CH688873A5 - Four de traitement thermique. - Google Patents

Description

  
 



  La présente invention concerne un four de traitement thermique avec tunnel métallique réfractaire chauffant par résistance électrique, permettant de réaliser différents types de traitements thermiques sur des pièces circulant à travers ledit four. 



  Les fours de passage de type connu sont en général constitués d'un corps de chauffe disposé dans des briques formant une enceinte réfractaire. Des éléments chauffants, distribués le long du corps de chauffe et disposés dans l'enceinte de briques, assurent la montée en température du corps de chauffe. Un tapis roulant métallique disposé partiellement dans l'enceinte permet aux pièces à traiter de circuler dans l'enceinte. Le corps de chauffe est conformé de façon à entourer le mieux possible les pièces à traiter. Une telle installation permet de réaliser différents types de traitements thermiques comme par exemple des trempes, recuits, etc, pour toutes sortes de pièces métalliques.

  Avec une telle configuration, s'il arrive que le corps de chauffe soit endommagé ou tombe en panne, la réparation implique un travail au niveau de tout l'intérieur de l'enceinte, incluant le démontage des briques et des éléments chauffants, ce qui occasionne des frais relativement élevés. Par ailleurs, une telle installation implique une grande inertie thermique qui fait que le temps de montée en température est relativement long, soit de l'ordre de 6 heures, pour une installation de taille moyenne. L'enceinte en briques est relativement coûteuse et l'installation complète est particulièrement massive et lourde. Il est également difficile de mesurer la température, celle-ci n'étant pas uniforme dans toute l'enceinte. On obtient donc des informations peu précises sur la température des élé ments chauffants et sur la température à l'intérieur du tunnel.

  Le contrôle du dépassement des valeurs limites de température est donc difficile à réaliser. D'autre part, un gaz ou un mélange de gaz anti-oxydant et/ou réducteur comme par exemple H2 ou H2 + azote, est injecté, de préférence au centre de l'enceinte, pour s'échapper par les côtés. Etant donné le temps très long nécessaire pour la mise en température et pour le refroidissement (périodes pendant lesquelles l'approvisionnement en gaz est nécessaire), la consommation de gaz est très élevée. 



  Le but principal de la présente invention est de proposer un four de traitement thermique tel que caractérisé dans les revendications 1 à 15. 



  En supprimant l'ensemble briques réfractaires/éléments chauffants, on diminue l'inertie thermique du four de façon substantielle, ce qui permet de réaliser des montées et des descentes en température en des temps très courts, diminuant d'autant la consommation de gaz. Le faible temps de préchauffage permet de diminuer la consommation d'énergie. Le poids global de l'installation est fortement diminué. Puisque le corps de chauffe de la présente invention génère sa propre chaleur, et ceci de façon sensiblement uniforme, on obtient une meilleure répartition de la température et celle-ci peut donc être mesurée avec plus de précision, par exemple directement sur le corps de chauffe. On peut alors réaliser des conditions de traitement plus précises et une meilleure régulation des traitements effectués.

  Par ailleurs, on arrive à mieux maîtriser les temps de maintien en température et on évite de dépasser les valeurs limites supportables par le corps de chauffe. La grande flexibilité d'exploitation du four selon la présente invention permet de modifier aisément la température de traitement et la vitesse de  passage des pièces à traiter. Les frais de maintenance et de réparations sont fortement diminués. De plus, pour un four de même dimension, la capacité de production est augmentée par rapport aux fours traditionnels. 



  L'invention est exposée ci-après de façon plus détaillée, à l'aide de la figure unique annexée, représentant une vue schématique en perspective d'un four à traitement thermique selon la présente invention. 



  Le four de traitement thermique 1 comprend un tunnel métallique en acier réfractaire 2 permettant de loger au moins une pièce il devant subir un traitement thermique défini. Les parois du tunnel définissent une ouverture à travers laquelle les pièces à traiter peuvent circuler. Le profil ainsi défini peut donc prendre plusieurs formes, comme par exemple rectangulaire (tel qu'illustré), carrée, ronde, ovale, etc. Les profils internes et externes sont de préférences similaires, afin d'avoir des parois uniformes sur tout le périmètre du four. La longueur du four peut varier selon le type de pièces et le type de traitement à réaliser, les longueurs typiques variant entre 0.5 m et 5 m. Le tunnel 2 est en alliage d'acier, de manière préférentielle en alliage réfractaire à haute teneur en nickel, comme par exemple l'inconel 600. Ce tunnel chauffe grâce au passage d'un courant électrique (I).

