Entretien et gestion des fourneaux

Furnace Care And Management

ENTRETIEN ET GESTION DES FOURS DE FUSION

 

En d'autres termes, l'entretien et la gestion des fours se résument à un entretien préventif régulier qui, lorsqu'il est mis en œuvre et exécuté correctement, permet non seulement de réduire les coûts d'exploitation et de minimiser les arrêts de production dus à des arrêts imprévus, mais aussi de maximiser la durée de vie utile de votre four.

 

Voici un exemple concret de la signification de la "durée de vie utile" d'un four. Cet exemple est encore aujourd'hui un exemple parfait de ce qu'est le sujet de ce document.


CASE # 1 :

Le client a acheté un four à réverbère en aluminium alimenté au gaz naturel, d'une capacité de 30 000 livres et d'un taux de fusion de 3 000 livres par heure. À l'exception d'un rapiéçage annuel du revêtement réfractaire dans les zones de forte usure, le PREMIER revêtement réfractaire complet a été réalisé 6 ans plus tard.

 

CASE # 2 :

Le second client a acheté un four pratiquement identique, avec la même configuration de revêtement réfractaire et les mêmes composants. Ce four a nécessité un regarnissage complet du réfractaire après seulement 6 mois de service. Pourquoi une telle disparité ? Entretien et gestion des fours !

 

Dans le cas # 1, le client a appliqué les procédures d'entretien recommandées par le fabricant, qui étaient fournies avec le four, et selon les instructions du technicien de démarrage de l'entreprise, y compris les procédures de nettoyage et de décapage.

 

Dans le cas # 2, lorsque le revêtement du four a dû être entièrement remplacé après 6 mois de service et que le fabricant a demandé pourquoi le four n'avait pas été utilisé conformément aux procédures d'exploitation et aux manuels d'entretien fournis, la réponse a été la suivante : quelles procédures ? En fait, les manuels fournis n'ont pas pu être retrouvés par le client.

 

Les fours de fusion de l'aluminium sont soumis à des conditions d'exploitation extrêmement sévères en ce qui concerne les températures requises pour le métal, le stock de chargement et l'affinité de l'aluminium pour l'oxydation et l'accumulation de crasse/corindon.

Tous les fabricants d'appareils de chauffage réputés fournissent un calendrier d'entretien recommandé dans leurs manuels d'utilisation. Ces programmes recommandés constituent une excellente base de départ.

 

 

L'ENTRETIEN PRÉVENTIF :

Un certain nombre de fonctions, de composants et de matériaux sont utilisés dans la fabrication d'un four d'aluminium ou d'un four de maintien. Ceux-ci DOIVENT être surveillés et entretenus périodiquement :

 

  1. MÉTHODE DE CHAUFFAGE : RÉSISTANCE ÉLECTRIQUE OU GAZ
  2. SYSTÈME DE CONTRÔLE ÉLECTRIQUE ; PANNEAU DE CONTRÔLE
  3. SYSTÈMES PNEUMATIQUES / HYDRAULIQUES
  4. JOINTS DE PORTE
  5. Amortisseurs de conduits d'évacuation (au gaz)
  6. RÉFRACTAIRES ; INSPECTION RÉGULIÈRE ET NETTOYAGE QUOTIDIEN
  7. FLUXAGE ; FRÉQUENCE ET FLUXAGES APPROPRIÉS ET PROCÉDURES
  8. CHAÎNES DE PORTE, CÂBLES, POULIES, PIGNONS, ETC.
  9. TOUS LES SYSTÈMES DE SÉCURITÉ ET DE CONTRÔLE
  10. L'ASSISTANCE AUX FOURNISSEURS, LA FORMATION ET LES PROCÉDURES DE MAINTENANCE OPÉRATIONNELLE ***

 

NOTE : *** Bien que l'assistance et la formation des fournisseurs ne soient PAS une fonction ou une procédure, elles doivent être considérées comme un élément vital. Les manuels d'utilisation et d'entretien fournis avec le four contiennent une abondance d'informations utiles sur le fonctionnement du four, la sécurité, le nettoyage, le fluxage, le dépannage, etc.

