FR2658276A3 - Device for localised reheating of metallurgical products moving past - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE RECHAUFFAGE LOCALISE
DE PRODUITS METALLURGIQUES EN DEFILEMENT
La présente invention a trait au réchauffage localisé de produits métallurgiques, notamment des brames, blooms et billettes d'acier, destinés au laminage et ayant préalablement été soumis à cet effet à un réchauffage non parfaitement homogène.LOCALIZED HEATING DEVICE
OF METALLURGICAL PRODUCTS IN SCROLLING
The present invention relates to the localized heating of metallurgical products, in particular slabs, blooms and steel billets, intended for rolling and having previously been subjected to this effect to a not perfectly homogeneous heating.
Avant leur laminage, il est en premier lieu nécessaire de porter les produits métallurgiques à une température adéquate, et en second lieu, souhaitable que cette température soit aussi uniforme que possible dans toute la masse de ce produit. Ce second objectif est particulièrement difficile à réaliser dans le cas de produits de taille importante tels que les brames. D'autre part, il revêt une importance particulière dans le cas des produits longs en acier à haut carbone destinés à la fabrication de fil carcasse pour pneumatiques, pour lesquels on vise une température de défournement à la fois homogène et élevée, de l'ordre de 11000C. Before rolling, it is first necessary to bring the metallurgical products to an adequate temperature, and secondly, desirable that this temperature be as uniform as possible throughout the mass of this product. This second objective is particularly difficult to achieve in the case of large products such as slabs. On the other hand, it is of particular importance in the case of long products made of high carbon steel intended for the manufacture of carcass wire for tires, for which a target temperature of both homogeneous and high is aimed, of the order from 11000C.
Dans les fours industriels à flamme habituels, destinés au réchauffage des produits avant laminage, qu'ils soient du type "poussant" (produits jointifs) ou à "longerons mobiles" (produits séparés), les produits se déplacent soit sur une sole, soit sur des organes de support disposés généralement parallèlement dans la direction du défilement des produits soit sur ces deux types de dispositif alternés ou conjoints. On rappelle que ces organes de support sont constitués, soit uniquement par des glissières fixes (fours poussants), soit par un groupe de barres fixes et un autre groupe de longerons mobiles, ces derniers assurant le déplacement des brames à l'intérieur du four (four à longerons). In the usual industrial flame ovens, intended for reheating products before rolling, whether they are of the "pushing" type (joined products) or of "movable beams" (separate products), the products move either on a hearth or on support members arranged generally parallel in the direction of travel of the products, either on these two types of alternating or joint device. It will be recalled that these support members are constituted, either only by fixed slides (pushing ovens), or by a group of fixed bars and another group of mobile beams, the latter ensuring the movement of the slabs inside the oven ( beam oven).
A l'endroit du contact produit-organes de support, on constate habituellement la présence de parties plus froides que l'ensemble du produit et pouvant parfois traverser toute son épaisseur. Ces parties plus froides se manifestent superficiellement par une coloration plus foncée que le reste du produit. Pour cette raison, on les désigne généralement par le terme "traces noires". Un tel phénomène se présente en particulier dans les fours destinés au réchauffage des produits épais où le chauffage s'effectue non seulement par la voûte mais également par le fond, sous les produits. D'une part, il est nécessaire de refroidir intérieurement les organes de support et, d'autre part, l'endroit du contact produit-organes de support n'est pas directement exposé à la chaleur, qui se transmet en grande partie par rayonnement. At the point of contact between the product and the support members, there is usually the presence of parts that are colder than the entire product and that can sometimes pass through its entire thickness. These colder parts are superficially manifested by a darker coloration than the rest of the product. For this reason, they are generally designated by the term "black marks". Such a phenomenon occurs in particular in ovens intended for reheating thick products where the heating takes place not only by the roof but also by the bottom, under the products. On the one hand, it is necessary to internally cool the support members and, on the other hand, the location of the product-support member contact is not directly exposed to heat, which is largely transmitted by radiation. .
