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Couvercles pour fours à recuire.
La présente invention concerne des couvercles de recuit utilisés pour recuire des piles de tôles, des bobines et des matières analogues. Les conditions requises pour de semblables couvercles sont une résistance appropriée avec un poids mi- nimum au point de vue de la possibilité de transport, et une transmission de chaleur effective. Les couvercles coulés employés habituellement ne répondent pas à ces conditions pour ce qui concerne le poids. De grandes masses de métal étaient jugées nécessaires dans les couvercles coulés en vue de la résistance requise aux températures élevées de travail.
On emploie également d'autres couvercles qui sont faits en t8le d'acier plat ordinaire résistant à la chaleur, et sont raidies par des contre-fiches extérieures. Ces couver- cles toutefois ne répondent pas aux exigences de solidité tout au moins pas pour les grands couvercles aux températures
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les plus élevées de recuit.
Les ouvercles sont soumis à un service très rude en fonc- tionnement et par conséquent doivent être construits de façon robuste et durable. Dans les cas où des agents gazeux sous pression sont introduits dans les couvercles chauds, les cô- tés du couvercle peuvent tendre à se bomber légèrement par suite des efforts thermiques et des efforts de la pression supplémentaire. Le toit du couvercle tend à prendre une forme concave par suite du service rude auquel les couvercles sont soumis en pratique.
Ces difficultés sont éliminées par l'invention ici dé- crite. Les besoins de forte résistance et de faible poids peu- vent être satisfaits avec une construction totale ou partielle en tôle de fer endettée du couvercle. Une semblable construc- tion est décrite ci-après et des méthodes sont montrées pour faire des couvercles de recuit peu coûteux, étanches et soudés.
La fig. I montre eh élévation à titre d'exemple une forme du nouveau couvercle de recuit. Le sommet est montfé partiel- lement en coupe pour faire voir l'intérieur du couvercle.
La fig. 2 est une coupe horizontale par la ligne 2-2 de la fig. I.
La fig. 3 est une coupe verticale par la ligne 3-3 de la fig. I.
La fig. 4 est une coupe verticale par la ligne 4-4 de la fig. I.
La fig. 5 est une coupe horizontale par la ligne 5-5 de la fig. I
La fig. 6 montre en élévation une forme différente d'un toit arqué.
La fig. 7 est une vue en élévation en bout d'un couvercle de recuit du type représenté à la fig. 6. Une coupe partielle montre l'intérieur du couvercle.
La fig. 8 est une coupe par la ligne 8-8 de la fig. 6.
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La fig. 9 est une coupe par la ligne 9-9 de la fig. 6.
La fig. 10 est une soupe par la ligne 10-10 de la fig. 6.
La fig. II est une vue de côté en élévation d'une autre forme avec une partie représentée en coupe.
La fig. 12 est une vue en élévation en bout de la forme de réalisation de la fig. II, avec des parties en coupe.
La fig. 13 est une coupe par la ligne 13-13 de la fig.II.
La fig. 14 est une vue en élévation en bout d'un couvercle en forme de pylone, une partie étant représentée en coupe.
La fig. 15 est une vue de côté en élévation du couvercle de la fig. 14, avec une partie représentée en coupe.
Les couvercles de recuit du type de la présente invention sont forcés de tôles ondulées soudées, de 2,5 mm à 5 mm d'é- paisseur (1/10 à 1/5 de pouce), raidies au moyen de contre- fiches ou de rubans. Les couvercles sont construits au moyen de parois latérales, de parois de bout et d'un toit et s'a- daptent sur le paquet à recuire. Des alliages de 15 % ou plus de chrome, et de 83% ou moins de fer conviennent spécialement comme matière de construction. Un alliage contenant 25 % de chrome, 12 % de nickel et de 63% de fer, par exemple peut ê- tre employé également. D'autres alliages et de l'acier doux or- dinaire ont également donné de bons résultats.
