Four pour traitement thermique Cette invention a pour objet un four pour trai tement thermique dans lequel une atmosphère con trôlée peut être maintenue pour des buts tels que la carburation au gaz, la trempe en profondeur, la nitruration au carbone, la restitution du carbone et le recuit.
Conformément à la présente invention, un four pour le traitement thermique comprend une chambre de traitement, ouverte à sa base pour la charge et la vidange, des moyens pour chauffer le contenu de la chambre de traitement, une antichambre située au-dessous de la chambre de traitement et s'étendant horizontalement à partir de celle-ci, une cuve à tremper située au-dessous de la partie de l'anti chambre qui n'est pas directement soues la chambre de traitement,
une porte inférieure de la chambre de traitement, des moyens pour élever et abaisser cette porte, des moyens pour transporter une charge hori zontalement depuis la porte inférieure jusqu'à une position au-dessus de la cuve à tremper et pour faire descendre ladite charge d'ans cette cuve.
Dans une réalisation préférée de l'invention, la chambre de traitement qui peut être de forme géné rale cylindrique avec son axe vertical, possède des corps de chauffe incorporés dans ses parois latérales et répartis tout autour de son axe vertical. Un venti lateur est de préférence prévu au sommet de la cham bre de traitement et une protection cylindrique ou séparation se prolonge à l'intérieur de la chambre sur la plus grande partie de sa
hauteur, de façon que l'atmosphère soit entraînée vers le haut à travers la fournée par le ventilateur, et ainsi être rejetée à l'ex térieur de la chambre et ensuite<B>d</B>e haut en bas entre la protection et les, corps de chauffe situés dans les parois de la chambre, de façon à être chauffée par ce moyen.
Une forme d'exécution du four va maintenant être décrite, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé dans lequel La fig. 1 est une élévation latérale en coupe d'un four pour traitement thermique et la fig. 2 est une coupe en plan suivant la ligne II-II de la fig. 1.
Dans la forme d'exécution représentée du four, celui-ci est destiné au traitement à chaud, tel qu'une carburation; il comprend une chambre de traitement cylindrique 10 dont l'axe est vertical, la chambre 10 étant constituée par un cylindre réfractaire à parois lat6ralesi 11 et fermé à sa partie supérieure par un toit réfractaire 12.
Le bas de la chambre 10 est ouvert, mais peut être fermé par une porte 13 déplaçable verticalement, sur laquelle un chariot ou une étagère contenant la matière à traiter, indiquée schématiquement en 14, est portée dans la chambre 10.
Un ventilateur centrifuge 15 est monté à la partie supérieure de la chambre 10, le ventilateur est entraî né par un arbre 16 qui passe à travers, le plafond 12 de la chambre 10 et est entraîné par un moteur électrique 17.
Un cylindre de protection 18, en tôle métallique est monté coaxia- lement à l'intérieur de la chambre 10, sa partie supérieure est fermée par une paroi 19 dans laquelle est pratiquée une ouverture 20 constituant le loge ment du ventilateur 15. Ainsi quand le ventilateur 15 est mis en:
mouvement par le moteur 17, l'atmo sphère dans la chambre 10 est aspirée vers le haut dans l'intérieur du cylindre de protection 18 et chassée par le ventilateur 15 entre le toit 12 de la chambre et la paroi supérieure 19 du cylindre de protection et de là aspirée vers le bas, entre la paroi latérale de protection et la paroi 11 de la chambre 10.
Des éléments de corps; de chauffe électriques 21 sont incorporés dans les parois 11 de la chambre 10 en des endroits répartis tout autour de l'axe vertical de la chambre 10 de manière à produire un effet de chauffage pratiquement uniforme.
La porte 13 garnie de matière réfractaire par laquelle le bas de la chambre 10 peut être fermé est portée par un. vérin. hydraulique ou pneumatique vertical 25, monté dans une fosse 26, au-dessous de la chambre du four 10 :
le vérin sert à soulever la porte de sa position ouverte, comme indiqué par la ligne en traits mixtes 13', à sa position fermée représentée en traits pleins, de façon que le bas de la chambre 10 soit fermé et scellé.
Une antichambre en forme de corridor 28 occupe directement l'espace au-dessous de la chambre de traitement 10 et se prolonge également sur un de ses côtés pour recouvrir une cuve 29 à tremper dans de l'huile.
A l'intérieur de l'antichambre 28 se trouve un convoyeur à rouleaux 30 s'étendant horizontale- ment depuis une position sous la chambre de traite ment 10 jusqu'à une position au-dessus de la cuve à tremper 29 à l'huile et la dépassant à travers une porte 31, à l'extrémité de l'antichambre, jusqu'à un quai de chargement extérieur.
