<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE ET APPAREIL POUR LE TRAITEMENT THERMIQUE DE MET AHX"
La présente invention concerne le traitement thermique avec refroidissement subséquent, de feuillards. Dans ces cas, le problème consiste à refroidir le produit, - par exemple après l'avoir fait passer par un four à recuire,- de manière qu'il ne change pas de couleur durant le refroidissement.Il a été pro- posé d'employer des atmosphères artificielles dans le four, afin d'empêcher l'oxydation durant le traitement thermique et le refroidissement subséquent, mais un défaut général de ces métho- des consistait en ce qu'elles exigent une chambre de refroidis- homent excessivement longue* De telles chambres sont coûteuses à construire ,ainsi qu'au point de vue de leur fonctionnement,
et elles ont un encombrement superficiel trop grand*
Dans le recuit avec conservation du lustre superficiel de feuillard d'acier il est nécessaire que la feuillard ait une
<Desc/Clms Page number 2>
température de sortie pas supérieure à environ 120 à 180 C car autrement il y a danger d'altération de couleur,et la pré- sente invention a pour objet de soumettre le produit à l'action d'un liquide refroidisseur pendant qu'il est dans sa phase de possibilité ou de danger d'altération de couleur, et se trouve encore dans une atmosphère protectrice.
Dans les dessins annexés: la figure I représente une section longitudinale vertioa- le dans une partie du four suivant l'invention; la figure 2 représente une vue similaire montrant le restant de l'appareil.
Ces figures montrent un four à recuire 2- chauffé élec- triquement par les résistances .3 .Le feuillard à traiter S est acheminé au travers du four, en étant sup-oorté par des rouleaux 4 et est porté à une température de recuit. Ensuite le feuillard passe par une ouverture 5 du four pour entrer dans une chambre de refroidissement lent 6. Cette chambre est constituée par une enveloppe 7, garnie d'un revêtement réfrac- taire 8, et elle peut servir à limiter le taux de refroidissement du feuillard pendant que ce dernier la traverse. Une atmosphère protectrice artificielle est maintenue dans le four et dans la chambre de refroidissement,par l'admission au moyen d'un tube 9 d'un gaz de composition appropriée.
Le feuillard passe de la chambre de refroidissement lent 6 dans une chambre de refroidissement rapide 10 , constituée par une enveloppe métallique 11 étanche aux gaz,munie d'une chemise d'eau 13,garnie d'une entrée 14 et d'une sortie 15 d'eau . L'at- mosphère protectrice de la chambre de refroidissement lent s'é- tend par cette chambre de refroidissement rapide et empêche l'o- xydation et l'altération de la couleur du feuillard.
Le feuillard passe de la chambre 10 dans une chambre ulté- rieure de refroidissement 16, dans laquelle il est soumis à l'ac- tion d'un liquide refroidisseur. Le feuillard est supporté sur des rouleaux 1 et pendant qu'il est ainsi supporté il est inondé ou aspergé au moyen d'un liquide refroidisseur. Le liquide est /
<Desc/Clms Page number 3>
appliqué préférablement sur les deux surfaces,la supérieure et l'inférieure du feuillard, au moyen de tubes arroseurs 17 rac- cordés aux tuyaux d'amenée 18. Ces tuyaux d'amenée sont raooor- dés par un tuyau 19 à une pompe 20 qui aspire du liquide d'une chambre réfrigérante 22, munie de spires de réfrigération 23, au moyen desquelles la température du liquide peut être réglée comme on le désire.
La chambre réfrigérante 22 pour le liquide est raccordée à la chambre 16 par un tuyau 24.
L'inondation du reuillard avec du liquide est très efficace pour abaisser rapidement sa température, et l'appareil refroidis- seur à liquide ou à fluide peut avoir une très faible étendue, en raccourcissant ainsi considérablement la longueur totale du four.
De préférence le feuillard est refroidi durant son passa- ge par les chambres 6, et 10 à un point tel, que lecontact avec le liquide refroidisseur ne produit sur le métal aucun effet de trempe. Lorsque de l'huile es employée comme liquide, la tempé- rature ne doit pas être assez haute pour provoquer la carbonisa- tion de l'huile sur le feuillard-
Ul ventilateur exhausteur(non représenté) est raccordé à la partie supérieure de la ohambre 16 par l'intermédiaire d'un chenal 25 garni d'un registre, en vue de l'évacuation des fumées.
L'axhausteur empêche complètement ces fumées de cheminer dans le four à l'encontre du sens de cheminement du feuillard. Une barrière 27 peut être employée à l'entrée dans la chambre 16, afin de limiter la section du passage par lequel le feuillard entre,,
Le gaz protecteur est admis à un volume tel et à une pres- sion telle, que l'atmosphère protectrice remplisse la chambre 16 de sorte que le feuillard n'ait aucune occasion de subir une al- tération de couleur avant que sa température ne soit abaissée à une valeur, à laquelle il peut être évaoué en toute sécurité à l'air libre.
