CH332581A - Installation pour le traitement thermique de pièces métalliques - Google Patents

Installation pour le traitement thermique de pièces métalliques

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CH332581A
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Norregaard Ipsen Harold
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Norregaard Ipsen Harold
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76Adjusting the composition of the atmosphere

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Description


  Installation pour le traitement thermique de pièces     métalliques       La présente invention a pour objet une  installation pour le traitement thermique de  pièces métalliques dans une atmosphère gazeuse  non oxydante, comprenant un four susceptible  d'être alimenté en atmosphère gazeuse non  oxydante, un appareil pour mesurer le point  de rosée de ladite atmosphère dans le but de  déterminer la dureté de la surface des pièces  métalliques. Par exemple, la mesure du point  de rosée peut être utilisée pour régler le transfert  de carbone entre ladite atmosphère et les pièces  métalliques.

   Ledit appareil pour mesurer le  point de rosée comporte deux électrodes agen  cées de façon que l'intervalle qui les sépare  soit rendu conducteur lorsqu'il s'y produit une  condensation, et un dispositif pour     chauffer    et  refroidir alternativement lesdites électrodes,  respectivement en réponse à la condensation et  à l'évaporation se produisant dans cet intervalle.  



  L'invention a pour but de fournir un four  donnant des résultats améliorés et réguliers  dans le traitement thermique de pièces métal  liques. Dans le cas du réglage de la teneur en  carbone des     surfaces    des pièces métalliques, ces  résultats peuvent être obtenus en maintenant  pratiquement constante l'action du carbone  dans l'atmosphère du four, c'est-à-dire la  tendance à forcer le carbone dans la surface à  traiter ou à l'en retirer. Ce four peut être utilisé  pour divers procédés de traitement thermique,    en particulier pour le traitement     thermique    des  surfaces de pièces en acier connu sous le nom  de cémentation.

   Les conditions de saturation et  de température définies par le point de rosée  déterminent la composition de l'atmosphère  gazeuse dans le four et ainsi la dureté de la  surface résultante des pièces. Le four peut être  utilisé aussi, par exemple, pour la     carbonitru-          ration,    la trempe neutre, la carburation et la       décarburation.     



  L'installation faisant l'objet de l'invention  est caractérisée en ce que ledit appareil de  mesure du point de rosée est alimenté de manière  continue avec du gaz prélevé du four, et en  ce qu'elle comprend des moyens pour alimenter  le four avec un gaz de commande du point de  rosée de ladite atmosphère gazeuse, une     vanne     de commande de l'alimentation du four avec  ledit gaz de commande, et un circuit électrique  de commande de ladite vanne en fonction des  variations du point de rosée décelées par ledit  appareil de mesure.  



  Les dessins schématiques annexés repré  sentent, à titre d'exemple non limitatif, une  forme d'exécution de l'installation objet de  l'invention.    La     fig.    1 est une vue schématisée et un  diagramme du circuit de cette forme d'exécu  tion.      La     fig.    2 est une vue en coupe longitudinale  fragmentaire du four de traitement thermique.  



  La     fig.    3 est une vue en perspective fragmen  taire d'une partie du dispositif de commande.  La     fig.    4 est une vue en coupe fragmentaire  par la ligne 4-4 en     fig.    3.  



  La     fig.    5 est une vue en élévation fragmen  taire en supposant qu'on regarde depuis la  gauche de la     fig.    4.  



  La     fig.    6 est une vue en perspective du  réchauffeur des électrodes du mécanisme de  détection du point de rosée.  



  La     fig.    7 est une vue en élévation fragmen  taire des électrodes.  



  La     fig.    8 est une vue en coupe fragmentaire  par la ligne 8-8 en     fig.    7.  



  La     fig.    9 est un graphique montrant par une  série de courbes la façon dont le régime de  fonctionnement du four change à différentes  températures.  