Le convoyeur à rou leaux 30 se compose de sections, à savoir une sec tion mobile 32 portée par la porte 13 réfractaire de la chambre de traitement et une seconde section mobile 33 est portée au-dessus de la cuve 29à trem per par un second vérin hydraulique ou pneumatique 34 monté en position verticale sur le haut de l'anti chambre 28. Les autres sections 35, 36 et 37 du con voyeur à rouleaux 30 sont fixes.
L'ensemble de l'antichambre 28 est limité par les parois latérales 38 et un toit 39, et une atmo sphère contrôlée est maintenue dans l'antichambre de façon à éviter la contamination de l'atmosphère dans la chambre de traitement 10.
Pour l'opération, une étagère ou un chariot, con- tenant des. roues dentées ou autres pièces destinées à être traitées à chaud, est placé sur la section 37 du convoyeur sur le quai de chargement à l'extérieur de la porte du four 31, comme indiqué schémati quement en 14A.
La porte 31 est alors ouverte et le chariot chargé est déplacé par une tringle de ral longe adaptée au chariot, dans l'antichambre 28 jus qu'à la position indiquée par 14B, la porte est ,ensuite fermée derrière lui. Après être resté un certain temps dans la position 14B, pendant lequel le maté riel à traiter est débarrassé de l'air qu'il contient,
la porte 13 de la chambre de traitement 10 est abaissée au moyen du vérin 25 et le chariot chargé est conduit horizontalement dans la position désignée par 14C,
dans laquelle il est supporté par la section 32 du con- voyeur mobile sur la porte inférieure. La porte est ensuite soulevée de sa position inférieure 13' par le vérin 25 jusqu'à sa position élevée 13, ce qui intro duit le chariot chargé 14 dans la chambre de traite ment 10, située elle-même à l'intérieur de la protec tion 18.
Le traitement thermique est alors. exécuté dans la chambre 10, le ventilateur 15 faisant circuler l'atmosphère à l'intérieur de la chambre, et au terme de la période de traitement la porte 13 est de nou veau abaissée, le chariot chargé est retiré en arrière de la position 14C à la position 14B dans laquelle il se trouve placé sur la section mobile 33 du convoyeur portée par le vérin 34.
Ce dernier est alors actionné pour faire descendre le chariot chargé dans la cuve à tremper 29 pour l'opération de trempe. Après la trempe, le chariot chargé est remonté par le vérin 34 et, après que la porte extérieure 31 a été ouverte, le chariot chargé est entraîné hors de l'anticham bre 28.
Le dispositif décrit est prévu pour un refroidisse ment fermé, c'est-à-dire que la trempe a lieu sans retirer les objets hors de l'atmosphère du four, ceci conjointement avec un chauffage de la chambre tout à fait uniforme et effectif. Il est aussi prévu, si néces saire, la possibilité de refroidir la fournée dans une atmosphère protectrice dans l'antichambre 28 avant de la sortir à l'extérieur du four.
D'autres formes de chauffage peuvent être employées, par exemple un chauffage par le gaz.
Si on le désire, une porte séparée peut être prévue dans la paroi latérale 35 de l'antichambre le long du haut de la cuve à tremper 29 pour permettre un accès latéral à l'antichambre sur un côté du con voyeur 30 pour le retrait de la fournée latéralement après que celle-ci ait été descendue de la chambre de traitement 10.
Heat treatment furnace This invention relates to a heat treatment furnace in which a controlled atmosphere can be maintained for such purposes as gas carburizing, deep quenching, carbon nitriding, carbon restitution and carbonation. annealed.
According to the present invention, an oven for heat treatment comprises a treatment chamber, open at its base for charging and emptying, means for heating the contents of the treatment chamber, an antechamber located below the chamber treatment chamber and extending horizontally therefrom, a quenching tank located below the part of the anti-chamber which is not directly below the treatment chamber,
a lower door of the treatment chamber, means for raising and lowering this door, means for transporting a load horizontally from the lower door to a position above the tank to be quenched and for lowering said load from in this tank.
In a preferred embodiment of the invention, the treatment chamber, which may be of generally cylindrical shape with its vertical axis, has heating bodies incorporated in its side walls and distributed all around its vertical axis. A fan is preferably provided at the top of the treatment chamber and a cylindrical shield or partition extends inside the chamber over most of its length.
height, so that the atmosphere is drawn upwards through the batch by the fan, and thus to be rejected outside the chamber and then <B> d </B> e up and down between the protection and the heating bodies located in the walls of the chamber, so as to be heated by this means.