De préférence une pression positive de gaz est maintenue dans tout l'appareil,de sorte que du gaz sorte con- tinuellement aussi bien à l'extrémité de chargement du four
<Desc/Clms Page number 4>
qu'à l'extrémité de déchargement de la chambre de refroidissement 16.
Avant de sortir de la chambre de refroidissement 16. le feuillard passe entre des essuyeurs 28 qui enlèvent tout excès d'huile ou de liquide. L'huile essuyée s'écoule vers le bas le long du fond incliné de la chambre 16 et passe par la conduite 24 dans la chambre de réfrigération 22. Habituellement une pellicule d'huile reste sur le feuillard et le protège contre la rouille. En cas d'emploi d'eau, le feuillard peut s'évaouer à une température suffisamment élevée pour assurer l'évaporation de cette eau en un court espace de temps après la sortie du feuil- lard de la chambre 16.
On appréciera l'un des avantages de l'invention en consi- dérant l'effet produit par l'oxygène sur de l'aciet pendant son refroidissement dans l'intervalle de température d'environ 540 à I80 C. Dans cette intervalle l'acier est extrêmement sen- sible à la présence de quantités mQme minimes d'oxygène dans l'atmosphère protectrice* Il est d'usage commun d'employer dans ces atmosphères de l'hydrogène en qualité de réducteur,mais pendant que cet hydrogène réduira des oxydes à des températures d'environ 540 0, il ne les réduira pas appréoiablement à des températures plus basses. Du fait, si la moindre quantité d'oxy- gène est présente,la seule présence d'un agent réducteur dans l'atmosphère n'empêchera pas l'altération de couleur.
Il s'ensuit que, spécialement dans l'intervalle de basses températures venant d'être indiqué, il faut prendre de très grandes précautions dans les fours de construction ordinaire, pour empêcher l'alté- ration de la couleur. Par l'emploi d'un refroidissement à liqui- de dans une partie ou dans la totalité de cet intervalle de tem- pérature le problème venant d'être abordé est écarté et il n'est pas nécessaire de maintenir dans la chambre 16 un degré de pureté de gaz extrêmement élevé.Il faut aussi observer que l'altération de la couleur se produisant dans une atmosphère ar- tificielle contenant une quantité limitée d'oxygène est consi-
<Desc/Clms Page number 5>
dérablement réduite, lorsque la quantité de temps pendant laquel- le le feuillard se trouve dans cette atmosphère est restreinte.
Vu que le temps total pendant lequel le feuillard est présent dans le four est considérablement moindre que le temps corres- pondant dans les fours de l'ancien type, et vu on outre que la surface du feuillard est couverte par le fluide refroidisseur durant une partie considérable de son passage par la zone de refroidissement,le danger d'altération de la couleur est très faible, mime lorsque l'atmosphère du four contient une quantité d'oxygène qui ne serait pas admissible dans des fours de l'ancien type.
L'intervalle de température durant lequel un refroidisse- ment à fluide ou à liquide, peut être employé dépend dans une mesure considérable de l'opération métallurgique particulière effectuer. Généralement parlant la température du métal sera d'abord'abaissée sous sa température critique de transformation, le refroidissement par le liquide commençant seulement en dessous de la dite température critique.
REVENDICATIONS
EMI5.1
============================= I)Prooédé de traitement de feuillard, subséquent à un chauf- fage,- caractérisé en ce que le feuillard en cheminement est soumis à l'action d'un liquide refroidisseur durant une partie notable de sa phase de possibilité ou de danger d'altération de couleur, une atmosphère protectrice étant maintenue autour du feuillard pendant qu'il est ainsi refroidi.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"METHOD AND APPARATUS FOR THE THERMAL TREATMENT OF MET AHX"
The present invention relates to the heat treatment, with subsequent cooling, of strips. In these cases, the problem is to cool the product - for example after having passed it through an annealing furnace - so that it does not change color during cooling. use artificial atmospheres in the furnace, in order to prevent oxidation during heat treatment and subsequent cooling, but a general defect of these methods was that they require an excessively long cooling chamber. such chambers are expensive to build, as well as from the point of view of their operation,
and they have too large a surface area *
In annealing with conservation of the surface luster of the steel strip it is necessary that the strip has a
<Desc / Clms Page number 2>
outlet temperature not higher than about 120 to 180 ° C. otherwise there is danger of color alteration, and the object of the present invention is to subject the product to the action of a cooling liquid while it is in its phase of possibility or danger of color alteration, and is still in a protective atmosphere.
In the accompanying drawings: FIG. I shows a vertical longitudinal section in a part of the oven according to the invention; FIG. 2 represents a similar view showing the remainder of the apparatus.