  Comme représenté, les pièces 10 à traiter  sont montées dans la chambre 11 d'un four  chauffé à la température convenable par des  éléments chauffants 12 alimentés par du gaz ou  fonctionnant à l'électricité placés dans le voisi  nage d'une hotte 13 délimitant la chambre de  chauffe qui est remplie d'un gaz non oxydant  ayant une composition convenant au traitement  qu'on veut faire subir aux pièces 10. S'il s'agit  de les carburer, ce gaz est fourni par un géné  rateur 14 et débité continuellement dans le  four par un conduit adducteur 14a, une     certaine     partie du gaz pouvant s'échapper continuelle  ment hors de la chambre dans laquelle le gaz  est maintenu en mouvement par un ventilateur  15     actionné    par un moteur.

   Les     pièces    sont       enfournées    et extraites de la chambre 11 par  un orifice terminal normalement fermé par une  porte 16 qui peut coulisser vers le haut ou  vers le bas en travers de cet orifice sous l'action  d'un dispositif     d'actionnement    mécanique 17.  



  Le gaz porteur fourni par le générateur 14  est le produit d'une réaction     catalyctique    entre  l'air et du gaz combustible; il contient des    proportions variables d'anhydride carbonique,  d'oxyde de carbone, d'hydrogène, d'azote, de  méthane et de vapeur d'eau. S'il s'agit par  exemple de carburer des pièces, le générateur  doit     ètre    réglé de manière à fournir un mélange  relativement pauvre en ce qui concerne la  réaction entre le gaz et les pièces et à ajouter  des quantités convenables d'un gaz     hydro-          carburé    en vue d'influer sur la quantité dé car  bone.

   Pour diverses raisons y compris les  réactions qui se produisent entre les constituants  du gaz et les pièces en cours de traitement  placées dans la chambre 11, il se produit le  plus souvent une augmentation du point de  rosée de l'atmosphère de la chambre 11 mais  on peut le réduire en accroissant la quantité de  gaz     hydrocarburé    dans cette chambre. Ainsi  donc il est possible, en réglant l'admission du  gaz     hydrocarburé,    d'influer sur le point de  rosée dans la chambre et d'assurer ainsi des  conditions opératoires assurant le traitement  désiré des pièces.  



  L'installation présente une régulation auto  matique de ces conditions opératoires, afin  qu'en dépit des variations     inhérentes    au traite  ment qui se déroule dans le four, une grande  uniformité de la teneur en carbone des pièces  traitées soit obtenue. Le procédé ici prévu  consiste à faire écouler continuellement une  partie du gaz hors de la chambre de chauffe 11,  à mesurer son point de rosée et, en réponse à  une déviation de celui-ci par rapport à une  valeur ou gamme de valeurs prédéterminée, à  faire varier la composition du gaz envoyé dans  la chambre du four dans un sens propre à  rétablir la teneur convenable en humidité. En  maintenant ainsi l'atmosphère à un point de  rosée sensiblement constant, on réalise un  potentiel de carbone uniforme pour une tempé  rature de traitement donnée.

   Pour améliorer  encore l'uniformité du transfert de carbone et  permettre une chauffe à différentes tempéra  tures choisies, l'installation comprend des  moyens assurant une corrélation entre le réglage  du point de rosée et les changements de tempé  rature en question, afin que n'importe quel  potentiel de carbone désiré puisse être sélec  tionné et maintenu avec un degré d'uniformité      élevé quelles que soient les conditions opéra  toires.  



  Pour régler la température du four, on règle  la fourniture de l'énergie aux éléments chauf  fants 12 à l'aide d'un relais approprié 21 de  construction connue apte à les faire fonctionner  ou, au contraire, à les mettre au repos en fonc  tion de l'ouverture et de la fermeture d'un  contacteur 22. Les changements survenant  dans la température du four se traduisent par  une variation de la tension engendrée par un  thermocouple 20 qui, suivant la technique de  traitement thermique bien connue,     influe    sur  l'entrée d'un réseau en pont 23 normalement  équilibré comprenant un potentiomètre     équi-          libreur    24 actionné par un arbre 25a entraîné  par un moteur électrique réversible 25.

   La  sélection des     différentes    températures à main  tenir dans le four est réalisée en réglant un  potentiomètre de commande 26.  



  Au cours du fonctionnement, un changement  survenant dans la tension engendrée par le  thermocouple 20 détruit l'équilibre du réseau  en pont 23 en produisant ainsi une impulsion  électrique qui     influe    sur un amplificateur électro  nique 27. Ce dernier met alors en marche le  moteur 25, ce qui déplace le curseur 28 du  potentiomètre     équilibreur    24 dans un sens  propre à rétablir l'équilibre du pont électrique.  Le moteur 25 s'arrête quand cet équilibre est  atteint.

