters detected by the device.
  • an event may be, for example, the appearance of liquid metal in the tank as detected by a temperature measuring device at a point located inside the tank.
  • a parameter can be, for example, the degree of covering of the immersion heater with chips as detected by a camera associated with suitably configured software.
  • the device according to the invention has a plurality of preconfigured programs which can be selected by the user. These programs make it possible to adapt the initial power and/or the evolution of the power of the immersion heater to certain parameters linked to the tank, in particular its size, and/or the degree of filling of the tank, or the nature of the solid metal placed in the tank.
  • the non-ferrous metal in the solid state placed in the tank was previously melted and then solidified in the tank, in contact with the immersion heater.
  • the immersion heater is “imprisoned”, engaged in the solidified metal, and thus substantially follows the contours of the immersion heater. This embodiment ensures an excellent contact surface between the immersion heater and the metal to be melted.
  • the melting process which is the subject of the invention is carried out using a non-ferrous metal melting device.
  • This device is equipped with at least one electric immersion heater which can be lowered into a tank intended to receive the metal to be melted.
  • the device may include a single tank allowing the function of melting the metal then maintaining the temperature or a plurality of tanks connected together.
  • the non-ferrous metal melting device further comprises a regulator of the power supplied to said immersion heater and a microprocessor configured to control said regulator and in which the microprocessor is configured to implement a melting program non-ferrous metal of the type described with regard to the process of the present application.
  • the device may comprise at least one air blower, and preferably a plurality of air blowers, which may (or may) be mobilized during the preheating step of the device or even during the steps of priming and fusion. Its aim is to improve the dissipation of the heat generated by the immersion heater within the tank; this makes it possible to increase the electrical power supplied to the immersion heater, particularly during the preheating phase, without running the risk of local overheating of the immersion heater.
  • an immersion heater which comprises at least two heating circuits configured to be supplied with electric current independently. This allows finer control of the electrical power supplied to the oven. More precisely, two (or more) independent heating resistor circuits can be provided over the entire effective length of the immersion heater, and only one of the two can be used in the case of a low electrical current supply (for example during heating). preheating step, or during the priming step), the second being added when a strong supply of electric current is needed (for example during the melting step).
  • a feedback loop which increases, at least for a certain duration, the electrical power supplied to the lower segment when the device for measuring the temperature in a zone close to the bottom of the tank will have detected the presence of a base of liquid metal bath. Said duration can be pre-programmed. We can predict that as soon as the level of metal in the tank has reached a certain level, we also increase the electrical power supplied to the upper segment.

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Abstract

The invention relates to a method for melting non-ferrous metal by means of at least one electric immersion heater, wherein: - at least one electric immersion heater is brought into contact or into close proximity with non-ferrous metal in the solid state placed inside a vessel, - during a so-called priming step, a so-called initial electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of the electric immersion heater is supplied to the electric immersion heater and - during a so-called melting step, the electrical power supplied to the electric immersion heater is increased progressively or in steps so that the non-ferrous metal present in the vessel changes from a solid state to a liquid state without significant input from heat sources other than the at least one electric immersion heater. The invention also relates to a melting device for implementing the method and to a production unit comprising such a device.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE DE FUSION DE METAL AU MOYEN D'UN THERMOPLONGEUR ELECTRIQUE TITLE: PROCESS FOR METAL FUSION USING AN ELECTRIC HEAT Immersion Unit
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001 ] La présente invention relève du domaine des équipements de la fonderie et concerne surtout la fonderie des métaux non ferreux présentant un point de fusion relativement bas, typiquement au-dessous de 1100 °C. Elle vise un procédé de fusion de métal au moyen d’au moins un thermoplongeur électrique. L’invention vise plus particulièrement à fondre un lot de métal solide, notamment des alliages ou métaux pur d’aluminium, de magnésium ou de zinc. [0001] The present invention relates to the field of foundry equipment and mainly concerns the foundry of non-ferrous metals having a relatively low melting point, typically below 1100°C. It aims at a metal melting process using at least one electric immersion heater. The invention aims more particularly to melt a batch of solid metal, in particular alloys or pure metals of aluminum, magnesium or zinc.
[0002] La présente invention vise également un dispositif pour la mise en œuvre dudit procédé de fusion qui comporte un thermoplongeur. [0002] The present invention also relates to a device for implementing said fusion process which comprises an immersion heater.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE TECHNIQUE
[0003] L’industrie de la fonderie des métaux non-ferreux nécessite une quantité importante de métal liquide pour ses opérations de moulage. Tel est le cas par exemple de l’industrie de l’aluminium, qui fabrique des grandes quantités de pièces moulées, destinées par exemple à l’industrie de l’automobile. Parmi les opérations de moulage les plus employées, on peut citer le moulage par gravité, le moulage par injection sous pression et le moulage par injection basse-pression. [0003] The non-ferrous metal foundry industry requires a significant quantity of liquid metal for its casting operations. This is the case, for example, of the aluminum industry, which manufactures large quantities of castings, intended for example for the automobile industry. Some of the most commonly used molding operations include gravity casting, pressure injection molding and low-pressure injection molding.
[0004] Dans tous les cas, l’étape préalable au moulage est la fusion de métal solide. Cette étape est le plus couramment réalisée sur site et plus occasionnellement délocalisée en dehors du site, une livraison par camion du métal liquide étant nécessaire dans ce dernier cas. [0004] In all cases, the step prior to molding is the fusion of solid metal. This step is most commonly carried out on site and more occasionally relocated off site, delivery by truck of the liquid metal being necessary in the latter case.
[0005] Dans des usines de fonderie on utilise habituellement deux fours différents, ou un four disposant de deux chambres, à savoir un four (chambre) de fusion, où est réalisée la fusion de métal liquide, et un four (chambre) de maintien, où le métal liquide est maintenu à une température contrôlée en attente de son utilisation par une machine de moulage. La fusion du métal solide est principalement opérée dans des fours de fusion à gaz. Du métal solide, usuellement sous forme de lingots, est inséré dans une chambre de fusion où plusieurs brûleurs à gaz opèrent une combustion qui génère la chaleur permettant de fondre le métal. [0005] In foundry plants, two different furnaces are usually used, or a furnace having two chambers, namely a melting furnace (chamber), where the melting of liquid metal is carried out, and a holding furnace (chamber). , where liquid metal is held at a controlled temperature awaiting use by a casting machine. Solid metal melting is mainly carried out in gas-fired melting furnaces. Solid metal, usually in the form of ingots, is inserted into a chamber fusion where several gas burners carry out combustion which generates the heat allowing the metal to be melted.
[0006] Le four (chambre) de fusion est relié à un four (chambre) de maintien dans laquelle le métal liquide est contenu en attente de prélèvement et de livraison à un point de coulée près d’une machine de moulage. Une telle configuration est par exemple illustrée dans le brevet européen EP 1 136 778 A1 (Nippon Crucible Co.). The melting furnace (chamber) is connected to a holding furnace (chamber) in which the liquid metal is contained awaiting sampling and delivery to a casting point near a molding machine. Such a configuration is for example illustrated in European patent EP 1 136 778 A1 (Nippon Crucible Co.).
[0007] La fusion au moyen de fours de fusion alimentés au gaz est favorisée car elle présente un coût relativement bas en moyenne pour la fusion d’une tonne de métal. La fusion au gaz offre également une bonne vitesse de fusion en tonnes par heure. [0007] Melting using gas-powered melting furnaces is favored because it has a relatively low cost on average for the melting of a ton of metal. Gas melting also offers good melting speed in tons per hour.
[0008] Un inconvénient de la fusion au gaz est que ce procédé est polluant sur site car il implique une combustion de gaz et parce qu’il repose nécessairement sur l’emploi d’énergie fossile. De plus, un inconvénient des fours de fusion alimentés au gaz est le phénomène de « perte au feu » qui correspond à l’oxydation d’une partie du métal solide. [0008] A disadvantage of gas fusion is that this process is polluting on site because it involves the combustion of gas and because it necessarily relies on the use of fossil energy. In addition, a disadvantage of gas-fired melting furnaces is the phenomenon of “loss on ignition” which corresponds to the oxidation of part of the solid metal.
[0009] Pour pallier ce défaut, on utilise aussi la fusion par induction et la fusion par chauffage du métal par radiation, qui reposent sur une alimentation électrique. [0009] To overcome this defect, induction fusion and fusion by heating the metal by radiation are also used, which rely on an electrical power supply.
[0010] La méthode par induction permet une fusion rapide, avec une perte au feu très faible et une qualité métallurgique excellente du métal fondu obtenu. Cette méthode présente toutefois le défaut d’être très énergivore. The induction method allows rapid melting, with very low loss on ignition and excellent metallurgical quality of the molten metal obtained. This method, however, has the drawback of being very energy intensive.
[0011 ] La méthode de fusion par radiation présente l’avantage de ne nécessiter qu’un four peu coûteux et peu complexe à entretenir. Cette méthode présente toutefois les défauts d’être très lente, de générer beaucoup d’oxides qui détériorent la qualité métallurgique du métal obtenu et d’être énergivore. [0011] The radiation fusion method has the advantage of only requiring an inexpensive furnace that is not very complex to maintain. This method, however, has the drawbacks of being very slow, generating a lot of oxides which deteriorate the metallurgical quality of the metal obtained and being energy intensive.
[0012] Aucune méthode de fusion connue de l’art antérieur n’offre de solution satisfaisante permettant à la fois de limiter l’usage de gaz polluant et de produire un métal de qualité métallurgique satisfaisante, sans représenter de coût exorbitant en alimentation électrique. [0012] No fusion method known in the prior art offers a satisfactory solution making it possible both to limit the use of polluting gas and to produce a metal of satisfactory metallurgical quality, without representing an exorbitant cost in terms of electricity supply.
[0013] Par ailleurs, le four de fusion décrit plus haut est typiquement un système centralisé au sein d’une usine qui comporte plusieurs machines de moulage. Cette disposition nécessite de transporter le métal liquide temporairement contenu dans la chambre de maintien vers les machines de moulage ; cela se fait par exemple dans un chenal en matériau céramique. Afin de conserver le métal sous forme liquide à une température parfaitement contrôlée, une cuve dotée d’un thermoplongeur peut être prévue à proximité du point de coulée. Un tel thermoplongeur est notamment décrit dans le brevet FR 2 907 353 B1 de la requérante. [0014] Bien que le transport du métal fondu représente un risque et expose le métal liquide à l’oxydation par l’air, cette disposition d’usine est favorisée selon l’état de la technique car elle présente l’avantage de limiter l’usage de gaz à une partie de l’usine et parce que les fours de plus grande taille offrent un meilleur rendement énergétique. Dans certains ateliers de moulage il serait cependant préférable de disposer de fours décentralisés, de plus petite taille, sans utiliser le chauffage au gaz, permettant d’éviter le transport du métal liquide à travers l’usine et entre les différentes machines de moulage. Cela est particulièrement avantageux dans le cas où une usine de moulage utilise simultanément un nombre significatif d’alliages différents du même métal de base, dans la mesure où un même four ne peut pas délivrer en même temps deux alliages différents. L’état de la technique n’offre pas de solution simple à ce problème. [0013] Furthermore, the melting furnace described above is typically a centralized system within a factory which includes several molding machines. This arrangement requires transporting the liquid metal temporarily contained in the holding chamber to the molding machines; this is done for example in a channel made of ceramic material. In order to keep the metal in liquid form at a perfectly controlled temperature, a tank equipped with an immersion heater can be provided near the pouring point. Such an immersion heater is described in particular in patent FR 2 907 353 B1 of the applicant. [0014] Although the transport of molten metal represents a risk and exposes the liquid metal to oxidation by air, this factory arrangement is favored according to the state of the art because it has the advantage of limiting the the use of gas in part of the factory and because the larger furnaces offer better energy efficiency. In certain molding workshops, however, it would be preferable to have decentralized furnaces, of smaller size, without using gas heating, making it possible to avoid transporting liquid metal throughout the factory and between the different molding machines. This is particularly advantageous in the case where a casting plant simultaneously uses a significant number of different alloys of the same base metal, to the extent that the same furnace cannot deliver two different alloys at the same time. The state of the art does not offer a simple solution to this problem.
