o

Technique des Processus Thermiques

Fours moufle étanche à paroi froide jusqu’à 2400 °C

Four moufle étanche VHT 500/22-GR H2 pour la fabrication de matériaux composites (e.g. fibre de carbone) et réservoir additionnel pour fonctionnement sous hydrogène

Elément en graphite

Élément chauffant en molybdène ou en tungstène

Résistance en disiliciure de molybdène et isolation en fibre

Les fours moufle étanche compacts de la série VHT sont conçus en tant que fours chambre energie électrique par un chauffage au graphite, molybdène, tungstène ou MoSi2. Ces fours moufle étanche offrent la possibilité de réaliser des processus client exigeants du point de vue technique tant par leurs concepts de chauffage variables que par les nombreux accessoires qu’ils comportent.

Le moufle étanche au vide autorise des traitements thermiques sous gaz neutre ou gaz réactifs ou bien encore sous vide selon les caractéristiques de chaque four jusqu’à une pression de 10-5 mbar. Le four standard permet de fonctionner avec des gaz protecteurs neutre ou réactifs ou encore sous vide. La version H2 permet de fonctionner sous hydrogène ou sous tout autre gaz réactif. Le point essentiel de cette version consiste en ensemble d‘élements de sécurité certifiés permettant un fonctionnement continu en toute sécurité, déclenchant un programme de secours en cas de défaillance.

Autres spécifications de chauffage

En général, les variantes suivantes sont disponibles en fonction des exigences de l’application:

VHT ../..-GR avec isolation et chauffage en graphite

  • Convient aux processus sous gaz protecteurs ou réactifs ou sous vide
  • Tmax 1800  °C, 2200  °C ou 2400 °C (VHT 40/.. - VHT 100/..)
  • Vide jusqu’à 10-4 mbar max. selon le type de pompe mis en œuvre
  • Isolation au feutre de graphite

VHT ../..-MO ou VHT ../..-W avec système de chauffage au molybdène ou au tungstène

  • Convient aux processus aux critères d’ultra-pureté sous gaz protecteurs ou réactifs ou sous vide
  • Tmax 1200  °C, 1600  °C ou 1800  °C (voir tableau)
  • Vide jusqu’à 10-5 mbar max. selon le type de pompe mis en œuvre
  • Isolation à l’aide de plaques molybdène ou tungstène

VHT ../..-KE avec isolation en fibre et chauffage par éléments chauffants en disiliciure de molybdène

  • Convient aux processus sous gaz protecteurs ou réactifs, à l’air ou sous vide
  • Tmax 1800  °C
  • Vide jusqu’à 10-2 mbar max. selon le type de pompe mis en œuvre (jusqu’à 1300  °C)
  • Isolation en fibres d’alumine extra pure
 

Représentation schématique du four moufle étanche à paroi froide avec équipements additionnels 1 Moufle 2 Résistances électriques 3 Isolation 4 Panoplie pour la gestion des gaz 5 Pompe à vide 6 Système d‘eau de refroidissement 7 Panneau de contôle 8 Armoire de puissance/commande intégrée 9 Transformateur électrique 10 Dispositif de chargement dans le mouffle Four moufle étanche VHT 8/16‑MO avec ensemble automatique

