<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'EXPLOITATION DE FOURS A SECOUSSES ET DE FOURS
ANALOGUES.
On sait qu'il existe deux méthodes différentes pour l'exploitation des fours à secousses et des fours analogues pour le chauffage de blocs d'acier et de pièces analogues. Suivant la première méthode, la matière à réchauffer est chauffée uniquement jusqu'à la température de traitement nécessaire à l'aide d'une flamme ou de gaz de chauffage correspondants agissant à partir du haut. Suivant la deuxième méthode, le chauffage a lieu par le haut et par le bas. Dans les deux cas, les blocs d'acier à chauffer sont posés sur des rails en acier refroidis et traversent le four d'une manière continue.
Aucune de ces deux méthodes n'est satisfaisante du point de vue technique. Dans le cas de la première méthode, où le chauffage a lieu uniquement par le haut, la partie de la matière se trouvant sur la sole du four est naturellement sensiblement plus froide que la couche supérieure soumise à l'action de la source de chaleur; l'uniformité de la température ne peut être obtenue qu'en retournant plusieurs fois les blocs d'acier et seulement dans le cas où l'on opère avec des fours de puissance relativement faible ou bien lorsque la longueur du four et la surface de la sole sont relativement grandes. Mais même dans ce cas, il est pratiquement impossible d'obtenir l'uniformité de chauffage telle que nécessaire par exemple dans le cas des aciers de haute qualité.
Dans le cas des fours connus avec chauffage par le bas, on peut obtenir des rendements meilleurs et un échauffement plus uniforme; cependant, la dépense de chaleur supplémentaire due au refroidissement des rails est extrêmement désavantageuse car elle peut correspondre à une fraction allant jusqu' à 30 % de la chaleur totale dépensée dans le four. En outre, dans ce cas également, les parties des blocs d'acier qui reposent sur les rails refroidis, restent toujours à une température inférieure. On ne peut donc la non plus obtenir une homogénéité réelle de température.
<Desc/Clms Page number 2>
Le procédé conforme à l'invention permet de réaliser un nouveau mode de fonctionnement qui élimine les inconvénients ci-dessus. Grâce à ce procédé on obtient une matière présentant, du point de vue de l'échauffement, une grande uniformité et, de plus, les pertes de chaleur sont considérablement diminuées. Conformément à l'invention, les fours à secousses et les fours analogues comportent également un chauffage par le haut et par le bas et les blocs d'acier traversent également le four d'une manière continue sur des rails refroidis en acier.
Cependant, les rails-supports eux-mêmes sont réalisés, conformément à l'invention, en trois pièces. Les blocs d'acier à chauffer reposent sur des rails de glissement en acier résistant à la chaleur; ces rails sont reliés avec des tubes refroidis, tandis que ces tubes eux-mêmes, ainsi qu'une partie importante des rails, sont protégés par une enveloppe protectrice contre l'action de la chaleur du foyer ou des gaz chauds. Les rails de glissement sont réalisés en acier résistant à la chaleur et leurs surf aces de glissement sont portées pendant le fonctionnement du four à une température maxima admissible correspondant à la résistance de l'acier à la chaleur, ce qui est obtenu par une conformation appropriée des rails de glissement, d'une part, et, d'autre part, par une réalisation particulière du refroidissement.
Par ailleurs, chacun des trois éléments de construction mentionnés ci-dessus (tube, rail et enveloppe) est réalisé de telle façon que chacun de ces éléments peut se prêter aux différents changements de volume provoqués par l'influence de la chaleur.
En effet, si le four est conduit de façon que le rail de glissement présente dans sa partie supérieure, par exemple une température de 1.050 à 1100 C, tandis que sa base qui est en contact avec le tube de refroidissement présente une température de 100 à 120 C, et que dans le tube de refroidissement lui même le fluide réfrigérant (eau) atteint une température de 90 C, l'enveloppe protectrice isolante présentant extérieurement une température de 1300 C environ et à l'intérieur 120 à 1500 C environ, il en résulte que les dilatations purement thermiques provoquent des tensions et des déformations telles qu'un fonctionnement régulier durable est impossible.
