Etude et mise en oeuvre d'un procédé de recyclage par induction, d'alliages métalliques - Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1993

Study and implementation of a recycling process by induction, of metal alloys

Etude et mise en oeuvre d'un procédé de recyclage par induction, d'alliages métalliques

Résumé

The melting process by inductive cold crucible which combines the benefits of the melting in auto environmentally crucible and of heating by induction is a technique in industrial development, whose main applications are melting and continuous casting of metals and alloys. The purpose of this thesis is the original design a facility working with recycling materials. The first part deals with the development of a melting furnace using the technique of inductive cold crucible, and operating at 50 Hz. After the design phase, numerical modeling and experimentation are carried out to optimize the melting : electromagnetic levitation forces, field concentrator system. Electromagnetic stirring, causing the rapid assimilation of chips, is studied both analytically and experimentally. The exploitation of thermal and electrical experimental results, provides full characterization of the facility in terms of energy, including the determination of the actual performance of the prototype. The second part is devoted to the control of the casting of the liquid metal by the crucible bottom by means of a static induction device: the initiation of the casting is obtained by applying a medium frequency field; the stop of the casting involves thermal phenomena coupled with phase change and fluid mechanics, which are studied by numerical modeling.
Le procédé de fusion par creuset froid inductif, qui combine les avantages de la fusion en auto creuset non polluant et du chauffage par induction, est une technique en voie de développement industriel, ayant pour applications principales la fusion et la coulée continue de métaux et d’alliages. L’objet de la thèse est la conception originale d’une installation de recyclage de copeaux métalliques. La première partie traite de la mise au point d’un four de fusion utilisant la technique du creuset froid inductif, et fonctionnant à 50 Hz. Après une phase de dimensionnement, par modélisation numérique et expérimentation, il est procédé à l’étude des éléments optimisant la fusion : forces de lévitation électromagnétiques, système concentrateur de champ. Le brassage électromagnétique, à l’origine de l’assimilation rapide des copeaux, fait l’objet d’une étude analytique et expérimentale. L’exploitation des résultats expérimentaux thermiques et électriques, permet d’obtenir la caractérisation complète de l’installation au niveau énergétique, et notamment la détermination du rendement réel du prototype. La seconde partie traite du contrôle de la coulée du métal liquide par le fond du creuset, au moyen d’un dispositif statique à induction : l’amorçage de la coulée est obtenu par application d’un champ moyenne fréquence ; l’arrêt de la coulée met en œuvre des phénomènes couplés de thermique avec changement de phase et de mécanique des fluides, qui font l’objet d’une modélisation numérique.
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Dates et versions

tel-01339819 , version 1 (30-06-2016)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01339819 , version 1

Citer

Olivier Quemener. Etude et mise en oeuvre d'un procédé de recyclage par induction, d'alliages métalliques. Electromagnétisme. INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE, 1993. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01339819⟩

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