Four moufle étanche VHT 100/16‑MO avec ensemble automatique

Exécution de base

  • Tailles standard chambre de four de 8 - 500 litres
  • Moufle en acier réfractaire refroidi à l’eau
  • Support en profilés d’acier robustes, de maintenance simple grâce aux plaques de revêtement en inox faciles à retirer
  • Corps du modèle VHT 8 sur rouleaux pour déplacer le four facilement
  • Collecteur d’eau de refroidissement doté d‘un robinet manuel, surveillance automatique du débit, système de refroidissement à l’eau en circuit ouvert
  • Circuits d‘eau de refroidissement réglables munis d‘indicateurs de débit et de température et d‘une protection contre la surchauffe
  • Installation de commande et contrôleur intégrés au corps
  • Contrôle des applications avec programmateur P470
  • Régulateur de sécurité de surchauffe avec réinitialisation manuelle pour classe de protection thermique 2 conformément à la norme EN 60519-2
  • Commande manuelle des fonctions de gaz de processus et de vide
  • Mise sous gaz manuelle avec un gaz de procédé (N2, Ar ou gaz mélangé non combustible), avec débit réglable
  • Dérivation avec soupape manuelle permettant un remplissage rapide de la chambre du four
  • Sortie de gaz manuelle avec soupape de décharge (20 mbars de pression relative) pour travail en surpression
  • Pompe à tiroir rotatif à un étage avec robinet à boisseau sphérique pour purge initiale et traitements thermiques sous vide grossier jusqu’à 5 mbars
  • Manomètre pour surveillance visuelle de la pression
  • Application définie dans la limite des instructions de fonctionnement
 

Four moufle étanche VHT 40/22-GR avec porte guillotine automatique et panneau frontal pour connexion sur caisson

Traitement thermique de barres de cuivre sous hydrogène dans four moufle étanche VHT 8/16-MO

Thermocouple de type S avec dispositif d’extraction automatique autorisant de très bons résultats de régulation dans la plage inférieure de température

Pompe turbo-moléculaire

Equipement additionnels enveloppe métallique/zone de chauffe

  • Corps compartimentable en option pour entrée par portes de plus petite taille (VHT 8)
  • Porte guillotine
  • Concept de zones de chauffe indépendantes

Equipement additionnels de système de gestion des gaz

  • Mise sous gaz manuelle pour un second gaz de procédé (N2, Ar ou gaz mélangé non combustible), avec débit réglable et communtation
  • Régulateur de débit massique pour débits variables et génération de mélanges gazeux à l’aide d’un second système de mélange (ensemble automatique uniquement)
  • Mouffle en molybdène, tungstène, graphite ou en composite à base de fibre de carbone (CFC), particulièrement recommandé pour les procédés de déliantage. Le mouffle, equipé d‘une entrée/sortie de gaz, est intégré dans la chambre du four et permet d’améliorer l’homogénéité de température. Les gaz d‘échappement générés lors du déliantage seront directement extraits du caisson. Lors l‘opération de frittage, un changement de connexion de mise sous gaz est réalisé afin d‘obtenir le balayage d‘une atmosphère propre.

Equipements additionnels de mise sous vide

  • Pompe à palette bi-étagée avec robinet à boisseau sphérique et détecteur électronique de pression pour réaliser une purge initiale et des traitements thermiques sous un vide précis (jusqu’à 10-2 mbars)
  • Pompe turbo-moléculaire avec vanne à tiroir et détecteur électronique de pression pour réaliser une purge initiale et des traitements thermiques sous vide poussé (jusqu’à 10-5 mbars). Présence d‘une pompe à vide d‘appoint.
  • Autre pompes à vide sur demande
  • Fonctionnement sous pression partielle: injection du gaz protecteur dépression négative régulée (ensemble automatique uniquement)

Equipements additionnels pour les systèmes de refroidissement

  • Echangeur de chaleur à circuit fermé de l’eau de refroidissement
  • Refroidissement direct

Equipements additionnels pour la régulation et l‘enregistrement

  • Thermocouple de charge avec indicateur
  • Pour les modèles 2200 °C, mesure de la température par pyromètre dans les plages de température élevée. Pour une régulation précise dans les plages de températures basses, mise en oeuvre d‘un thermocouple type C muni d‘un système rétractable automatique (à partir de la version VHT 40/..-GR)
  • Ensemble automatique avec contrôle de processus H3700
    • Ecran tactile graphique 12”
    • Saisie de toutes les données de processus comme températures, taux de chauffe, mise sous gaz, vide par l’intermédiaire de l’écran tactile
    • Visualisation de toutes les données importantes pour le processus sur une image de process
    • Mise sous gaz automatique pour un gaz de procédé (N2, Ar ou gaz mélangé non combustible), avec débit réglable
    • Dérivation de remplissage du réservoir en gaz de processus commandée par le programme
    • Programmes de prétraitement et de posttraitement automatiques, test de fuite compris, en vue d’un fonctionnement sécurisé du four
    • Sortie de gaz automatique avec soupape à soufflet et soupape de décharge (20 mbars de pression relative) pour travail en surpression
    • Détecteur de pression absolue et relative
  • Contrôle et enregistrement des process avec le progiciel VCD ou via le Nabertherm Control Center (NCC) à des fins de surveillance, de documentation et de commande
 