Dans le cas des produits longs pour fil carcasse, il est nécessaire de surchauffer l'ensemble du produit à laminer, pour que la température de laminabilité soit atteinte même au niveau des traces noires. Mais cela ne permet pas d'éviter la présence de gradients de température locaux suffisamment importants pour engendrer des défauts métallurgiques dans le produit, et conduire à des surépaisseurs lors du laminage ultérieur. In the case of long products for carcass wire, it is necessary to overheat the entire product to be laminated, so that the laminability temperature is reached even at the level of the black marks. However, this does not make it possible to avoid the presence of local temperature gradients which are large enough to cause metallurgical defects in the product, and lead to excess thicknesses during subsequent rolling.
On peut tenter de les atténuer en agissant, au niveau du laminoir, sur les jets d'eau destinés à débarrasser les produits en défilement de leur calamine. L'effet de refroidissement qui en résulte peut être adapté en vue de l'atténuation des traces noires, par exemple en refroidissant l'ensemble du produit à l'exclusion de ces zones plus froides. Toutefois, on se rend rapidement compte que cette méthode, de mise en oeuvre peu commode, offre difficilement les résultats souhaités et, de ce fait, n'est guère utilisée. We can try to reduce them by acting, at the level of the rolling mill, on the water jets intended to rid the moving products of their scale. The resulting cooling effect can be adapted with a view to attenuating the black marks, for example by cooling the entire product to the exclusion of these cooler zones. However, one quickly realizes that this method, of inconvenient implementation, hardly offers the desired results and, therefore, is hardly used.
Une solution pratiquée consiste à faire séjourner les produits réchauffés dans la partie terminale du four faiblement chauffée (zone dite d'égalisation thermique) de manière à permettre une meilleure répartition des températures dans toute la masse des produits. One solution practiced consists in making the heated products stay in the terminal part of the weakly heated oven (so-called thermal equalization zone) so as to allow a better distribution of the temperatures throughout the mass of the products.
Cependant, ce procédé est assez lent et l'homogénéisation n'est acquise qu'au détriment de la productivité ou de la taille de l'installation et au prix de dépenses énergétiques supplémentaires non négligeables, voire d'une dégradation de l'état de surface du produit.However, this process is quite slow and homogenization is acquired only at the expense of productivity or the size of the installation and at the cost of significant additional energy expenditure, or even a deterioration in the state of product surface.
Une autre solution, qui, à la connaissance des inventeurs, n'a pas encore reçu d'application industrielle, consiste à placer dans le convoyeur à rouleaux à la sortie du four, un ou plusieurs inducteurs à champ magnétique glissant destinés à chauffer localement les brames aux endroits des traces noires (brevet français FR 2372402). Cette technique de chauffage inductif, certainement très élégante en soi, repose cependant sur une marche discontinue des inducteurs, ce qui impose des phases d'arrêt au défilement des brames lorsque la trace noire se trouve au-dessus des inducteurs ainsi que la présence, en amont de l'inducteur, de moyens de détection du passage des traces noires. Another solution, which, to the knowledge of the inventors, has not yet received industrial application, consists in placing in the roller conveyor at the outlet of the oven, one or more inductors with a sliding magnetic field intended to locally heat the slabs at the places of the black traces (French patent FR 2372402). This inductive heating technique, certainly very elegant in itself, however, is based on a discontinuous operation of the inductors, which imposes stop phases for the movement of the slabs when the black trace is above the inductors as well as the presence, in upstream of the inductor, means for detecting the passage of the black traces.
Enfin, la demanderesse a proposé (brevet français FR 2568359) de loger, dans la sole de la zone d'égalisation thermique, des inducteurs à champ glissant de forme allongée, disposés dans le prolongement des organes supportant les produits métalliques dans la zone de chauffage du four. Ce dispositif procure un chauffage du produit localisé, limité aux zones affectées par les traces noires. Cependant, cette méthode s' avère relativement onéreuse, et un couplage optimal entre les inducteurs et le produit est difficile à obtenir. Finally, the applicant has proposed (French patent FR 2568359) to house, in the sole of the thermal equalization zone, inductors with a sliding field of elongated shape, arranged in the extension of the members supporting the metal products in the heating zone. from the oven. This device provides localized product heating, limited to the areas affected by the black marks. However, this method proves to be relatively expensive, and an optimal coupling between the inductors and the product is difficult to obtain.