[0015] Par ailleurs, le four à gaz est le seul four couramment utilisé qui peut démarrer à sec, c’est-à-dire uniquement avec une charge de métal solide. Tous les autres fours ont besoin d’une certaine quantité de métal liquide pour pouvoir fonctionner ; l’homme du métier appelle cette quantité de métal liquide le « pied de bain ». À titre d’exemple, pour fondre du métal solide dans un four à induction, on approvisionne d’abord un pied de bain dans lequel on fait fondre ledit métal, en l’introduisant progressivement dans le métal chauffé par induction. Le pied de bain liquide peut provenir d’un autre four en cours de fonctionnement dans l’usine. Il s’ensuit qu’une usine de moulage qui ne dispose pas d’un four à gaz doit toujours disposer d’une certaine quantité de métal liquide pour pouvoir démarrer un four arrêté. Alternativement, du métal liquide peut être livré à partir d’une fonderie externe dans un récipient thermiquement isolé (appelé « poche »), le plus souvent par voie routière. Cet état de fait impose aux fonderies ne disposant pas d’un four à gaz une lourde contrainte de gestion, sachant que la composition chimique du pied de bain utilisé pour démarrer un four doit bien évidemment être compatible avec l’alliage que l’on s’apprête à préparer dans ce four en cours de démarrage. [0015] Furthermore, the gas oven is the only oven commonly used which can start dry, that is to say only with a load of solid metal. All other furnaces require a certain amount of liquid metal to operate; those skilled in the art call this quantity of liquid metal the “bath foot”. For example, to melt solid metal in an induction furnace, we first supply a bath base in which said metal is melted, gradually introducing it into the metal heated by induction. The liquid bath foot may come from another furnace operating in the factory. It follows that a casting plant which does not have a gas furnace must always have a certain quantity of liquid metal available to be able to start a stopped furnace. Alternatively, liquid metal can be delivered from an external smelter in a thermally insulated container (called a “ladle”), most often by road. This state of affairs imposes a heavy management constraint on foundries that do not have a gas furnace, knowing that the chemical composition of the bath base used to start a furnace must obviously be compatible with the alloy that we are using. I'm about to prepare in this oven which is starting up.
[0016] Il s’ensuit de tout ce qui vient d’être dit qu’il serait désirable de disposer d’un four électrique susceptible d’être démarré sans pied de bain, c’est-à-dire à sec. [0016] It follows from everything that has just been said that it would be desirable to have an electric oven capable of being started without a base, that is to say dry.
OBJETS DE L’INVENTION OBJECTS OF THE INVENTION
[0017] La présente invention vise à adresser tout ou partie des besoins mentionnés ci- dessus ou à remédier à tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus. The present invention aims to address all or part of the needs mentioned above or to remedy all or part of the disadvantages mentioned above.
[0018] Selon les pratiques connues de l’art antérieur, les thermoplongeurs électriques ne sont pas utilisés pour procéder à la fusion de métaux non ferreux. Plus précisément, les thermoplongeurs ne sont utilisés qu’en contact avec du métal liquide. En effet, la très faible conductivité de l’air rend critique le dénoyage d’un thermoplongeur sous tension. On entend par « dénoyage » la situation d’un thermoplongeur lorsque celui-ci présente une partie de sa zone chauffante au contact de l’air. La requérante a constaté qu’en l’absence de contact avec du métal liquide, les thermoplongeurs électriques montent très rapidement en température interne, de sorte que leur température maximale est atteinte en quelques secondes. Ce problème ne se pose pas lorsque la partie chauffante est immergée dans le métal liquide et opère un échange thermique avec le métal en fusion. A l’inverse, lorsque la partie chauffante du thermoplongeur se trouve dans l’air le refroidissement du thermoplongeur n’est pas suffisamment important, de sorte que la température maximale tolérée par les matériaux internes du thermoplongeur électrique est rapidement atteinte et que celui-ci est endommagé. [0018] According to known practices of the prior art, electric immersion heaters are not used to melt non-ferrous metals. More specifically, immersion heaters are only used in contact with liquid metal. Indeed, the very Low air conductivity makes dewatering of an energized immersion heater critical. By “unwatering” we mean the situation of an immersion heater when it presents part of its heating zone in contact with air. The applicant noted that in the absence of contact with liquid metal, electric immersion heaters rise in internal temperature very quickly, so that their maximum temperature is reached in a few seconds. This problem does not arise when the heating part is immersed in the liquid metal and carries out a heat exchange with the molten metal. Conversely, when the heating part of the immersion heater is in the air, the cooling of the immersion heater is not sufficiently significant, so that the maximum temperature tolerated by the internal materials of the electric immersion heater is quickly reached and the latter is damaged.
[0019] Il s’ensuit que selon l’état de la technique on n’utilise les thermoplongeurs que dans le cas où ils sont en permanence immergés dans du métal liquide ; il est alors possible d’ajouter à ce « pied de bain » liquide du métal solide pour augmenter progressivement la quantité de métal liquide, mais on ne peut pas démarrer un four chargé avec du métal solide à l’aide d’un thermoplongeur. [0019] It follows that according to the state of the art, immersion heaters are only used when they are permanently immersed in liquid metal; it is then possible to add solid metal to this liquid “bath base” to gradually increase the quantity of liquid metal, but you cannot start an oven loaded with solid metal using an immersion heater.
[0020] La demanderesse a développé le procédé de pilotage, objet de l’invention, qui permet la mise en œuvre de thermoplongeurs électrique pour la fusion de métaux non ferreux solides. [0020] The applicant has developed the control process, the subject of the invention, which allows the use of electric immersion heaters for the melting of solid non-ferrous metals.
[0021 ] Ainsi, selon un premier aspect, l’invention vise un procédé de fusion de métal non- ferreux au moyen d’au moins un thermoplongeur électrique, dans lequel : [0021] Thus, according to a first aspect, the invention aims at a process for melting non-ferrous metal by means of at least one electric immersion heater, in which:
- au moins un thermoplongeur électrique est mis au contact ou dans l’immédiate proximité de métal non ferreux à l’état solide disposé dans une cuve, - at least one electric immersion heater is placed in contact or in the immediate vicinity of non-ferrous metal in the solid state placed in a tank,
- lors d’une étape dite d’amorçage, une puissance électrique dite initiale correspondant à une fraction de la puissance nominale dudit thermoplongeur électrique est fournie audit thermoplongeur électrique et - during a so-called priming step, a so-called initial electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of said electric immersion heater is supplied to said electric immersion heater and
- lors d’une étape dite de fusion, la puissance électrique fournie audit thermoplongeur électrique est augmentée, en particulier progressivement ou par paliers, de sorte que le métal non ferreux présent dans la cuve passe d’un état solide à un état liquide. - during a so-called melting step, the electrical power supplied to said electric immersion heater is increased, in particular gradually or in stages, so that the non-ferrous metal present in the tank goes from a solid state to a liquid state.
[0022] Grâce à ces dispositions, une fusion du métal peut être opérée sans consommer de gaz, contrairement aux procédés de fusion usuellement mis en œuvre. Ces dispositions améliorent la sécurité au sein de l’usine qui n’a pas à maintenir un réseau de distribution de gaz et réduit à néant la consommation de combustible fossile. [0022] Thanks to these arrangements, a fusion of the metal can be carried out without consuming gas, unlike the fusion processes usually implemented. These arrangements improve safety within the factory, which does not have to maintain a gas distribution network, and reduces fossil fuel consumption to zero.
[0023] Préférentiellement, le procédé de fusion de métal non-ferreux au moyen d’au moins un thermoplongeur électrique opère sans apport de chaleur significatif d’autres sources de chaleur que l’au moins un thermoplongeur électrique. On entend par apport de chaleur significatif un apport de chaleur qui excède 1 % de la quantité de chaleur totale reçue par le métal à fondre au cours du procédé. Dans un autre mode de réalisation, le four comprend un autre moyen de chauffage électrique que le thermoplongeur électrique. Par exemple, l’autre moyen de chauffage électrique est une plaque chauffante, de préférence disposée au fond du four ; ladite plaque chauffante pouvant comporter au moins une résistance chauffante, et son apport de chaleur peut être significatif. Dans un autre exemple, l’autre moyen de chauffage électrique est une plaque chauffante ou une résistance à haut flux positionnée à proximité du métal à fondre, préférentiellement positionnée au-dessus du métal à fondre. Preferably, the non-ferrous metal melting process using at least one electric immersion heater operates without significant heat input from other heat sources than the at least one electric immersion heater. By contribution we mean significant heat input a heat input which exceeds 1% of the total quantity of heat received by the metal to be melted during the process. In another embodiment, the oven comprises another means of electric heating than the electric immersion heater. For example, the other means of electric heating is a hot plate, preferably placed at the bottom of the oven; said heating plate may include at least one heating resistance, and its heat input can be significant. In another example, the other electric heating means is a heating plate or a high flux resistor positioned near the metal to be melted, preferably positioned above the metal to be melted.
[0024] Selon les dispositions de l’invention, une puissance électrique inférieure à la puissance nominale de fonctionnement est fournie au thermoplongeur électrique pendant la phase d’amorçage, puis cette puissance est augmentée, progressivement ou par paliers, de sorte que la température maximale tolérée par les matériaux internes du thermoplongeur électrique n’est pas atteinte et celui-ci n’est pas détérioré. [0024] According to the provisions of the invention, an electrical power lower than the nominal operating power is supplied to the electric immersion heater during the priming phase, then this power is increased, gradually or in stages, so that the maximum temperature tolerated by the internal materials of the electric immersion heater is not reached and it is not damaged.
[0025] Une autre caractéristique remarquable de l’invention est que l’opération de fusion du métal peut être effectuée dans une même cuve que celle par la suite utilisée pour le maintien à l’état liquide du métal. Cela présente l’avantage de simplifier le four et d’éviter le coût et le risque associé aux opérations de transport au sein de l’usine et de transvasement du métal fondu entre des fours ou cuves. Another remarkable characteristic of the invention is that the metal melting operation can be carried out in the same tank as that subsequently used to maintain the metal in the liquid state. This has the advantage of simplifying the furnace and avoiding the cost and risk associated with transport operations within the factory and transfer of molten metal between furnaces or tanks.
[0026] La présente invention est applicable à tout métal non ferreux et tout alliage à base d’un métal non ferreux qui présente une température de fusion suffisamment bas pour être compatible avec l’utilisation d’un thermoplongeur électrique. Elle est en particulier applicable à tout métal et alliage présentant une température de fusion qui ne dépasse pas environ 1100°C. Le métal de base peut par exemple être choisi parmi l’aluminium, le zinc, le magnésium, le cuivre, l'étain, le plomb, le lithium, l’argent. Il peut aussi s’agit d’un alliage à base de l’un de ces métaux, lesdits alliages pouvant contenir d’autres métaux d’alliage et d’impuretés. Il est entendu qu’un alliage de type Al-Fe reste un alliage non ferreux au sens de la présente invention, malgré la présence de fer dans cet alliage à base d’aluminium. The present invention is applicable to any non-ferrous metal and any alloy based on a non-ferrous metal which has a melting temperature low enough to be compatible with the use of an electric immersion heater. It is in particular applicable to any metal and alloy having a melting temperature which does not exceed approximately 1100°C. The base metal can for example be chosen from aluminum, zinc, magnesium, copper, tin, lead, lithium, silver. It may also be an alloy based on one of these metals, said alloys may contain other alloy metals and impurities. It is understood that an Al-Fe type alloy remains a non-ferrous alloy within the meaning of the present invention, despite the presence of iron in this aluminum-based alloy.
