Induction Skull Melting

Fusion à induction avec creuset froid ( ISM)

Le système de fours de fusion à induction avec creuset froid Consarc permet de fournir une installation capable de produire des superalliages et autres métaux avec une faible valeur d’inclusion et assure la fusion, le traitement rapide et rentable de métaux actifs (comme le titane, le zirconium et leurs alliages).

Procédé ISM :

Le procédé ISM est une méthode de fusion par induction des métaux utilisant un creuset en cuivre segmenté et refroidi par eau sous vide ou en atmosphère contrôlée. Il n y a pas de matériau réfractaire entre le creuset et le métal. Le creuset en cuivre est composé de segments ou « doigts » refroidis par eau. Le champ magnétique généré par la bobine traverse le creuset et crée un courant induit générant de la chaleur dans la charge de métal, ce qui a pour effet de le fondre. Le champ magnétique entraîne également un brassage du métal liquide. Une fine couche de métal demeure figée sur le fond du creuset et forme une carapace. La faible vitesse de la couche extérieure de la masse liquide, la carapace ainsi que l’espace entre ces deux éléments de faible vitesse dans le liquide adjacent au loup de bec, conjointement avec le loup de bec lui-même servent de résistance thermique, ce qui réduit la chaleur conduite depuis le liquide chaud jusqu’au creuset froid.

Lorsque le creuset, la bobine, la fréquence et le niveau de puissance sont convenablement choisis, alors le métal liquide se retrouve en lévitation dans le creuset froid sous effet du champ magnétique. L’absence de contact physique entre les parois latérales permet d'éviter les courts-circuits électriques et de réduire la perte de chaleur dans le creuset. Le procédé est souvent utilisé pour le moulage par coulée du haut ou par le bas. Il peut également être employé dans la production de lingots. Dans ce cas, le creuset est ouvert vers le bas et permet ainsi de créer lentement un lingot à partir des éléments chargés.

Avantages du procédé ISM

Pour les métaux actifs ne pouvant être fondus dans un creuset réfractaire en raison des réactions du métal/creuset, le procédé ISM offre une garniture métallique refroidie par eau qui ne réagit pas avec le métal en fusion. Contrairement au procédé de fusion par four à arcs sous vide et à électrode consommable, le four à induction avec creuset froid peut être chargé avec de gros morceaux, des plaques, des copeaux, des éponges de haute pureté ou une combinaison de ces matériaux. Cela réduit considérablement le coût de charge.
Pour les super alliages extrêmement propres et autres métaux qui doivent avoir un contenu d’inclusion bas, le four ISM élimine le risque de pollution par le creuset du chargement d’inclusion du creuset.
Le four peut fonctionner sous vide afin de dégazer le métal et enlever les impuretés qui se volatilisent sous basse pression afin de couler des pièces exemptes de gaz.
Il peut également fonctionner sous une atmosphère inerte et sous pression afin de fondre les alliages avec des éléments qui ont le point de vapeur à haute pression. Ceci minimise la perte d’alliage.
Une large gamme d’alliages peut être fondue successivement dans le même creuset sans pour autant contaminer le bain.
L’intensité du brassage généré par le champ magnétique fond l’ensemble des composants de la charge tout en assurant une homogéneité du métal en température et de la composition chimique. Cela entraîne une fusion rapide, un meilleur remplissage de moule (pour la pièce moulée) et un produit de meilleure qualité.
la productivité du four est augmentée car il n’y a pas d’élimination ou de changement de creuset.

Configurations

Consarc peut fournir une offre économique avec un four muni d’une enceinte ou de deux enceintes pour une plus grande flexibillité de l’équipement, voire avec des chambres multiples et une automatisation de la manutention pour une productivité maximum.

Équipements électriques à induction

L’énergie provient d’une source d’alimentation électrique à induction à semi-conducteurs Inductotherm. L’énergie est conduite à travers la chambre de fusion sous vide par l’intermédiaire d’un système d’alimentation rotatif coaxial refroidi par eau ou par une série de traversées d’alimentation jusqu’à la bobine du four de fusion.

Coulée statique ou par centrifugation

La coulée par basculement du métal depuis le creuset ISM est un procédé rapide. Il permet de couler les moules de manière statique ou par centrifugation. Les systèmes de coulée de type carouselle par centrifugation sont conçus par Consarc et sont intégrés à la conception dans l’enceinte du four afin de rendre plus aisée la manipulation du moule.

Commandes

Toutes les installations ISM de Consarc sont équipées d’un automate totalement intégré avec en option les systèmes de commande SCADA basés sur PC pour un fonctionnement sûr et efficace du four. Le fonctionnement par commande déportée est également recommandé pour la fusion et la coulée de métaux actifs.