   Ainsi donc la position du curseur 28  correspond toujours à la température qui règne  dans le four; chaque fois que le curseur 28 en  se déplaçant dans le sens correspondant à la  baisse de température, atteint une position  prédéterminée par le réglage du potentiomètre  26 et par conséquent de la température du four  qu'on veut maintenir, une came 29 ferme le  contacteur 22, ce qui met en marche les élé  ments chauffants 12 du four. Ces éléments sont  mis au repos par suite de l'ouverture du con  tacteur 22 quand la température désirée a été  rétablie.  



  S'il est vrai que le point de rosée de l'atmo  sphère du four peut être modifié d'autres  manières, notamment en agissant sur le fonc  tionnement du générateur 14, il est préférable  en principe d'augmenter ou de diminuer l'ad-    mission d'un fluide gazeux contenant des  hydrocarbures comme le propane qui, aux  températures de traitement thermique usuelles,  sont instables et se combinent à la vapeur  d'eau pour former de l'oxyde de carbone et de  l'hydrogène, ce qui abaisse le point de rosée et  accroît de façon correspondante le potentiel de  carbone de l'atmosphère carburante. Le     fluide     de réglage du point de rosée, qui peut être du  gaz naturel, est fourni par une source 31 et  arrive par un conduit adducteur 30 aboutissant  à la chambre 11 du four.

   L'écoulement du gaz  est augmenté ou diminué par l'ouverture ou la  fermeture d'une vanne 32 commandée par un  solénoïde 33 en fonction de la fermeture d'un  contacteur 34. Dans le présent cas, un très  faible écoulement du gaz     influant    sur le point  de rosée se produit continuellement dans la  chambre du four, notamment par un conduit  de dérivation 32a normalement ouvert qui est  réglé par une vanne 32b, de sorte que l'écoule  ment ne représente qu'une faible fraction de  la valeur du débit d'adduction du gaz de car  buration primaire fourni par le générateur 14  et envoyé au four. L'ouverture de la vanne 32  augmente notablement l'arrivée du gaz secon  daire.  



  Le contacteur 34 qui commande la vanne 32  est actionné par une came 35 montée sur  l'arbre de sortie d'un moteur électrique réver  sible 37 associé à un contrôleur enregistreur  électronique comportant un réseau 36, ce con  trôleur ayant la même construction que le  contrôleur réagissant à la température qui a  été décrit ci-avant. Le moteur réversible 37 est  excité à partir d'un amplificateur 38 et com  mande la came 35 ainsi que le curseur 39 d'un  potentiomètre équilibreur 40. Le point de com  mande de ce réseau peut être modifié en réglant  le curseur d'un potentiomètre 41.

   Dans les  contrôleurs de ce genre, le moteur d'équilibrage  déplace également un style 36a     (fig.    3) en lui  imprimant un mouvement de va-et-vient en  travers d'une feuille d'inscription 36b qui  avance continuellement, de façon à y tracer un  enregistrement<B>36e</B> des changements de régime  de contrôle. Une impulsion électrique correspon  dant, quant à son intensité, au point de rosée de      l'atmosphère du four est produite par un dis  positif qui puise continuellement des échan  tillons de cette atmosphère, refroidit et ré  chauffe alternativement chaque échantillon et  mesure la température à laquelle se produit la  condensation, et qui constitue la température du  point de rosée.

   A cet effet, l'échantillon de gaz  est refroidi jusqu'à une température sensible  ment uniforme par suite de son acheminement  à l'extérieur du four jusqu'à une chambre 64  délimitée par un carter 65     (fig.    8) de sorte que  l'écoulement de gaz qui y a lieu n'est pas       influencé    par des perturbations provenant de  l'air extérieur. La captation de l'échantillon de  gaz est assurée par une pompe aspirante 43  actionnée par un moteur et communiquant  avec la chambre 64 par un conduit 43a. Après  avoir été éprouvé, l'échantillon de gaz s'échappe  par l'ouïe de sortie de la pompe.

