EP1065287A1 - Installation de traitement thermique comportant au moins un four à pot - Google Patents

Installation de traitement thermique comportant au moins un four à pot Download PDF

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EP1065287A1
EP1065287A1 EP00810487A EP00810487A EP1065287A1 EP 1065287 A1 EP1065287 A1 EP 1065287A1 EP 00810487 A EP00810487 A EP 00810487A EP 00810487 A EP00810487 A EP 00810487A EP 1065287 A1 EP1065287 A1 EP 1065287A1
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EP
European Patent Office
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pot
oven
installation
pots
installation according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00810487A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Thierry Spérisen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Patherm SA
Original Assignee
Patherm SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patherm SA filed Critical Patherm SA
Publication of EP1065287A1 publication Critical patent/EP1065287A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
    • F27D5/0068—Containers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0043—Muffle furnaces; Retort furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F27B2017/0091—Series of chambers, e.g. associated in their use

Definitions

  • the present invention relates to a heat treatment installation for parts grouped in the form of a load in pots, the installation comprising stations and a handling device to transport the pots from a station to a other, at least one of the stations comprising an oven arranged to receive and laterally surround one of the pots to subject it to a processing step thermal.
  • pot ovens are intended for loads of large volume (typically greater than 0.5 m 3 ), contained in generally cylindrical pots whose vertical dimension (height or depth) is much greater than the diameter. Heights of several meters are common.
  • the present invention applies essentially to installations of the second category, for which the charge remains inside the pot.
  • the different gases and other supplies are manually disconnected from the pot due to the amplitude of the movements of elevation of translation and lowering, to be reconnected manually once the pot is housed in another station.
  • This disconnection of the pot from its control and safety devices is considered to be delicate and dangerous, especially since the hot pot can contain significant amounts hydrogen.
  • the subject of the invention is an installation comprising one or more ovens with pots and to overcome all of these disadvantages.
  • the invention relates to an installation of the type indicated in preamble, characterized in that the oven is arranged to open laterally for allow the jar transported by the handling device to enter the oven and to get out of it by lateral displacement.
  • each pot can enter and leave the oven without have to be raised to its full height. As the pot usually rests on the top of the oven, just lift it a few inches to then be able to move it horizontally for transfer between the oven and the other stations. If the pot is suspended from a cart running on a track, the cart may be a low height above the oven and other devices forming the stations the installation, i.e. the height of the entire building housing installation can be significantly reduced. In addition, the size of the screens protecting the around the stations against the thermal radiation of the pots can also be scaled down. Finally, as the vertical amplitudes of the pot movements are very reduced, it is much easier to keep any possible pipeline connections between central power supplies and pots during movement.
  • the installation comprises a pot furnace 1 open upwards, comprising for example an external carcass 2, a layer of thermal insulation 3 and heating elements 4 here represented by electric heating bodies.
  • Other heating means such as gas or oil burners are obviously possible.
  • This oven is designed to receive a substantially cylindrical treatment pot 5, of diameter D and of length H, provided with a removable cover 6 which can be made integral with the pot by means of fasteners not shown and possibly provided with means for mixing the confined atmosphere in the pot, as will be described in the second example, as well as various connections 7 for supplying the pot with treatment gas and electricity.
  • the installation further includes a cooling cell or station 8 and a handling device for raising, lowering and moving the pots, shown here by a hoist 11 rolling on a track 29 fixed under an upper structure 13 of the building, the hoist being provided with a winch 14.
  • the cooling cell 8 is mainly consisting of a chassis and a thermally insulated carcass 9 or no, which supports the treatment pot 5 once engaged in the cell.
  • Cell 8 can be fitted with a fan 12 which brings cold air into contact with the pot when it is housed in the cell. Cooling cells like this can also be equipped with numerous devices to increase the speed of cooling of the treatment pot 5, such as for example injection devices sprayed liquids, nozzles arranged around the pot, etc.
  • the installation may include several furnaces treatment or tempering 1, several pots 5 and several cooling cells 8.
