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Four destiné au traîteiuegt 4t-i li|res I. recuire ou à
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tremper*
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la présente investi a pea? at d'obtenir un four pour le traitement de matines à recuire ou a tremper (re- cuit dans un gaz indifférent 09 atestation dans un gaz renfermant du carbone, a ' .'ae, etc... ), ce four se caractérisant par me anâo simplicité de la con- straction, par le fv4t cpfàl jpfat se décomposer en un grand nombre de parties et q9,*ilvfl t t* a manoeuvre commode.
Le dessin ai- joint 1 titre d'exemple de réalisation de l'objet âe X4-VfB.ti6af 'un four à résistance électrique alimenté psr'd&e'aK!. triphasé, qui est desti- né 1 la trompe à Il azote .''^ auer Sur ce dessin:
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La fig.l représente une vue en coupe longitudinale du four, et
La fig. 2 une vue en coupe transversale suivant la li- gne 2-2 de la fig.l, tandis que
La fig. 3 représente le schéma de montage correspondant.
Sur les figs.l et 2, A désigne la paroi du four, dans le socle en maçonnerie duquel sont montés un certain nombre de piliers B. Sur les piliers B est supporté, par l'intermé- diaire de traverses C, un caisson D, de section rectangu- laire, ouvert sur ses faces frontales. Ce caisson D est constitué en un alliage résistant à l'action de la chaleur et des corrosions (par exemple de l'acier-chrome-nickel) et est muni, sur sa surface latérale extérieure, d'isola- teurs (non représentés), sur lesquels est fixée la résistance de chauffage E, divisée en trois enroulements à phases et constituée, par exemple, par du fil métallique fer-chrôme- nickel.
Les extrémités des enroulements - désignés par E E1, E2 sur la fig. 3 - sont (de manière non représentée) amenées vers l'extérieur travers la paroi du four et sont connectées, en passant par un commutateur à quatre pôle F (fig.3) à un réseau de courant triphasé G, de telle manière que dans l'une des positions de commutation (1), il existe un couplage en étoile, et que dans l'autre position de com- mutation (II), il existe un couplage en série des trois en- roulements à phases E, E1 12..Le caisson D est suspendu, par l'intermédiaire de ils h1, à des traverses H, qui re- posent sur les parois latérales du four.
Le four est fermé à sa partie supérieure par une plaque-couvercle J en fer, reposant librement sur la paroi A du four, et après l'en- lavement de laquelle, le caisson D peut être démonté. Les intervalles entre le caisson D et la paroi A ainsi que le couvercle J sont remplis,:de la manière visible sur le dessin, d'une matière.isolante.
Le caisson D est muni d'une voie de roulement, qui con-
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siste en trois fers en U désignés par K, rivés sur le fond du caisson et munis de barres de guidage K1 (fig. 2). A la voie K K1 du caisson D se raccordent, à droite et à gauche, des voies semblables K2 K3, qui passent à travers des ouver- tures ménagées dans les parois frontales du four et qui se prolongent à l'extérieur du four, de la manière repré- sentée sur la fig.l. Sur lea voies K, K2, K3 peut se dé- placer un système de paires de galets M, montés fous, qui sont reliés entre eux par des axes m1 et par des éclisses latérales m2 s'étendant dans le sens des rails. La longueur de tout le système de galets M m1 m2 correspond environ à deux fois et demie la longueur du four.
Sur les galets M repose, à l'intérieur de la chambre de chauffage con- stituée par le caisson D, par l'intermédiaire d'une plaque intercalaire N, un récipient P destiné à recevoir la ma- tière à soumettre à la trempe à l'azote. Ce récipient P, qui est fermé de manière étanche au gaz par un couvercle
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, est constitué par un alliage d'aeier-chrtime-nickel, qui résiste particulièrement bien a l'action de la chaleur et aux actions chimiques. L'amenée du gaz dégageant de l'azote dans le récipient P s'effectue par un tube p2 passant à travers l'une des parois frontales du récipient et qui s'étend approximativement jusqu'à l'autre paroi frontale de celui-ci. L'évacuation du gaz s'effectue par un tube p3, traversant cette même paroi frontale.
Un deuxième récipient semblable R est monté, à l'extérieur du four, sur la partie du système de galets M m1 m2 qui se trouve sur la voie dé- signée par K2
La chambre de chauffage du four est fermée % l'air ex- térieur par des obturateurs mobiles Q, qui sont enlevés avant le déplacement du récipient P.
Le fonctionnement du four à résistance décrit est le suivant. Après que'le four encore vide, mais fermé par
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les obturateurs Q, a été chauffé par la connexion des ré- sistances E E1 E2 au réseau triphasé G dans la position de couplage I du commutateur F (couplage en étoile), on amène le commutateur F dans la position de couplage II, dans la- quelle les enroulements à phase. ne reçoivent que la quan- tité de courant électrique suffisante pour maintenir la température atteinte par le chauffage.