  Le passage du courant s'effectuant sur tout le périmètre du tunnel, la chaleur est générée de façon sensiblement uniforme sur toute la longueur du tunnel. Le circuit d'alimentation électrique 3 peut comprendre un circuit primaire 4 et un circuit secondaire 5 (tel que montré), le circuit primaire servant de circuit de contrôle et comprenant des moyens de réglage 6 de l'intensité du courant (I) circulant dans le circuit secondaire 5. Le circuit secondaire est relié au tunnel, de manière pré férentielle en reliant électriquement chaque pâle à une extrémité opposée et assure la circulation du courant à travers celui-ci. On utilise de préférence un courant élevé, comme par exemple de 1000 A à 10 000 A, à faible voltage, comme par exemple 2 à 10 V. 



  Le tunnel 2 peut être isolé à l'aide de tout matériau d'isolation à haute température, comme par exemple de la laine de céramique. Le four selon l'invention comprend également un moyen 10 de circulation des pièces, de manière préférentielle un convoyeur, permettant de faire circuler les pièces à traiter il d'une extrémité à l'autre du tunnel 2, suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe 9 dudit tunnel. Le tunnel est alimenté par un circuit de circulation de gaz 7 et 8, qui permet à un mélange de gaz anti-oxydant et/ou réducteur de circuler dans le tunnel autour des dites pièces 11. Le circuit de circulation de gaz comprend au moins un orifice d'admission 7, pratiqué de manière préférentielle dans la paroi inférieure du tunnel, sensiblement centralement par rapport aux extrémités dudit tunnel.

   Le gaz pénètre dans le tunnel par cet orifice, pour ressortir de façon avantageuse par les extrémités 8 dudit tunnel, comme sur les fours de type connu. On utilise avantageusement un mélange de H2 et d'azote. Un moyen de mesure de la température 12, comme par exemple un thermocouple, peut être disposé contre une paroi du tunnel, de manière préférentielle près de la sortie, afin de mesurer précisément la température dudit tunnel. Un éventuel dispositif de sécurité stoppe ou diminue l'alimentation en courant lorsqu'une valeur limite de température est atteinte ou dépassée. 



   Le four de traitement thermique selon la présente invention fonctionne de façon similaire à un four de type connu, en disposant les pièces à traiter sur le convoyeur 10 et en contrôlant la température à  l'aide du moyen de réglage 6. 



  Selon une variante, le four est contrôlé automatiquement par un dispositif programmable servant à régler les paramètres concernant le traitement à effectuer: température, temps de traitement, débit de gaz, etc. 

Claims (15)

1. Four de traitement thermique comprenant un tunnel (2) métallique réfractaire permettant de loger au moins une pièce (11) devant subir un traitement thermique défini, un circuit de circulation de gaz (7, 8) permettant à un mélange de gaz anti-oxydant et/ou réducteur de circuler dans le tunnel autour des dites pièces (11), caractérisé en ce que ledit tunnel est alimenté par un circuit électrique (3), faisant circuler un courant électrique (I) dans celui-ci afin de le faire chauffer.

2. Four de traitement thermique selon la revendication 1, dans lequel le tunnel réfractaire (2) est en alliage d'acier.

3. Four de traitement thermique selon la revendication 1, dans lequel le tunnel réfractaire (2) est en alliage réfractaire à haute teneur en nickel.

4.

Four de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'intensité du courant (I) est variable.

5. Four de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit d'alimentation électrique (3) comprend un circuit primaire (4) et un circuit secondaire (5), ledit circuit secondaire étant relié en série au tunnel (2) et ledit circuit primaire comprenant des moyens de réglage (6) de l'intensité du courant (I) circulant dans le circuit secondaire (5) et dans ledit tunnel (2).

6. Four de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de circulation de gaz comprend au moins un orifice d'admission (7), pratiqué dans une paroi du tunnel, par lequel le gaz pénètre dans le tunnel (2) pour ressortir par les extrémités (8) de celui-ci.

7.

Four de traitement thermique selon la revendication 6, dans lequel ledit orifice d'admission est disposé dans la paroi inférieure du tunnel, sensiblement centralement par rapport à ses extrémités.

8. Four de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le gaz anti-oxydant et/ou réducteur est un mélange de H2 et d'azote.

9. Four de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes, comprenant également un moyen (10) de circulation des pièces (11) à traiter.

10. Four de traitement thermique selon la revendication 9, dans lequel ledit moyen (10) est un convoyeur permettant de faire circuler les pièces (11) d'une extrémité à l'autre du tunnel (2), suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe (9) dudit tunnel.

11.

Four de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la section du tunnel (2) forme un profil de forme rectangulaire.

12. Four de traitement thermique selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la section du tunnel (2) forme un profil de forme carrée.

13. Four de traitement thermique selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la section du tunnel (2) forme un profil pésentant au moins une ligne courbe.

14. Four de traitement thermique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extérieur du tunnel (2) est isolé thermiquement.

15. Four de traitement thermique selon la revendication 14, dans lequel l'isolation est réalisée à l'aide de laine de céramique.