EOW May 2007

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EuroWire – Mai 2007 148
français
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.
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.
“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
Radyne
Thermatool House
Crockford Lane, Basingstoke
Hampshire, RG24 8NA, UK
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