Analyse d’un procédé de dégazage du zinc dans la fonte liquide pour le recyclage des aciers galvanisés au four à induction

Analysis of a zinc degassing process into liquid cast-iron for galvanized steel recycling using an induction furnace

• Auteur / Autrice : Sébastien Letout
• Direction : Gérard Cognet, Yves Du Terrail Couvat, Jean-Charles Tissier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides, procédés, énergétique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science et ingénierie des matériaux et procédés (Grenoble, Isère, France ; 2007-....) - Élaboration par procédés magnétiques (Grenoble ; 1979-2006)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Laboratoire de mécanique de Lille (LML)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Louis Coulomb
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Paya
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mouloud Feliachi, Pascal Gardin, Michel Lebouché

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bulles -- Dynamique

Fonte

Recyclage

Zinc

Séparation

Métaux

Mots clés libres

Recyclage

Acier

Fonte

Induction

Dégazage

Vapeur

Zinc

Bulle

Pression réduite

Recycling

Steel

Cast-iron

Induction

Degassing

Vapor

Zinc

Bubble

Reduced pressure

Résumé

Pour lutter contre la corrosion, les constructeurs automobiles utilisent de plus en plus de tôles zinguées. Le recyclage de ces éléments en atelier de fonderie pause des problèmes de pollution ainsi que d'altération de la qualité des produits obtenus. Un procédé breveté à l'EC-Lille, basé sur l'utilisation d'un four à brassage électromagnétique permet d'imposer au bain des conditions de température et de pressions adaptées et ainsi de garder le métal sous forme liquide, tout en en extrayant le zinc sous forme vapeur. L'analyse du procédé est développée en trois parties : une partie théorique concernant la thermodynamique de la nucléation et de l'expansion des bulles de zinc dans la fonte liquide, une partie numérique permettant d'aborder le comportement des bulles dans le liquide en présence de l'induction électromagnétique et une partie expérimentale concernant la libération du zinc en surface du bain de métal liquide

In order to strive against corrosion, motorcar manufacturers uses more and more zinc covered steel plates. Recycling of these elements in foundry causes contamination problems and obtained product quality alteration. A patented process by the EC-Lille high-school, based on the use of an induction furnace permit to impose an adapted pressure and temperature to keep the metal in liquid phase when the zinc is extracted in gaseous phase. The goal of this manuscript is to enhance the understanding of physical phenomenons involved in this process. Analysis of this process is developed in three parts : a theorical one concerning thermodynamics of the nucleation and expansion of zinc bubbles in the liquid cast-iron, a numerical simulation part about bubbles behaviour in the liquid subject to electromagnetic induction and an experimental part concerning zinc release in the surface of the liquid metal bath