   Sous l'action de  la dépression engendrée dans la chambre 64  pendant le fonctionnement de la pompe 43, le  gaz provenant de la chambre 11 du four est  aspiré par un conduit 44 et envoyé dans la  chambre 64 par une tuyère 46 présentant un  coude latéral et une conformation lui permet  tant de débiter le gaz sous la forme d'un jet  ou d'une veine dans un étroit intervalle adjacent  47 (ayant environ 0,05 mm. de largeur) ménagé  entre les bords opposés des deux électrodes 48.  Ces dernières     sont.montées    sur une des parois  latérales du carter 65 vis-à-vis d'une fenêtre 65a.    Dans la construction représentée, les électro  des 48 sont constituées par de minces plaques  semi-circulaires ayant une épaisseur égale à  0,025 mm. et formées par exemple de clinquant  de platine.

   Ces plaques sont collées ou scellées  à une mince plaque 49 ayant une épaisseur  égale à 0,15 mm, constituée par une matière  non conductrice, par exemple du verre, et  fixée elle-même à plat contre un des côtés d'un  bloc 56 en matière     bonne    conductrice de la  chaleur, par exemple en cuivre, encastré dans  un     flasque    67 formant une des parois du carter  65 et comportant un orifice 66 en regard des  électrodes 48. Des conducteurs isolés 50 reliés  aux électrodes 48 et s'étendant vers l'extérieur  traversent des trous du     flasque    67 et du bloc 56    qui a un diamètre égal à 25 mm. environ et  une épaisseur de 7 à 8 mm.  



  Du côté opposé aux électrodes 48, le taquet  56 appuie par un contact bon conducteur de  la chaleur contre un élément chauffant élec  trique 51     (fig.    6) et qui comprend des éléments  plats 52 en une matière     formam    résistance  réunis à leurs extrémités opposées à des bor  nes 53. Ces éléments ont la forme générale d'un  anneau entourant une tige 54 faisant corps  avec le bloc 56. L'élément chauffant est serré  contre le bloc 56 par un écrou 68 noyé dans la  paroi du carter et vissé sur la tige 54 faisant       saillie    vers l'extérieur, qui fait corps avec le  bloc 56. L'élément chauffant 51 est destiné à  recevoir le courant électrique d'une source 55a  lorsqu'un contacteur 55 se ferme par suite de  l'excitation d'un relais 57.  



  L'aptitude de l'élément chauffant 51 à  élever la température des électrodes 48 est  sensiblement plus forte que la capacité de  refroidissement d'un dispositif réfrigérateur 581       (fig.    4) également monté dans des conditions de  conduction     thermique    par rapport au taquet  56 et capable de refroidir les     électrodes-48        au-          dessous    de la plus basse température de point  de rosée que l'atmosphère du four atteigne  jamais. Ce dispositif 581 comprend un com  presseur 58     (fig.    1) actionné par un moteur et  ayant une construction de type connu pour  liquéfier un réfrigérant 59     (fig.    4) qui est vapo  risé dans un carter 60.

   Une partie terminale 61  de ce dernier enveloppe une extrémité d'une  tige 62 en métal bon conducteur de la chaleur  dont l'autre extrémité est vissée sur la tige 54  du bloc 56 et est maintenue par là même en  relation de conduction thermique par rapport  à lui.  



  On comprend qu'au fur et à mesure que les  électrodes 48 sont progressivement refroidies  par le dispositif réfrigérateur 581 sus-décrit, la  vapeur d'eau, se condense dans l'interstice 47  à la température du point de rosée. Un organe est  prévu pour mesurer la température du bloc 56  et envoyer une tension électrique correspon  dante dans le réseau 36. L'organe en question  est constitué ici par un thermocouple 71 dont  la jonction est noyée dans le bloc 56 tout près      de l'intervalle 47 entre les électrodes 48     c'est-          à-dire    ici immédiatement en arrière de la pla  que 49.

   Le thermocouple 71 est relié par des  conducteurs 72 à l'entrée du réseau 36 auquel  est appliquée la tension engendrée par le     ther-          mocouple.     



  Le     réchauffement    et le refroidissement alter  nés des électrodes 48 au cours de cycles opéra  toires relativement courts (en général trois  secondes environ) sont réalisés en envoyant  l'énergie dans l'élément chauffant chaque fois  que les électrodes 48 se trouvent court-circuitées  par suite de la condensation de vapeur d'eau  dans l'intervalle 47 qui les sépare.

