Development of a ceramic tube of the gas-fired immersion heater for the aluminum melting furnace

Dans le domaine des fours de fusion des metaux non ferreux, le chauffage a immersion au gaz de ville consiste, a la difference du chauffage exterieur, a immerger des tubes de chauffage dans le metal fondu pour le faire chauffer de l'interieur. Cette technique est de plus en plus couramment employee en raison des avantages qu'elle presente, notamment: compacite de l'equipment, reduction de la consommation d'energie et facilite de la maintenance. Nous avions mis au point, dans un premier temps, une ceramique composite de carbone comme materiau des tubes de chauffage au gaz immerges et une technique de revetement superficiel et avons utilise ces tubes dans la pratique. Cependant, dans le cas des fours de fusion d'alumimum pour le moulage sous basse pression, l'on ajoute du flux de sodium dans l'aluminium liquide pour ameliorer la mulabilite et la formabilite de l'alliage d'aluminium. Or, vu que ce flux de sodium presente une haute reactivite, traverse la paroi des tubes en ceramique immerges et reagit avec la couche de revetement interieur du tube ainsi qu'avec le materiau meme du tube, provoquant la formation de verre a bas point de fusion et l'erosion du tube. Nous avons donc conduit des analyses a l'aide de divers appareils et instruments pour determiner le debit de penetration du sodium et le mecanisme de reaction du sodium avec le materiau du tube. Nous avons ensuite tente d'empecher la penetration de sodium, d'une part en augmentant la densite de la ceramique composite de carbone, en vue d'abaisser le debit de penetration du sodium, et d'autre part en utilisant un materiau de revetement inteme du tube presentant une faible reactivite avec le sodium ainsi qu'une composition telle que son coefficient de dilatation thermique soit egal a celui du carbure de silicium lie au carbone qui est la matiere premiere du tube. Nous avons ainsi abouti a la realisation d'un tube resistant au choc thermique et, donc, ne se fissurant pas. De plus, nous avons ameliore les performances du tube en le recouvrant, tant a l'exteneur qu'a l'interieur, de plusieurs conches de revetements de differentes matieres. Les tubes de chauffage par immersion ainsi fabriques a titre d'essai sont actuellement soumis a des tests d'endurance dans un four de fusion ou la temperature de l'aluminium liquide est de 750°C et dont la teneur en flux de sodium est de 250 ppm. Jusqu' a present nous avons pu constater que les tubes recuperes apres environ 6 mois d'essai presentaient des performances normales.