[0027] On entend par métal à état solide un métal sous toute forme solide, et notamment sous la forme de lingots, sous la forme de copeaux, par exemple obtenu par broyage de feuilles métalliques, sous la forme de granules, ou encore sous la forme de poudre. Le métal à fondre peut également se présenter sous la forme de morceaux de formes variés constitués par des squelettes ou chutes d’un procédé d’usinage, de découpage, d’emboutissage, de sciage, ou par des rebuts de moulages. Une partie de ces formes de produits peuvent correspondre à des déchets (par exemple les copeaux, les squelettes d’emboutissage, les chutes). Ledit métal à l’état solide peut avoir été compacté dans une presse (par exemples des lots de boîtes, ou de cannettes de boisson usagées, ou des lots de copeaux). [0027] By solid state metal is meant a metal in any solid form, and in particular in the form of ingots, in the form of chips, for example obtained by grinding metal sheets, in the form of granules, or even in the form of powder form. The metal to be melted can also be in the form of pieces of various shapes made up of skeletons or scraps from a machining, cutting, stamping, sawing process, or by casting rejects. Some of these product forms may correspond to waste (for example chips, stamping skeletons, scraps). Said metal in the solid state may have been compacted in a press (for example batches of boxes, or used drink cans, or batches of chips).
[0028] On entend ici par puissance nominale la puissance reçue par un appareil quand il fonctionne dans des conditions normales. Elle s’exprime en Watt (W) ou kilowatts (kW). Elle est indiquée par le fabricant de l’appareil. En d’autres termes, la puissance idéale électrique fournie à un appareil électrique correspond à sa puissance nominale. La fourniture d’une puissance supérieure à la puissance nominale occasionne un risque de détérioration de l’appareil et la fourniture d’une puissance inférieure à la puissance nominale peut occasionner un rendement en deçà de ses capacités optimales. [0028] Here, nominal power means the power received by a device when it operates under normal conditions. It is expressed in Watt (W) or kilowatts (kW). It is indicated by the manufacturer of the device. In other words, the ideal electrical power supplied to an electrical appliance corresponds to its nominal power. Providing a power greater than the nominal power poses a risk of deterioration of the device and providing a power less than the nominal power may cause an output below its optimal capacities.
[0029] On dénomme thermoplongeur électrique un dispositif qui comporte au moins une zone chauffante destinée à être mise au contact du métal à chauffer, et une zone non chauffante permettant de faire le lien entre l’au moins une zone chauffante et un boîtier d'alimentation électrique. La zone chauffante comporte un ou plusieurs éléments chauffants interne portés à haute température par le passage d'un courant électrique ; il s’agit d’un chauffage résistif. Cet élément chauffant interne transmet sa chaleur à une gaine constituant le corps du thermoplongeur, qui transmet à son tour la chaleur au métal ou à l'alliage à fondre ou à maintenir à l’état liquide. Le mécanisme de transmission de la chaleur de la gaine du thermoplongeur vers le métal dans le four se fait de manière la plus efficace par conduction, lorsque le thermoplongeur est immergé dans du métal liquide ou lorsque sa gaine touche sur une fraction significative de sa surface du métal solide. En dehors de ces zones de contact direct le transfert thermique entre la gaine et le métal contenu dans le four est radiatif et/ou convectif. [0029] An electric immersion heater is a device which comprises at least one heating zone intended to be brought into contact with the metal to be heated, and a non-heating zone making it possible to make the link between the at least one heating zone and a housing. power supply. The heating zone comprises one or more internal heating elements brought to high temperature by the passage of an electric current; This is resistive heating. This internal heating element transmits its heat to a sheath constituting the body of the immersion heater, which in turn transmits heat to the metal or alloy to be melted or maintained in a liquid state. The mechanism of heat transmission from the immersion heater sheath to the metal in the oven occurs most efficiently by conduction, when the immersion heater is immersed in liquid metal or when its sheath touches a significant fraction of its surface area. solid metal. Outside of these direct contact zones, the heat transfer between the sheath and the metal contained in the oven is radiative and/or convective.
[0030] Le procédé objet de l’invention comporte au moins deux étapes, à savoir une première étape dite amorçage, et une deuxième étape dite fusion. L’étape d’amorçage vise à créer à partir d’une charge de métal solide un pied de bain liquide. L’étape de fusion vise à fondre le reste du métal solide dans ledit pied de bain, qui va alors monter pour engloutir la totalité du métal chargé dans le four. The process which is the subject of the invention comprises at least two stages, namely a first stage called priming, and a second stage called fusion. The priming step aims to create a liquid bath base from a solid metal charge. The melting step aims to melt the rest of the solid metal in said bath base, which will then rise to engulf all of the metal loaded into the furnace.
[0031 ] C’est à ce point que l’on passe à une troisième phase dite de maintien, qui vise à obtenir et maintenir un contrôle fin de la température du métal liquide en vue de son utilisation dans une machine de moulage. Cette phase de maintien correspond à une utilisation habituelle des thermoplongeurs selon l’état de la technique. Pendant la phase de maintien on peut rajouter, de préférence de manière périodique ou continue, des faibles quantités de métal solide au fur et à mesure que du métal liquide est consommé par la machine de coulée. [0031] It is at this point that we move on to a third so-called maintenance phase, which aims to obtain and maintain fine control of the temperature of the liquid metal with a view to its use in a molding machine. This holding phase corresponds to the usual use of immersion heaters according to the state of the art. During the holding phase, small quantities of solid metal can be added, preferably periodically or continuously, as liquid metal is consumed by the casting machine.
[0032] La phase d’amorçage peut être précédée d’une phase dite de préchauffage, qui vise à préchauffer le four, à vide ou avec une faible charge de métal solide, avant de le charger avec la charge de métal solide prévue pour la fusion. Chacune des phases nommées ci-dessus se caractérise par une certaine puissance électrique fournie au thermoplongeur, comme cela sera expliqué ci-dessous. [0032] The priming phase can be preceded by a so-called preheating phase, which aims to preheat the oven, empty or with a low load of solid metal, before loading it with the load of solid metal intended for the merger. Each of the phases named above is characterized by a certain electrical power supplied to the immersion heater, as will be explained below.
[0033] Selon l’invention, lors de l’étape d’amorçage le thermoplongeur est mis au contact de métal non ferreux solide, ou dans l’immédiate proximité de métal non ferreux à l’état solide disposé dans la cuve. On entend par là qu’aucun métal liquide ne se trouve en contact avec le thermoplongeur avant l’étape d’amorçage, ou que le thermoplongeur est au moins partiellement dénoyé, c’est-à-dire que la partie chauffante du thermoplongeur est au contact de l’air. Plus précisément, le métal non ferreux solide est déversé ou déjà présent dans la cuve préalablement à l’étape d’amorçage, de sorte à ensevelir au moins en partie le thermoplongeur. Bien entendu, la géométrie de l’amoncellement des morceaux de métal non-ferreux solide pourra comporter des poches d’air de sorte que le thermoplongeur sera au contact direct du métal non ferreux par endroits et séparé du métal en d’autres endroits. According to the invention, during the priming step the immersion heater is brought into contact with solid non-ferrous metal, or in the immediate vicinity of non-ferrous metal in the solid state placed in the tank. By this we mean that no liquid metal is in contact with the immersion heater before the priming step, or that the immersion heater is at least partially flooded, that is to say that the heating part of the immersion heater is at air contact. More precisely, the solid non-ferrous metal is poured or already present in the tank prior to the priming step, so as to at least partially bury the immersion heater. Of course, the geometry of the pile of pieces of solid non-ferrous metal may include air pockets so that the immersion heater will be in direct contact with the non-ferrous metal in places and separated from the metal in other places.
[0034] Lors de cette étape d’amorçage, une puissance électrique dite « initiale » correspondant à une fraction de la puissance nominale dudit thermoplongeur électrique est fournie audit thermoplongeur électrique. Cette puissance électrique doit être suffisamment élevée pour permettre réchauffement progressif du métal qui entoure le thermoplongeur, mais suffisamment faible pour éviter sa dégradation prématurée. Pendant cette phase d’amorçage, la chaleur délivrée par le thermoplongeur est dissipée par conduction avec le métal solide, et/ou par rayonnement vers le métal solide. La dissipation par conduction étant plus efficace pour chauffer le métal solide, il est préférable que le thermoplongeur soit en contact direct avec du métal solide. [0034] During this priming step, a so-called “initial” electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of said electric immersion heater is supplied to said electric immersion heater. This electrical power must be high enough to allow gradual heating of the metal surrounding the immersion heater, but low enough to avoid premature degradation. During this priming phase, the heat delivered by the immersion heater is dissipated by conduction with the solid metal, and/or by radiation towards the solid metal. Since conduction dissipation is more effective in heating solid metal, it is preferable that the immersion heater be in direct contact with solid metal.
[0035] Lors de l’étape de fusion, le thermoplongeur est au moins partiellement en contact avec du métal fondu, c’est-à-dire au moins une partie de sa gaine plonge dans du métal liquide. La chaleur délivrée par le thermoplongeur, issue de la puissance électrique dite initiale fournie au thermoplongeur, est alors au moins en partie, et de préférence principalement, dissipée par conduction. Pendant cette étape de fusion, la quantité de métal liquide augmentera au fur et à mesure que le métal solide fond, soit en contact avec le métal liquide, soit en contact avec le thermoplongeur. [0035] During the melting step, the immersion heater is at least partially in contact with molten metal, that is to say at least part of its sheath is immersed in liquid metal. The heat delivered by the immersion heater, resulting from the so-called initial electrical power supplied to the immersion heater, is then at least partly, and preferably mainly, dissipated by conduction. During this melting stage, the amount of liquid metal will increase as the solid metal melts, either in contact with the liquid metal or in contact with the immersion heater.
[0036] Lors de l’une et/ou l’autre de ces deux étapes, on peut ajouter du métal solide dans la cuve ; ce métal solide ajouté (tout comme le métal solide initialement présent dans la cuve lorsque l’étape d’amorçage débute) peut être préchauffé à l’extérieur du four à une température comprise entre la température ambiante et le point de fusion du métal. L’ajout de métal à la cuve lors de l’étape de fusion peut se faire directement dans le métal liquide. [0036] During one and/or the other of these two stages, solid metal can be added to the tank; this added solid metal (just like the solid metal initially present in the tank when the priming stage begins) can be preheated outside the oven to a temperature between room temperature and the melting point of the metal. Adding metal to the tank during the melting stage can be done directly in the liquid metal.
[0037] Selon une caractéristique du procédé selon l’invention, le transfert de chaleur du thermoplongeur vers le métal solide se fait donc, dans un premier temps, par rayonnement et convection, d’une part, et/ou par conduction, d’autre part, avec le métal solide au contact du thermoplongeur, puis progressivement par le contact direct du thermoplongeur avec le métal non ferreux liquide produit par fusion. Le procédé ainsi mis en œuvre présente donc une bonne efficacité énergétique, c’est-à-dire que proche de la totalité de l’énergie consommée est effectivement transférée au métal. À titre indicatif, la demanderesse estime que le procédé objet de la présente demande requiert deux fois moins d’énergie qu’un procédé de fusion par induction pour fondre la même quantité de métal. La valeur de la puissance initiale fournie au thermoplongeur pendant la phase d’amorçage dépend avantageusement de la charge de démarrage et de la qualité du contact thermique entre le thermoplongeur et le métal. Lorsque le thermoplongeur est en contact avec de la poudre, de granules ou de copeaux de métal, cette valeur peut être supérieure par rapport au cas où le thermoplongeur est entouré de squelettes de tôles assurant un contact thermique moins bon, et/ou elle peut être augmentée plus rapidement. Toutes les valeurs de puissance électrique fournie au thermoplongeur sont exprimées ici en pourcentage de la valeur puissance nominale du thermoplongeur, qui est fixée par le fabriquant pour assurer un fonctionnement optimal sans endommager le dispositif thermoplongeur. [0037] According to a characteristic of the method according to the invention, the transfer of heat from the immersion heater to the solid metal is therefore carried out, initially, by radiation and convection, on the one hand, and/or by conduction, on the other hand, with the solid metal in contact with the immersion heater, then gradually by the direct contact of the immersion heater with the liquid non-ferrous metal produced by fusion. The process thus implemented therefore has good energy efficiency, that is to say that almost all of the energy consumed is actually transferred to the metal. As an indication, the applicant estimates that the process which is the subject of this application requires half as much energy as an induction melting process to melt the same quantity of metal. The value of the initial power supplied to the immersion heater during the priming phase advantageously depends on the starting load and the quality of the thermal contact between the immersion heater and the metal. When the immersion heater is in contact with powder, granules or metal shavings, this value may be higher compared to the case where the immersion heater is surrounded by sheet metal skeletons ensuring less good thermal contact, and/or it may be increased more quickly. All the electrical power values supplied to the immersion heater are expressed here as a percentage of the nominal power value of the immersion heater, which is set by the manufacturer to ensure optimal operation without damaging the immersion heater device.