  • the oven 1 is designed to open in two parts 10 and 10 'so that the spacing of the two parts of the oven, equal to or greater than the outside diameter D of the treatment pot 5, allows the treatment pot 5 to be moved laterally from the center from oven 1 to a position outside the open or closed oven, without it being necessary to completely remove the pot 5 from the oven 1 by a vertical movement on its entire height H before any lateral translational movement of the pot.
  • the means allowing the complete or partial opening of the oven are not indicated but can typically include a combination of cylinders, chains pushers or racks, etc. and relative sliding plans between the fixed and mobile parts.
  • the moving parts of the oven are shown by two half-shells 10 and 10 'obtained by cutting the oven according to a passing plane by the vertical axis of the oven.
  • Other embodiments are possible, for example in the case of ovens (round base, square rectangular, polygonal, etc.) for which the two moving parts 10 and 10 ′ have a height less than the full height of the oven 1, but preferably extend over most of the height H and at less to the top of the oven. In such a case, the pot should be raised in a limited measure before moving it sideways.
  • the two movable parts 10 and 10 ' deviate one on the other so as to provide a larger free space than D, which allows the translational movement of the pot in two opposite directions.
  • the two moving parts 10 and 10 ' move away from each other by pivoting on a hinge located on a generator of the outer casing 2 of the oven.
  • the cooling cell 8 is designed on the same principle as the oven 1 and has two movable parts 15 and 15 'whose height agrees with that of parts 10 and 10 'of the oven.
  • the load to be treated is placed in the pot 5 and the pot is closed by means of cover 6.
  • the various fluid lines and supplies necessary for the course of treatment are connected to pot 5 at by means of the connections 7 located for example on the cover 6.
  • the length and the nature of the pipes and supplies between connections 7 and the cabinets distribution are studied so that the pot 5 is connected in permanence at the central distribution regardless of its position in the installation.
  • the assembly consisting of the pot 5 and its cover 6 is attached to the hoist 11 and raised a few centimeters to provide a small distance between its edge upper 16 and the top of the oven 1.
  • the oven 1 which may already be at a temperature high (between 500 ° C and 1000 ° C), is opened by the relative movement of its parts mobile 10 and 10 '.
  • the pot 5 provided with its cover 6 is introduced into the center of the oven in the by means of a lateral translation effected by the hoist 11.
  • the oven 1 is then closed and the pot 5 is lowered into the oven so that its rim 16 rests on the upper part of the oven 1.
  • the hoist 11 can be separated from the pot if necessary.
  • the heat treatment cycle in the oven can then begin.
  • the hoist 11 is returned integral with the assembly consisting of the pot 5 and its cover 6, the pot is raised by i a few centimeters above the top of oven 1, oven 1 is open as in the case of the loading described above, the cooling cell 8 is also open by moving the moving parts 15 and 15 'to allow the hoist 11 to bring the pot 5 to the center of the cell 8 by horizontal translation, the cell 8 is closed, the winch 14 deposits the pot 5 provided with its cover 6 on the upper part of cell 8 and the cooling cycle can be carried out.
  • the relative vertical movement between the constituted surfaces respectively by the upper part of the oven 1 and by the upper rim 16 of the pot is not absolutely necessary. In the case described, this movement is ensured by the winch 14 but it’s perfectly imaginable, in case this movement is necessary, whether it is carried out by a vertical movement of the furnace or the cooling or by a fixed or mobile device arranged on the furnace or the cooling cell.
  • the hoist 11 could for example be suspended to a pivoting bracket whose axis would be between the oven 1 and the cell 8.
  • a device supporting the pot from below for example a transport cart whose surface upper has thermal insulation, this carriage circulating below the treatment stations.
  • FIGs 3 and 4 are shown a treatment oven 1 opening in two parts 10 and 10 'as in the previous example, two cells of cooling 17 and 18 also opening in two parts similarly to the oven 1, and a tempering oven 19 also opening in two parts 20 and 20 '.
  • the installation also includes a station 21 which makes it possible to enter the pot or pots 5 in the installation and extract them.
