EOW May 2007

français

Matériaux non ferreux Jusqu’à présent nos considérations ont concerné le chauffage par induction de fils d’acier au carbone. Les matériaux non ferreux comme l’aluminium et le laiton peuvent être pareillement chauffés par induction, toutefois sans obtenir la même efficacité. Par exemple, l’on peut considérer un fil de laiton de 0,08" (2mm) de diamètre devant être chauffé à une température ambiante de 70°F (20°C) à 1 200°F (650°C) à une vitesse de 985 pieds/ min (300m/min). Cela exigera 540kW de puissance de sortie à une fréquence de 50kHz avec une bobine d’induction d’une longueur totale de 10 pieds (3m). Un fil de laiton de 0,24" (6mm) de diamètre chauffé de 70°F (20°C) à 1 200°F (650°C) à une vitesse de 985 pieds/min (300m/min) exigera 1 500kW de puissance de sortie à une fréquence de 10kHz avec une bobine d’induction d’une longueur totale de 20 pieds (6m). Les valeurs de rendement total en résultant sont respectivement égales à 6% pour le fil de 0,08" (2mm) de diamètre du premier exemple et 20% pour le fil de 0,24" (6mm) de diamètre du deuxième exemple. Si l’on compare les rendements totaux arrivant jusqu’à 80% pour le chauffage de l’acier magnétique, l’on peut comprendre pourquoi le chauffage par induction n’est pas largement utilisé pour les matériaux non ferreux. Quoi qu’il en soit, il existe des installations couronnées de succès qui sont en service avec des rendements réduits grâce à d’autres avantages offerts par le processus d’induction comme par exemple le milieu de travail. Perspectives futures Le chauffage par induction continuera d’être largement utilisé dans l’industrie du fil, en particulier pour les fils d’acier. Il y aura un intérêt croissant et le nombre de systèmes utilisés pour compléter et améliorer la productivité des systèmes de chauffage conventionnels existant déjà est destiné à augmenter. Le développement se poursuivra dans le secteur du chauffage de fils très fins et du chauffage d’alliages spécifiques, de pseudo-alliages et de matériaux tels que le titane et le tungstène. Les dimensions physiques des dispositifs d’alimentation de puissance inductive diminueront tandis que leurs performances augmenteront. Des développements futurs concerneront les techniques et les systèmes de contrôle pour assurer des tolérances très étroites et l’uniformité des fils, et enfin des perfectionnements seront réalisés grâce au contrôle de qualité en ligne.

Le nombre de fils contenus dans une bobine de chauffage est généralement déterminé par la distance entre les axes, le jeu de bobines étant encombrant dans le cas d’un grand nombre de fils avec une grande distance entre les axes. Contrôle interactif de la puissance dans des conditions de circuit fermé Par rapport aux processus tels que ceux qui s’effectuent avec les fours à gaz et électriques, les radiateurs à infrarouge, les fils chauffants et les lits de fluidisation, le chauffage par induction est extrêmement rapide dans la réponse aux changements des paramètres de service. Un faible changement de puissance ou de vitesse de ligne a un effet quasi instantané sur la température résultante du produit traité. Pour cette raison, le contrôle de la ligne doit être soigneusement considéré pour obtenir des résultats cohérents. Les deux méthodes standard utilisées sont la rétroaction des dispositifs des capteurs de température (tels que la pyrométrie infrarouge) et de la vitesse de la ligne. Capteurs de température Dans le cas de chauffage de l’acier magnétique à la température d’austeniti- sation pour le processus de durcissement, à moins qu’une atmosphère ne soit incorporée, de l’écaille peut se former sur la surface du fil. Cela peut affecter les relevés des systèmes utilisant les pyromètres infrarouges à un ou deux couleurs. Par conséquent, l’élimination de l’écaille et la précision du positionnement et de la focalisation du système pyrométrique permet de déterminer le signal de réaction à l’alimentation de la puissance inductive. La contamination atmosphérique telle que les fumés peut également influencer le signal provenant des pyromètres. Si l’on n’accorde pas une attention particulière à la propreté du fil, à la précision de la rétroaction des paramètres de processus et au contrôle du circuit fermé, l’utilisation des systèmes pyrométriques ne sera pas efficace. Même les capteurs de température doivent être focalisés sur le fil étant chauffé et, en particulier, dans le cas de fils de diamètres réduits, ces derniers peuvent se déplacer verticalement durant le processus et sortir du champ de vision du pyromètre en émettant de faux signaux au processus d’induction. Vitesse de la ligne Le calcul de la vitesse de la ligne en relation aux dimensions du fil et du niveau de puissance du réchauffeur à induction est un procès viable où les dispositifs de régulation avec action prévisionnelle ont été utilisés avec succès.

“À mesure que d’autres processus utilisant le chauffage par induction sont découverts, chacun d’eux doit être considéré par rapport à ses propres mérites. D’après notre expérience, parfois l’application la plus improbable ou celle qui apparaît initialement non praticable, peut se traduire en une installation couronnée de succès et financièrement faisable.” n

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EuroWire – Mai 2007