[0038] Pendant la phase optionnelle de préchauffage du four on préchauffe les réfractaires et l’air du four, l’air pouvant atteindre une température de l’ordre de 600 °C, sans métal solide ou avec une charge de métal solide faible. Cela doit se faire à une puissance électrique très faible. [0038] During the optional oven preheating phase, the refractories and the air in the oven are preheated, the air being able to reach a temperature of around 600° C., without solid metal or with a low solid metal load. This must be done at very low electrical power.
[0039] Dans des modes de réalisation, la puissance électrique initiale fournie au thermoplongeur électrique pendant la phase d’amorçage est une puissance non nulle inférieure à 30%, de préférence inférieure à 15 %, et encore plus préférentiellement inférieure à 10 %, de la puissance nominale du thermoplongeur électrique. Cette puissance initiale peut être augmentée par la suite, progressivement ou par paliers. [0039] In embodiments, the initial electrical power supplied to the electric immersion heater during the priming phase is a non-zero power less than 30%, preferably less than 15%, and even more preferably less than 10%, of the nominal power of the electric immersion heater. This initial power can be increased subsequently, gradually or in stages.
[0040] Dans un mode de réalisation, la puissance électrique initiale fournie au thermoplongeur électrique pendant la phase d’amorçage est une puissance non nulle comprise entre environ 0,5 % et environ 5 % de la puissance nominale du thermoplongeur électrique. [0040] In one embodiment, the initial electrical power supplied to the electric immersion heater during the priming phase is a non-zero power comprised between approximately 0.5% and approximately 5% of the nominal power of the electric immersion heater.
[0041 ] Dans un mode de réalisation, on augmente pendant l’étape d’amorçage la puissance fournie au thermoplongeur à partir d’une valeur très faible, typiquement comprise entre environ 0,5 % et environ 5 % (et de préférence entre environ 0,5 % et environ 2,5 %), à raison d’environ 1 % à 3 % par heure, jusqu’à la transition vers l’étape de fusion. [0042] Lors de l’étape de fusion, la puissance électrique fournie au thermoplongeur électrique peut être augmentée progressivement ou par paliers sur une période de temps longue. Par exemple, la période de temps longue est au moins égale à 8 heures. [0041] In one embodiment, during the priming step the power supplied to the immersion heater is increased from a very low value, typically between approximately 0.5% and approximately 5% (and preferably between approximately 0.5% and approximately 2.5%), at a rate of approximately 1% to 3% per hour, until the transition to the melting stage. [0042] During the melting step, the electrical power supplied to the electric immersion heater can be increased gradually or in stages over a long period of time. For example, the long time period is at least 8 hours.
[0043] Dans des modes de réalisation avantageux, le procédé objet de l’invention comporte en outre une étape de maintien à l’état liquide du métal fondu dans laquelle la puissance fournie audit thermoplongeur électrique est commandée en fonction d’une température mesurée dans la cuve ou sur le thermoplongeur. Lors de cette étape de maintien le métal liquide peut être prélevé de la cuve pour être introduit dans la machine de moulage ; pour assurer la bonne qualité du procédé de moulage il est nécessaire de contrôler la température du métal liquide lors de l’étape de maintien. Dans un mode de réalisation particulier de cette étape de maintien, on ajoute, de préférence de manière périodique, une quantité de métal solide bien défini au métal liquide, afin de remplacer le métal consommé par la machine de moulage. [0043] In advantageous embodiments, the method which is the subject of the invention further comprises a step of maintaining the molten metal in the liquid state in which the power supplied to said electric immersion heater is controlled as a function of a temperature measured in the tank or on the immersion heater. During this holding step, the liquid metal can be taken from the tank to be introduced into the molding machine; to ensure the good quality of the casting process it is necessary to control the temperature of the liquid metal during the holding stage. In a particular embodiment of this holding step, a quantity of well-defined solid metal is added, preferably periodically, to the liquid metal, in order to replace the metal consumed by the molding machine.
[0044] Dans un autre mode de réalisation, le métal non ferreux à l’état solide disposé dans la cuve a été préalablement fondu puis solidifié dans la cuve, au contact du thermoplongeur. L’état de la technique n’offre aucune possibilité, dans un four de maintien électrique, de refondre du métal solide « figé » dans une cuve, c’est-à-dire fondu puis solidifié en place, de sorte que le thermoplongeur est pris dans le métal figé. Selon des dispositions particulières de l’invention, ce métal peut être fondu à nouveau pour obtenir un bain de métal liquide. Le métal peut être figé dans une cuve de manière involontaire, par exemple lors d’une coupure de courant ou lors d’une grève, ou de manière volontaire, lorsque l’on décide d’interrompre le chauffage et donc le maintien à l’état liquide d’un bain de métal puis de reprendre lorsque nécessaire les opérations, sans avoir à procéder à la vidange du bain de métal ni avoir à déplacer le thermoplongeur. [0044] In another embodiment, the non-ferrous metal in the solid state placed in the tank was previously melted and then solidified in the tank, in contact with the immersion heater. The state of the art does not offer any possibility, in an electric holding furnace, of remelting solid metal "frozen" in a tank, that is to say melted then solidified in place, so that the immersion heater is caught in frozen metal. According to particular provisions of the invention, this metal can be melted again to obtain a bath of liquid metal. The metal can be frozen in a tank involuntarily, for example during a power outage or during a strike, or voluntarily, when we decide to interrupt the heating and therefore the maintenance at the same time. liquid state of a metal bath then to resume operations when necessary, without having to drain the metal bath or having to move the immersion heater.
[0045] Dans des modes de réalisation, la puissance nominale dudit thermoplongeur est déterminée en fonction des dimensions de la cuve. [0045] In embodiments, the nominal power of said immersion heater is determined as a function of the dimensions of the tank.
[0046] La transition du mode de fusion vers le mode de maintien se traduit typiquement par une baisse de la puissance électrique fournie au thermoplongeur pour éviter une surchauffe du métal liquide, dans la mesure où pendant la phase de maintien il n’est plus nécessaire de fournir au four l’enthalpie de fusion (sauf pour la petite fraction de métal qui est ajoutée sous forme solide pour remplacer le métal liquide qui est consommé). [0046] The transition from melting mode to holding mode typically results in a reduction in the electrical power supplied to the immersion heater to avoid overheating of the liquid metal, to the extent that during the holding phase it is no longer necessary to provide the furnace with the enthalpy of fusion (except for the small fraction of metal which is added in solid form to replace the liquid metal which is consumed).
[0047] Dans un mode de réalisation avantageux, le basculement du mode de fusion vers le mode de maintien peut se faire de manière automatique. Le passage de l’étape de fusion à l’étape de maintien à l’état liquide du métal fondu est par exemple réalisé automatiquement en fonction de la mesure d’une valeur représentative de la température du thermoplongeur ou dans la cuve ou encore en fonction de la détection de l’aspect lisse ou irrégulier d’au moins une partie de la surface du métal présent dans la cuve [0048] On peut prévoir à cette fin un dispositif de mesure de la température du métal liquide, qui détecte une augmentation de la température lorsque la phase de fusion est terminée. On peut prévoir un dispositif de mesure de la température dans le thermoplongeur lui-même, mais cette solution n’est pas préférée. On peut également prévoir un dispositif de mesure de la température dans une zone proche du fond de la cuve, capable de détecter la présence d’un pied de bain de métal liquide, et de mesurer sa température. [0047] In an advantageous embodiment, switching from fusion mode to hold mode can be done automatically. The transition from the melting stage to the stage of maintaining the molten metal in the liquid state is for example carried out automatically depending on the measurement of a value representative of the temperature of the immersion heater or in the tank or even depending on detecting the smooth or irregular appearance of at least part of the surface of the metal present in the tank For this purpose, a device for measuring the temperature of the liquid metal can be provided, which detects an increase in the temperature when the melting phase is completed. A temperature measuring device can be provided in the immersion heater itself, but this solution is not preferred. It is also possible to provide a device for measuring the temperature in a zone close to the bottom of the tank, capable of detecting the presence of a base of liquid metal bath, and of measuring its temperature.
[0049] Selon un mode de réalisation avantageux, la fin de l’étape de fusion est déterminée à l’aide d’un système de vision artificielle associant typiquement une caméra à une machine informatique convenablement configurée pour détecter la présence d’une surface de métal lisse et ininterrompu par des pièces de métal solide qui dépasseraient. Ce système de vision artificielle peut aussi être configuré pour détecter le niveau de métal liquide dans le four. [0049] According to an advantageous embodiment, the end of the fusion step is determined using an artificial vision system typically associating a camera with a computer machine suitably configured to detect the presence of a surface of smooth metal uninterrupted by protruding pieces of solid metal. This artificial vision system can also be configured to detect the level of liquid metal in the furnace.
[0050] Selon un deuxième aspect, l’invention vise un dispositif de fusion de métal non- ferreux au moyen d’au moins un thermoplongeur électrique, qui comporte au moins un thermoplongeur électrique, un régulateur de la puissance fournie audit thermoplongeur et un micro-processeur configuré pour commander ledit régulateur et dans lequel le micro-processeur met un œuvre un programme de fusion du métal non ferreux qui comporte : [0050] According to a second aspect, the invention aims at a device for melting non-ferrous metal by means of at least one electric immersion heater, which comprises at least one electric immersion heater, a regulator of the power supplied to said immersion heater and a micro -processor configured to control said regulator and in which the microprocessor implements a non-ferrous metal melting program which includes:
- la fourniture audit thermoplongeur électrique d’une puissance électrique dite initiale correspondant à une fraction de la puissance nominale dudit thermoplongeur électrique et - the supply to said electric immersion heater of a so-called initial electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of said electric immersion heater and
- l’augmentation progressive ou par paliers de l’énergie fournie audit thermoplongeur, de sorte que le métal non ferreux présent dans la cuve passe d’un état solide à un état liquide sans apport significatif d’autres sources de chaleur que le thermoplongeur électrique. - the gradual or stepwise increase in the energy supplied to said immersion heater, so that the non-ferrous metal present in the tank passes from a solid state to a liquid state without significant contribution from heat sources other than the electric immersion heater .
[0051 ] Les buts, avantages et caractéristiques particulières dispositif de fusion de métal objet de la présente invention étant similaires à ceux du procédé objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. [0051] The aims, advantages and particular characteristics of the metal melting device which is the subject of the present invention being similar to those of the process which is the subject of the present invention, they are not recalled here.
[0052] Selon un troisième aspect, l’invention vise une unité de production pour le moulage d’objets en métal non-ferreux caractérisé en ce qu’elle comporte au moins une machine de moulage et un dispositif de fusion de métal non-ferreux selon l’invention et dans lequel le point d’entrée du métal liquide dans la machine de moulage est à proximité directe du dispositif de fusion de métal non-ferreux ou raccordé à lui par un moyen d’acheminement d’un flux de métal liquide. [0052] According to a third aspect, the invention aims at a production unit for the molding of non-ferrous metal objects characterized in that it comprises at least one molding machine and a non-ferrous metal melting device according to the invention and in which the entry point of the liquid metal into the molding machine is in direct proximity to the non-ferrous metal melting device or connected to it by means of conveying a flow of liquid metal .
[0053] Selon l’art antérieur, un four de fusion de grande capacité permet d’alimenter en métal fondu plusieurs lignes de production pour le moulage. Cette disposition nécessite de transporter le métal liquide temporairement contenu dans la chambre de maintien vers les unités de production réparties au sein d’une usine. Une contrainte associée à cette disposition est que le même métal ou alliage est fourni à chaque unité de production ou machine de moulage alimentée en métal fondu par le four de fusion ; cela ne convient pas si deux unités de production ou machines de moulage doivent être alimentées en alliages de natures différentes. [0053] According to the prior art, a large capacity melting furnace makes it possible to supply molten metal to several production lines for molding. This provision requires to transport the liquid metal temporarily contained in the holding chamber to the production units distributed within a factory. A constraint associated with this arrangement is that the same metal or alloy is supplied to each production unit or molding machine supplied with molten metal by the melting furnace; This is not suitable if two production units or molding machines must be supplied with alloys of different types.