  • the cover 6 of each pot is equipped with an atmosphere stirring device, comprising a motor 30 mounted on the cover 6, a shaft and a stirring wheel 31 disposed under the lid inside the pot 5.
  • a cart 22 for handling and transporting the pots is arranged above of the plane defined by the upper surface of the ovens and other stations the installation.
  • the carriage 22 is equipped with a device 23 for gripping the assemblies each consisting of a pot 5 and its lid 6.
  • the gripping device 23 can by example be made by pliers or by a cam mechanism or by a bayonet system.
  • the gripping device 23 couples to the cover 6 to lift and transport the entire pot and lid. Also it can handle the lid only when it is detached from the pot.
  • the carriage 22 is movable along the installation to allow the pots to be moved by translation in all of the elements or stations making up the installation.
  • the carriage 22 is movable on a track 24 consisting for example of two rails, by means of wheels 25 and a means of translation not shown.
  • Track 24 can be supported for example by a structure of the building or by porticoes.
  • a means of translation we can by example imagine an electric motor driving a pinion on a rack, a jack or a device using a push chain.
  • the example of Figures 3 and 4 is not unique and one can perfectly imagine a track arranged on the side of the elements or on the ground and consisting of one or more rails or any other guiding and moving means.
  • the closed jar (s) are permanently connected to the power supplies power plants (process gas, power supply, water supply from cooling, etc.) by means, for example, of flexible pipes 26 arranged in a cable chain 27.
  • This installation makes it possible to move the pot (s) 5 automatically in the various stations to carry out treatment sequences such as for example austenitization in oven 1, quenching in the cell cooling 18, a first tempering in the tempering furnace 19 followed by a cooling in the cooling cell 18, a second tempering in the furnace income 19 and so on. All movement movements of the pot (s) 5 are carried out by the handling device consisting of the carriage 22, the device 23 and the track 24.
  • the handling operation sequences can be controlled by a conventional programmable controller.
  • the installation can also be equipped with an external fairing 25 which confines the radiation of transfer pots.
  • the installation described is not limited to a configuration where the different elements or stations of the installation are arranged on a line or a map. Arrangements on several lines, parallel or not, are perfectly achievable, either by a transfer member (carriage) on several axes, or by allowing the various elements of the installation to pivot.

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Abstract

L'invention concerne une installation de traitement thermique de pièces groupées dans des pots (5), l'installation comportant des stations (1, 17, 18, 19, 21) et un dispositif de manutention (22-24) pour transporter les pots d'une station à une autre. Au moins l'une des stations comporte un four (1) agencé pour recevoir un des pots. Ce four s'ouvre latéralement pour permettre au pot (5) d'entrer dans le four et de sortir par des déplacements latéraux avec des déplacement verticaux très réduits. Ceci permet notamment de réduire fortement la hauteur de l'installation et de maintenir les connexions entre des alimentations en fluide et les pots pendant les déplacements. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne une installation de traitement thermique de pièces groupées sous forme d'une charge dans des pots, l'installation comportant des stations et un dispositif de manutention pour transporter les pots d'une station à une autre, au moins l'une des stations comportant un four agencé pour recevoir et entourer latéralement un des pots pour le soumettre à une étape de traitement thermique.
La technologie des fours dits « à pots » est connue depuis de nombreuses années dans le domaine du traitement thermique de pièces métalliques constituées en charges ou en lots (pièces arrangées, arrangements de paniers de pièces en vrac ou non).
En général, les fours à pots sont destinés à des charges de volume important (typiquement supérieur à 0,5 m3), contenues dans des pots généralement cylindriques dont la dimension verticale (hauteur ou profondeur) est largement supérieure au diamètre. Des hauteurs de plusieurs mètres sont courantes.