   A cet     effet,    les  électrodes 48 sont branchées dans un circuit  73 contenant une source de courant 74, et  l'enroulement d'un galvanomètre 75 dont l'ai  guille 76 reste dans la position zéro qui est  représentée au dessin, tant que les électrodes 48  se trouvent au-dessus de la température de  point de rosée qui règne, aucune condensation  ne se produisant dans l'interstice 47 qui offre  ainsi une résistance optimum Quand la conden  sation se produit, un courant traverse l'enroule  ment du galvanomètre 75, de sorte que son  aiguille 76 s'écarte du zéro et déplace ainsi  une palette 78 par rapport à une bobine associée  79 formant inductance.

   Une impulsion électri  que est ainsi appliquée à l'entrée d'un amplifi  cateur électronique 80 dont la sortie excite le  relais 57, ce qui ferme le contacteur 55 et fait  fonctionner l'élément chauffant 51.  



  L'action calorifique de l'élément chauffant  51 est notablement supérieure à la capacité de  refroidissement du dispositif réfrigérateur 581,  de sorte qu'au bout de très peu de temps  (ordinairement 2 secondes 1/2 environ) la tempé  rature des électrodes 48 et de l'interstice 47  est élevée au-dessus du point de rosée de  l'atmosphère du four, ce qui provoque l'éva  poration du     condensat    dans l'intervalle 47 des  électrodes 48. L'augmentation résultante de la  résistance de cet intervalle 47 déplace la palette  78 en sens inverse et prive à nouveau de courant  le relais 57 et l'élément chauffant 51.

   Ceci  amorce la phase de refroidissement d'un autre  cycle opératoire et au bout d'un faible laps de  temps (généralement 2 secondes     @/2    environ)    la vapeur commence à se condenser à nouveau  dans l'intervalle 47 entre les électrodes 48, ce  qui y provoque une chute de sa résistance.  L'élément chauffant 51 se trouve ainsi alimenté  à nouveau.  



  En prévoyant un rapport convenable entre  les actions respectives de l'élément     chauffant    51  et du dispositif refroidisseur<B>581</B> en enveloppant  l'intervalle 47 entre les électrodes 48 et en  dirigeant l'échantillon de gaz directement vers  lui de la manière ci-dessus indiquée, il est  possible d'écourter de telle sorte le' cycle de  réchauffement et le cycle de refroidissement  que la température du bloc de cuivre 56 ne  varie que très peu, par exemple de deux degrés  centigrades. Ainsi le thermocouple détecte la  température moyenne du bloc 56 et engendre  dans le réseau 36 une tension qui est fonction  de la température, qui demeure passablement  constante et qui représente une mesure exacte  du point de rosée de l'atmosphère du four.  



  La sensibilité de l'instrument est entretenue  en appliquant un agent mouillant à la plaque  de verre 49 dans l'intervalle 47 entre les électro  des 48. Cet agent joue un double rôle: -En  premier lieu, il maintient la surface de la plaque  de verre 49 en état de propreté et empêche,  ainsi les matières étrangères de s'accumuler dans  l'intervalle 47 entre les électrodes 48 et de  connecter prématurément celles-ci. En second  lieu, il oblige le     condensat,    au moment où il  se produit sur la plaque 49 à s'étaler en nappe  mince plutôt que de former des gouttelettes.  Il en résulte que l'humidité se propage rapide  ment d'une électrode à l'autre, de sorte que  l'instrument répond presque instantanément à  la première condensation.

   L'agent mouillant  est constitué, de préférence, par un agent     tensio-          actif        nonionique    chimiquement inerte soit du  type éther aliphatique de     polyoxyéthylène,    soit  du type     alcool-polyéther        d'alcoylaryle.     