Le but de l'invention est de proposer une méthode simple, fiable et efficace de chauffage localisé de produits métalliques, en particulier sidérurgiques. The object of the invention is to provide a simple, reliable and efficient method of localized heating of metal products, in particular steel products.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de réchauffage localisé des produits métallurgiques en défilement destiné à être implanté dans la sole d'un four de réchauffage desdits produits caractérisé en ce qu'il comprend au moins une résistance électrique chauffante placée dans un logement ménagé dans la sole et une plaque protectrice réalisée en un matériau conducteur de la chaleur et résistant à l'oxydation, et en ce que ladite plaque obture ledit logement à sa partie supérieure et présente une surface supérieure libre non recouverte par la sole et disposée à faible distance ou au contact des parties du produit qui doivent être réchauffées. To this end, the subject of the invention is a device for localized heating of moving metallurgical products intended to be installed in the hearth of a furnace for reheating said products, characterized in that it comprises at least one electric heating resistance placed in a housing provided in the sole and a protective plate made of a material which conducts heat and is resistant to oxidation, and in that said plate closes said housing at its upper part and has a free upper surface not covered by the sole and placed at a short distance or in contact with the parts of the product which must be reheated.
Préférentiellement, cette résistance est tubulaire et en forme de U. Preferably, this resistance is tubular and U-shaped.
L'invention a également pour objet un four de réchauffage de produits métallurgiques, du type comportant une zone dans laquelle lesdits produits progressent en reposant sur une sole continue, caractérisé en ce qu'il comprend au moins localement des dispositifs de réchauffage localisé des produits du type précédemment décrit implantés dans ladite sole. The subject of the invention is also a furnace for reheating metallurgical products, of the type comprising an area in which said products progress by resting on a continuous hearth, characterized in that it comprises at least locally devices for localized reheating of the products of previously described type implanted in said sole.
Comme on l'aura compris, dans la forme de réalisation préférée du four selon l'invention, des résistances sont disposées dans la sole de la deuxième zone du four, et permettent de réchauffer les parties du produit qui, au cours de son défilement dans la première zone du four1 ont été en contact avec les organes de support. Ce réchauffage est obtenu par l'intermédiaire des plaques de protection obturant chacun des logements des résistances dans la sole, et qui sont en contact avec le produit ou à son voisinage immédiat au droit des zones affectées par les traces noires. As will be understood, in the preferred embodiment of the oven according to the invention, resistors are arranged in the hearth of the second zone of the oven, and make it possible to reheat the parts of the product which, during its movement in the first zone of the oven1 have been in contact with the support members. This reheating is obtained by means of the protective plates closing each of the resistances housings in the floor, and which are in contact with the product or in its immediate vicinity at the level of the areas affected by the black marks.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faisant référence aux figures suivantes
- la figure I schématise, vu de dessus, un four de réchauffage de produits sidérurgiques divisé en deux zones, dont la première com porte des glissières sur lesquelles progressent les produits, et la deuxième une sole continue sur laquelle reposent les produits pendant leur défilement
- la figure 2 représente en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 la sole de la deuxième zone du four précédent, montrant en particulier l'implantation des résistances chauffantes.The invention will be better understood on reading the description which follows, referring to the following figures
- Figure I shows schematically, seen from above, a furnace for reheating steel products divided into two zones, the first of which has slides on which the products progress, and the second a continuous hearth on which the products rest while they are scrolled
- Figure 2 shows in section along line II-II of Figure 1 the sole of the second zone of the previous oven, showing in particular the location of the heating resistors.