 

MÉTHODE DE CHAUFFAGE :

 

Chauffage par résistance électrique - Systèmes d'éléments en acier allié :

L'inspection et l'entretien réguliers des fours de fusion et de maintien de l'aluminium chauffés par résistance électrique sont d'une importance capitale pour garantir un fonctionnement sûr et efficace de ces fours. Les éléments chauffants DOIVENT être inspectés visuellement tous les jours et, dans le cas d'éléments en acier allié de type Ni-chrome ou Kanthal, des réparations doivent être effectuées. Si les éléments en acier allié se délogent ou se déforment et entrent en contact les uns avec les autres, avec le métal en fusion ou avec d'autres composants du four. Si ce problème n'est pas résolu immédiatement, il n'affectera pas seulement les performances du four, mais entraînera une mise à la terre ou un court-circuit des éléments chauffants. En outre, les connexions des bornes des éléments doivent être vérifiées quotidiennement et serrées, si nécessaire, afin d'éviter la formation d'arcs et la défaillance du système.

 

Chauffage par résistance électrique - Systèmes d'éléments en carbure de silicium :

Les éléments en carbure de silicium, communément appelés "GLOBAR", sont régulièrement utilisés dans les fours de fusion et de maintien à réverbère en aluminium chauffés par résistance électrique. Lorsqu'ils sont fournis et installés par l'O.E.M., les éléments doivent être commandés et installés en tant qu'"unités appariées ou groupées". Cela est essentiel car, qu'ils soient installés en série ou en parallèle, ils doivent fonctionner le plus étroitement possible les uns avec les autres, en termes d'ampérage et de résistance. Cela permet d'optimiser les performances et la durée de vie des éléments. En outre, le fait d'avoir des ensembles d'éléments appariés permet de maintenir l'émissivité de la température de surface de ce groupe d'éléments aussi proche que possible l'une de l'autre.

 

Au fur et à mesure que les éléments globar vieillissent, leur résistance augmente, ce qui réduit leur puissance en KW. Pour compenser ce vieillissement, le four doit être équipé d'un transformateur abaisseur. Ces dispositifs permettent aux éléments chauffants de fonctionner à leur puissance maximale à une tension inférieure grâce à un certain nombre de positions de prise de tension. Au fur et à mesure que les éléments vieillissent, la tension peut être augmentée pour maintenir leur puissance maximale, en augmentant la position de la prise en conséquence.

 

Lorsque vous achetez des éléments de remplacement, vous DEVEZ vous assurer qu'ils sont commandés en tant qu'ensembles "assortis" et marqués en conséquence par le fournisseur. Remplacez TOUJOURS les éléments par des ensembles "assortis" et demandez à votre fournisseur de vous fournir les éléments marqués en conséquence.

 

Dans tous les cas, il ne faut jamais laisser de métal en fusion, de fondants ou d'outils de nettoyage entrer en contact avec les éléments, car cela entraînerait une défaillance prématurée et un arrêt imprévu et coûteux.

 

LES CHAUDIÈRES À GAZ :

Les chaudières à gaz sont dotées de systèmes de combustion, de contrôle et de sécurité complexes comprenant une multitude de vannes, de régulateurs, de pressostats, etc. qui DOIVENT être inspectés régulièrement et entretenus, ou remplacés, si nécessaire.