Conformément à l'invention, pour assurer la liberté de déplacement des trois éléments de construction du dispositif-support, le rail de glissement lui-même est relié avec le tube refroidi, de façon à pouvoir se dilater librement dans le sens de la longueur, et cela davantage dans sa partie supérieure que dans sa partie inférieure. Le rail de glissement peut, par exemple, présenter dans sa partie inférieure une forme conique permettant de l'introduire dans une rainure en forme de queue d' aronde rigidement reliée avec le tube de refroidissement, ce qui rend inutile d'autres moyens de fixation. De cette façon, le rail de glissement lui-même est empêché de basculer, mais peut cependant glisser dans la rainure en queue d'aronde lorsqu'il se dilate plus que le tube de refroidissement.
En outre, pour permettre à l'intérieur du rail lui-même, à la partie supérieure la plus chaude de se dilater plus fortement qu'à la partie inférieure, ce rail est muni de plusieurs entailles pratiquées depuis le bas, par exemple tous les 10 à 20 cm.
Une autre possibilité, pour assurer un libre déplacement du rail de glissement, consiste dans la réalisation de ce rail en tronçons partiels courts, par exemple d'une longueur de 10 à 30 cm, chacun de ces tronçons étant soudés au tube de refroidissement en un point ou souvant une petite surface, de préférence au milieu du tronçon tandis que les autres parties du rail peuvent glisser longitudinalement sur la surface du tube de refroidissement. Des joints de dilatation sont de préférence disposés, dans ce cas, entre les tron- çons séparés du rail. Pour permettre un écoulement continu et sans chocs des blocs d'acier à réchauffer, les différentes parties du rail de glissement peuvent être munies, à leurs extrémités, d'évidements s'emboîtant les uns dans les autres.
Suivant une réalisation encore meilleure, on constitue le rail de glissement à l'aide de deux voies parallèles juxtaposées dont les tronçons séparés sont décalés respectivement les uns par rapport aux autres.
<Desc/Clms Page number 3>
La forme de la section transversale du rail de glissement peut varier : elle peut être, par exemple, circulaire, trapézoïdale et présenter, de préférence, une surface d'appui relativement large pour le tube de refroidis- sement. Les rails peuvent être refroidis avec n'importe quel fluide, par exem- ple de l'air ou de la vapeur. Alors que, dans le cas du refroidissement par eau, il apparait des différences de température correspondant aux températures extrê- mes de 1300 et de 90 , l'utilisation de la vapeur et de l'air donne la possi- bilité, grâce à un choix convenable des aciers, de travailler avec une tempé- rature maxima de 500 pour le fluide de refroidissement, c'est-à-dire que la différence de température peut être abaissée depuis 1300 - 90 = 1210 à 1300 - 500 = 800 C.
L'utilisation de l'air comme fluide de refroidissement présente en outre cet autre avantage que l'air peut être utilisé comme air de combustion dans le fonctionnement du four.
Si l'on utilise la vapeur, on peut l'utiliser en circuit fermé, c'est-à-dire la réchauffer sur le parcours des tubes de refroidissement et la refroidir ensuite à nouveau, dans un dispositif de refroidissement approprié.
La liberté de mouvement de l'enveloppe protectrice est obtenue grâce au fait que l'enveloppe elle-même est constituée en plusieurs parties superposées, le tube de refroidissement étant lui-même entouré par une enveloppe en tissu d'amiante ou par un matelas en laine de verre ou de laitier sur laquelle repose librement une coquille tubulaire en matériau céramique isolant. Ces coquilles tubulaires sont formées à leur tour par un grand nombre de tronçons courts ayant par exemple une longueur de 40 à 60 cm. et qui sont munis, à leurs points de jonction, de joints, de préférence à emboîtement. Il s'est avéré utile de réaliser la partie intérieure de la coquille tubulaire en un matériau céramique ayant un pouvoir isolant élevé, tandis que la partie extérieure est réalisée en un matériau céramique ayant une résistance élevée à la chaleur.