Le four de réchauffage de produits sidérurgiques représenté schématiquement sur la figure 1 est divisé en deux zones (A) et (B), que les produits 1, 1' traversent successivement au cours de leur progression symbolisée par des flèches. Les produits représentés ici sont des produits longs (blooms ou billettes), mais pourraient tout aussi bien être des produits plats (brames). La zone (A) constitue une zone de chauffage ou de préchauffage des produits, dans laquelle on expose directement à la chaleur à la fois leur face supérieure et leur face inférieure. Pour ce faire, les produits reposent sur des glissières 2, 2', 2" surélevées par rapport à la sole 3 du four. Ces glissières sont orientées sensiblement perpendiculairement aux axes des produits et sensiblement parallèlement à leur direction de progression.Seules trois glissières sont représentées, mais leur nombre peut , bien entendu, être différent. De même, un seul produit 1 y est représenté~ mais plusieurs produits peuvent séjourner simultanément dans la zone (A). Si le four est du type classique dit "four poussant", les produits sont jointifs et progressent grâce à une poussée exercée sur l'un deux. Le four peut également être du type "à longerons mobiles", auquel cas les produits sont séparés les uns des autres, et leur progression s'effectue pas à pas au moyens d'organes agissant séparément sur chaque produit, de façon connue. Dans tous les cas, la progression du produit 1 sur les glissières 2, 21, 2" génère sur sa face inférieure des "traces noires", selon le mécanisme décrit précédemment. The furnace for reheating steel products shown diagrammatically in FIG. 1 is divided into two zones (A) and (B), which the products 1, 1 ′ pass through successively during their progression symbolized by arrows. The products represented here are long products (blooms or billets), but could just as easily be flat products (slabs). The zone (A) constitutes a zone for heating or preheating the products, in which both their upper face and their lower face are exposed directly to heat. To do this, the products rest on slides 2, 2 ', 2 "raised relative to the hearth 3 of the oven. These slides are oriented substantially perpendicular to the axes of the products and substantially parallel to their direction of progression. Only three slides are represented, but their number can, of course, be different. Similarly, a single product 1 is represented there ~ but several products can remain simultaneously in the zone (A). If the oven is of the conventional type called "pushing oven", the products are joined and progress thanks to a thrust exerted on one of them. The furnace can also be of the "movable spar" type, in which case the products are separated from each other, and their progress is carried out step by step by means of organs acting separately on each product, in a known manner. In all cases, the progression of the product 1 on the slides 2, 21, 2 "generates on its underside" traces n oires ", according to the mechanism described above.
Dans la zone (B), le produit 1' ne repose plus sur des glissières, mais sur une sole plane continue 4. Le four y est équipé d'une voûte radiante permettant d'assurer l'une des deux fonctions suivantes, ou les deux successivement
- procurer un réchauffage supplémentaire aux produits dans leur ensemble
- n'apporter aux produits qu'une quantité de chaleur suffisante pour maintenir à peu près constante leur température superficielle ou moyenne, la fonction de cette zone du four (dite zone d'égalisation thermique) étant alors de laisser le temps à la stratification thermique à l'intérieur des produits de s'atténuer.In zone (B), the product 1 'no longer rests on slides, but on a continuous flat hearth 4. The oven is equipped there with a radiant vault making it possible to ensure one of the following two functions, or the two successively
- provide additional reheating to the products as a whole
- only bring enough heat to the products to keep their surface or average temperature roughly constant, the function of this area of the oven (called thermal equalization area) then being to allow time for thermal stratification inside the products to fade.