  Pour que la position du curseur d'équili  brage 39 du réseau 36 corresponde à tout  moment avec le potentiel de carbone de l'atmo  sphère du four des moyens sont prévus pour  appliquer à l'entrée du réseau une tension qui  corresponde aux changements survenant dans  la température du four et qui varie avec eux.      De même, on peut faire varier cette tempéra  ture par une commande manuelle en réglant le  potentiomètre 26 et par conséquent le point  de contrôle de l'instrument.     Etant    donné que  la position de l'arbre entraîné 25a correspond  à tout moment à la température qui règne dans  le four, elle est utilisée pour engendrer une  tension de compensation de température qui  est ajoutée à et par suite combinée à la tension  dépendant du point de rosée pour former la  tension d'entrée du contrôleur enregistreur.

   Ce  résultat est obtenu en couplant grâce à un  engrenage 86 l'arbre 25a du curseur 83 d'un  potentiomètre 84, afin d'engendrer une tension  à travers des conducteur 85 connectés à l'entrée  du réseau englobant l'amplificateur 38. Au fur  et à mesure que la température du four monte  et descend, le curseur 83 se déplace et augmente  ou diminue selon le cas la tension compensa  trice en     influant    de façon correspondante sur  la position de l'élément entraîné 39 pour  n'importe quelle valeur donnée du point de  rosée.

   Ainsi donc, l'action de ce dernier, bien  qu'elle soit déterminée en premier lieu par la  tension dépendant du point de rosée est modi  fiée par les changements survenant dans la  température du four, afin de produire un mou  vement résultant qui soit une mesure exacte  du potentiel de carbone de l'atmosphère du  four. Ces mouvements sont enregistrés en 36e  sur la feuille de graphique 36b     (fig.    3) de sorte  que l'emplacement du style 36a correspond à  la valeur du potentiel de carbone de l'atmo  sphère du four.  



  La relation convenable qu'il faut maintenir  est représentée dans la     fig.    9, chaque courbe  représentant, pour une température donnée au  four, les valeurs de température du point de  rosée, en fonction des différents potentiels de  carbone qui sont exprimés par le pourcentage  de carbone absorbé à la surface d'une pièce  en acier. Ainsi, par exemple, si la partie cémen  tée formant la couche superficielle de la pièce  doit avoir une teneur en carbone égale à 0,5  à la suite d'un chauffage de cette pièce à 9250 C  environ il faut maintenir une température de  point de rosée égale à     3     C environ.

      Le four décrit comprend des moyens pour  mettre au repos la commande automatique  quand se manifestent des conditions opératoires  empêchant un fonctionnement normal au cours  du service, par exemple du fait qu'on ouvre  la porte 16 du four pour y enfourner un nouveau  lot de pièces. Cet état fonctionnel est détecté  par la fermeture d'un contacteur 87 normale  ment fermé     (fig.    1 et 2) monté sur la paroi  externe de l'enveloppe du four et étudié de  manière à être ouvert par une came 88 montée  sur la porte 16 quand celle-ci est soulevée pour  ouvrir le four.

   Cette fermeture a pour effet de  mettre le contrôleur automatique du point de  rosée au repos pendant un laps de temps qui  se prolonge au-delà de la     refermeture    de la  porte du four pendant un temps     suffisant    pour  permettre le rétablissement d'un régime opéra  toire normal y compris le     purgeage    du four de  son air ou la destruction par combustion de  l'huile ou autre matière pouvant se trouver sur  des pièces nouvellement enfournées. Il est prévu  à cet effet une minuterie 90 qui fait fonctionner  un contacteur 91 commandant l'arrivée de  l'énergie électrique au dispositif de détection et  de commande du point de rosée et au renvoi  qui commande la vanne 32.

   Il est préférable  que le temps qui s'écoule avant que ne soit  rétablie la commande automatique se prolonge  sur une valeur     fixe    mais sélectivement réglable  au-delà de la fermeture de la porte du four,  le temps (qui est en général de sept minutes)  étant ainsi uniforme pour des cycles successifs  de fonctionnement du four quelles que soient  les variations de temps nécessaires pour rechar  ger le four.  



  Une minuterie capable d'assurer ce fonction  nement peut mesurer des temps jusqu'à 15 mi  nutes selon la détermination imposée par le  réglage d'un bouton de     manoeuvre    92. Quand  le contacteur 87 est fermé par suite de la     refer-          meture    de la porte du four, la minuterie est  excitée et intervient pour fermer le contacteur 91  au bout d'un temps déterminé par le réglage du  bouton 92. La commande automatique est ainsi  rétablie, de sorte que le mécanisme de mesure  du point de rosée agit à nouveau et que l'arrivée  du gaz de réglage du point de rosée peut être      augmentée en ouvrant la vanne 32 selon les  besoins en vue d'atteindre et de maintenir le  potentiel de carbone choisi de l'atmosphère du  four.