Pompe à tiroir rotatif à un étage pour traitements thermiques sous vide grossier jusqu’à 5 mbars Pompe à tiroir rotatif à deux étages pour traitements thermiques sous vide jusqu’à 10-2 mbar

Chambre de chauffe en graphite avec porte-charge

Caisson insert en molybdène avec six supports de chargement

Boîte encastrable processus pour le déliantage inerte

Certains processus requièrent le déliantage du lot par l’emploi de gaz inerte ou réactif incombustible. Nous recommandons, pour ces processus, par principe un four de à cornue à parois chauffées (voir modèle NR .. ou SR ..). Grâce à ces fours moufle étanche, la formation de dépôts de condensat est inhibée au maximum.

Lorsqu’il n’est pas possible d’éviter, même dans le four VHT, un échappement de petites quantités de liants résiduels lors du processus, ce four moufle étanche devrait être conçu en conséquence.

La chambre du four est équipée d’une boîte encastrable de processus supplémentaire qui possède une sortie directe vers la torche de brûlage de gaz d’échappement et qui permet ainsi d’évacuer le gaz d’échappement directement. Grâce à ce système, les salissures dans la chambre du four, provoquées par des gaz d’échappement lors du déliantage, sont nettement réduites.

Il est possible d’ajouter au trajet d’échappement, en fonction de la composition du gaz d’échappement, les diverses options suivantes:

  • Torche de brûlage de gaz d’échappement pour la combustion du gaz d’échappement
  • Purgeur de vapeur d’eau pour la séparation de liants
  • Posttraitement du gaz d’échappement selon le processus, par le biais de laveurs
  • Sortie de gaz d’échappement chauffée évitant la dépose de condensat dans le trajet de gaz d’échappement
 VHT ../..-GRVHT ../..-MOVHT ../18-WVHT ../18-KE
Tmax1800 °C, 2200 °C ou 2400 °C1200 °C ou 1600 °C1800 °C1800 °C
Gaz inerte
Air/Oxygène---
Hydrogène3,4331,3
Vide grossier, poussé (>10-3 mbar)2
Vide très poussé (<10-3 mbar)42
Mat. élément chauffantgraphitemolybdènetungstèneMoSi2
Mat. élément isolationfeutre graphitemolybdènetungstène/molybdènefibre céramique
1Tmax réduite à 1400 °C 3Seulement avec système de sécurité pour gaz réactif
2En fonction de la température 4Jusqu’à 1800 °C
ModèleDimensions intérieures du caisson en mmVolume
 lphen l
VHT 8/..1202101503,5
VHT 25/..20035020014,0
VHT 40/..25043025025,0
VHT 70/..32547532550,0
VHT 100/..42550042590,0
VHT 250/..575700575230,0
VHT 500/..725850725445,0
ModèleDimensions intérieures en mmVolumeCharge max.Dimensions extérieures en mmPuissance de chauffe en kW4
 lphen ldu four en KgLPHgraphitemolybdènetungstènefibre céramique
VHT 8/..170240200851250 (800)111002700527/27/-219/3435012
VHT 25/..250400250252015002500220070/90/-245/6538525
VHT 40/..3004503004030160026005230083/103/125254/90311030
VHT 70/..375500375705018005330052400105/125/150270/110315055
VHT 100/..450550450100751900350052500131/155/175290/1403sur demande85
VHT 250/..6007506002501753000143003100180/210/-2sur demandesur demandesur demande
VHT 500/..7509007505003503200145003300220/260/-2sur demandesur demandesur demande
1Avec unité séparée de système de commutation 4La puissance connectée peut être plus importante en fonction de la conception du four
21800 °C/2200 °C 5Dimensions plus réduites selon le type de chauffage
31200 °C/1600 °C
 