Classiquement, la sole 4 est revêtue sur sa partie supérieure par un matériau réfractaire 5 dense présentant un bon pouvoir isolant et une excellente résistance à l'abrasion, tel que le
Cette sole est à une température suffisante pour que l'équilibre thermique entre elle et les produits soit réalisé, et les produits ne se refroidissent en principe pas à son contact. Dans le prolongement de chacune des glissières 2, 2', 2" de la zone (A) est implanté un dispositif de réchauffage localisé des produits selon l'invention. A cet effet des saignées 6 sont pratiquées dans la sole, sur toute sa hauteur.Un tel dispositif de chauffage comprend les éléments superposés suivants, disposés à l'intérieur d'une desdites saignées 6, depuis la surface jusqu'au fond de la sole, comme le montre la figure 2
- une plaque en matériau réfractaire de bonne conductibilité thermique 7, 7', 7" dont la face supérieure 18 affleure celle de la couche supérieure des réfractaires de sole, et dont la face inférieure comporte un évidement 8
= une plaque réfractaire 9 coopérant avec l'évidement 8 de la plaque 7 de manière à définir un logement 14 dans lequel est logée une résistance chauffante 10, 10', 10"
- une masse réfractaire 11 à fort pouvoir isolant.Conventionally, the sole 4 is coated on its upper part with a dense refractory material 5 having good insulating power and excellent abrasion resistance, such as
This sole is at a temperature sufficient for the thermal equilibrium between it and the products to be achieved, and the products in principle do not cool on contact. In the extension of each of the slides 2, 2 ', 2 "of the zone (A) is located a device for localized heating of the products according to the invention. For this purpose grooves 6 are formed in the sole, over its entire height .Such a heating device comprises the following superimposed elements, disposed inside one of said grooves 6, from the surface to the bottom of the hearth, as shown in FIG. 2
a plate of refractory material of good thermal conductivity 7, 7 ′, 7 ", the upper face 18 of which is flush with that of the upper layer of the refractory hearths, and the lower face of which has a recess 8
= a refractory plate 9 cooperating with the recess 8 of the plate 7 so as to define a housing 14 in which is housed a heating resistor 10, 10 ′, 10 "
- a refractory mass 11 with high insulating power.
La saignée 6 est obturée à sa partie inférieure par une plaque métallique amovible 12,-fixée sur des fers U 13, 13' solidaires de la plaque 16 supportant la couche réfractaire inférieure 17 de la sole. The groove 6 is closed at its lower part by a removable metal plate 12, -fixed on U irons 13, 13 ′ secured to the plate 16 supporting the lower refractory layer 17 of the sole.
Celle-ci est classiquement en briques d'alumine. On peut ainsi démonter les éléments précédents sans qu'il soit nécessaire de pénétrer dans le four.This is conventionally made of alumina bricks. It is thus possible to dismantle the above elements without it being necessary to enter the oven.
La partie essentielle et active du dispositif est la résistance chauffante 10, 10', 10". Pour être capable d'effacer les traces noires sur les produits, il est nécessaire qu'elle puisse être portée sans dommages et d'une façon permanente à une température de 11500C au moins et préférentiellement 14000C. Parmi les matériaux permettant d'atteindre cet objectif, on peut citer l'inconel 601, qui se caractérise par son coût relativement faible pour une température d'utilisation inférieure à 12500C. On peut aussi utiliser du métal fritté, composé de fer, d'aluminium et de chrome, permettant des fonctionnements continus à 14000C. Avantageusement, la résistance lO, 10', 10" possède une structure tubulaire, de manière à offrir une surface d'échange maximale, pour une section de passage du courant électrique minimale.Cette dernière caractéristique procure une résistance électrique élevée. A puissance dissipée égale, l'intensité du courant à imposer est donc moindre que dans le cas d'une résistance pleine. The essential and active part of the device is the heating resistance 10, 10 ', 10 ". To be able to erase the black marks on the products, it must be able to be worn without damage and permanently a temperature of at least 11500 C. and preferably 14000 C. Among the materials making it possible to achieve this objective, we can cite the inconel 601, which is characterized by its relatively low cost for a temperature of use below 12500 C. It is also possible to use sintered metal, composed of iron, aluminum and chromium, allowing continuous operations at 14000 C. Advantageously, the resistance 10, 10 ′, 10 "has a tubular structure, so as to offer a maximum exchange surface, for minimum cross-section of the electric current. This last characteristic provides high electrical resistance. At equal dissipated power, the intensity of the current to be imposed is therefore less than in the case of a full resistor.
La plaque réfractaire 9, dont la présence n'est pas obligatoire, sert de support à la résistance 10. Elle est, par exemple, en alumine. The refractory plate 9, the presence of which is not compulsory, serves as a support for the resistor 10. It is, for example, made of alumina.