Les dessins montrent un couvercle construit en tôles ondu- lées relativement épaisses. Les parois latérales 1,2,3 et 4 forment un enclos rectangulaire. Les ondulations sont disposée± verticalement et les extrémités des tôles butent l'une contre l'autre. Ces extrémités sont avantageusement soudées ensemble et donnent une construction faite d'une pièce. Un ruban derai- dissage 6 placé verticalement à mi-hauteur des parois peut en- tourer les quatre parois 1,2,3 et 4 et est de préférence soudé à la paroi latérale 5, comme on l'a montré en 7 à la fig.5.Le ruban 6 peut être une construction d'une pièce ou bien être formé de sections soudées ou suivant toute autre construction de serrage.
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Dans la fabrication du couvercle, des tôles rectilignes sont de préférence laminées en vue de l'ondulation pour re- cevoir de larges ondula-tions s'étendant dans la direction de la dimension étroite de la tôle. Ces ondulations peuvent avoir par exemple 40 à 50 mm (environ I 1/2 pouce) de pro- fondeur et environ 150 mm (environ 6 pouces) de largeur.Ces dimensions sont toutefois données uniquement à titre d'exe- ple et d'autres dimensions conviennent également. La forme arquée des tôles ondulées est de préférence produite en opé- rations successives.
Quatre cornières sont disposées à la partie inférieure des quatre parois latérales 1,2,3 et 4. Les extrémités infé- rieures des tôles ondulées reposent dans l'angle de la cor- nière de telle manière que la branche 8a de la cornière 8 se trouve à l'intérieur de la caisse et touche les côtés des ondulations 5, tandis que l'autre branche 8b de la cornière 8 recouvre les extrémités 5a des ondula tions comme le montre la fig. 4. Ces cornières 8 sont soudées aux parois latérales 1,2,3 et 4, de préférence sur les points de contact des bran- ches 8a et 8b de la cornière avec les parois latérales 1,2, 3 et 4. Les extrémités des quatre cornières 8 sont chanfrei- nées et sont soudées ensemble de façon à former un cadre in- férieur fermé.
La soudure peut se faire par le procédé usuel de soudure électrique ou à flamme.
Quatre cornières 9 sont soudées aux extrémités supé- rieures des quatre parois latérales 1,2,3 et 4 de telle maniè- re que les branches 9a touchent les extrémités supérieures des ondulations 5 tandis que les autres branches 9b, tournées vers le haut, sont en alignement avec les côtés extérieurs des quatre parois latérales 1,2,3 et 4, comme le montre la fig. 3. Les extrémités des quatre cornières 9 sonz également chanfreinées et sont soudées ensemble de façon à former un cadre fermé au sommet du couvercle de recuit.
Une tôle ondulée rectangulaire s'adapte dans le cadre
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en cornières 9 de telle manière qu'elle repose sur la branche 9a de la cornière 9 et touche la branche 9b de la cornière 9.
La tôle 10 est soudée à la cornière 9 en tous les points de contact, comme le montre également la fig. 3.
Comme on l'a décrit cièdessus, une chambre de forme rec- tangulaire, étanche et faite d'une pièce peut ainsi être cons- truite avec des tôles ondulées. Pour faciliter la manipula- tion d e la caisse de recuit au du couvercle, un certain nombre de crochets 18 ou d'anneaux II peuvent être fixés aux parois latérales, ce qui fournit des moyens pour la manoeuvre au moyen de grues.
Une construction différente du couvercle, comportant un toit arqué 12, est représentée aux fig. 6,7,8,9 et 10.Le toit arqué peut être fixé aux parois latérales I et 3 au moyen de bandes métalliques 14 qui sont soudées aux extrémités des ondu- lations 5 comme on le voit en 13 à la fig. 8. Les bandes métal- liques 13 sont plus larges que les extrémités ondulées 5 des parois latérales de sorte qu'une partie de ces bandes s'avance, comme on l'a représenté, à l'intérieur du couvercle. La partie saillante est repliée de telle manière qu' elle forme un con- tact à angle droit avec la pièce arquée 12 du toit.