 

Voici un exemple de liste de contrôle opérationnelle/de maintenance pour les activités quotidiennes, hebdomadaires et mensuelles :

 

TOUS LES JOURS :

  • Vérifier le bon fonctionnement de tous les dispositifs de sécurité - gaz et électricité.
  • Vérifier tous les réglages de température et les ajuster si nécessaire - gaz et électricité.
  • Vérifier tous les thermocouples et les fils conducteurs - gaz et électricité.
  • Observer visuellement la forme et les caractéristiques de la fumée - gaz

 

HEBDOMADAIRE :

  • Vérifier que les brûleurs s'allument correctement
  • Vérifier que les pilotes de gaz, les bougies d'allumage ou les deux s'allument correctement.
  • Vérifier les rapports gaz/air à l'entrée
  • Vérifier le fonctionnement de toutes les commandes de température - gaz et électricité.
  • Vérifier le fonctionnement et la propreté de tous les dispositifs de détection de flamme.
  • Confirmer le bon fonctionnement de tous les actionneurs, moteurs de commande, vannes papillon, vannes de blocage automatiques, ventilateur d'air de combustion et filtre.

 

MENSUEL :

  • Tester la séquence de verrouillage de tous les dispositifs de sécurité en déclenchant manuellement chaque verrouillage pour confirmer le bon fonctionnement. - gaz et élec.
  • Tester le dispositif d'arrêt de sécurité du gaz et vérifier qu'il est complètement fermé.
  • Vérifier les réglages de tous les pressostats pour s'assurer de leur bon fonctionnement
  • Inspecter et nettoyer tous les interrupteurs et contacts électriques.
  • Vérifier tous les dispositifs de sécurité des thermocouples et les tester pour confirmer leur fonctionnement.
  • Vérifier l'état et la tension de la courroie du ventilateur d'air de combustion, les roulements, le moteur et le filtre.
  • Inspecter et nettoyer tous les brûleurs, les pilotes, les tiges de flamme et/ou les scanners UV.
  • Vérifier toutes les plaques d'orifice, les mélangeurs gaz/air, les débitmètres et les nettoyer ou les réparer.
  • Vérifier tous les transformateurs et câbles d'allumage
  • Tester tout dispositif de réduction automatique ou manuel.

 

NOTE :  Pour tous les appareils de chauffage à combustible fossile, il faut TOUJOURS faire appel à un installateur de gaz/technicien agréé.

 

SYSTÈME DE CONTRÔLE ÉLECTRIQUE ET PANNEAU DE CONTRÔLE (gaz et électricité) :

  • Recalibrer tous les instruments de contrôle de la température, tous les 6 mois.
  • Les thermocouples à haute température doivent être examinés pour vérifier la cristallisation et la sortie en millivolts de l'élément thermocouple. Ils doivent être remplacés au moins une fois par an.
  • Le bon fonctionnement des relais de sécurité de flamme doit être vérifié au minimum tous les six mois.

 

NOTE : Lors du nettoyage du panneau de contrôle électrique (à l'intérieur et à l'extérieur), veillez à utiliser UNIQUEMENT un solvant qui n'est pas conducteur d'électricité.

 

SYSTÈMES PNEUMATIQUES / HYDRAULIQUES (gaz et électricité)

  • Tous les joints de cylindre doivent être inspectés chaque mois et, en cas de fuite, doivent être remplacés par des joints Viton haute température. Viton haute température.
  • Vérifier toutes les électrovannes d'air. Si elles fuient, les réparer ou les remplacer.
  • Dans le cas des systèmes hydrauliques, vérifiez l'étanchéité de toutes les conduites.
  • Pour les systèmes pneumatiques, vérifiez l'étanchéité de toutes les conduites et réparez-les.

NOTE : L'air comprimé est l'une des sources d'énergie les plus coûteuses dans une usine de fabrication.