Elle forme avec la masse réfractaire 11, qui est préférentiellement de structure fibreuse, un ensemble isolant qui s'oppose autant que possible au transfert de la chaleur dégagée par la résistance vers la partie inférieure du four. L'essentiel du flux thermique est donc dirigé vers la plaque réfractaire 7,7',7" de bonne conductibilité thermique. Celle-ci a pour rôles de protéger la résistance l0,lO',lO" et de transmettre par sa face supérieure 18 la chaleur dégagée par la résistance aux produits métalliques, tels que la billette 1', qui reposent sur la sole 4 du four. Le matériau de la plaque protectrice 7,7',7" doit donc supporter les températures élevées mises en jeu sans déformation et altérations chimiques excessives, particulièrement en milieu oxydant, et avoir une excellente diffusivité thermique.Le carbure de silicium et l'UMCO 50 @ (alliage comprenant 50 % de cobalt, 37 % de chrome et 13 % de fer) sont bien adaptés à cet usage. Le logement 14 défini par la plaque protectrice 7 et la plaque réfractaire 9 doit être de taille réduite pour que la transmission de la chaleur dégagée par la résistance s'effectue avec un bon rendement.It forms with the refractory mass 11, which is preferably of fibrous structure, an insulating assembly which opposes as much as possible the transfer of the heat released by the resistance to the lower part of the furnace. Most of the heat flow is therefore directed to the refractory plate 7,7 ', 7 "with good thermal conductivity. Its role is to protect the resistance 10, 10, 10" and to transmit through its upper face 18 the heat given off by the resistance to metallic products, such as the billet 1 ′, which rest on the bottom 4 of the oven. The material of the protective plate 7,7 ', 7 "must therefore withstand the high temperatures involved without excessive deformation and chemical alteration, particularly in an oxidizing medium, and have excellent thermal diffusivity. Silicon carbide and UMCO 50 @ (alloy comprising 50% of cobalt, 37% of chromium and 13% of iron) are well adapted to this use. The housing 14 defined by the protective plate 7 and the refractory plate 9 must be of reduced size so that the transmission the heat given off by the resistance takes place with good efficiency.
Mais cependant il doit être aussi suffisamment vaste pour prévenir tout contact entre la résistance 10 et la plaque protectrice 7, qui pourrait provoquer un court-circuit. Dans la pratique, la résistance 10 et la plaque protectrice 7 doivent être séparées d'environ 5 cm.However, it must also be large enough to prevent any contact between the resistor 10 and the protective plate 7, which could cause a short circuit. In practice, the resistor 10 and the protective plate 7 must be separated by about 5 cm.
De préférence, chaque résistance comporte sa propre alimentation électrique et son propre système de régulation, non représentés sur les figures. On peut ainsi adapter au mieux la quantité de chaleur communiquée aux produits, de manière à pallier une éventuelle inhomogénéité des conditions de réchauffement des produits et de formation des traces noires selon la largeur du four. Preferably, each resistor has its own power supply and its own regulation system, not shown in the figures. It is thus possible to adapt as best as possible the quantity of heat communicated to the products, so as to compensate for a possible inhomogeneity of the conditions of heating of the products and of formation of black traces depending on the width of the oven.