   En interrompant ainsi l'action de la  commande automatique et en retardant la  reprise de son fonctionnement, l'écart de  l'atmosphère du four par rapport à la composi  tion désirée pendant le déchargement et le  rechargement du four est     effectivement    réduit  au minimum comme l'est le temps nécessaire  pour rétablir le     pontentiel    de carbone désiré.  



  Pendant le fonctionnement effectif du four et  de sa commande automatique dans la technique  de la cémentation de pièces d'acier, le contrôleur  de température est mis au point en réglant le  potentiomètre 26 suivant la température néces  saire pour carburer     efficacement    les pièces qu'il  s'agit en particulier de traiter. Le potentio  mètre 41 du contrôleur enregistreur est réglé  de même en fonction du potentiel de carbone  correspondant à la dureté qu'on veut obtenir  par cémentation. Le chauffage du four est com  mencé et un gaz ayant la composition convenable  et fourni par le générateur 14 est envoyé dans  le four selon le débit d'adduction convenable.

    En même temps, un faible écoulement de gaz       hydrocarburé    ou auxiliaire est admis par la  vanne 32b et combiné au gaz porteur principal  dans la chambre 13 du four.  



  Après qu'un équilibre général a été atteint,  les pièces à traiter sont enfournées, puis la  porte du four est refermée. L'action du système  de     commandes    automatiques est ensuite retar  dée pendant un laps de temps déterminé par la  position du bouton 92 de la minuterie. Lorsque  le contacteur 91 branché sur la canalisation  se ferme, le mécanisme de point de rosée entre  en action, et l'élément chauffant 51 ainsi que  le refroidisseur associé agissent pour réchauffer  et refroidir alternativement les électrodes 48  afin d'évaporer l'humidité condensée dans  l'intervalle 47 qui les sépare, puis pour refroidir  celles-ci au-dessous du point de rosée existant  à ce moment.

   La température moyenne atteinte  par le bloc de cuivre 56 pendant les cycles rela  tivement rapides correspond au point de rosée  de l'atmosphère du four, la tension de     thermo-          couple    ainsi dérivée étant appliquée au réseau    36. Si l'on suppose que la température du four  reste fixe, un changement de la température du  point de rosée détruit l'équilibre du réseau 36, de  sorte que le moteur 37 se met à tourner dans  un sens propre à corriger le déséquilibre, le  moteur s'arrêtant quand l'équilibre est atteint.

    Chaque fois que, par suite de la réaction de  carburation, le point de rosée s'élève au-dessus  de la valeur correspondant au potentiel de  carbone désiré tel qu'il est déterminé par le  réglage du potentiomètre 41, la came 35 tourne  d'un angle     suffisant    pour fermer le contacteur  34 en ouvrant ainsi la vanne 32 pour augmenter  le débit du gaz abaissant le point de rosée  dans le four. Ceci se poursuit jusqu'à ce que  par suite de l'action sus-décrite des électrodes 48,  du galvanomètre 75 et du thermocouple 71  le rétablissement du point de rosée convenable  soit détecté. A ce moment, le réseau 36 aura  réagi et la came 35 sera revenue assez loin  par pivotement inverse pour ouvrir le contacteur  34 et fermer la vanne 32.  



  Si, notamment par suite du réglage manuel  du potentiomètre 26, la température du four  change, le potentiomètre compensateur 84  agissant par suite du rééquilibrage résultant du  réseau 23, détruit de façon correspondante  l'équilibre du réseau 36, qui, comme précé  demment, sera rééquilibré à une autre tempé  rature de point de rosée suivant les besoins  (voir la     fig.    9) en vue du maintien du potentiel  de carbone choisi à la nouvelle température  du four.

