Modélisation électromagnétique d'un creuset froid : application industrielle à la fusion d'émaux par induction

• Auteur / Autrice : Damien Stocker
• Direction : Bernard Laporte
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Verre -- Fabrication

Émail et émaillage

Modèles mathématiques

Chauffage par induction

Résumé

La fusion de verre par induction en creuset froid est développé depuis plus d'une dizaine d'années par le Commissariat à l'Energie Atomique de Marcoule. Nous avons étudié le procédé afin de l'adapter à 1’élaboration des émaux pour la société FERRO FRANCE. Dans un premier temps, les différentes phases de fabrication de l'émail ainsi que ses propriétés physiques (conductivité électrique, viscosité et conductivité thermique) sont exposées. Puis les fours traditionnels à gaz et le principe de fusion par induction sont présentés. Ensuite, le bilan de puissance et l'impédance du dispositif sont dérivés de la formulation faible du problème dans l'hypothèse du régime permanent et en géométrie, axisymétrique. A partir d'une formulation en champ magnétique et d'une formulation en potentiel vecteur magnétique, l'égalité des puis permet d'établir un modèle axisymétrique approximé du creuset froid Le modèle est validé à l'aide d'une expérience et de résultats de la littérature. Enfin, ce dernier est utilisé pour mettre en évidence les paramètres importants sur un prototype industriel; comme la géométrie et la résistivité électrique des suscepteurs, la hauteur du bain de verre ainsi que l'influence du creuset et de la sole du four sur la puissance induite dans le verre. Le modèle peut servir à la fois à la conception des futurs fours ainsi qu'au pilotage du procédé. Il peut également être utilisé pour l'étude de la cage froide d'une torche à plasma inductif.