Les installations de fours à pots ou à puits comportent un ou plusieurs fours de traitement thermique dans lesquels viennent se loger des pots en matière réfractaire, contenant la charge des pièces à traiter et fermés par un couvercle muni ou non d'un dispositif de mise en circulation de gaz de traitement qui sont introduits dans le pot au cours du déroulement du traitement thermique à température. Les procédés de traitement thermique liés à ce type d'installation sont de deux types:
  • d'une part on distingue les traitements au cours desquels la charge des pièces est retirée du four et du pot à haute température par un mouvement vertical, une fois que le couvercle du pot est ouvert, et déplacée au dessus d'une cellule dite de trempe dans laquelle elle est ensuite immergée (les bains de trempe peuvent être de l'eau, des solutions de polymères, de l'huile, des mélanges de sels fondu ou du gaz);
  • d'autre part on distingue les procédés pour lesquels les pièces et la charge restent en permanence à l'intérieur du pot fermé et pour lesquels le pot fermé et la charge de pièces sont retirés du four par un mouvement d'élévation vertical du pot à une température donnée pour être déplacés au dessus d'une autre station dans laquelle ils sont introduits par un mouvement d'abaissement vertical. Ces opérations de manutention sont nécessaires pour passer par exemple d'un four à un autre four, ou d'un four à une station de refroidissement (afin notamment de ne pas avoir à refroidir le four, ou pour des raisons liées au traitement métallurgique). Les procédés utilisant cette technologie sont par exemple le revenu, le recuit, l'austénitisation, la nitruration, la nitrocarburation, le préfrittage, etc.
Dans les deux cas de figure, les mouvements d'élévation et d'abaissement sont effectués au moyen par exemple d'un palan suspendu au bâtiment.
La présente invention s'applique essentiellement aux installations de la seconde catégorie, pour laquelle la charge reste à l'intérieur du pot.
Les installations connues de ce genre présentent plusieurs désavantages.
Premièrement, elles nécessitent de disposer d'une hauteur de bâtiment très importante pour permettre d'introduire les pots dans les fours ouverts vers le haut, de les en extraire et de les transférer vers d'autres stations. Dans la majeure partie des cas, la taille des ateliers ne permet pas d'intégrer facilement des installations de fours à pots. Les travaux de génie civil nécessaires pour disposer les fours dans des fosses sont très coûteux et ne sont pas réalisables dans la plupart des cas.
Deuxièmement, le transfert du pot du four vers une station de refroidissement se faisant à une température élevée (typiquement située entre 500 °C et 1100 °C), il se produit un fort dégagement de chaleur et un fort rayonnement thermique lors du transfert du pot, qui sont dommageables à l'ergonomie et à la sécurité des utilisateurs.
Troisièmement, les différents gaz et autres alimentations (eau de refroidissement, électricité, etc.) sont déconnectés manuellement du pot en raison de l'amplitude des mouvements d'élévation de translation et d'abaissement, pour être rebranchés manuellement une fois le pot logé dans une autre station. Cette déconnexion du pot de ses organes de contrôle et de sécurité est considérée comme délicate et dangereuse, d'autant que le pot chaud peut contenir des taux importants d'hydrogène.
Dans certains cas, il est possible de prévoir des conduites d'alimentation souples dont la longueur est suffisante pour s'accommoder des mouvements, mais cette mesure est très coûteuse et les conduites doivent être blindées pour résister au rayonnement du pot chaud en traitement. Finalement, on comprend qu'il est ainsi pratiquement impossible d'effectuer les opérations de transfert automatiquement, ce qui induit un coût de main d'oeuvre très important pour l'utilisation des installations de fours à pots.
L'invention a pour objet une installation comportant un ou plusieurs fours à pots et permettant de pallier l'ensemble de ces désavantages.
Dans ce but, l'invention concerne une installation du genre indiqué en préambule, caractérisée en ce que le four est agencé pour s'ouvrir latéralement pour permettre au pot transporté par le dispositif de manutention d'entrer dans le four et d'en sortir par un déplacement latéral.