These figures show an annealing furnace 2- heated electrically by the resistors. 3. The strip to be treated S is conveyed through the furnace, being supported by rollers 4 and is brought to an annealing temperature. Then the strip passes through an opening 5 of the furnace to enter a slow cooling chamber 6. This chamber consists of a casing 7, lined with a refractory lining 8, and it can serve to limit the rate of cooling of the furnace. strip while the latter crosses it. An artificial protective atmosphere is maintained in the oven and in the cooling chamber, by the admission through a tube 9 of a gas of suitable composition.
The strip passes from the slow cooling chamber 6 into a rapid cooling chamber 10, consisting of a gas-tight metal casing 11, provided with a water jacket 13, fitted with an inlet 14 and an outlet 15 of water. The protective atmosphere of the slow cooling chamber extends through this rapid cooling chamber and prevents oxidation and alteration of the color of the strip.
The strip passes from chamber 10 to a subsequent cooling chamber 16, in which it is subjected to the action of a cooling liquid. The strip is supported on rollers 1 and while it is thus supported it is flooded or sprayed with a cooling liquid. The liquid is /
<Desc / Clms Page number 3>
preferably applied on both surfaces, the upper and the lower of the strip, by means of sprinkler tubes 17 connected to the inlet pipes 18. These inlet pipes are connected by a pipe 19 to a pump 20 which sucks liquid from a cooling chamber 22, provided with cooling coils 23, by means of which the temperature of the liquid can be regulated as desired.
The refrigerating chamber 22 for the liquid is connected to the chamber 16 by a pipe 24.
Flooding the collector with liquid is very effective in lowering its temperature rapidly, and the liquid or fluid cooler can have a very small extent, thereby considerably shortening the total length of the furnace.
Preferably the strip is cooled as it passes through chambers 6 and 10 to such an extent that contact with the coolant does not produce any quenching effect on the metal. When oil is used as a liquid, the temperature must not be high enough to cause carbonization of the oil on the strip.
The exhaust fan (not shown) is connected to the upper part of the chamber 16 by means of a channel 25 fitted with a damper, with a view to discharging the fumes.
The axis enhancer completely prevents these fumes from traveling through the oven against the direction of travel of the strip. A barrier 27 can be used at the entrance to the chamber 16, in order to limit the section of the passage through which the strip enters ,,
The protective gas is admitted at such a volume and pressure that the protective atmosphere fills the chamber 16 so that the strip has no opportunity to undergo a discolouration before its temperature is reached. lowered to a value at which it can be safely evacuated in the open air.
Preferably a positive gas pressure is maintained throughout the apparatus, so that gas continually exits at the charging end of the furnace as well.
<Desc / Clms Page number 4>
at the discharge end of the cooling chamber 16.
Before leaving the cooling chamber 16. the strip passes between wipers 28 which remove any excess oil or liquid. The wiped off oil flows downward along the sloping bottom of chamber 16 and passes through line 24 into refrigeration chamber 22. Usually a film of oil remains on the strip and protects it from rusting. If water is used, the strip can drain at a temperature high enough to ensure the evaporation of this water in a short space of time after the strip has left the chamber 16.
One of the advantages of the invention will be appreciated by considering the effect produced by oxygen on steel during its cooling in the temperature range of about 540 to 180 ° C. steel is extremely sensitive to the presence of even minimal amounts of oxygen in the protective atmosphere. It is common practice to employ hydrogen as a reducing agent in these atmospheres, but while this hydrogen will reduce oxides at temperatures of about 540 °, it will not reduce them appreciably at lower temperatures. Therefore, if the least amount of oxygen is present, the mere presence of a reducing agent in the atmosphere will not prevent color alteration.
It follows that, especially in the low temperature range just mentioned, very great care must be taken in ovens of ordinary construction to prevent discoloration. By employing liquid cooling in part or all of this temperature range the problem just discussed is avoided and it is not necessary to maintain in chamber 16 a degree. of extremely high gas purity. It should also be observed that the alteration of color occurring in an artificial atmosphere containing a limited quantity of oxygen is considered.
<Desc / Clms Page number 5>
drastically reduced when the amount of time the strip is in this atmosphere is restricted.
Considering that the total time during which the strip is present in the furnace is considerably less than the corresponding time in the furnaces of the old type, and given that the surface of the strip is covered by the cooling fluid during a part As it passes through the cooling zone, the danger of altering the color is very low, even when the atmosphere of the furnace contains a quantity of oxygen which would not be admissible in furnaces of the old type.
The temperature range over which fluid or liquid cooling can be employed depends to a considerable extent on the particular metallurgical operation being performed. Generally speaking, the temperature of the metal will first be lowered below its critical transformation temperature, with cooling by the liquid only starting below said critical temperature.
CLAIMS
EMI5.1
============================= I) Process of strip treatment, subsequent to heating, - characterized in that the The strip in progress is subjected to the action of a cooling liquid during a significant part of its phase of possibility or danger of color alteration, a protective atmosphere being maintained around the strip while it is thus cooled.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.