 

JOINTS DE PORTE DE FOUR (gaz et électricité) :

L'entretien des joints de porte doit être effectué chaque semaine. Il s'agit non seulement de l'une des principales sources de perte de chaleur, mais aussi du principal facteur contribuant à la formation de crasses d'aluminium et, pire encore, à l'accumulation de corindon sur les parois réfractaires du four. Il existe une multitude de dispositifs/technologies d'étanchéité de porte disponibles auprès de divers fabricants de fours, tels que les joints de périmètre de porte revêtus de fibres réfractaires à réglage manuel, les joints de corde en fibres réfractaires "coulés" et les systèmes dans lesquels la porte est montée verticalement sur des guides de porte pneumatiques qui tirent la porte dans les montants, le seuil et le linteau lors de la fermeture, et poussent la porte vers l'extérieur avant de la soulever. Quelle que soit la technologie utilisée, il est important de maintenir l'étanchéité.

 

Dans le cas des fours électriques, on ne saurait trop insister sur l'entretien des joints de porte. Avec les fours électriques, la pression du four est au mieux atmosphérique, et toute ouverture induit une entrée d'oxygène, ce qui accélère l'accumulation de crasse et la formation de corindon.

 

Dans le cas des fours à gaz, l'incorporation d'un système de contrôle de la pression et d'un clapet d'évacuation permet, dans une certaine mesure, de minimiser, mais non d'éliminer, l'accumulation de crasses et la formation de corindon. Dans tous les cas, le système d'étanchéité de la porte du four DOIT être entretenu.

 

La plupart des appareils de chauffage au gaz sont équipés d'un clapet de cheminée ou d'un dispositif de contrôle de la pression. Ceux-ci sont conçus pour maintenir une pression légèrement positive dans le four entre le feu fort et le feu faible. Dans le cas des clapets mécaniques, ils utilisent des liaisons mécaniques et des mécanismes d'entraînement qui DOIVENT être inspectés et entretenus régulièrement. Dans les cas où des systèmes d'air comprimé à "jet d'air" sont utilisés, le positionnement du collecteur d'air doit être régulièrement vérifié et ajusté si nécessaire.

Quel que soit le système, il est recommandé d'effectuer cette opération une fois par mois. Le non-respect de cette consigne entraînera une augmentation de la consommation de carburant, une formation excessive de crasses et des pertes par fusion.

 

RÉFRACTAIRES - NETTOYAGE ET INSPECTION RÉGULIERS :

Il s'agit d'une procédure d'entretien essentielle pour les fours à gaz et les fours électriques. C'est là que se situent les temps d'arrêt. Le nettoyage des parois du four et de la surface de la baignoire doit être effectué tous les jours, sans exception.

 

Il s'agit notamment de

  • Élimination de toutes les accumulations d'oxyde sur les parois réfractaires -- QUOTIDIENNEMENT
  • Fluxage du bain et élimination de l'écume pour le recyclage - PAR POSTE
  • Élimination de l'accumulation de boues sur la sole du four--DAILY
  • Inspecter visuellement les joints, les montants, les seuils, les linteaux et les lames de la porte.
  • Tous les six mois, vidangez le four, arrêtez-le et inspectez le revêtement réfractaire, puis rafistolez-le si nécessaire.

 

LES PROCÉDURES DE FLUXAGE :

La fusion et la manipulation ultérieure d'alliages d'aluminium en fusion entraînent invariablement la formation de crasses à la surface du bain de métal en fusion et la croissance de corindon sur les parois du four. Ces deux phénomènes doivent être éliminés quotidiennement.

 

Dans le cas des crasses à la surface du bain, un flux est appliqué non seulement pour éliminer l'accumulation d'oxyde, mais aussi pour inciter les particules d'oxyde en suspension à remonter à la surface de la matière fondue, où elles peuvent être éliminées lors de l'écrémage de la surface du bain, ce qui améliore la qualité du métal. La "règle empirique" est d'une fois par équipe.

 

FIGURE # 2 illustre qu'une couche de crasse de 1 pouce réduit l'efficacité des fours, et/ou le taux de fusion, de 28 pour cent.