Four moufle étanche VHT 100/15-KE H2 avec isolation en fibre et réservoir additionnel pour fonctionnement sous hydrogène, 1400 °C Four moufle étanche VHT 40/16-MO H2 avec équipement pour hydrogène en version automatique

Système de gestion des gaz

Exécution H2 pour fonctionnement avec hydrogène ou d’autres gaz combustibles

En exécution H2, les fours moufle étanche peuvent fonctionner sous hydrogène ou sous tout autre gaz combustible. Ces installations sont équipées, en plus, de la technique de sécurité adéquate pour ce genre d’application. Seuls des capteurs dûment certifiés sont mis en œuvre en tant que capteurs de sécurité. La régulation du four moufle étanche s’opère via un système de commande sécurisé (S7-300F/commande de sécurité).

  • Concept de sécurité certifié
  • Ensemble automatique
  • Soupapes d’admission de gaz redondantes pour l’hydrogène
  • Pressions initiales surveillées de tous les gaz de processus
  • Dérivation pour purger en sécurité la chambre du four avec un gaz inerte
  • Réservoir d’air de secours avec surveillance de la pression, doté d’une électrovanne à ouverture automatique
  • Torche de brûlage de gaz de combustion (energie électrique ou au gaz) pour la postcombustion de H2
  • Fonctionnement sous pression atmosphérique: Purge de l‘hydrogène dans le mouffle commençant à température ambiante et avec une surpression contrôlée (50 mbar relatif)

Options

  • Fonctionnement sous pression partielle: balayage d‘hydrogène dans le moufle sous dépression atmosphérique et à partir d’une température de 750  °C
  • Procédé de mise sous cloche dans le moufle pour le déliantage sous hydrogène
  • Contrôle et enregistrement des process via Nabertherm Control-Center NCC pour la surveillance, la documentation et la commande
 

Four moufle étanche avec sole élévatrice jusqu’à 2400 °C

Four moufle étanche LBVHT 250/20-W avec éléments en tungstène Four moufle étanche LBVHT 600/24-GR

Four moufle étanche LBVHT avec élément chauffant en graphite

Les moufle étanche avec sole élévatrice de la série LBVHT sont conçus tout particulièrement pour les processus de production qui doivent avoir lieu sous gaz protecteurs/réactifs ou sous vide. Du point de vue des données fondamentales de puissance, ces modèles sont conçus comme les modèles VHT. Leur taille et leur forme à sole élévatrice à entraînement électro-hydraulique facilitent le chargement en cours de production. Les fours moufle étanche sont livrables en différentes tailles et exécutions. Comme les modèles VHT, ces fours peuvent être équipés de différents concepts de chauffage.

  • Taille standard entre 100 et 600 litres
  • Construits comme fours moufle étanche avec sole élévatrice avec table à entraînement électro-hydraulique rendant le chargement plus aisé et plus clair
  • Préparé pour recevoir des poids de charge élevés
  • Différents concepts de chauffage par
    • Éléments chauffants en graphite allant jusqu’à une Tmax de 2400  °C
    • Éléments chauffants en molybdène allant jusqu’à une Tmax de 1600  °C
    • Éléments chauffants en tungstène allant jusqu’à une Tmax de 2000  °C
  • Montés sur cadre avec des tôles en acier inoxydable à surface structurée
  • Exécution standard avec mise sous gaz avec un gaz protecteur ou réactif non combustible
  • Système de mise sous gaz automatique, livrable comme équipement complémentaire pour fonctionner avec plusieurs gaz de processus
  • Système de mise sous gaz fonctionnant à l’hydrogène ou autres gaz réactifs non combustibles y compris système de sécurité comme équipement complémentaire
  • Système de commutation et régulation ainsi que système de mise sous gaz intégrés dans la carcasse de four
  • Pour les autres propriétés produit du four standard et l’équipement complémentaire disponible, voir description des fours VHT à partir de la page 26
ModèleTmaxModèleTmaxModèleTmaxDimensions intérieures en mmVolumeBranchement
 °C °C °CØhen lélectrique*
LBVHT 100/16-MO1600LBVHT 100/20-W2000LBVHT 100/24-GR2400450700100triphasé
LBVHT 250/16-MO1600LBVHT 250/20-W2000LBVHT 250/24-GR2400600900250triphasé
LBVHT 600/16-MO1600LBVHT 600/20-W2000LBVHT 600/24-GR24008001200600triphasé
*Remarques concernant le courant de raccordement voir page 89
 