An embodiment of the oven will now be described, by way of example, with reference to the appended drawing in which FIG. 1 is a sectional side elevation of a heat treatment furnace and FIG. 2 is a sectional plan taken along line II-II of FIG. 1.
In the embodiment shown of the furnace, the latter is intended for hot treatment, such as carburization; it comprises a cylindrical treatment chamber 10, the axis of which is vertical, the chamber 10 being constituted by a refractory cylinder with lateral walls 11 and closed at its upper part by a refractory roof 12.
The bottom of the chamber 10 is open, but can be closed by a vertically movable door 13, on which a trolley or a shelf containing the material to be treated, indicated schematically at 14, is carried in the chamber 10.
A centrifugal fan 15 is mounted at the top of the chamber 10, the fan is driven by a shaft 16 which passes through, the ceiling 12 of the chamber 10 and is driven by an electric motor 17.
A protective cylinder 18, made of sheet metal is mounted coaxially inside the chamber 10, its upper part is closed by a wall 19 in which an opening 20 is made constituting the housing of the fan 15. Thus when the fan 15 is set to:
movement by the motor 17, the atmosphere sphere in the chamber 10 is sucked up into the interior of the protection cylinder 18 and expelled by the fan 15 between the roof 12 of the chamber and the upper wall 19 of the protection cylinder and from there sucked down, between the protective side wall and the wall 11 of the chamber 10.
Body parts; electric heaters 21 are incorporated in the walls 11 of the chamber 10 at locations distributed all around the vertical axis of the chamber 10 so as to produce a substantially uniform heating effect.
The door 13 lined with refractory material by which the bottom of the chamber 10 can be closed is carried by a. cylinder. vertical hydraulic or pneumatic 25, mounted in a pit 26, below the furnace chamber 10:
the jack serves to lift the door from its open position, as indicated by the dashed line 13 ', to its closed position shown in solid lines, so that the bottom of the chamber 10 is closed and sealed.
A corridor-shaped anteroom 28 directly occupies the space below the treatment chamber 10 and also extends on one of its sides to cover a tank 29 to be soaked in oil.
Within the anteroom 28 is a roller conveyor 30 extending horizontally from a position below the processing chamber 10 to a position above the oil quenching vessel 29. and passing it through a door 31, at the end of the anteroom, to an exterior loading dock.
The roller conveyor 30 is composed of sections, namely a movable section 32 carried by the refractory door 13 of the treatment chamber and a second movable section 33 is carried above the tank 29 to trem per by a second cylinder. hydraulic or pneumatic 34 mounted in a vertical position on the top of the anti-chamber 28. The other sections 35, 36 and 37 of the roller conveyor 30 are fixed.
The whole of the anteroom 28 is bounded by the side walls 38 and a roof 39, and a controlled atmosphere is maintained in the anteroom so as to avoid contamination of the atmosphere in the treatment chamber 10.
For operation, a shelf or trolley, containing. toothed wheels or other parts intended to be heat treated, is placed on section 37 of the conveyor on the loading dock outside the oven door 31, as shown schematically at 14A.
The door 31 is then opened and the loaded trolley is moved by an extension rod adapted to the trolley, in the anteroom 28 to the position indicated by 14B, the door is, then closed behind it. After remaining for some time in position 14B, during which the material to be treated is freed of the air it contains,
the door 13 of the treatment chamber 10 is lowered by means of the jack 25 and the loaded carriage is driven horizontally in the position designated by 14C,
wherein it is supported by section 32 of the movable conveyor on the lower door. The door is then lifted from its lower position 13 'by the jack 25 to its raised position 13, which introduces the loaded carriage 14 into the treatment chamber 10, itself located inside the protector. tion 18.
The heat treatment is then. performed in chamber 10, fan 15 circulating the atmosphere inside the chamber, and at the end of the treatment period door 13 is lowered again, the loaded cart is withdrawn back from position 14C in position 14B in which it is placed on the movable section 33 of the conveyor carried by the jack 34.
The latter is then actuated to lower the loaded carriage into the quenching tank 29 for the quenching operation. After quenching, the loaded carriage is raised by the jack 34 and, after the outer door 31 has been opened, the loaded carriage is driven out of the anti-chamber 28.
The device described is intended for closed cooling, that is to say that the quenching takes place without removing the objects from the atmosphere of the furnace, this together with quite uniform and effective heating of the chamber. Provision is also made, if necessary, for the possibility of cooling the batch in a protective atmosphere in the anteroom 28 before taking it outside the oven.
Other forms of heating can be employed, for example gas heating.
If desired, a separate door can be provided in the side wall 35 of the antechamber along the top of the soak pot 29 to allow side access to the antechamber on one side of the conveyor 30 for the removal of water. the batch laterally after it has been lowered from the processing chamber 10.