[0054] Selon l’invention, l’unité de production comporte un dispositif de fusion de métal non-ferreux selon l’invention qui réalise la fusion du métal sur place, à proximité du point de coulée. Étant entendu que l’unité de production dispose de son propre moyen de porter le métal à l’état liquide, le métal ou l’alliage de métaux peut être choisi spécifiquement pour cette unité de production. [0054] According to the invention, the production unit comprises a non-ferrous metal melting device according to the invention which melts the metal on site, near the pouring point. It being understood that the production unit has its own means of bringing the metal to the liquid state, the metal or metal alloy can be chosen specifically for this production unit.
[0055] D’autres buts, avantages et caractéristiques particulières dispositif de fusion de métal objet de la présente invention étant similaires à ceux du procédé objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. Other aims, advantages and particular characteristics of the metal melting device which is the subject of the present invention being similar to those of the process which is the subject of the present invention, they are not recalled here.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0056] D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du procédé, du dispositif et de l’unité de production objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : [0056] Other advantages, aims and particular characteristics of the invention will emerge from the following non-limiting description of at least one particular embodiment of the method, the device and the production unit which are the subject of the present invention. , with regard to the appended drawings, in which:
[0057] [Fig 1] représente, sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière du procédé de fusion de métal non-ferreux objet de la présente invention, [Fig 2] représente, sous forme de graphique, un mode de réalisation particulier d’un procédé de fusion de métal non ferreux selon l’invention, [0057] [Fig 1] represents, in the form of a flowchart, a particular succession of steps of the non-ferrous metal melting process which is the subject of the present invention, [Fig 2] represents, in graphic form, a mode particular embodiment of a non-ferrous metal melting process according to the invention,
[Fig 3] représente, schématiquement et en vue de coupe, un thermoplongeur susceptible d’être employé dans un dispositif de fusion de métal non-ferreux selon l’invention,[Fig 3] represents, schematically and in sectional view, an immersion heater capable of being used in a non-ferrous metal melting device according to the invention,
[Fig 4] représente, schématiquement et en vue de coupe, un dispositif de fusion de métal non-ferreux selon l’invention utile à la mise en œuvre du procédé objet de l’invention, illustré en début de phase d’amorçage, [Fig 4] represents, schematically and in sectional view, a non-ferrous metal melting device according to the invention useful for implementing the process which is the subject of the invention, illustrated at the start of the initiation phase,
[Fig 5] représente, schématiquement et en vue de coupe, le dispositif de la figure 4, illustré à l’issue de l’étape d’amorçage et [Fig 5] represents, schematically and in sectional view, the device of Figure 4, illustrated at the end of the priming step and
[Fig 6] représente, schématiquement et en vue de coupe, le dispositif de la figure 4, illustré à l’issue de l’étape de fusion. [Fig 6] represents, schematically and in sectional view, the device of Figure 4, illustrated at the end of the fusion step.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION [0058] La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0058] The present description is given on a non-limiting basis, each characteristic of an embodiment being able to be combined with any other characteristic of any other embodiment in an advantageous manner.
[0059] On note dès à présent que, sauf mention du contraire, la puissance fournie à un thermoplongeur est exprimée en pourcentage de la puissance nominale dudit thermoplongeur. [0059] We now note that, unless otherwise stated, the power supplied to an immersion heater is expressed as a percentage of the nominal power of said immersion heater.
[0060] On observe, sur la figure 1 , sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière du procédé 100 de fusion de métal non ferreux objet de la présente invention. We observe, in Figure 1, in the form of a flowchart, a particular succession of steps of the process 100 for melting non-ferrous metal which is the subject of the present invention.
[0061] Dans des modes de réalisation, préchauffage, le procédé 100 comporte une étape 103 de préchauffage du dispositif de fusion de métal non-ferreux qui vise à préchauffer le four, à vide ou avec une faible charge de métal solide, avant de le charger avec la charge de métal solide prévue pour la fusion. Préférentiellement, la puissance fournie au thermoplongeur durant ce préchauffage est fixe et comprise entre 5% et 25% de la puissance nominale du thermoplongeur, par exemple environ égale à 5% ou 10%. Préférentiellement, la durée de l’étape de préchauffage est comprise entre 24 heures et 96 heures. [0061] In embodiments, preheating, the method 100 comprises a step 103 of preheating the non-ferrous metal melting device which aims to preheat the furnace, empty or with a low load of solid metal, before charge with the solid metal charge intended for fusion. Preferably, the power supplied to the immersion heater during this preheating is fixed and between 5% and 25% of the nominal power of the immersion heater, for example approximately equal to 5% or 10%. Preferably, the duration of the preheating step is between 24 hours and 96 hours.
[0062] Le procédé 100 comporte une étape 105 durant laquelle au moins un thermoplongeur électrique est mis au contact ou dans l’immédiate proximité de métal non ferreux à l’état solide disposé dans une cuve. [0062] The method 100 comprises a step 105 during which at least one electric immersion heater is placed in contact or in the immediate vicinity of non-ferrous metal in the solid state placed in a tank.
[0063] Ensuite, lors d’une étape 110 dite d’amorçage, une puissance électrique initiale correspondant à une fraction de la puissance nominale dudit thermoplongeur électrique est fournie audit thermoplongeur électrique. Then, during a so-called priming step 110, an initial electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of said electric immersion heater is supplied to said electric immersion heater.
[0064] Selon un exemple de réalisation, la puissance initiale fournie au thermoplongeur est nulle. Dans d’autres exemples de réalisation la puissance initiale fournie au thermoplongeur est égale à 1 %, à 2%, à 5%, 10%, 15%, 20%, 25% ou 30% de la puissance nominale du thermoplongeur. Cette puissance initiale peut être une valeur fixe pour un thermoplongeur donné, ou elle peut être modifiée en fonction de paramètres externes. [0064] According to an exemplary embodiment, the initial power supplied to the immersion heater is zero. In other embodiments, the initial power supplied to the immersion heater is equal to 1%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% or 30% of the nominal power of the immersion heater. This initial power can be a fixed value for a given immersion heater, or it can be modified depending on external parameters.
[0065] Dans des modes de réalisation, la puissance fournie audit thermoplongeur électrique lors de l’étape 110 d’amorçage est fixe. Dans d’autres modes de réalisation, la puissance fournie audit thermoplongeur électrique lors de l’étape 110 d’amorçage est augmentée progressivement ou par paliers. La durée de l’étape 110 d’amorçage est préférentiellement sur une période de temps longue. Selon un exemple de réalisation, l’étape d’amorçage est réalisée sur une période de temps supérieure à 40 heures. Dans d’autres modes de réalisation, elle est réalisée sur une période de temps comprise entre 20 heures et 40 heures, ou comprise entre 20 heures et 30 heures. [0066] Lors de l’étape d’amorçage, la puissance fournie au thermoplongeur peut être augmentée progressivement ou par paliers. Par exemple, la puissance fournie au thermoplongeur est augmentée de 5% par rapport à la puissance initiale. [0065] In embodiments, the power supplied to said electric immersion heater during the priming step 110 is fixed. In other embodiments, the power supplied to said electric immersion heater during the priming step 110 is increased gradually or in stages. The duration of the priming step 110 is preferably over a long period of time. According to an exemplary embodiment, the priming step is carried out over a period of time greater than 40 hours. In other embodiments, it is carried out over a period of time between 20 hours and 40 hours, or between 20 hours and 30 hours. [0066] During the priming step, the power supplied to the immersion heater can be increased gradually or in stages. For example, the power supplied to the immersion heater is increased by 5% compared to the initial power.
[0067] À l’issue de la l’étape d’amorçage, un pied de bain, c’est-à-dire un fond de métal liquide dans la cuve, est obtenu. [0067] At the end of the priming step, a bath base, that is to say a bottom of liquid metal in the tank, is obtained.
[0068] Puis, lors d’une étape de fusion 115, la puissance électrique fournie au thermoplongeur électrique est augmentée progressivement ou par paliers. Préférentiellement, la vitesse d’augmentation de la puissance électrique fournie au thermoplongeur est plus rapide lors de l’étape de fusion que lors de l’étape d’amorçage. Par exemple, cette vitesse d’augmentation exprimée en pourcents de la puissance nominale par unité de temps est cinq ou dix fois supérieure lors de l’étape de fusion par rapport à la vitesse d’augmentation lors de l’étape d’amorçage. [0068] Then, during a melting step 115, the electrical power supplied to the electric immersion heater is increased gradually or in stages. Preferably, the speed of increase in the electrical power supplied to the immersion heater is faster during the melting step than during the priming step. For example, this rate of increase expressed as a percentage of the nominal power per unit of time is five or ten times greater during the fusion stage compared to the rate of increase during the priming stage.
[0069] Avantageusement, lors de l’étape de fusion un moyen de brassage du pied de bain d’aluminium est mis en œuvre. Le moyen de brassage est configuré pour brasser l’aluminium liquide afin d’optimiser l’échange thermique avec le thermoplongeur et ainsi réduire la durée de fusion et homogénéiser la température du bain d’aluminium. [0069] Advantageously, during the melting step a means of stirring the aluminum bath base is implemented. The stirring means is configured to stir the liquid aluminum in order to optimize the heat exchange with the immersion heater and thus reduce the melting time and homogenize the temperature of the aluminum bath.
[0070] Dans des modes de réalisation, le passage de l’étape d’amorçage à l’étape de fusion et le changement de vitesse associé sont déclenchés en fonction d’une température mesurée dans la cuve. [0070] In embodiments, the transition from the priming step to the melting step and the associated speed change are triggered as a function of a temperature measured in the tank.
[0071 ] L’augmentation de la puissance, progressivement ou par paliers, lors de l’étape de fusion, est préférentiellement réalisée sur une période de temps longue. Selon un exemple de réalisation, l’augmentation progressive de la puissance est réalisée sur une période de temps supérieure à 12 heures. Dans d’autres modes de réalisation, elle est réalisée sur une période de temps comprise entre 12 heures et 24 heures. Préférentiellement, l’augmentation de la puissance fournie au thermoplongeur électrique, exprimée en pourcentage de la puissance nominale du thermoplongeur, n’excède pas 10% par heure. Préférentiellement, l’augmentation de la puissance fournie au thermoplongeur électrique n’excède pas 6% par heure. [0071] The increase in power, gradually or in stages, during the fusion step, is preferably carried out over a long period of time. According to an example embodiment, the progressive increase in power is carried out over a period of time greater than 12 hours. In other embodiments, it is carried out over a period of time between 12 hours and 24 hours. Preferably, the increase in power supplied to the electric immersion heater, expressed as a percentage of the nominal power of the immersion heater, does not exceed 10% per hour. Preferably, the increase in power supplied to the electric immersion heater does not exceed 6% per hour.
[0072] Dans un exemple de réalisation, la puissance au cours de l’étape de fusion est augmentée de 1 % toutes les 15 minutes. De sorte que, au cours de l’étape de fusion, la puissance fournie au thermoplongeur électrique passe d’une puissance initiale fixée entre 5% et 25% de la puissance nominale à une puissance de 100% de la puissance nominale, en l’espace de 1125 minutes à 1425 minutes. [0072] In an exemplary embodiment, the power during the fusion step is increased by 1% every 15 minutes. So that, during the melting stage, the power supplied to the electric immersion heater goes from an initial power fixed between 5% and 25% of the nominal power to a power of 100% of the nominal power, in space from 1125 minutes to 1425 minutes.