Fours moufle étanche à paroi froide jusqu’à 2400 °C ou 3000 °C

Four moufle étanche SVHT 9/24-W avec système de chauffage au wolfram

Module de chauffage au graphite

Moufle cylindrique avec système de chauffage au wolfram

Circuit d’eau de refroidissement

Comparées aux modèles VHT (pages 26 et suiv.), les valeurs de puissance des fours moufle étanche de la série SVHT sont encore augmentées en ce qui concerne le vide obtenu et la température maximale. L’exécution sous forme de four droit avec système de chauffage au wolfram permet même de réaliser des processus sous vide poussé jusqu’à une température maximale de 2400 °C avec les fours moufle étanche SVHT ..-W. Les fours moufle étanche SVHT ..- GR avec système de chauffage au graphite, également exécutés sous forme de four droit, peuvent même être utilisés jusqu’à 3000 °C maximum sous atmosphère de gaz rare.

  • Tailles standard avec chambre de four de 2 ou 9 litres
  • Exécution sous forme de four droit avec chargement par le haut
  • Structure avec cadre et tôles structurées en acier inoxydable
  • Conteneur en inox à double paroi et refroidi à l’eau
  • Commande manuelle des fonctions de gaz de procédé et de vide
  • Mise sous gaz manuelle d’un gaz de procédé ininflammable
  • Marchepied devant le four moufle étanche pour une hauteur ergonomique de chargement
  • Couvercle du conteneur avec amortisseurs à gaz
  • Unité de commande et de régulation ainsi que dispositif de mise sous gaz intégrés dans la carcasse du four
  • Application définie dans la limite des instructions de fonctionnement
  • Autres caractéristiques standard du produit, voir la description de l’exécution standard des modèles VHT

Systèmes de chauffages

SVHT ..-GR

  • Pour procédés:
    • Sous gaz protecteurs ou réactifs ou sous vide en considérant la limite max. de température applicable
    • Sous gaz inerte argon jusqu’à 3000  °C
  • Vide max. jusqu’à 10-4 mbars selon le type de pompe mis en œuvre
  • Système de chauffage: éléments chauffants au graphite, agencement cylindrique
  • Isolation thermique: Isolation au feutre de graphite
  • Mesure de la température par pyromètre optique

SVHT ..-W

  • Pour procédés sous gaz protecteurs ou réactifs ou sous vide jusqu’à 2400  °C
  • Vide max. jusqu’à 10-5 mbars selon le type de pompe mis en œuvre
  • Système de chauffage: module de chauffage cylindrique au wolfram
  • Isolation thermique: plaques rayonnantes au wolfram et au molybdène
  • Mesure optique de la température par pyromètre
  • Options comme une commande automatique des gaz de procédé ou une exécution pour fonctionner sous gaz inflammables avec système de sécurité, voir les modèles VHT
ModèleTmaxDimensions espace utileVolume utileDimensions extérieures en mmPuissance deBranchement
 °CØ x h en mmen lLPHchauffe en kW1électrique*
SVHT 2/24-W2400150 x 1502,513002500200055triphasé
SVHT 9/24-W2400230 x 2309,514002900210095triphasé
         
SVHT 2/30-GR3000150 x 1502,514002750210065triphasé
SVHT 9/30-GR3000230 x 2309,515002900210090triphasé
1La puissance connectée peut être plus importante en fonction de la conception du four
*Remarques concernant le courant de raccordement voir page 89