Les résistances 10, 10', 10" peuvent avoir la forme de simples barreaux rectilignes. Mais il est plus judicieux de les cintrer en forme de U, de manière à rapprocher l'une de l'autre leurs deux bornes de connexion électrique. Si on ne souhaite ou ne peut cintrer le tube, on peut tout simplement remplacer le cintrage par un soudage profond de deux tubes parallèles selon l'écartement voulu sur une plaque épaisse d'inconel 601. Cela permet de réduire à une très faible valeur la longueur des conducteurs reliant ces bornes à l'alimentation électrique, si celle-ci est disposée à faible distance des extrémités des branches du U.Dans ces conditions, il est conseillé de prévoir sur la plaque protectrice 7,7',7" une protubérance 15,15',15" formant une cloison divisant sur la plus grande partie de sa longueur le logement 14 en deux compartiments, contenant chacun l'une des deux branches du U formé par la résistance. Cette protubérance 15,15',15" capte la partie du rayonnement émise par les branches vers l'intérieur du U. Sans cela, cette partie du rayonnement serait captée essentiellement par la résistance elle-même et non par la plaque protectrice 7,7',7". Sa transmission au produit 1' ne serait donc pas assurée de façon optimale. The resistors 10, 10 ', 10 "can be in the form of simple rectilinear bars. However, it is better to bend them in a U shape, so as to bring their two electrical connection terminals together. If one does not wish or cannot bend the tube, one can quite simply replace the bending by a deep welding of two parallel tubes according to the desired spacing on a thick plate of inconel 601. This makes it possible to reduce to a very small value the length conductors connecting these terminals to the power supply, if the latter is placed a short distance from the ends of the branches of the U. Under these conditions, it is advisable to provide a protuberance 15 on the protective plate 7,7 ', 7 " , 15 ', 15 "forming a partition dividing over most of its length the housing 14 into two compartments, each containing one of the two branches of the U formed by the resistor. This protuberance 15.15', 15" captures the part of the shelf nt emitted by the branches towards the inside of the U. Without this, this part of the radiation would be essentially captured by the resistance itself and not by the protective plate 7,7 ', 7 ". Its transmission to the product 1 ′ would therefore not be optimally ensured.
La largeur des plaques protectrices 7,7',7" est de l'ordre de grandeur de celle des traces noires à éliminer, qui est elle-même sensiblement égale à celle des glissières 2,2',2". La ~longueur des plaques 7,7',7" et de chacune des branches des résistances 10,10',10" doit etre calculée de manière que, compte tenu de la valeur du déficit thermique à compenser sur les produits, de l'énergie dissipée par les résistances, du rendement énergétique de sa transmission au produit et de la vitesse de progression du produit dans le four, les traces noires soient déjà éliminées lorsque les produits parviennent au delà des extrémités des plaques protectrices 7,7',7". The width of the protective plates 7,7 ', 7 "is of the order of magnitude that of the black traces to be eliminated, which is itself substantially equal to that of the slides 2,2', 2". The ~ length of the plates 7,7 ', 7 "and of each of the branches of the resistors 10,10', 10" must be calculated so that, taking into account the value of the thermal deficit to be compensated for on the products, energy dissipated by the resistors, the energy efficiency of its transmission to the product and the speed of progression of the product in the oven, the black traces are already eliminated when the products reach beyond the ends of the protective plates 7,7 ', 7 " .
A titre d'exemple, un four industriel du type poussant prévu pour le réchauffage de billettes d'acier de 120 mm de côté et 12 m de long comportant dans sa zone (A) 6 glissières a été équipé d'un ensemble de 6 dispositifs de réchauffage localisé du type qui vient d'etre décrit et représenté, placés en zone (B) dans le prolongement des glissières. Les résistances en inconel 601 en forme de U ont un diamètre extérieur de 60 mm, une épaisseur de tube de 3 mm, et chaque branche de U a une longueur de 2 m. Cette longueur est approximativement égale à celle des plaques réfractaires de protection mises bout à bout, elles-mêmes larges de 0,50 m et longues de 0,35 m. Les résis tances sont alimentées sous une intensité variant de 1500 à 3000 A et une différence de potentiel réglable de l'ordre de 10 à 20 V (correspondant au maximum à 5,5 V par mètre de longueur).Chacun de ces dispositifs permet d'apporter aux produits un flux thermique de 7,5 kW/m2, suffisant pour supprimer les traces noires sur le produit. For example, an industrial furnace of the pushing type intended for the heating of steel billets of 120 mm side and 12 m long comprising in its zone (A) 6 slides was equipped with a set of 6 devices localized heating of the type which has just been described and shown, placed in zone (B) in the extension of the slides. The U-shaped inconel 601 resistors have an outside diameter of 60 mm, a tube thickness of 3 mm, and each branch of U has a length of 2 m. This length is approximately equal to that of the protective refractory plates placed end to end, themselves wide by 0.50 m and long by 0.35 m. The resistors are supplied with an intensity varying from 1500 to 3000 A and an adjustable potential difference of the order of 10 to 20 V (corresponding to a maximum of 5.5 V per meter of length). Each of these devices allows '' provide the products with a heat flux of 7.5 kW / m2, sufficient to remove the black marks on the product.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple qui vient d'être décrit et représenté. En particulier, les configurations de la résistance et de la plaque réfractaire de protection peuvent être différentes. On peut également prévoir d'installer plusieurs résistances dans un même dispositif unitaire. Of course, the invention is not limited to the example which has just been described and shown. In particular, the configurations of the resistor and of the protective refractory plate may be different. One can also plan to install several resistors in the same unitary device.