 

Pour la plupart des fournisseurs de fours, les revêtements réfractaires sont de haute qualité et, en tant que tels, offriront une bonne durée de vie à condition que le revêtement du four soit entretenu et que les fournisseurs de fours aient correctement nettoyé le four. FIGURE # 3 est un tableau typique de nettoyage de four qui devrait être utilisé.

Les superviseurs doivent inspecter le four une fois le nettoyage terminé et apposer leur signature. La direction doit conserver ces documents dans ses dossiers afin de pouvoir les examiner en cas de défaillance prématurée du revêtement réfractaire.

 

Dans le cas des fours à résistance électrique, il faut savoir que les fondants sont extrêmement corrosifs et que, s'ils ne sont pas correctement choisis et appliqués, ils peuvent réduire considérablement la durée de vie des éléments chauffants. Consultez le fabricant des éléments pour connaître ses recommandations.

 

CHAÎNES DE PORTE, CÂBLES, POULIES, PIGNONS, ETC :

L'inspection de tous les dispositifs de levage motorisés sur les portes, les couvercles ou les registres des fours, y compris les chaînes, les câbles, les poulies, les pignons, les roulements, etc. doit être effectuée tous les six mois au minimum. Tous les pivots, charnières et autres pièces mobiles doivent être lubrifiés tous les mois à l'aide d'une graisse haute température.

 

Dans le cas des dispositifs de chargement tels que les treuils à benne utilisés avec les fours de fusion en pile, les entraînements, les chaînes, les pivots, les tendeurs, etc. doivent être inspectés et lubrifiés au moins une fois par semaine.

 

LES DISPOSITIFS DE SÉCURITÉ ET LES CONTRÔLES :

Outre la réduction des temps d'arrêt imprévus, tous les contrôles de sécurité, dispositifs, verrouillages, etc. constituent une question de sécurité globale de l'usine et doivent être surveillés et vérifiés par le comité de sécurité de l'usine.

 

L'ASSISTANCE ET LA FORMATION DES FOURNISSEURS :

Lors de l'évaluation des fournisseurs potentiels de fours, il convient de s'interroger sur leur disponibilité et leur capacité à fournir une formation et une assistance à la maintenance sur site ou à distance, en fonction des besoins et dans les délais impartis. Les cours de maintenance proposés par le fabricant sont de loin le moyen le plus efficace de former les opérateurs et les techniciens des fours, ainsi que le service d'entretien, et de développer votre "PROGRAMME D'ENTRETIEN ET DE GESTION DES FÛTS". Les cours sur site entraînent généralement un léger coût supplémentaire pour le déplacement d'un membre du personnel de l'usine. Cependant, la plupart d'entre eux estiment qu'il est avantageux de le faire.

 

LA MAINTENANCE EST LA CLÉ POUR ---------- RÉDUIRE LES TEMPS D'ARRÊT

LA RÉDUCTION DES TEMPS D'ARRÊT EST LA CLÉ DE ------ L'AUGMENTATION DU TEMPS DE FONCTIONNEMENT

L'AUGMENTATION DU TEMPS DE FONCTIONNEMENT EST LA CLÉ DE L'AUGMENTATION DE LA PRODUCTION SUR LE SITE -------

L'AUGMENTATION DE LA PRODUCTION EST LA CLÉ DE LA RENTABILITÉ DE -----

LA RENTABILITÉ EST LA CLÉ DU SUCCÈS ---------- ! !!!!!

 

 

 

À PROPOS DE L'AUTEUR / CLAUSE DE NON-RESPONSABILITÉ :

Cet article a été rédigé par Ed Lange, consultant en fours à aluminium. elange2@cogeco.ca Les informations présentées dans cet article sont basées sur plus de 40 ans d'expérience de l'auteur dans le développement, la conception et la vente d'équipements de fusion, de maintien et de manipulation de métaux non ferreux. L'auteur ne cautionne en aucune manière un fabricant de four particulier ou ses technologies respectives.

 

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