Grâce à cet agencement, chaque pot peut entrer dans le four et en sortir sans devoir être élevé sur toute sa hauteur. Comme le pot repose habituellement sur le sommet du four, il suffit de le soulever de quelques centimètres pour pouvoir ensuite le déplacer horizontalement en vue de son transfert entre le four et les autres stations. Si le pot est suspendu à un chariot circulant sur une voie, le chariot peut se trouver à une faible hauteur au-dessus du four et des autres appareils formant les stations de l'installation, c'est-à-dire que la hauteur de l'ensemble du bâtiment abritant l'installation peut être notablement réduite. De plus, la taille des écrans protégeant les alentours des stations contre le rayonnement thermique des pots peut aussi être réduite. Enfin, comme les amplitudes verticales des déplacements des pots sont très réduites, il est bien plus facile de conserver les éventuelles liaisons par conduites entre les alimentations centrales et les pots pendant les déplacements.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de deux formes de réalisation, présentées à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue en coupe horizontale schématique d'une première forme de réalisation d'une installation selon l'invention, comportant un four à pot;
  • la figure 2 est une vue en coupe verticale schématique du four de l'installation selon la figure 1;
  • la figure 3 est une vue en plan schématique partiellement coupée d'une seconde forme de réalisation d'une installation selon l'invention, comportant deux fours à pots et un chariot de transfert; et
  • la figure 4 est une vue en coupe verticale schématique d'un four de l'installation selon la figure 3.
    • Dans la première forme de réalisation représentée aux figures 1 et 2,
    l'installation comporte un four à pot 1 ouvert vers le haut, comprenant par exemple une carcasse extérieure 2, une couche d'isolant thermique 3 et des éléments de chauffage 4 ici représentés par des corps de chauffe électriques. D'autres moyens de chauffage comme des brûleurs à gaz ou à fuel sont évidemment possibles. Ce four est agencé pour recevoir un pot de traitement 5 sensiblement cylindrique, de diamètre D et de longueur H, muni d'un couvercle amovible 6 pouvant être rendu solidaire du pot au moyen de fixations non représentées et muni éventuellement de moyens de brassage de l'atmosphère confinée dans le pot, comme on les décrira dans le second exemple, ainsi que de diverses connexions 7 pour alimenter le pot en gaz de traitement et en électricité.
    L'installation comporte en outre une cellule ou station de refroidissement 8 et un dispositif de manutention pour élever, abaisser et déplacer les pots, représenté ici par un palan 11 roulant sur une voie 29 fixée sous une structure supérieure 13 du bâtiment, le palan étant muni d'un treuil 14. La cellule de refroidissement 8 est constituée principalement d'un châssis et d'une carcasse 9 isolée thermiquement ou non, qui supporte le pot de traitement 5 une fois engagé dans la cellule. La cellule 8 peut être équipée d'un ventilateur 12 qui amène de l'air froid au contact du pot lorsque celui-ci est logé dans la cellule. Les cellules de refroidissement de ce genre peuvent être aussi équipées de nombreux dispositifs permettant d'augmenter la vitesse de refroidissement du pot de traitement 5, comme par exemple des dispositifs d'injection de liquides pulvérisés, des buses arrangées autour du pot, etc.
    Il est bien entendu que l'installation peut comporter plusieurs fours de traitement ou de revenu 1, plusieurs pots 5 et plusieurs cellules de refroidissement 8.
    Le four 1 est conçu pour s'ouvrir en deux parties 10 et 10' de sorte que l'écartement des deux parties du four, égal ou supérieur au diamètre extérieur D du pot de traitement 5, permet de déplacer latéralement le pot de traitement 5 du centre du four 1 à une position située à l'extérieur du four ouvert ou fermé, sans qu'il soit nécessaire de sortir intégralement le pot 5 du four 1 par un mouvement vertical sur toute sa hauteur H avant tout mouvement de translation latérale du pot.
    Les moyens permettant l'ouverture complète ou partielle du four ne sont pas indiqués mais peuvent typiquement comporter une combinaison de vérins, de chaínes poussantes ou de crémaillères, etc. et des plans de glissement relatifs entre les parties fixes et mobiles. Sur la figure 1, les parties mobiles du four sont représentées par deux demi-coquilles 10 et 10' obtenues en coupant le four selon un plan passant par l'axe vertical du four. D'autres réalisations sont envisageables, par exemple dans le cas de fours (à base ronde, carrée rectangulaire, polygonale, etc.) pour lesquels les deux parties mobiles 10 et 10' ont une hauteur inférieure à la hauteur complète du four 1, mais s'étendent de préférence sur la majeure partie de la hauteur H et au moins jusqu'à la partie supérieure du four. Dans un tel cas, il faudra élever le pot dans une mesure limitée avant de le déplacer latéralement.