Une autre configuration possible est de ne pas mettre la surface supérieure des plaques protectrices au même niveau que la surface de la sole, mais de la disposer en léger creux par rapport à la surface de la sole. La dénivellation peut atteindre quelques centimètres. Les produits reposent alors uniquement sur la sole, et la chaleur dégagée par les résistances leur est transmise par le rayonnement émis par les plaques protectrices, et non plus par conduction. Le rendement de cette transmission est moins bon que dans le cas des plaques affleurant la sole. Mais on évite ainsi le glissement du produit sur les plaques dont il est à craindre qu'il ne provoque une usure localisée des produits,si leur dureté superficielle est insuffisante. Another possible configuration is not to place the upper surface of the protective plates at the same level as the surface of the sole, but to arrange it in a slight hollow relative to the surface of the sole. The drop can reach a few centimeters. The products then rest only on the floor, and the heat given off by the resistors is transmitted to them by the radiation emitted by the protective plates, and no longer by conduction. The efficiency of this transmission is less good than in the case of plates flush with the floor. However, this prevents the product from slipping on the plates, which it is feared will cause localized wear of the products, if their surface hardness is insufficient.
On peut également ainsi compenser par avance l'usure différentielle entre les plaques et la sole. On a pu constater que le comblement de l'espace entre la plaque et le produit par de la calamine n'affectait pas les performances de l'installation. Inversement, si le problème de l'usure des produits ne se pose pas ou peut être négligé, la surface supérieure des plaques protectrices peut être en relief par rapport à la surface de la sole, dont l'usure par le frottement des produits est ainsi supprimée.It is also thus possible to compensate in advance for the differential wear between the plates and the sole. It was found that filling the space between the plate and the product with scale did not affect the performance of the installation. Conversely, if the problem of product wear does not arise or can be neglected, the upper surface of the protective plates may be raised relative to the surface of the sole, the wear of which by the friction of the products is thus deleted.
L'agencement de la partie en réfractaire de la sole du four n'est pas une caractéristique essentielle du dispositif et peut aussi être modifié. D'autre part, il est tout à fait concevable de construire un four ou une portion de four dont l'intégralité de la sole serait constituée par des plaques protectrices conduisant bien la chaleur surplombant des résistances, et permettant d'assurer un chauffage du produit par la sole en plus du chauffage classique par la voûte. Le chauffage procuré par chacune des résistances serait, de préférence, modulable de façon indépendante, ce qui permettrait de compenser les hétérogénéités éventuelles du réchauffage antérieur, telles que des traces noires dues à des glissières. The arrangement of the refractory portion of the hearth of the furnace is not an essential characteristic of the device and can also be modified. On the other hand, it is entirely conceivable to build an oven or a portion of an oven, the entire bottom of which would be constituted by protective plates which conduct heat well overhanging resistances, and which make it possible to heat the product. by the floor in addition to conventional heating by the roof. The heating provided by each of the resistors would preferably be independently modulable, which would make it possible to compensate for any heterogeneities of the previous reheating, such as black traces due to slides.
L'invention n'est pas limitée au réchauffage des produits sidérurgiques : elle peut être appliquée au réchauffage de tout produit métallurgique dans un four du type décrit. The invention is not limited to the heating of steel products: it can be applied to the heating of any metallurgical product in an oven of the type described.
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