Le récipient P, qui a été entretemps rempli avec les objets a tremper et qui a été fermé de manière étanche au gaz, est alors, après enlèvement des obturateurs Q, introduit dans la chambre de chauffage du four, le système de galets se déplaçant à une vitesse égale à la moitié de la vitesse du récipient P.
Après avoir raccordé les tubes p2 et p3 à une bonbonne remplie d'un gaz contenant de l'azote, on referme le four au moyen des obturateurs Q. On fait alors passer le gaz renfermant de l'azote a travers le récipient P chauffé au moyen des résistances E E1 E2,Pendant cette opération, de l'azote pénètre dans les objets à tremper et durcit ceux-ci.
Pendant la période de trempe à l'azote, on place le réci- pient R sur la partie K de la voie et on le remplit avec des objets à tremper. Aussitôt qu'une quantité suffisante d'azote a été amenée aux objets contenus dans le récipient P et que le récipient R est rempli, on enlevé les obtura- teurs Q. On déplace alors le récipient P dans la direction de la flèch x (fig.l). Le système de galets prend part à ce déplacement avec une vitesse moitié de celle du réci- pient P, et le récipient R prend part à ce déplacement avec la même vitesse que le récipient P. Aussitôt que le réci- pient R a atteint la position précédemment occupée par le récipient P, on arrêta le récipient P, qui se trouve alors à l'extérieur du four, et on remet en place les obturateurs Q.
Les objets qui se trouvent dans le récipient R sont alors
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soumis à le trempe à l'azote, tandis que le récipient P est vidé et est rempli a nouveau d'objets à tremper, de sorte qu'il entre dans le four en mime temps que le récipient R sort ensuite de celui-ci. A partir de ce moment, les opéra- tions décrites ci-dessus peuvent être répétées autant de fois qu'on le désire. Enfin, on arrête le fonctionnement du four par l'interruption du passage du courant.
Le fait que le caisson de chauffage D peut recevoir un récipient mobile, permet un traitement commode et uni- forme d'un grand nombre d'objets.
La disposition des récipients P et R sur le système de galets décrit présente, par rapport aux récipients pou- vant se déplacer sur des roues, l'avantage très notable que l'entrée et la sortie des récipients remplis d'objets s'effectuent très facilement.
La constitution de caisson de chauffage et des réci-
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pients en un alliage d'acilr-9brme-nickel. résistant à l'action de la chaleur et aux actions chimiques (cet al- liage pouvant par exemple être remplacé par d'autres mé- taux ou alliages appropriés), n'augmente p'as seulement la durée du caisson de chauffage et des récipients, mais em- pêche également une décomposition catalytique du gaz dé- gageant de l'azote, utilisé pour le traitement, sur les parois chauffées du récipient.
Le prolongement du tube d'amenée du gaz presque jusqu'à la paroi frontale opposée permet au gaz de s'échauffer gra- duellement à son entrée dans le récipient, de sorte que ce gaz ne vient en contact avec les objets à tremper qu'après avoir été au préalable réchauffé jusqu'à la tem- pérature de traitement.
La fermeture du récipient par un couvercle amovible présente, par rapport à la fermeture par une paroi frontale habituellement employée dans les fours à résistance, l'avan- tage que les objets à traiter peuvent tre introduits et
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retirés plus facilement et aire mis en place avec soin.
Sans rien changer au principe de l'invention, le four pourrait, au lieu d'être fermé par des obturateurs, égale- ment être fermé par des portes à glissière. 'La four pourrait également, au lieu d'être utilisé pour la trempe l'azote, l'être pour la cémentation d'acier ou pour tout autre traitement thermique approprié, par exemple le recuit dans un gaz indifférent.
R s u m é succinct
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Furnace intended for processing 4t-i li | res I. annealing or
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soak*
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this invested a pea? at obtaining a furnace for the treatment of matines to be annealed or to be quenched (annealed in an indifferent gas 09 attestation in a gas containing carbon, a '.'ae, etc ...), this furnace being characterized by The simplicity of the con- struction, by the fv4t cpfàl jpfat decompose into a large number of parts and q9, * ilvfl tt * a convenient operation.
The drawing has attached 1 as an example of an embodiment of the object âe X4-VfB.ti6af 'an electric resistance furnace supplied psr'd & e'aK !. three-phase, which is intended for the pump to nitrogen. '' ^ auer In this drawing:
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Fig.l shows a longitudinal sectional view of the oven, and
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, while
Fig. 3 shows the corresponding assembly diagram.
In figs. 1 and 2, A designates the wall of the furnace, in the masonry base of which a certain number of pillars are mounted B. On the pillars B is supported, by the intermediary of cross members C, a box D , of rectangular section, open on its end faces. This box D is made of an alloy resistant to the action of heat and corrosion (for example chromium-nickel steel) and is fitted, on its outer side surface, with insulators (not shown). , on which is fixed the heating resistor E, divided into three phase windings and constituted, for example, by iron-chrome-nickel metal wire.
