FR2809746A1 - Installation de cementation chauffee au gaz - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une cellule (43, 43', 44) et une installation de traitement thermique à faible pression de pièces d'acier, comportant des moyens de chauffage constitués de plusieurs tubes radiants au gaz répartis autour d'un volume utile d'une enceinte étanche, et des moyens de commande pourvus au moins d'un mode de régulation par impulsions desdits moyens de chauffage.

Description

INSTALLATION DE CEMETATION CHAUFFEE AU GAZ

La présente invention concerne le traitement de pièces

en acier, et plus précisément le traitement thermique de cémen-

tation, c'est-à-dire d'introduction de carbone dans la surface des pièces pour en améliorer la dureté. L'invention concerne plus particulièrement les installations de cémentation sous vide ou

sous faible pression (inférieure à la pression atmosphérique).

Un traitement de cémentation à faible pression consiste à soumettre les pièces à traiter, dans une enceinte étanche à l'air, à une alternance d'étapes d'enrichissement en présence

d'un gaz de cémentation à faible pression et d'étapes de diffu-

sion sous vide ou sous atmosphère neutre à faible pression. Les durées respectives des étapes d'enrichissement et de diffusion ainsi que leur nombre dépendent notamment de la concentration en carbone et de la profondeur de cémentation souhaitée dans les pièces, et ces traitements sont bien connus de la technique. Un exemple de procédé de cémentation à basse pression est décrit

dans la demande de brevet français N 2 678 287 de la demande-

resse. Tout traitement de cémentation est un traitement thermique à haute température (généralement, de l'ordre de 800 à 1000 C, voire plus) et le chauffage ainsi que le maintien en température

homogène des pièces lors des étapes de diffusion et d'enrichisse-

ment constituent un point clé des procédés de cémentation.

L'invention se réfère également à la carbonitruration dont la seule différence par rapport à la cémentation vient du gaz d'enrichissement utilisé auquel on ajoute généralement de l'ammoniac. Le résultat est la formation de nitrure (au lieu de carbure pour la cémentation) en surface de la pièce. On notera donc que tout ce qui sera exposé par la suite en relation avec la

cémentation s'applique également à la carbonitruration.

Généralement, les enceintes de cémentation définissent des volumes d'un ou plusieurs mètres cubes qui sont chauffés et maintenus à la température de cémentation par des moyens de chauffage électrique. En pratique, on utilise des résistances

électriques sous forme de barreaux que l'on répartit en périphé-

rie du volume de cémentation, c'est-à-dire autour de la chambre de cémentation, en fonction de la répartition thermique souhaitée

ainsi que des ponts thermiques liés à la constitution de la cham-

bre. Il serait souhaitable de pouvoir disposer d'une autre énergie de chauffage des enceintes de cémentation en lieu et

place de l'électricité.

La première énergie qui vient à l'esprit est le gaz qui

constitue une énergie "propre" et peu coûteuse. Toutefois, l'uti-

lisation du gaz dans le chauffage d'enceintes de cémentation pose un grand nombre de problèmes qui ont conduit jusqu'à présent à

préférer le chauffage électrique, en particulier pour les instal-

lations à faible pression.

Un premier problème est lié à la constitution même de

brûleurs à gaz, qui doivent chauffer l'espace interne de l'en-

ceinte sans y introduire de fumée de combustion du gaz. A cet égard, la longueur nécessaire des brûleurs en raison des grandes

dimensions des enceintes de cémentation constitue un point criti-

que en terme de répartition de la chaleur dans l'enceinte.

Le type de système à brûleur à gaz qu'il conviendrait d'utiliser correspond, par exemple, au système à brûleur décrit

dans la demande de brevet français N 2 616 520. Ce type de sys-

tème à brûleur est constitué d'une enveloppe externe étanche et d'un tube foyer central délimitant une chambre de combustion. Un tel système utilise une recirculation des gaz brûlés et permet une sortie à grande vitesse de ces gaz. Ce système de brûleur peut le cas échéant être associé à un tube interne du type décrit dans la demande de brevet francais No 2 616 518. Les contenus respectifs des publications susmentionnées sont considérés conmme connus. Un autre problème lié à l'utilisation de tubes à gaz pour le chauffage d'une enceinte de cémentation, en particulier à faible pression, est lié à l'encombrement de ces tubes qui est

sensiblement plus important que l 'encombrement de barreaux résis-

tifs électriques. Cet encombrement va à l'encontre d'une réparti-

tion adequate de tubes à gaz dans la périphérie du volume utile

de l'enceinte pour obtenir une répartition homogène de la tem-

pérature.

Un autre problème réside dans la régulation nécessaire de la puissance thermique de la source de chauffage utilisée. En effet, le lot de pièces à cémenter doit tout d'abord être porté à une température élevée de cémentation. Puis, cette température doit être maintenue de façon homogène pendant les traitements liés à la cémentation. Dans un système électrique, la régulation

de la température est particulièrement aisée à réaliser par modu-

lation du courant dans les éléments chauffants. Une telle solu-

tion n'est pas transposable à des brûleurs à gaz.

Un objet de la présente invention est de proposer une

cellule de cémentation chauffée au gaz qui pallie les inconvé-

nients susmentionnés.

Un autre objet de la présente invention est de proposer une solution qui soit compatible avec la répartition actuelle des

moyens de chauffage en périphérie d'une cellule de cémentation.

Un autre objet de la présente invention est de proposer une installation de cémentation modulaire qui tire profit de

l'utilisation du gaz en tant que source d'énergie de chauffage.

