Le four à induction est un appareil qui utilise le principe de l'induction électromagnétique pour convertir l'énergie électrique en énergie thermique afin de chauffer et de fondre la charge métallique. Selon sa structure, on distingue deux types de fours à induction : les fours à induction à noyau et les fours à induction sans noyau.
Le four à induction sans noyau présente de nombreux avantages : rendement élevé, économies d'énergie, faible pollution, réglage aisé de la composition, contrôle facile de l'atmosphère, forte capacité de chauffage et fonctionnement intermittent. On distingue trois types de fours à induction : à fréquence industrielle (inférieure à 50 Hz), à moyenne fréquence (50 Hz à 10 000 Hz) et à haute fréquence (supérieure à 10 000 Hz). Ces dernières années, grâce au développement et à l'amélioration de la fiabilité des alimentations à thyristors de forte puissance à fréquence variable, le four à moyenne fréquence a progressivement remplacé le four à fréquence industrielle. Comparé à ce dernier, le four à moyenne fréquence offre un rendement thermique et électrique élevé, un temps de fusion court, une faible consommation d'énergie et une automatisation aisée. Par ailleurs, l'évolution des fours à induction vers des modèles de grande capacité et de forte puissance impose des exigences accrues aux matériaux réfractaires.
Le revêtement réfractaire est un facteur déterminant pour le rendement du four à induction, la qualité des pièces coulées, ainsi que la sécurité et la fiabilité de la production et de l'exploitation. Pour obtenir un revêtement réfractaire de qualité et durable, il est essentiel de comprendre les conditions d'utilisation : (1) L'épaisseur du revêtement est relativement importante. Un revêtement mince engendre un fort gradient de température ; (2) L'agitation électromagnétique du métal en fusion dans le four provoque une érosion mécanique du revêtement ; (3) Le revêtement est soumis à des trempes et à des chocs thermiques répétés.
Par conséquent, les matériaux réfractaires sélectionnés doivent présenter les caractéristiques suivantes : une réfractarité et une température de ramollissement sous charge suffisamment élevées ; une bonne stabilité aux chocs thermiques ; l’absence de réaction chimique avec les métaux et les scories ; une certaine résistance mécanique à haute température ; une bonne isolation thermique et phonique ; une bonne construction, une densité de remplissage élevée, un frittage aisé, un entretien facile ; des ressources abondantes en matières premières réfractaires et des prix compétitifs, etc. Le développement des fours à induction est étroitement lié aux progrès technologiques des matériaux réfractaires. La conception des fours à induction à creuset de grande capacité et à fréquence industrielle commence souvent par la sélection des matériaux réfractaires et la simulation du revêtement du four. Dans tous les cas, le choix des réfractaires pour le revêtement du four repose sur l’utilisation et la rentabilité de ce dernier. Pour assurer un couplage optimal avec les composants électriques, plus l’épaisseur du revêtement est faible, mieux c’est, sans incidence sur la durée de vie.
Date de publication : 18 avril 2022