The ends of the windings - designated by E E1, E2 in fig. 3 - are (in a manner not shown) brought to the outside through the wall of the furnace and are connected, passing through a four-pole switch F (fig. 3) to a three-phase current network G, in such a way that in one of the switching positions (1) there is a star connection, and that in the other switching position (II) there is a series connection of the three phase windings E, E1 12 ..The box D is suspended, by means of them h1, from cross members H, which rest on the side walls of the oven.
The oven is closed at its upper part by an iron cover plate J, resting freely on the wall A of the oven, and after removal of which, the box D can be dismantled. The gaps between the box D and the wall A as well as the cover J are filled,: as visible in the drawing, with an insulating material.
Box D is provided with a track, which connects
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It consists of three U-shaped bars designated by K, riveted to the bottom of the box and fitted with K1 guide bars (fig. 2). Similar tracks K2 K3 are connected to track K K1 of box D on the right and left, which pass through openings made in the front walls of the furnace and which extend outside the furnace. the manner shown in fig.l. On the tracks K, K2, K3 can move a system of pairs of rollers M, mounted idly, which are connected to each other by axes M1 and by lateral fishplates m2 extending in the direction of the rails. The length of the whole system of rollers M m1 m2 corresponds to approximately two and a half times the length of the furnace.
On the rollers M rests, inside the heating chamber constituted by the box D, by means of an intermediate plate N, a receptacle P intended to receive the material to be subjected to the quenching. nitrogen. This receptacle P, which is closed in a gas-tight manner by a cover
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, is made of an aeier-chrome-nickel alloy, which is particularly resistant to the action of heat and to chemical actions. The supply of the gas liberating nitrogen into the receptacle P is effected by a tube p2 passing through one of the front walls of the receptacle and which extends approximately to the other front wall of the latter. . The gas is evacuated via a tube p3, passing through this same front wall.
A second similar receptacle R is mounted, outside the oven, on the part of the roller system M m1 m2 which is on the track designated by K2
The heating chamber of the oven is closed to the outside air by movable shutters Q, which are removed before moving the container P.
The operation of the resistance furnace described is as follows. After that the oven still empty, but closed by
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shutters Q, has been heated by connecting resistors E E1 E2 to the three-phase network G in coupling position I of switch F (star coupling), switch F is brought to coupling position II, in - which phase windings. receive only enough electric current to maintain the temperature reached by the heater.
The receptacle P, which has meanwhile been filled with the articles to be soaked and which has been closed in a gas-tight manner, is then, after removing the shutters Q, introduced into the heating chamber of the furnace, the system of rollers moving at a speed equal to half the speed of the container P.
After having connected the tubes p2 and p3 to a cylinder filled with a gas containing nitrogen, the furnace is closed again by means of the shutters Q. The gas containing nitrogen is then passed through the container P heated to by means of resistors E E1 E2, During this operation, nitrogen penetrates into the objects to be soaked and hardens them.
During the nitrogen quenching period, the receptacle R is placed on part K of the track and filled with articles to be quenched. As soon as a sufficient quantity of nitrogen has been supplied to the objects contained in the container P and the container R is full, the plugs Q are removed. The container P is then moved in the direction of the arrow x (fig. .l). The roller system takes part in this movement with a speed half that of the container P, and the container R takes part in this movement with the same speed as the container P. As soon as the container R has reached the position previously occupied by the container P, the container P, which is then located outside the oven, was stopped and the shutters Q.
The objects which are in the receptacle R are then
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subjected to quenching with nitrogen, while the container P is emptied and is filled again with objects to be quenched, so that it enters the oven at the same time that the container R then leaves it. From this moment, the operations described above can be repeated as many times as desired. Finally, the operation of the oven is stopped by interrupting the flow of current.
The fact that the heating box D can receive a movable container allows convenient and uniform processing of a large number of objects.
The arrangement of the containers P and R on the system of rollers described has, compared with the containers able to move on wheels, the very notable advantage that the entry and exit of the containers filled with objects is effected very. easily.
The constitution of the heating box and the
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Pients in an acilr-9brme-nickel alloy. resistant to the action of heat and to chemical actions (this alloy can for example be replaced by other suitable metals or alloys), does not only increase the life of the heating box and the containers , but also prevents catalytic decomposition of the nitrogen-evolving gas used for the treatment on the heated walls of the vessel.
The extension of the gas supply tube almost to the opposite front wall allows the gas to heat up gradually as it enters the container, so that this gas only comes into contact with the objects to be quenched. after having been previously warmed up to the treatment temperature.
The closure of the container by a removable cover has, compared to the closure by a front wall usually used in resistance furnaces, the advantage that the objects to be treated can be introduced and
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removed more easily and area set up with care.
Without changing the principle of the invention, the oven could, instead of being closed by shutters, also be closed by sliding doors. The furnace could also, instead of being used for quenching nitrogen, be used for case hardening of steel or for any other suitable heat treatment, for example annealing in an indifferent gas.
Brief summary