[0073] À l’issue des étapes 105, 110 et 115, le métal non ferreux présent dans la cuve est fondu d’un état solide à un état liquide, préférentiellement sans apport significatif d’autres sources de chaleur que l’au moins un thermoplongeur électrique. [0074] Dans des modes de réalisation, le procédé 100 comporte une étape 125 de maintien à l’état liquide du métal fondu. Lors de cette étape, la puissance fournie au thermoplongeur électrique peut être commandée en fonction d’une température mesurée dans la cuve. Cela permet d’assurer que le métal liquide possède une température contrôlée dans le four de maintien, ce qui facilite l’obtention d’une qualité reproductible des pièces moulées fabriquées par la machine de moulage. [0073] At the end of steps 105, 110 and 115, the non-ferrous metal present in the tank is melted from a solid state to a liquid state, preferably without significant contribution from heat sources other than at least an electric immersion heater. [0074] In embodiments, the method 100 comprises a step 125 of maintaining the molten metal in the liquid state. During this step, the power supplied to the electric immersion heater can be controlled based on a temperature measured in the tank. This ensures that the liquid metal has a controlled temperature in the holding furnace, making it easier to achieve repeatable quality of castings produced by the molding machine.
[0075] Dans des modes de réalisation, au cours d’une étape 120 concomitante à l’étape 125 de maintien à l’état liquide, du métal solide est ajouté dans la cuve. [0075] In embodiments, during a step 120 concomitant with step 125 of maintaining the liquid state, solid metal is added to the tank.
[0076] On observe en figure 2 un graphique illustrant un procédé 100 de fusion de métal non ferreux selon deux modes de réalisation particulier du procédé objet de l’invention. On rappelle que le procédé de fusion selon l’invention repose sur l’utilisation d’un thermoplongeur électrique. [0076] We see in Figure 2 a graph illustrating a process 100 for melting non-ferrous metal according to two particular embodiments of the process which is the subject of the invention. It is recalled that the fusion process according to the invention is based on the use of an electric immersion heater.
[0077] Sur ce graphique est représentée une courbe 210 illustrant la température interne du thermoplongeur exprimée en °C en fonction du temps exprimé en minutes. De plus, une courbe 220 illustre la variation de la température de l’aluminium en fonction du temps. [0077] This graph shows a curve 210 illustrating the internal temperature of the immersion heater expressed in °C as a function of time expressed in minutes. In addition, a curve 220 illustrates the variation in the temperature of the aluminum as a function of time.
[0078] On souligne que les valeurs illustrées par les courbes 210 et 220 sont des valeurs théoriques mentionnées à titres indicatif seulement. Ces températures ne sont en aucun cas limitantes pour le procédé objet de l’invention, et la même chose s’applique au temps. [0078] It is emphasized that the values illustrated by curves 210 and 220 are theoretical values mentioned for information purposes only. These temperatures are in no way limiting for the process which is the subject of the invention, and the same applies to time.
[0079] On observe aussi en figure 2 les courbes 250 et 260 qui illustrent une puissance fournie au thermoplongeur électrique, exprimée en pourcentage de la puissance nominale dudit thermoplongeur, en fonction du temps écoulé, exprimé en minutes. Ci- après on appelle « programme de fourniture de puissance », un pilotage de la puissance fournie au thermoplongeur en fonction du temps écoulée et/ou en fonction d’une température mesurée dans la cuve. [0079] We also observe in Figure 2 the curves 250 and 260 which illustrate a power supplied to the electric immersion heater, expressed as a percentage of the nominal power of said immersion heater, as a function of the elapsed time, expressed in minutes. Hereinafter we call “power supply program” a control of the power supplied to the immersion heater as a function of the elapsed time and/or as a function of a temperature measured in the tank.
[0080] La courbe 250 illustre un premier programme de fourniture de puissance au thermoplongeur électrique alors que la courbe 260 illustre deuxième programme de fourniture de puissance au thermoplongeur électrique. [0080] Curve 250 illustrates a first program for supplying power to the electric immersion heater while curve 260 illustrates a second program for supplying power to the electric immersion heater.
[0081 ] Selon le programme de fourniture de puissance illustré par la courbe 250, une puissance initiale de 5% est fournie lors d’une étape de préchauffage, durant 3200 minutes. Ensuite, lors d’une étape d’amorçage, en l’espace de 1800 minutes, la puissance fournie est augmentée de manière progressive et régulière, de sorte à porter la puissance à 10% au total. Puis, lors d’une étape de fusion, sur une durée de 1000 minutes, la puissance fournie est augmentée de manière progressive et régulière, de sorte à porter la puissance fournie au thermoplongeur à 100% au total. Ensuite, toujours lors de l’étape de fusion, une puissance de 100% est fournie en continu au thermoplongeur durant 2500 minutes. À l’issue de l’étape de fusion, une étape de maintien de la température du bain est enclenchée, durant laquelle la puissance fournie au thermoplongeur est pilotée en fonction d’une température mesurée dans la cuve. [0081] According to the power supply program illustrated by curve 250, an initial power of 5% is provided during a preheating step, lasting 3200 minutes. Then, during a priming stage, over the space of 1800 minutes, the power supplied is increased progressively and regularly, so as to bring the power to 10% in total. Then, during a melting stage, over a period of 1000 minutes, the power supplied is increased progressively and regularly, so as to bring the power supplied to the immersion heater to 100% in total. Then, still during the melting stage, 100% power is continuously supplied to the immersion heater for 2500 minutes. At the end of the merging step, a step of maintaining the bath temperature is activated, during which the power supplied to the immersion heater is controlled according to a temperature measured in the tank.
[0082] On note que le passage de l’étape d’amorçage à l’étape de fusion peut être réalisé selon un programme de puissance préétabli ou en fonction d’une valeur de température mesurée dans la cuve. [0082] Note that the transition from the priming step to the melting step can be carried out according to a pre-established power program or according to a temperature value measured in the tank.
[0083] On note que le passage de l’étape de fusion à l’étape de maintien peut être réalisé selon un programme de puissance préétabli ou en fonction d’une valeur de température mesurée dans la cuve. [0083] Note that the transition from the melting step to the holding step can be carried out according to a pre-established power program or according to a temperature value measured in the tank.
[0084] Selon le programme de fourniture de puissance illustré par la courbe 260, la puissance fournie au thermoplongeur lors de l’étape de préchauffage est de 25%. Et, la puissance initiale de 25% fournie au thermoplongeur est élevée à 30% lors de l’étape d’amorçage puis à 100% lors de l’étape de fusion. [0084] According to the power supply program illustrated by curve 260, the power supplied to the immersion heater during the preheating step is 25%. And, the initial 25% power supplied to the immersion heater is raised to 30% during the priming stage and then to 100% during the melting stage.
[0085] On note que les courbes 250 et 260 sont confondues à partir de 6000 minutes. [0085] Note that curves 250 and 260 merge from 6000 minutes.
[0086] On note que les programmes de fourniture de puissance au thermoplongeur électrique illustrés par les courbes 250 et 260 sont donnés à titre d’illustration seulement. D’autres programmes de fournitures de puissance pourront être mis en œuvre dans dévier de l’invention, tout particulièrement des programmes de fourniture de puissance dont les valeurs de puissance pour un temps donné sont comprises entre les valeurs de puissance des courbes 250 et 260. [0086] Note that the programs for supplying power to the electric immersion heater illustrated by curves 250 and 260 are given for illustration purposes only. Other power supply programs may be implemented in deviating from the invention, particularly power supply programs whose power values for a given time are between the power values of curves 250 and 260.
[0087] On observe en figure 3, un thermoplongeur 300 susceptible d’être employé dans un dispositif de fusion de métal non-ferreux. Le thermoplongeur 300 comporte une zone de connexion 310 dotée d’une gaine en céramique et une zone chauffante 320 abritant une résistance électrique. Le thermoplongeur 300 comporte une conduite d’alimentation électrique 330 raccordé à une source d’alimentation électrique 901 . [0087] We see in Figure 3, an immersion heater 300 capable of being used in a non-ferrous metal melting device. The immersion heater 300 includes a connection zone 310 equipped with a ceramic sheath and a heating zone 320 housing an electrical resistance. The immersion heater 300 includes an electrical power line 330 connected to an electrical power source 901.
[0088] On observe en figure 4, un dispositif de fusion de métal non-ferreux selon l’invention utile à la mise en œuvre du procédé objet de l’invention qui comporte un thermoplongeur 300 et une cuve 400. Le dispositif est ici illustré en début de phase d’amorçage. Des lingots d’aluminium à fondre, 950, 951 , sont disposés dans la cuve 400. [0088] We observe in Figure 4, a non-ferrous metal melting device according to the invention useful for implementing the process which is the subject of the invention which comprises an immersion heater 300 and a tank 400. The device is illustrated here at the start of the priming phase. Aluminum ingots to be melted, 950, 951, are placed in the tank 400.
[0089] Le même dispositif est illustré en figure 5 à l’issue de l’étape d’amorçage. Un pied de bain formé par du métal liquide 980 s’est constitué dans la cuve alors qu’au moins une partie des lingots, 950, 951 , sont partiellement fondus. [0089] The same device is illustrated in Figure 5 at the end of the priming step. A bath base formed by liquid metal 980 has formed in the tank while at least part of the ingots, 950, 951, are partially melted.
[0090] Le même dispositif est illustré en figure 6 à l’issue de l’étape de fusion. L’ensemble des lingots initialement présents dans la cuve ont à ce stade été fondus en métal liquide 980 et de nouveaux lingots de métal à fondre, 952, 953, peuvent être ajoutés dans la cuve. [0091 ] L’invention peut être mise en œuvre de plusieurs manières. Dans un premier mode de réalisation, on cherche à améliorer le contact thermique entre la paroi externe du thermoplongeur et le métal solide dans le four. [0090] The same device is illustrated in Figure 6 at the end of the fusion step. All of the ingots initially present in the tank have at this stage been melted into liquid metal 980 and new ingots of metal to be melted, 952, 953, can be added to the tank. [0091] The invention can be implemented in several ways. In a first embodiment, we seek to improve the thermal contact between the external wall of the immersion heater and the solid metal in the oven.
[0092] Selon un premier mode de réalisation, on charge dans le four une quantité suffisante de morceaux de métal d’une taille suffisamment petite pour créer une masse qui entre en contact direct avec au moins une partie du thermoplongeur, et qui, de préférence, l’entoure. Ainsi, au moins une partie du métal est en contact direct avec le thermoplongeur, assurant ainsi un transfert thermique par conduction. [0092] According to a first embodiment, a sufficient quantity of pieces of metal of a sufficiently small size is loaded into the oven to create a mass which comes into direct contact with at least part of the immersion heater, and which, preferably , surrounds it. Thus, at least part of the metal is in direct contact with the immersion heater, thus ensuring heat transfer by conduction.
[0093] Lesdits morceaux peuvent être des copeaux (obtenues par exemple par le broyage de feuilles métalliques), des granules, de la poudre. Ainsi on améliore le contact thermique entre le thermoplongeur et le métal solide. Cela permet de sélectionner une puissance de chauffe supérieure par rapport à un mode de réalisation dans lequel le thermoplongeur n’est pas en contact direct avec le métal. [0093] Said pieces can be shavings (obtained for example by grinding metal sheets), granules, powder. This improves the thermal contact between the immersion heater and the solid metal. This makes it possible to select a higher heating power compared to an embodiment in which the immersion heater is not in direct contact with the metal.
[0094] Dans une première variante de ce mode de réalisation, lesdits morceaux sont chargés dans un récipient métallique, tel qu’un sceau ou un manchon, de composition chimique compatible avec le métal en question, afin de diminuer la quantité nécessaire de morceaux. Typiquement, on positionne ce récipient au-dessous du thermoplongeur, de manière à ce que le thermoplongeur plonge dans ledit récipient, et on remplit le récipient au moins partiellement avec lesdits morceaux, de manière à ce que le thermoplongeur soit, au moins sur une partie de sa longueur, en contact direct avec du métal, à savoir avec lesdits morceaux. Autour dudit récipient on positionne le métal solide destiné à être mis en fusion (qui peut alors avoir n’importe quelle forme), de manière à ce qu’il soit avantageusement en contact direct avec ledit récipient ; on peut ajouter des pièces métalliques en vrac. [0094] In a first variant of this embodiment, said pieces are loaded into a metal container, such as a bucket or a sleeve, of chemical composition compatible with the metal in question, in order to reduce the necessary quantity of pieces. Typically, this container is positioned below the immersion heater, so that the immersion heater plunges into said container, and the container is filled at least partially with said pieces, so that the immersion heater is, at least on part of its length, in direct contact with metal, namely with said pieces. Around said container, the solid metal intended to be molten is positioned (which can then have any shape), so that it is advantageously in direct contact with said container; You can add metal parts in bulk.