Afin que les coquilles tubulaires puissent suivre la dilatation thermique des parties fortement échauffées du rail de glissement, ces coquil- les sont suspendues sur des fils ou des tôles en acier résistant à la chaleur présentant à cet effet des becs appropriés, ces fils ou tôles étant conformés de façon à être élastiquement flexibles. Dans le sens longitudinal, c'est-àdire du côté inférieur du tube de refroidissement qui est entouré par des demi-coquilles, on prévoit des joints de dilatation grâce auxquels les deux demicoquilles s'emboitent l'une dans l'autre.
Le nouveau rail-support conforme à l'invention peut être disposé sur un socle en pierre ou en matériau analogue pénétrant à l'intérieur du four. Il est cependant préférable de faire supporter le rail formé par le tube de refroidissement, le rail de glissement et l'enveloppe protectrice, par des tubes qui sont refroidis à leur tour et munis d'une enveloppe protectrice les protégeant contre l'action directe de la flamme ou des gaz de chauffage.
A titre d'exemples, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé, plusieurs formes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 représente, en coupe transversale, un rail de glissement avec un tube de refroidissement et un enveloppement complet.
La fig. 2 représente une réalisation modifiée d'un rail de glissement muni d'un enveloppement complet.
Les fig. 3, 4, 5 et 6 représentent en coupe transversale d'autres formes de réalisation de rails de glissement avec tubes de refroidissement.
La fig. 7 est une coupe longitudinale d'un tube de refroidissement et d'un rail de glissement conformes à la fig. 4.
<Desc/Clms Page number 4>
La fig. 8 est une vue en plan du dispositif de la fige 7.
La fig. 9 est une coupe longitudinale d'un rail de glissement à joints de dilatation et tube de refroidissement.
La fig. 10 représente, en plan, le joint de deux rails de glissement .
Les fig. 11 et 12 représentent, en coupe transversale, deux réalisations différentes du mode de fixation de l'enveloppe.
La fig. 13 est une coupe longitudinale d'un tube de refroidissement avec un rail de glissement subdivisé conformément aux fig. 11 et 12.
La fig. 14 est une vue correspondante, en plan,
La fig. 15 est une coupe longitudinale horizontale d'un tube de refroidissement avec son enveloppe et avec des surfaces de jonction décalées.
Dans toutes les figures le chiffre 1 désigne le tube de refroidissement, le chiffre 2 désigne le rail de glissement lié à ce tube, le chiffre 3 la couche d'amiante entourant le tube de refroidissement, les chiffres 4, 5 l'enveloppe subdivisée et le chiffre 6 le joint longitudinal entre les parties de cette enveloppe.
Suivant la fig. l, le rail présente une section circulaire, tandis que, suivant la figure 2, le boudin du rail est élargi en forme de champignon 7, de sorte que les battitures ne peuvent pas pénétrer dans les joints 8, 9 entre l'enveloppement céramique et l'âme 2 du rail. Conformément à la fig.
2, le rail est maintenu latéralement par des barres 10, 11, qui sont soudées sur le tube de refroidissement 1.
Conformément à la fig. 3, le rail de glissement 2 en forme de U est monté sur une barre 12 soudée au tube 1. Suivant la fige 4, le rail de glissement 2 réalisé en forme d'une large barre s'engage par des ergots séparés 13 dans des ouvertures correspondantes 14, 15 d'une âme 16 soudée au tube de refroidissement 1. Les ergots 13 ont une section circulaire, chaque tronçon de rail 2 comporte un ergot 13 s'engageant dans un trou circulaire 14. Les autres ergots, par exemple un deuxième ergot 13, s'engagent dans un trou allongé 15, de sorte que le tronçon de rail peut se dilater librement dans le sens longitudinal. Cette disposition est visible en coupe longitudinale en fig. 7, ainsi que dans la fig. 8, représentant, en plan, l'âme 16 du rail dont le boudin 2 est supposé enlevé.
L'âme 16 du rail peut être utilement munie d'entailles 17, 18 pratiquées entre les trous 14 et 15 et permettant une dilatation longitudinale de l'âme 16. Comme visible en fig. 7, le rail de glissement peut présenter sur sa face inférieure, un profil ondulé, ce qui diminue considérablement les surfaces de contact entre la pièce-support et le rail.