    Dans l'exemple représenté, les deux parties mobiles 10 et 10' s'écartent l'une de l'autre de manière à ménager un espace libre plus large que D, qui permet le déplacement en translation du pot dans deux directions opposées. On peut évidemment envisager une autre disposition où les deux parties mobiles 10 et 10' s'écartent l'une de l'autre par pivotement sur une charnière située sur une génératrice de la carcasse extérieure 2 du four.
    La cellule de refroidissement 8 est conçue sur le même principe que le four 1 et comporte deux parties mobiles 15 et 15' dont la hauteur concorde avec celle des parties 10 et 10' du four.
    Dans l'exemple décrit ici, on considère une situation où la voie de roulement 29 du palan 11 s'étend au-dessus du four 1 et de la cellule de refroidissement 8 et se trouve à une faible hauteur du dessus du four. Ceci permet à la structure de support 13 de se trouver, au-dessus du four 1 et du pot 5, à une hauteur limitée H' qui représente l'encombrement vertical du dispositif de manutention. Cette hauteur H' est très inférieure à la hauteur du pot H, de sorte que le mouvement vertical du pot 5 assuré par le treuil 14 n'est que de quelques centimètres, par exemple 10 cm alors que le pot a une hauteur H de plus de 200 cm.
    Dans un premier temps, la charge à traiter est disposée dans le pot 5 et le pot est fermé au moyen du couvercle 6. Les différentes conduites de fluides et alimentations nécessaires au déroulement du traitement sont raccordées au pot 5 au moyen des connexions 7 situées par exemple sur le couvercle 6. La longueur et la nature des conduites et des alimentations entre les connexions 7 et les armoires de distribution (non représentées) sont étudiées pour que le pot 5 soit connecté en permanence à la distribution centrale quelle que soit sa position dans l'installation.
    L'ensemble constitué du pot 5 et de son couvercle 6 est attaché au palan 11 et élevé de quelques centimètres pour ménager une petite distance entre son rebord supérieur 16 et le dessus du four 1. Le four 1, qui peut être déjà à une température élevée (entre 500°C et 1000 °C), est ouvert par le mouvement relatif de ses parties mobiles 10 et 10'. Le pot 5 muni de son couvercle 6 est introduit au centre du four au moyen d'une translation latérale effectuée par le palan 11. Le four 1 est ensuite refermé et le pot 5 est abaissé dans le four pour que son rebord 16 repose sur la partie supérieure du four 1. A ce stade, le palan 11 peut être désolidarisé du pot si nécessaire. Le cycle de traitement thermique dans le four peut alors débuter.
    A la fin du cycle de traitement thermique dans le four, le palan 11 est rendu solidaire de l'ensemble constitué du pot 5 et de son couvercle 6, le pot est élevé de i quelques centimètres au dessus de la partie supérieure du four 1, le four 1 est ouvert comme dans le cas du chargement décrit ci-dessus, la cellule de refroidissement 8 est également ouverte par déplacement des parties mobiles 15 et 15' pour permettre au palan 11 d'amener le pot 5 au centre de la cellule 8 par translation horizontale, la cellule 8 est refermée, le treuil 14 dépose le pot 5 muni de son couvercle 6 sur la partie supérieure de la cellule 8 et le cycle de refroidissement peut être effectué.
    Le mouvement vertical relatif entre les surfaces constituées respectivement par la partie supérieure du four 1 et par le rebord supérieur 16 du pot n'est pas absolument nécessaire. Dans le cas décrit, ce mouvement est assuré par le treuil 14 mais il est parfaitement imaginable, dans le cas où ce mouvement est nécessaire, qu'il soit effectué par un déplacement vertical du four ou de la cellule de refroidissement ou encore par un dispositif fixe ou mobile agencé sur le four ou la cellule de refroidissement.