Claims (1)

  1. REVENDICATION: Installation pour le traitement thermique de pièces métalliques dans une atmosphère gazeuse non oxydante, comprenant un four (11) susceptible d'être alimenté en atmosphère gazeuse non oxydante, un appareil pour mesurer le point de rosée de ladite atmosphère, dans le but de déterminer la dureté de la surface des pièces métalliques, cet appareil comportant deux électrodes (48) agencées de façon que l'intervalle (47) qui les sépare soit rendu conducteur lorsqu'il s'y produit une condensation, et un dispositif pour chauffer et refroidir alternativement les dites électrodes, respectivement en réponse à la condensation et à l'évaporation se produi sant dans cet intervalle,
    caractérisée en ce que ledit appareil de mesure du point de rosée est ali menté de manière continue avec du gaz prélevé du four (11), et en ce qu'elle comprend des moyens pour alimenter le four avec un gaz de com mande du point de rosée de ladite atmosphère gazeuse, une vanne de commande (32) de l'alimentation du four avec ledit gaz de com mande, et un circuit électrique de commande de ladite vanne en fonction des variations du point de rosée décelées par ledit appareil de mesure. SOUS-REVENDICATIONS 1.
    Installation suivant la revendication, ca ractérisée en ce que les électrodes (48) sont montées sur un plateau (49) d'une matière dié lectrique, un agent mouillant couvrant ce plateau à travers ledit intervalle (47) entre les électrodes (48), pour que le condensai se répande rapidement d'une électrode à l'autre. 2. Installation suivant la sous-revendication 1, caractérisée en ce que lesdites électrodes (48) font partie d'un circuit électrique susceptible d'être fermé lorsque ledit intervalle (47) entre les électrodes (48) est rendu conducteur par la présence de condensat, ce circuit comprenant un organe (75) sensible au courant et comman dant à travers un amplificateur (80), un inter rupteur (55) d'un circuit comprenant un élément chauffant (51) desdites électrodes (48). 3.
    Installation suivant la revendication, ca ractérisée par des" moyens pour amener conti nuellement le gaz non oxydant dans le four à partir d'un générateur (14) et par des moyens permettant à une certaine partie du gaz de s'échapper continuellement hors du four. 4. Installation suivant la revendication, ca ractérisée en ce que ledit appareil pour mesurer le point'de rosée est agencé pour produire une différence de potentiel ayant pour effet de provoquer l'ouverture ou la fermeture de ladite vanne (32) commandant l'arrivée du gaz de commande à partir d'une source d'alimentation (31) de ce gaz. 5. Installation suivant la revendication, ca ractérisée en ce qu'elle comprend un couple thermoélectrique (71) placé près de l'intervalle (47) entre les électrodes. 6.
    Installation suivant la sous-revendication 5, caractérisée en ce que la différence de poten tiel engendrée par le couple thermoélectrique (71) agit par l'intermédiaire d'un dispositif contrôleur enregistreur (36) et d'un amplificateur (38) afin de commander l'ouverture ou la fer meture de la vanne (32). 7. Installation suivant la sous-revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif contrôleur enregistreur (36) est réglé par un potentiomètre (41) afin de faire varier à volonté le potentiel de carbone dans le four. 8.
    Installation suivant les sous-revendica- tions 5 à 7, caractérisée en ce que la température régnant dans le four est commandée au moyen d'un réseau en pont équilibré (23) qui peut être réglé de manière à faire fonctionner le four à une température prédéterminée, la différence de potentiel engendrée par le couple thermo électrique (71) agissant conjointement à la commande de ce réseau en pont (23) et du dispositif contrôleur enregistreur (36) pour ac tionner la vanne (32) qui commande l'arrivée du gaz de commande au four. 9.
    Installation suivant les sous-revendications 3 à 8, caractérisée par une minuterie (90) com mandant l'alimentation électrique des divers dispositifs de commande et de fonctionnement, cette minuterie étant armée quand la porte (16) du four est refermée après avoir été ouverte lors du chargement du four, de sorte que le dispositif de commande automatique du four est mis au repos pendant un laps de temps prédéterminé.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2285461A1 (fr) * 1974-09-20 1976-04-16 Air Liquide Procede de traitement thermique de l'acier en atmosphere reductrice et non decarburante

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2285461A1 (fr) * 1974-09-20 1976-04-16 Air Liquide Procede de traitement thermique de l'acier en atmosphere reductrice et non decarburante

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