[0095] Dans une deuxième variante de ce mode de réalisation, on entoure le thermoplongeur de métal massif en morceaux ; il peut s’agir notamment de lingots (par exemple de lingots de métal neuf ou de lingots de refusion), ou avec des briquettes formées par le compactage de copeaux, de feuilles métalliques ou de boîtes métalliques (boîtes de boisson notamment). Cet agencement du métal massif en morceaux se fait de préférence à la main, en formant un tas dense qui touche au mieux le thermoplongeur, en fonction de la taille et forme desdits morceaux. Autour de ce tas on peut ensuite charger de pièces métalliques et des copeaux en vrac, sous n’importe quelle forme. [0095] In a second variant of this embodiment, the immersion heater is surrounded by solid metal in pieces; these may in particular be ingots (for example new metal ingots or remelting ingots), or with briquettes formed by the compaction of chips, metal sheets or metal cans (particularly beverage cans). This arrangement of the solid metal into pieces is preferably done by hand, forming a dense pile which best touches the immersion heater, depending on the size and shape of said pieces. Around this pile we can then load metal parts and loose shavings, in any form.
[0096] Dans une troisième variante on entoure le thermoplongeur de lingots ou morceaux massifs de métal dans lesquels on a aménagé un canal d’une largeur légèrement supérieure au diamètre externe du thermoplongeur ; on enfile ces morceaux autour du thermoplongeur, et peut ensuite charger autour de ce tas des pièces métalliques, en contact avec le thermoplongeur des morceaux de métal, sous n’importe quelle forme. Lesdits morceaux massifs peuvent être des briquettes formées par le compactage de copeaux, de feuilles métalliques ou de boîtes métalliques, dans lesquelles on a aménagé un canal de diamètre suffisant pour pouvoir être enfilées autour du thermoplongeur. Lesdits morceaux massifs peuvent aussi être des lingots de métal neuf ou des lingots de refusion, dans lesquels on a creusé un canal de diamètre suffisant. [0096] In a third variant, the immersion heater is surrounded by ingots or solid pieces of metal in which a channel has been provided with a width slightly greater than the external diameter of the immersion heater; we put these pieces around the immersion heater, and can then load around this pile of metal parts, in contact with the immersion heater pieces of metal, in any form. Said massive pieces can be briquettes formed by the compaction of chips, metal sheets or metal boxes, in which a channel of sufficient diameter has been provided to be able to be threaded around the immersion heater. Said massive pieces can also be ingots of new metal or remelting ingots, in which a channel of sufficient diameter has been dug.
[0097] Dans un deuxième mode de réalisation, qui est compatible avec tous les autres modes de réalisation et variantes décrites dans la présente demande de brevet, on charge dans le four des morceaux de métal qui ont été préchauffées à l’extérieur de ce four. [0097] In a second embodiment, which is compatible with all the other embodiments and variants described in the present patent application, pieces of metal which have been preheated outside this oven are loaded into the oven. .
[0098] Outre qu’elle accélère la fonte du métal, une telle étape de préchauffage des morceaux de métal à l’extérieur du ce four présente l’avantage d’évaporer de l’eau résiduelle sur le métal avant introduction dans le four ou encore d’éliminer les éventuelles matières organiques et ainsi de prévenir l’apparition fumée dans le four. [0098] In addition to accelerating the melting of the metal, such a step of preheating the pieces of metal outside the oven has the advantage of evaporating residual water on the metal before introduction into the oven or to eliminate any organic matter and thus prevent the appearance of smoke in the oven.
[0099] Dans une première variante de ce mode de réalisation, on charge des morceaux de métal préchauffés lorsque le four ne comporte pas encore de métal en fusion. [0099] In a first variant of this embodiment, preheated pieces of metal are loaded when the oven does not yet contain molten metal.
[0100] Dans une deuxième variante, on charge des morceaux de métal préchauffés dans le bain de métal liquide. Cela peut se faire à des intervalles réguliers ou non. Cela peut se faire par un convoyeur qui apporte lesdits morceaux, par exemple un convoyeur à bande. Lesdits morceaux peuvent être finement divisées ou non ; il peut s’agir par exemple de copeaux, ou de feuilles, tôles ou carcasses d’emboutissage broyés ou non, ou encore de briquettes formées par compactage de morceaux ou de boîtes boisson, ou encore de lingots de métal neuf ou de lingots de refusion. [0100] In a second variant, preheated pieces of metal are loaded into the liquid metal bath. This can be done at regular intervals or not. This can be done by a conveyor which brings said pieces, for example a belt conveyor. Said pieces may be finely divided or not; it can be for example chips, or sheets, sheets or stamping carcasses crushed or not, or even briquettes formed by compacting pieces or beverage cans, or even ingots of new metal or remelting ingots .
[0101 ] Dans un troisième mode de réalisation, qui est compatible avec tous les autres modes de réalisation et variantes décrites dans la présente demande de brevet, le procédé permet d’adapter la puissance initiale et/ou l’évolution de la puissance du thermoplongeur en fonction d’événements ou de paramètres détectés par le dispositif. Un tel événement peut être, par exemple, l’apparition de métal liquide dans la cuve telle que détectée par un dispositif de mesure de la température à un point situé à l’intérieur de la cuve. Un tel paramètre peut être, par exemple, le degré de recouvrement du thermoplongeur par des copeaux tel que détecté par une caméra associée à un logiciel convenablement configuré. [0101] In a third embodiment, which is compatible with all the other embodiments and variants described in the present patent application, the method makes it possible to adapt the initial power and/or the evolution of the power of the immersion heater based on events or parameters detected by the device. Such an event may be, for example, the appearance of liquid metal in the tank as detected by a temperature measuring device at a point located inside the tank. Such a parameter can be, for example, the degree of covering of the immersion heater with chips as detected by a camera associated with suitably configured software.
[0102] Dans un quatrième mode de réalisation, qui est compatible avec tous les autres modes de réalisation et variantes décrites dans la présente demande de brevet, le dispositif selon l’invention dispose d’une pluralité de programmes préconfigurés pouvant être sélectionnés par l’utilisateur. Ces programmes permettent d’adapter la puissance initiale et/ou l’évolution de la puissance du thermoplongeur à certains paramètres liés à la cuve, notamment à sa taille, et/ou au degré de remplissage de la cuve, ou à la nature du métal solide disposé dans la cuve. [0102] In a fourth embodiment, which is compatible with all the other embodiments and variants described in the present patent application, the device according to the invention has a plurality of preconfigured programs which can be selected by the user. These programs make it possible to adapt the initial power and/or the evolution of the power of the immersion heater to certain parameters linked to the tank, in particular its size, and/or the degree of filling of the tank, or the nature of the solid metal placed in the tank.
[0103] Dans un cinquième mode de réalisation, le métal non ferreux à l’état solide disposé dans la cuve a été préalablement fondu puis solidifié dans la cuve, au contact du thermoplongeur. En d’autres termes, le thermoplongeur est « emprisonné », en prise dans le métal solidifié, et épouse ainsi sensiblement les contours du thermoplongeur. Ce mode de réalisation assure une excellente surface de contact entre le thermoplongeur et le métal à fondre. [0103] In a fifth embodiment, the non-ferrous metal in the solid state placed in the tank was previously melted and then solidified in the tank, in contact with the immersion heater. In other words, the immersion heater is “imprisoned”, engaged in the solidified metal, and thus substantially follows the contours of the immersion heater. This embodiment ensures an excellent contact surface between the immersion heater and the metal to be melted.
[0104] Le procédé de fusion objet de l’invention est réalisé au moyen d’un dispositif de fusion de métal non-ferreux. [0104] The melting process which is the subject of the invention is carried out using a non-ferrous metal melting device.
[0105] Ce dispositif est doté d’au moins un thermoplongeur électrique pouvant être abaissé dans une cuve destinée à recevoir le métal à fondre. Le dispositif pourra comporter une unique cuve permettant la fonction de fusion du métal puis de maintien en température ou une pluralité de cuve reliée entre elles. [0105] This device is equipped with at least one electric immersion heater which can be lowered into a tank intended to receive the metal to be melted. The device may include a single tank allowing the function of melting the metal then maintaining the temperature or a plurality of tanks connected together.
[0106] Le dispositif de fusion de métal non-ferreux comporte en outre un régulateur de la puissance fournie audit thermoplongeur et un micro-processeur configuré pour commander ledit régulateur et dans lequel le micro-processeur est configuré pour mettre en œuvre un programme de fusion du métal non ferreux du type de celui décrit en regard du procédé de la présente demande. [0106] The non-ferrous metal melting device further comprises a regulator of the power supplied to said immersion heater and a microprocessor configured to control said regulator and in which the microprocessor is configured to implement a melting program non-ferrous metal of the type described with regard to the process of the present application.
[0107] Le dispositif peut comporter au moins un souffleur à air, et de préférence une pluralité de souffleurs à air, qui pourra (ou pourront) être mobilisé(s) lors de l’étape de préchauffage du dispositif ou encore lors des étapes d’amorçage et de fusion. Son but est d’améliorer la dissipation de la chaleur générée par le thermoplongeur au sein de la cuve ; cela permet d’augmenter la puissance électrique fourni au thermoplongeur, notamment pendant la phase de préchauffage, sans courir le risque d’une surchauffe locale du thermoplongeur. [0107] The device may comprise at least one air blower, and preferably a plurality of air blowers, which may (or may) be mobilized during the preheating step of the device or even during the steps of priming and fusion. Its aim is to improve the dissipation of the heat generated by the immersion heater within the tank; this makes it possible to increase the electrical power supplied to the immersion heater, particularly during the preheating phase, without running the risk of local overheating of the immersion heater.
[0108] Selon un autre mode de réalisation, qui est compatible avec tous les autres modes de réalisation, on utilise un thermoplongeur qui comporte au moins deux circuits de chauffage configurés pour être alimentés en courant électrique de manière indépendante. Cela permet un contrôle plus fin de la puissance électrique apportée au four. Plus précisément, on peut prévoir sur toute la longueur efficace du thermoplongeur deux (ou plusieurs) circuits de résistances chauffantes indépendant, et on n’utilise qu’un des deux dans le cas d’un faible apport de courant électrique (par exemple pendant l’étape de préchauffage, ou pendant l’étape d’amorçage), le deuxième étant ajouté lorsque l’on a besoin d’un fort apport de courant électrique (par exemple pendant l’étape de fusion). [0109] On peut aussi prévoir deux (ou plusieurs) circuits de résistance électrique dans deux zones différentes réparties sur la longueur efficace du thermoplongeur, dont une proche de l’extrémité inférieure ; ainsi on subdivise le thermoplongeur sur sa longueur en aux moins deux segments thermiques pouvant être contrôles indépendamment l’un de l’autre. Dans ce mode de réalisation, on apporte une puissance électrique plus grande dans le circuit inférieur au début de la phase de fusion, lorsque la hauteur du pied de bain recouvre seulement une partie, et typiquement une petite partie, de la longueur efficace du thermoplongeur. [0108] According to another embodiment, which is compatible with all the other embodiments, an immersion heater is used which comprises at least two heating circuits configured to be supplied with electric current independently. This allows finer control of the electrical power supplied to the oven. More precisely, two (or more) independent heating resistor circuits can be provided over the entire effective length of the immersion heater, and only one of the two can be used in the case of a low electrical current supply (for example during heating). preheating step, or during the priming step), the second being added when a strong supply of electric current is needed (for example during the melting step). [0109] It is also possible to provide two (or more) electrical resistance circuits in two different zones distributed over the effective length of the immersion heater, one of which is close to the lower end; thus the immersion heater is subdivided along its length into at least two thermal segments which can be controlled independently of each other. In this embodiment, greater electrical power is brought into the lower circuit at the start of the melting phase, when the height of the bath base covers only a part, and typically a small part, of the effective length of the immersion heater.