Par con- séquent si le toit 12 a une forme partiellement circulaire,la partie repliée se placera suivant un rayon du cercle.La partie repliée ainsi décrite facilite notablement la construction du couvercle vu que le toit 12 peut ainsi être constitué au moyen d'une tôle µ de forme rectangulaire, ondulée et cintrée.Les ex- trémités des ondulations 5a du toit 12 viennent en contact avec la partie repliée, ce qui facilite la soudure. Les extrémités supé-rieures des parois d'extrémité 2 et 4 sont taillées de façon à s'adapter contre la face inférieure du couvercle 12.Les extrémités inférieures des parois 1,2,3 et 4 peuvent être cou- pées à plat et de niveau, ce qui permet la soudure d'une bande métallique 15 aux extrémités des ondulations 5.
La bande métal- lique 15 a de préférence la même largeur que les ondulations
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des quatre parois latérales. Les extrémités des bandes métal- liques 15 peuvent être chanfreinées et soudées ensemble de façon à forcer un cadre d'une pièce, soudé aux extrémités inférieures des ondulations 5 des parois 1,2,3 et 4, et à constituer une extrémité fermée. La fige IO montre une mé thode de soudure re- commandée pour les angles des parois 1,2,3 et 4. Cette méthode de soudure et cette construction des angles peuvent égalenent être appliquées à la construction decaisse représentée aux fig. 1,2,3,4 et 5.
Dans la construc tion de caisse représentée aux fig. II, 12 et 13, la bande repliée 14 n'est pas employée et la construc- tion du toit arqué est quelque peu modifiée. L'arche 12a est faite au moyen de tôles plates non ondulées, cintrées de façon à former un recouvrement qui s'adapte sur l' extrémité supé¯rieure recourbée des parois d'extrémité comme on l'a représenté.Les cô- tés d'avant et d'arrière du toit présentent des bordures plates supplémentaires 13a qui sont repliées dans la direction vers l'extérieur. Le toit repose par conséquent sur les parois laté- rales et d'extrémité et il est soudé à celles-ci, la bande 13a remplaçant la bande repliée 14 des fig. 6,7 et 8.
Des tôles de support 26 sont ensuite prévues pour empêcher le toit de prendre une forme concave. Elles sont recourbées à une extrémité pour s'adapter au toit et sont pourvues de brides horizontales en 26a à l'autre extrémité. Ces tôles de support 26 sont soudées au toit en différents points de contact. Les bri- des 26a donnent la raideur transversale nécessaire.
A cause de la possibilité d'une pression intérieure de gaz qui pourrait provoquer un bombement des parois latérales vers l'extérieur, les couvercles peuvent recevoir une construction en forme de pylone. La partie inférieure de ces couvercles est plus grande que leur sommet parce que les parois sont inclinées vers l'intérieur comme on le voit en Ia,2a, 3a et 4a aux fig.14 et !5.Les parois latérales d'une semblable construction ont une ten- dance à se recourber vers l'intérieur qui compense la tendance
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au bombement vers l'extérieur. L'angle d'inclinaison des pa- rois latérales dépend à la fois de la température et de la pression de gaz à l'intérieur du couvercle.
Suivant la tempé- rature et la pression de gaz, les parois latérales peuvent être inclinées de n'importe quel angle désiré, par exemple jusqu'à 20 .
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Lids for annealing furnaces.
The present invention relates to annealing covers for use in annealing sheet metal stacks, coils and the like. The requirements for such covers are adequate strength with minimum weight from the standpoint of transportability, and effective heat transfer. Cast lids usually employed do not meet these conditions with regard to weight. Large masses of metal were believed to be necessary in cast covers for the required resistance to high working temperatures.