    On notera aussi qu'il suffirait qu'une seule des parties 10 et 10' du four 1 et/ou une seule des parties 15 et 15' de la cellule de refroidissement 8 soit mobile à la manière d'une porte pour permettre de déplacer le pot 5 latéralement.
    Au lieu de rouler sur la voie 29, le palan 11 pourrait par exemple être suspendu à une potence pivotante dont l'axe se trouverait entre le four 1 et la cellule 8. D'autre part, au lieu du palan 11, on peut envisager la manutention du pot 5 avec un dispositif supportant le pot par-dessous, par exemple un chariot de transport dont la surface supérieure comporte une isolation thermique, ce chariot circulant au-dessous des stations de traitement.
    Sur les figures 3 et 4 sont représentés un four de traitement 1 s'ouvrant en deux parties 10 et 10' comme dans l'exemple précédent, deux cellules de refroidissement 17 et 18 s'ouvrant également en deux parties de manière similaire au four 1, et un four de revenu 19 s'ouvrant également en deux parties 20 et 20'. L'installation comprend également une station 21 qui permet d'entrer le ou les pots 5 dans l'installation et de les en extraire. Dans cet exemple, le couvercle 6 de chaque pot est équipé d'un dispositif de brassage de l'atmosphère, comportant un moteur 30 monté sur le couvercle 6, un arbre et une roue de brassage 31 disposée sous le couvercle à l'intérieur du pot 5.
    Un chariot 22 de manipulation et de transport des pots est disposé au-dessus du plan défini par la surface supérieure des fours et des autres stations de l'installation. Le chariot 22 est équipé d'un dispositif 23 de saisie des ensembles constitués chacun d'un pot 5 et de son couvercle 6. Le dispositif de saisie 23 peut par exemple être réalisé par une pince ou par un mécanisme à cames ou encore par un système à baïonnette. Le dispositif de saisie 23 s'accouple au couvercle 6 pour soulever et transporter l'ensemble du pot et du couvercle. En outre il peut manipuler le couvercle seul lorsque celui-ci est détaché du pot. Le chariot 22 est mobile le long de l'installation pour permettre de déplacer les pots par translation dans l'ensemble des éléments ou stations constituant l'installation.
    Dans l'exemple représenté, le chariot 22 est mobile sur une voie de roulement 24 constituée par exemple de deux rails, au moyen de roues 25 et d'un moyen de translation non représenté. La voie 24 peut être supportée par exemple par une structure du bâtiment ou par des portiques. Comme moyen de translation, on peut par exemple imaginer un moteur électrique entraínant un pignon sur une crémaillère, un vérin ou un dispositif utilisant une chaíne poussante. L'exemple des figures 3 et 4 n'est pas unique et on peut parfaitement imaginer une voie de roulement disposée sur le côté des éléments ou sur le sol et constituée d'un ou de plusieurs rails ou tout autre moyen de guidage et de déplacement. Il peut également y avoir plusieurs chariots et plusieurs voies de roulement supportant des roues ou par exemple des glissières à billes.
    Le ou les pots fermés sont connectés en permanence aux alimentations centrales (gaz de traitement, alimentation électrique, alimentation en eau de refroidissement, etc.) au moyen par exemple de conduites souples 26 disposées dans une chaíne porte-câbles 27.
    Cette installation permet de déplacer le ou les pots 5 de manière automatique dans les diverses stations pour effectuer des enchaínements de traitement comme par exemple l'austénitisation dans le four 1, une trempe dans la cellule de refroidissement 18, un premier revenu dans le four de revenu 19 suivi d'un refroidissement dans la cellule de refroidissement 18, un second revenu dans le four de revenu 19 et ainsi de suite. Tous les mouvements de déplacement du ou des pots 5 sont effectués par le dispositif de manutention constitué du chariot 22, du dispositif de saisie 23 et de la voie de roulement 24. Les séquences d'opération de manutention peuvent être commandées par un automate programmable conventionnel.