[0110] On peut prévoir, par l’intermédiaire d’un micro-processeur, une boucle de rétroaction qui augmente, au moins pendant une certaine durée, la puissance électrique apportée au segment inférieur lorsque le dispositif de mesure de la température dans une zone proche du fond de la cuve aura détecté la présence d’un pied de bain de métal liquide. Ladite durée peut être préprogrammée. On peut prévoir que dès que le niveau de métal dans la cuve aura atteint un certain niveau, on augmente la aussi la puissance électrique apportée au segment supérieur. [0110] It is possible to provide, via a microprocessor, a feedback loop which increases, at least for a certain duration, the electrical power supplied to the lower segment when the device for measuring the temperature in a zone close to the bottom of the tank will have detected the presence of a base of liquid metal bath. Said duration can be pre-programmed. We can predict that as soon as the level of metal in the tank has reached a certain level, we also increase the electrical power supplied to the upper segment.
[0111 ] On peut prévoir que la puissance totale apportée au thermoplongeur diminue de nouveau lorsque l’étape de fusion sera terminée ; cette fin de l’étape de fusion peut être détecté par une méthode optique tel qu’une caméra, comme décrit ci-dessus, et/ou par un moyen de mesure de la température du métal liquide qui détecte une augmentation de la température lorsque tout le métal solide aura fondu. [0111] It can be expected that the total power supplied to the immersion heater will decrease again when the melting step is completed; this end of the melting step can be detected by an optical method such as a camera, as described above, and/or by means of measuring the temperature of the liquid metal which detects an increase in the temperature when all the solid metal will have melted.

Claims

REVENDICATIONS Procédé (100) de fusion de métal non-ferreux au moyen d’au moins un thermoplongeur électrique, caractérisé en ce que : CLAIMS Process (100) for melting non-ferrous metal by means of at least one electric immersion heater, characterized in that:
- lors d’une première étape (105) au moins un thermoplongeur électrique est mis au contact ou dans l’immédiate proximité de métal non ferreux à l’état solide disposé dans une cuve, - during a first step (105) at least one electric immersion heater is placed in contact or in the immediate vicinity of non-ferrous metal in the solid state placed in a tank,
- lors d’une étape dite d’amorçage (110), une puissance électrique dite initiale correspondant à une fraction de la puissance nominale dudit thermoplongeur électrique est fournie audit thermoplongeur électrique, et - during a so-called priming step (110), a so-called initial electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of said electric immersion heater is supplied to said electric immersion heater, and
- lors d’une étape dite de fusion (115), la puissance électrique fournie audit thermoplongeur électrique est augmentée progressivement ou par paliers, de sorte que le métal non ferreux présent dans la cuve passe d’un état solide à un état liquide. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la puissance électrique initiale fournie au thermoplongeur électrique est une puissance non nulle inférieure à 30% de la puissance nominale du thermoplongeur électrique, de préférence inférieure à 15 %, et encore plus préférentiellement inférieure à 10 %, de la puissance nominale du thermoplongeur électrique. Procédé, selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’augmentation la température, progressivement ou par paliers, lors de l’étape de fusion est réalisé sur une période de temps au moins égale à 8 heures. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’augmentation de la puissance fournie au thermoplongeur électrique, exprimée en pourcentage de la puissance nominale du thermoplongeur, n’excède pas 10% par heure. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, qui comporte en outre une étape de maintien à l’état liquide du métal fondu, dans laquelle la puissance fournie audit thermoplongeur électrique est commandée en fonction d’une température mesurée dans la cuve ou sur le thermoplongeur. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le passage de l’étape de fusion à l’étape de maintien à l’état liquide du métal fondu est réalisée automatiquement en fonction d’une température mesurée dans la cuve ou sur le thermoplongeur. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le passage de l’étape de fusion à l’étape de maintien à l’état liquide du métal fondu est réalisée automatiquement en fonction de la détection d’une valeur représentative de l’aspect d’au moins une partie de la surface du métal présent dans la cuve, par exemple lorsque qu’une surface lisse et ininterrompue par des pièces de métal solide qui dépasseraient est détectée. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le métal non- ferreux est choisi parmi l’aluminium, le zinc, le magnésium, l'étain, le cuivre, ou un alliage à base de l’un de ces métaux, lesdits alliages pouvant contenir d’autres métaux d’alliage et d’impuretés. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le métal non ferreux à l’état solide disposé dans la cuve a été préalablement fondu puis solidifié dans la cuve, au contact du thermoplongeur. . Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la puissance nominale dudit thermoplongeur est déterminée en fonction des dimensions de la cuve. . Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel un moyen de brassage est mis en œuvre lors de l’étape (115) de fusion afin de brasser l’aluminium liquide. . Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , qui comporte, avant la phase d’amorçage, une phase (103) de préchauffage durant laquelle la cuve à vide ou avec une faible charge de métal solide est chauffée au moyen du thermoplongeur, avant de charger le four avec la charge de métal solide prévue pour la fusion. . Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , dans lequel, lors de l’étape d’amorçage, une quantité suffisante de morceaux de métal d’une taille suffisamment petite pour créer une masse qui entre en contact direct avec au moins une partie du thermoplongeur. . Procédé selon la revendication 13, dans lequel les morceaux de métal sont chargés dans récipient métallique, tel qu’un sceau ou un manchon, de composition chimique compatible avec le métal en question et dans lequel ledit récipient est au moins partiellement rempli avec lesdits morceaux, de manière à ce que le thermoplongeur soit, au moins sur une partie de sa longueur, en contact direct avec lesdits morceaux. . Procédé selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel, lors de l’étape d’amorçage le thermoplongeur est entouré de lingots ou morceaux massifs de métal dans lesquels on a aménagé un canal d’une largeur légèrement supérieure au diamètre externe du thermoplongeur. . Procédé selon l’une des revendications à 1 à 15, qui met en œuvre au moins un souffleur à air lors de l’étape de préchauffage ou encore lors des étapes d’amorçage et de fusion, ledit souffleur à air étant configuré générer un flux d’air afin d’améliorer la dissipation de la chaleur générée par le thermoplongeur au sein de la cuve . Procédé selon l’une des revendications 1 à 16, dans lequel au moins un thermoplongeur comporte au moins deux circuits de chauffage configurés pour être alimentés en courant électrique de manière indépendante. . Procédé selon la revendication 17, dans lequel le thermoplongeur comporte au moins deux circuits de résistances chauffantes indépendants et dans lequel le nombre de circuits de résistances chauffantes alimentés en courant dans le cas d’un faible apport de courant électrique, par exemple pendant l’étape de préchauffage, ou pendant l’étape d’amorçage, est moindre que le nombre de circuits de résistances chauffantes alimentés en courant dans le cas d’un fort apport de courant électrique, par exemple pendant l’étape de fusion. . Dispositif de fusion de métal non-ferreux au moyen d’au moins un thermoplongeur électrique, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un thermoplongeur électrique, un régulateur de la puissance fournie audit thermoplongeur et un micro-processeur configuré pour commander ledit régulateur et dans lequel le micro-processeur met en œuvre un programme de fusion du métal non ferreux qui comporte : - during a so-called melting step (115), the electrical power supplied to said electric immersion heater is increased gradually or in stages, so that the non-ferrous metal present in the tank goes from a solid state to a liquid state. Method according to claim 1, in which the initial electrical power supplied to the electric immersion heater is a non-zero power less than 30% of the nominal power of the electric immersion heater, preferably less than 15%, and even more preferably less than 10%, of the nominal power of the electric immersion heater. Method according to one of claims 1 or 2, in which the increase in temperature, gradually or in stages, during the melting step is carried out over a period of time at least equal to 8 hours. Method according to any one of claims 1 to 3, in which the increase in the power supplied to the electric immersion heater, expressed as a percentage of the nominal power of the immersion heater, does not exceed 10% per hour. Method according to any one of claims 1 to 4, which further comprises a step of maintaining the molten metal in the liquid state, in which the power supplied to said electric immersion heater is controlled as a function of a temperature measured in the tank or on the immersion heater. Method according to claim 5, in which the passage from the melting step to the step of maintaining the molten metal in the liquid state is carried out automatically as a function of a temperature measured in the tank or on the immersion heater. Method according to claim 5, in which the passage from the melting step to the step of maintaining the molten metal in the liquid state is carried out automatically depending on the detection of a value representative of the appearance of at least part of the surface of the metal present in the tank, for example when a smooth surface uninterrupted by pieces of solid metal which protrude is detected. Method according to any one of claims 1 to 7, in which the non-ferrous metal is chosen from aluminum, zinc, magnesium, tin, copper, or an alloy based on one of these metals, said alloys may contain other alloy metals and impurities. Method according to any one of claims 1 to 8, in which the non-ferrous metal in the solid state placed in the tank has been previously melted and then solidified in the tank, in contact with the immersion heater. . Method according to any one of claims 1 to 9, in which the nominal power of said immersion heater is determined as a function of the dimensions of the tank. . Method according to any one of claims 1 to 10, in which stirring means are implemented during the melting step (115) in order to stir the liquid aluminum. . Method according to any one of claims 1 to 11, which comprises, before the priming phase, a preheating phase (103) during which the tank empty or with a low load of solid metal is heated by means of the immersion heater, before loading the furnace with the solid metal charge intended for fusion. . Method according to any one of claims 1 to 11, in which, during the priming step, a sufficient quantity of pieces of metal of a size small enough to create a mass which comes into direct contact with at least part of the immersion heater. . Method according to claim 13, in which the pieces of metal are loaded into a metal container, such as a bucket or a sleeve, of chemical composition compatible with the metal in question and in which said container is at least partially filled with said pieces, so that the immersion heater is, at least over part of its length, in direct contact with said pieces. . Method according to one of claims 1 to 12, in which, during the priming step the immersion heater is surrounded by ingots or solid pieces of metal in which a channel of a width slightly greater than the external diameter of the immersion heater. . Method according to one of claims 1 to 15, which uses at least one air blower during the preheating step or even during the priming and melting steps, said air blower being configured to generate a flow of air in order to improve the dissipation of the heat generated by the immersion heater within the tank. Method according to one of claims 1 to 16, in which at least one immersion heater comprises at least two heating circuits configured to be supplied with electric current independently. . Method according to claim 17, in which the immersion heater comprises at least two independent heating resistor circuits and in which the number of heating resistor circuits supplied with current in the case of a low supply of electrical current, for example during the step preheating, or during the priming stage, is less than the number of heating resistor circuits supplied with current in the case of a high supply of electric current, for example during the melting stage. . Device for melting non-ferrous metal by means of at least one electric immersion heater, characterized in that it comprises at least one electric immersion heater, a regulator of the power supplied to said immersion heater and a microprocessor configured to control said regulator and in which the microprocessor implements a non-ferrous metal melting program which comprises:
- la fourniture audit thermoplongeur électrique d’une puissance électrique dite « initiale » correspondant à une fraction de la puissance nominale dudit thermoplongeur électrique et - the supply to said electric immersion heater of a so-called “initial” electrical power corresponding to a fraction of the nominal power of said electric immersion heater and
- l’augmentation progressive ou par paliers de l’énergie fournie audit thermoplongeur, de sorte que le métal non ferreux présent dans la cuve passe d’un état solide à un état liquide. . Unité de production pour le moulage de pièces en métal non-ferreux, caractérisé en ce qu’elle comporte au moins une machine de moulage et un dispositif de fusion de métal non-ferreux selon la revendication précédente, et dans lequel le point de coulée du moule est en proximité directe du dispositif de fusion de métal non-ferreux ou raccordé à lui par un moyen d’acheminement d’un flux de métal liquide. - the gradual or stepwise increase in the energy supplied to said immersion heater, so that the non-ferrous metal present in the tank goes from a solid state to a liquid state. . Production unit for molding non-ferrous metal parts, characterized in that it comprises at least one molding machine and a non-ferrous metal melting device according to the preceding claim, and in which the casting point of the mold is in direct proximity to the non-ferrous metal melting device or connected to it by means of conveying a flow of liquid metal.
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