Other covers are also employed which are made of heat resistant ordinary flat steel sheet, and are stiffened by outer struts. These covers, however, do not meet the strength requirements, at least not for large covers at temperatures.
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the highest annealing.
Lids are subjected to very severe service in operation and therefore must be of sturdy and durable construction. In cases where gaseous agents under pressure are introduced into the hot lids, the sides of the lid may tend to bulge slightly as a result of the thermal stresses and the stresses of the additional pressure. The roof of the cover tends to assume a concave shape as a result of the harsh service to which the covers are subjected in practice.
These difficulties are eliminated by the invention described here. The need for high strength and low weight can be met with a full or partial construction of indebted sheet iron of the cover. A similar construction is described below and methods are shown for making inexpensive, tight and welded annealing covers.
Fig. I shows in elevation by way of example one form of the new annealing cover. The top is mounted partially in section to show the inside of the cover.
Fig. 2 is a horizontal section taken along line 2-2 of FIG. I.
Fig. 3 is a vertical section taken along line 3-3 of FIG. I.
Fig. 4 is a vertical section taken along line 4-4 of FIG. I.
Fig. 5 is a horizontal section taken along line 5-5 of FIG. I
Fig. 6 shows in elevation a different form of an arched roof.
Fig. 7 is an end elevational view of an annealing cover of the type shown in FIG. 6. A partial section shows the inside of the cover.
Fig. 8 is a section taken along line 8-8 of FIG. 6.
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Fig. 9 is a section taken along line 9-9 of FIG. 6.
Fig. 10 is a soup through line 10-10 of FIG. 6.
Fig. It is a side elevational view of another form with a portion shown in section.
Fig. 12 is an end elevational view of the embodiment of FIG. II, with parts in section.
Fig. 13 is a section taken along line 13-13 of FIG. II.
Fig. 14 is an end elevational view of a pylon-shaped cover, part of which is shown in section.
Fig. 15 is a side elevational view of the cover of FIG. 14, with a part shown in section.
Annealing covers of the type of the present invention are forced from welded corrugated sheets, 2.5 mm to 5 mm thick (1/10 to 1/5 inch), stiffened by means of struts or of ribbons. The covers are constructed using sidewalls, endwalls and a roof and fit over the package to be annealed. Alloys of 15% or more chromium, and 83% or less iron are especially suitable as a material of construction. An alloy containing 25% chromium, 12% nickel and 63% iron, for example, can also be used. Other alloys and ordinary mild steel have also given good results.
The drawings show a cover constructed of relatively thick corrugated sheets. The side walls 1,2,3 and 4 form a rectangular enclosure. The corrugations are arranged ± vertically and the ends of the sheets abut against each other. These ends are advantageously welded together and result in a one-piece construction. A demissing tape 6 placed vertically halfway up the walls may surround the four walls 1, 2, 3 and 4 and is preferably welded to the side wall 5, as shown at 7 in FIG. .5.The tape 6 may be a one-piece construction or be formed of welded sections or some other clamping construction.
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In the manufacture of the cover, straight sheets are preferably rolled for corrugation to accommodate large corrugations extending in the direction of the narrow dimension of the sheet. These corrugations may be, for example, 40 to 50 mm (about 1/2 inch) in depth and about 150 mm (about 6 inches) in width. These dimensions, however, are given only by way of example and indication. other dimensions are also suitable. The arcuate shape of the corrugated sheets is preferably produced in successive operations.
Four angles are arranged at the lower part of the four side walls 1, 2, 3 and 4. The lower ends of the corrugated sheets rest in the corner of the angle so that the branch 8a of the angle iron 8 is located inside the body and touches the sides of the corrugations 5, while the other branch 8b of the angle iron 8 covers the ends 5a of the corrugations as shown in FIG. 4. These angles 8 are welded to the side walls 1, 2, 3 and 4, preferably on the points of contact of the branches 8a and 8b of the angle iron with the side walls 1, 2, 3 and 4. The ends of the four angles 8 are chamfered and are welded together to form a closed lower frame.
