Le contrôle de la pression dans les fours de fusion d'aluminium régénératifs est essentiel pour garantir l'efficacité de la fusion, réduire la consommation d'énergie et prolonger la durée de vie du four. Son principe repose sur l'équilibrage du volume de gaz à l'intérieur du four par le réglage des émissions de gaz de combustion.

1. Principe de contrôle et boucle principale : Les boucles de contrôle de la pression du four et des gaz de combustion sont étroitement couplées. Le système utilise un transmetteur de pression différentielle pour mesurer en temps réel la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du four, convertir le signal de pression en un signal de courant de 4 à 20 mA et l'envoyer à un automate programmable (PLC). Le module de contrôle en boucle fermée PID (Proportionnel-Intégral-Dérivé) de l'automate compare la valeur mesurée à la consigne (généralement une légère surpression, de l'ordre de 10 à 30 Pa) et envoie des commandes à l'actionneur, généralement une vanne papillon de régulation à commande électrique située sur la cheminée auxiliaire.

2. Logique d'exécution principale : Lorsque la pression dans le four augmente (par exemple, après le chargement ou lors d'une inversion de sens) : l'automate programmable commande une ouverture accrue de la vanne, permettant ainsi une évacuation plus rapide des gaz de combustion à haute température par la cheminée auxiliaire ou après passage dans le régénérateur, réduisant la quantité de gaz résiduel dans le four.

Lorsque la pression dans le four diminue ou devient négative : l'ouverture de la vanne diminue, l'évacuation des gaz de combustion est obstruée, les gaz s'accumulent dans le four et la pression remonte.

3. Caractéristiques particulières en mode régénération : Le système de régénération utilisant deux réservoirs de régénération fonctionnant alternativement (toutes les 30 à 60 secondes), la résistance du passage des gaz de combustion fluctue fortement lors de ces commutations, provoquant des variations brusques et périodiques de la pression dans le four. C'est pourquoi les systèmes de contrôle avancés intègrent une anticipation de la synchronisation des commutations : l'ouverture de la vanne est préréglée avant chaque commutation afin d'atténuer les pics de pression.

4. Sécurité et optimisation

Verrouillage de la porte du four : Dès l’ouverture de la porte, le système bascule automatiquement en mode de priorité à la pression, forçant l’évacuation des gaz de combustion afin d’empêcher toute fuite de gaz à haute température et tout risque de blessure.

Protection contre la surpression : En cas de dépassement de la pression limite, la porte antidéflagrante ou le clapet anti-retour s’ouvre en cas d’urgence.

Grâce à la coordination de la régulation PID en boucle fermée et de la logique de commutation décrites ci-dessus, la fluctuation de pression du four de fusion d’aluminium régénératif est maintenue à ±5 Pa, évitant ainsi l’oxydation de l’aluminium en fusion et l’absorption d’hydrogène par l’air froid, ainsi que les risques d’incendie de la porte susceptibles d’endommager l’étanchéité.