    L'installation peut également être équipée d'un carénage extérieur 25 qui confine le rayonnement des pots en transfert.
    De par sa conception, l'installation décrite n'est pas limitée à une configuration où les différents éléments ou stations de l'installation sont disposés sur une ligne ou un plan. Des dispositions sur plusieurs lignes, parallèles ou non, sont parfaitement réalisables, soit par un organe de transfert (chariot) sur plusieurs axes, soit en permettant aux différents éléments de l'installation de pivoter.
    L'invention décrite permet donc de s'affranchir des principaux problèmes liés aux installations de fours à pots à savoir:
    • une diminution très importante des hauteurs de bâtiments nécessaires à la mécanisation de la manutention des pots, en rendant possible un transfert horizontal des pots sans nécessiter de mouvements verticaux des pots;
    • une parfaite maítrise de la sécurité lors du transfert des pots (les pots restent connectés en permanence aux alimentations centrales), permettant de mettre en oeuvre les opérations d'urgence en cas de problème;
    • un confinement des rayonnements et des dégagements de chaleur lors du transfert des pots en évitant de devoir extraire les pots au-dessus des fours;
    • une automation des enchaínements de transfert des pots.
    Grâce à l'invention, ces avantages primordiaux sont obtenus au moyen de solutions simples et peu coûteuses qui confèrent un caractère extrêmement rentable à l'invention.

    Claims (10)

    1. Installation de traitement thermique de pièces groupées sous forme d'une charge dans des pots (5), l'installation comportant des stations et un dispositif de manutention (11, 22-24) pour transporter les pots d'une station à une autre, au moins l'une des stations comportant un four (1) agencé pour recevoir et entourer latéralement un des pots pour le soumettre à une étape de traitement thermique,
         caractérisée en ce que le four (1) est agencé pour s'ouvrir latéralement pour permettre au pot (5) transporté par le dispositif de manutention d'entrer dans le four et d'en sortir par un déplacement latéral.
    2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le four s'ouvre latéralement sur une hauteur sensiblement égale à la hauteur (H) du pot (5).
    3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le four s'ouvre latéralement sur une hauteur correspondant à la majeure partie de la hauteur (H) du pot.
    4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le four (1) est ouvert vers le haut, en ce qu'une partie supérieure de chaque pot (5) comporte des moyens (16) pour reposer sur une partie supérieure du four et en ce que le dispositif de manutention (11, 22-24) s'étend au-dessus du four et d'autres stations de l'installation, le pot étant suspendu à ce dispositif pour le transport.
    5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de manutention présente une hauteur (H') au-dessus du four (1) qui est plus petite que la hauteur (H) dudit pot (5).
    6. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de manutention comporte des moyens (14) pour élever et abaisser le pot (5) dans chaque station.
    7. Installation selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que chaque pot comporte un couvercle supérieur (6) fixé au pot de manière amovible et en ce que le dispositif de manutention comporte des moyens de saisie (23) agencés pour s'accrocher audit couvercle et supporter ainsi l'ensemble du pot et du couvercle.
    8. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le four (1) comporte deux parties mobiles (10, 10') jointes suivant des plans verticaux et agencées pour s'écarter latéralement l'une de l'autre pour ouvrir le four.
    9. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites stations comprennent en outre au moins une station de préparation, de conditionnement, de traitement thermique ou de refroidissement (17, 18, 19), qui comporte une enceinte agencée pour entourer latéralement un des pots (5) et pour s'ouvrir latéralement de manière similaire au four (1) pour l'entrée et la sortie du pot.
    10. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque pot (5) comporte des connexions (7) pour son alimentation en fluides ou en énergie et en ce que l'installation comporte des conduites souples d'alimentation (26) agencées pour rester raccordées auxdites connexions (7) pendant le transport des pots.
    EP00810487A 1999-06-30 2000-06-02 Installation de traitement thermique comportant au moins un four à pot Withdrawn EP1065287A1 (fr)

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