Welding can be done by the usual electric or flame welding process.
Four angles 9 are welded to the upper ends of the four side walls 1, 2, 3 and 4 in such a way that the branches 9a touch the upper ends of the corrugations 5 while the other branches 9b, facing upwards, are in alignment with the outer sides of the four side walls 1, 2, 3 and 4, as shown in fig. 3. The ends of the four angles 9 are also chamfered and welded together to form a closed frame on top of the annealing cover.
Rectangular corrugated iron fits into the frame
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in angles 9 such that it rests on the branch 9a of the angle iron 9 and touches the branch 9b of the angle 9.
The sheet 10 is welded to the angle bar 9 at all the points of contact, as also shown in FIG. 3.
As described above, a rectangular chamber, sealed and made of one piece, can thus be constructed with corrugated sheets. To facilitate the handling of the annealing box or the cover, a number of hooks 18 or rings II may be attached to the side walls, which provide facilities for maneuvering by means of cranes.
A different construction of the cover, comprising an arched roof 12, is shown in FIGS. 6,7,8,9 and 10 The arched roof can be fixed to the side walls I and 3 by means of metal bands 14 which are welded to the ends of the corrugations 5 as seen at 13 in fig. 8. The metal bands 13 are wider than the corrugated ends 5 of the side walls so that a part of these bands protrudes, as shown, inside the cover. The protrusion is folded back in such a way that it forms a right angle contact with the arched part 12 of the roof.
Consequently, if the roof 12 has a partially circular shape, the folded part will be placed along a radius of the circle. The folded part thus described considerably facilitates the construction of the cover since the roof 12 can thus be formed by means of a sheet µ of rectangular, corrugated and curved shape. The ends of the corrugations 5a of the roof 12 come into contact with the folded part, which facilitates welding. The upper ends of the end walls 2 and 4 are cut to fit against the underside of the cover 12. The lower ends of the walls 1,2,3 and 4 can be cut flat and level, which allows the welding of a metal strip 15 at the ends of the corrugations 5.
The metal strip 15 preferably has the same width as the corrugations.
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of the four side walls. The ends of the metal strips 15 may be chamfered and welded together so as to force a one-piece frame, welded to the lower ends of the corrugations 5 of the walls 1, 2, 3 and 4, and to form a closed end. Fig 10 shows a recommended welding method for the angles of walls 1, 2, 3 and 4. This welding method and construction of the angles can also be applied to the crate construction shown in Figs. 1,2,3,4 and 5.
In the body construction shown in Figs. II, 12 and 13, the folded band 14 is not used and the construction of the arched roof is somewhat modified. Arch 12a is made of flat, non-corrugated sheets, bent to form an overlap which fits over the top curved end of the end walls as shown. The front and rear of the roof have additional flat edges 13a which are folded in the outward direction. The roof therefore rests on the side and end walls and is welded to them, the strip 13a replacing the folded strip 14 of Figs. 6.7 and 8.
Support plates 26 are then provided to prevent the roof from assuming a concave shape. They are curved at one end to fit the roof and are provided with horizontal flanges at 26a at the other end. These support sheets 26 are welded to the roof at different points of contact. The breaks 26a give the necessary transverse stiffness.
Because of the possibility of internal gas pressure which could cause the sidewalls to bulge outward, the covers can accommodate a pylon construction. The lower part of these covers is larger than their top because the walls are inclined inwards as seen in Ia, 2a, 3a and 4a in fig. 14 and! 5. The side walls of a similar construction have a tendency to curl inwards which compensates for the tendency
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bulging outwards. The angle of inclination of the side walls depends on both the temperature and the gas pressure inside the cover.
Depending on the temperature and gas pressure, the side walls can be tilted to any desired angle, for example up to 20.