Recherche Avancée

Thèse soutenue

Étude d'un procédé électromagnétique pour le contrôle de l'écoulement en tête de coulée continue de brames d'acier

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Auteur / Autrice : Bruno Dumont
Direction : Annie Gagnoud
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Grenoble INPG
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Élaboration par procédés magnétiques (Grenoble ; 1979-2006)
Jury : Président / Présidente : Gérard Meunier
Examinateurs / Examinatrices : Pascal Gardin
Rapporteur / Rapporteuse : Adel Razek, Stefano Lupi

Résumé

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La superposition d'un champ électromagnétique alternatif et d'un champ magnétique continu est un procédé original pour contrôler le ménisque en tête de coulée continue de brames d'acier et améliorer la qualité du produit fini. Deux études complémentaires, l'une expérimentale, l'autre numérique, ont été menées pour comprendre les mécanismes magnéto hydrodynamiques. Une maquette de simulation de la coulée continue a été dimensionnée, construite, puis équipée des deux procédés afin de caractériser la forme moyenne et les fluctuations de la surface du bain. Une instrumentation adaptée aux mesures de niveau dans les métaux liquides en environnement électromagnétique a été développée. Ces mesures ont montré que les perturbations de surface s'amplifient en présence du champ électromagnétique alternatif. La superposition du champ magnétique continu permet d'amortir efficacement le bruit de fond et les modes propres de la lingotière. Par contre, elle amplifie considérablement les fluctuations à basse fréquence liées à un phénomène de battement de jet. Une modélisation numérique tridimensionnelle des phénomènes couples magnéto hydrodynamiques a été entreprise afin de réaliser une étude théorique de l'application d'un champ alternatif pour des fréquences élevées. Le développement d'un module magnéto hydrostatique et module magnéto hydrodynamique permet de déterminer l'écoulement dans le bain liquide en tenant compte de la forme de la surface libre. Le modèle a été valide à partir des mesures expérimentales. Il a révélé l'importance de la forme de la surface libre dans le calcul du brassage électromagnétique ainsi que la présence d'une structure originale de l'écoulement liée à la présence d'arêtes. Dans son évolution future, ce modèle servira à orienter le dimensionnement d'un pilote industriel