Suivant la fig. 5, le rail de glissement 2 comporte une section à profil arrondi et il est soudé sur le tube de refroidissement 1.
Suivant la fig. 6 le rail de glissement a également une forme arrondie. Sa partie inférieure 19, de forme trapézoïdale est maintenue par des barres 20,21 soudées sur le tube de refroidissement 1.
Suivant la fig. 9, les tronçons du rail 2, qui sont reliés avec le tube de refroidissement 1, sont munis d'entailles 22, 23 et sont séparés les uns des autres par un large joint de dilatation 24.
La fig. 10 représente, en plan, la jonction de deux rails 2 qui est réalisée en prévoyant, à l'extrémité de l'un des tronçons de rail 2, une mortaise 25 dans laquelle s'engage l'extrémité en forme de tenon 26, de l'autre tronçon de rail 2.
<Desc/Clms Page number 5>
Suivant les fig. 11, 13 et 14 tout le rail 2 est subdivisé en deux boudins disposés parallèlement l'un à côté de l'autre, et dont chacun est subdivisé en tronçons longitudinaux 27, 28, 29,30, les tronçons de l'un des boudins étant décalés par rapport à ceux de l'autre. Entre les différents tron- gons se trouvent les joints de dilatation 31, 32, 33. Les tronçons séparés, par exemple le tronçon 27, présentent un pied central 34 soudé au tube de re- froidissement 1, tandis que les deux autres pieds 35 et 36 du tronçon de rail correspondant flottent librement avec un faible jeu au-dessus de la surface du tube, de sorte que ces tronçons peuvent se dilater longitudinalement.
Cha- que tronçon du rail de glissement présente un ou plusieurs évidements 37, 38 dans lesquels s'engagent des étriers élastiques 39 munis à leurs extrémités de crochets 40, 41 s'engageant dans des évidements correspondants ménagés dans l'enveloppement réfractaire 4, 5.
Suivant la fig. 12, les extrémités 42, 43 de l'étrier élastique
39 sont enroulées de façon à former ressort.
La fig. 15 représente les joints à recouvrement des tronçons de l'enveloppe céramique subdivisée également dans le sens longitudinal, ce re- couvrement étant obtenu à l'aide des joints 44 présentant deux surfaces de jonction décalées.
Bien entendu, les formes de réalisation décrites ci-dessus et représentées au dessin,peuvent être modifiées de diverses manières sans sortir du cadre de l'invention.
R E V E N D I C A T 1 0 N S
Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications qui me paraitraient nécessaires, je revendique comme ma propriété exclusive et privative :
1 - Procédé pour l'exploitation de fours à secousses et de fours analogues dans lesquels la matière à chauffer traverse le four d'une façon continue sur des rails refroidis en acier, caractérisé par le fait que les rails de glissement, réalisés en matière résistant à la chaleur, sont fixés sur des tubes parcourus par un fluide de refroidissement et protégés de même qu'une partie importante des rails de glissement, par une enveloppe protectrice contre la chaleur de l'intérieur du four, tandis que le refroidissement est réalisé de telle façon que la surface supérieure des rails de glissement,
qui est en contact avec les blocs d'acier à réchauffer, présente une température voisine de la température maxima admissible et que les trois éléments reliés entre eux (rail, tube et enveloppe) sont constitués de façon que chacun d'eux puisse subir les changements de volume provoqués par la chaleur.
2 - Procédé suivant 1, caractérisé par le fait qu'on utilise, comme fluide de refroidissement, de la vapeur à une température maxima de 350 à 400 C en circuit fermé.
3 - Procédé suivant 1, caractérisé par le fait qu'on utilise, comme fluide de refroidissement, de l'air qui est échauffé dans le circuit de refroidissement jusqu'à 400 à 450 au maximum, de manière à pouvoir être utilisé à cette température comme air de combustion.
4 - Rail-support pour la mise en oeuvre du procédé suivant 1, se composant d'un tube de refroidissement, d'un rail de glissement et d'une enveloppe protectrice contre la chaleur, caractérisé par le fait que le rail de glissement comporte une barre de forme conique s'engageant dans une rainure en queue d'aronde du tube de refroidissement dans laquelle il peut glisser.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.