Pour atteindre ces objets, la présente invention pré-

voit une cellule de traitement thermique à faible pression de pièces d'acier, comportant des moyens de chauffage constitués de plusieurs tubes radiants au gaz répartis autour d'un volume utile d'une enceinte étanche; et des moyens de commande pourvus au

moins d'un mode de régulation par impulsions des moyens de chauf-

fage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens de commande sont propres à commander les moyens de chauffage selon deux phases de fonctionnement respectivement de préchauffage à pleine puissance et de maintien en température en

régulation par impulsions.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens de commande sont propres à modifier le débit de gaz entre deux niveaux respectivement maximum pour le préchauffage et

intermédiaire pour la régulation par impulsions.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, tous les tubes radiants au gaz sont commandés individuellement ou

par groupe.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens de commande comportent un automate programmable pour

individualiser des commandes à destination des différents tubes.

La présente invention prévoit aussi une installation de traitement thermique sous faible pression de pièces d'acier

comprenant plusieurs cellules de traitement reliées à une en-

ceinte étanche commune munie de moyens de manutention pour trans-

férer une charge d'une cellule à une autre, au moins une cellule

étant du type susmentionné.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, au moins une cellule est dédiée au préchauffage d'une charge à

cémenter, et au moins une cellule est une cellule de cémentation.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, la cellule de cémentation est pourvue de moyens de chauffage au

gaz propres à être commandés en mode de régulation par impul-

sions. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans

la description suivante de modes de réalisation particuliers

faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est une vue schématique partiellement en coupe d'un mode de réalisation d'un système de brûleur à gaz dans une cellule de traitement thermique selon la présente invention; la figure 2 illustre, sous forme de chronogrammes, un mode de mise en oeuvre d'un procédé de commande de brûleurs à gaz selon la présente invention; et la figure 3 représente, de façon très schématique, un mode de réalisation d'une installation modulaire de traitement

thermique mettant en oeuvre la présente invention.

Pour des raisons de clarté, les chronogrammes de la fi-

gure 2 ne sont pas à l'échelle. De plus, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits par la suite. En particulier, en figure 3, on s'est contenté de représenter la structure multicellulaire d'une

installation sans se préoccuper des détails constitutifs des cel-

lules qui, sauf précision contraire, sont classiques.

Une caractéristique de la présente invention est de

prévoir une commande impulsionnelle de brûleurs à gaz d'une cel-

lule de traitement thermique, au moins pendant des phases de

maintien en température après une phase de préchauffe. Ainsi, se-

lon l'invention, on utilise des brûleurs à gaz du type de ceux

décrits dans la demande de brevet français NO 2 616 520 susmen-

tionnée, et on commande ces brûleurs de façon à obtenir, au moins

après une phase de préchauffe, une régulation cadencée.

On aurait pu penser moduler le débit de gaz du brûleur

pour adapter la puissance afin d'obtenir la régulation. Toute-

fois, une telle solution poserait, à faible débit de gaz, des problèmes d'évacuation des fumées dans le brûleur. En effet, les brûleurs sont généralement adaptés pour une évacuation optimale des fumées dans une certaine plage de débits et un fonctionnement

sous très faible débit de gaz ne permet ni d'obtenir une répar-

tition homogène de la température dans le tube (le fond du tube n' étant pas atteint), ni d'obtenir une récupération correcte d'énergie des fumées. En outre, cela peut poser des problèmes de

stabilité de la flamme.

De préférence, pour améliorer l'homogénéité de la puis-

sance de chauffage du tube, on effectue selon l'invention une commutation entre deux débits d'air et de gaz selon le mode de fonctionnement du brûleur. Ainsi, on prévoit des brûleurs dits à deux débits d'air et de gaz permettant un fonctionnement dans un premier débit maximal pour une phase de préchauffe et un fonctionnement dans un deuxième débit intermédiaire pour la phase de régulation. Selon l'invention, le débit intermédiaire ne correspond pas au débit minimal du brûleur, de sorte que les deux débits permettent une homogénéité acceptable de la température,

avec une récupération correcte des fumées dans le brûleur.

La figure 1 représente un mode de réalisation de la présente invention. Cette figure illustre, très partiellement, une cellule de traitement thermique en ce qu'elle représente un unique brûleur à gaz 1 ainsi que le système 2 de commande des

brûleurs à gaz de la cellule.

Le brûleur à gaz 1 est essentiellement constitué d'une

enveloppe radiante externe 10 en forme de doigt de gant qui tra-

verse, par l'intermédiaire d'un système d'étanchéité au vide 11, la paroi 12 de la cellule de traitement. Le brûleur comporte également un tube 13, interne à l'enveloppe 10 et coaxial à celle-ci. Une première extrémité du tube 13 est voisine de l'extrémité de l'enveloppe 10 dans la cellule de cémentation. Une

deuxième extrémité du tube 13 est ouverte en direction d'une sor-

tie d'une chambre 14 destinée à réaliser le mélange gaz-air du brûleur et la combustion. Comme l'illustre des flèches en figure 1, le brûleur est de préférence à recirculation des fumées, c'est-à-dire qu'une partie des fumées de combustion est utilisée pour être réintroduite en entrée du tube 13, le reste des fumées étant évacué par un évent 15 de l'enveloppe 10 à l'extérieur de

la cellule. Pour des raisons de clarté, le brûleur a été repré-

senté de façon très schématique et, en particulier, les moyens d'allumage de la flanmme n'ont pas été illustrés. La chambre 14 comporte au moins une arrivée 16 de gaz et au moins une arrivée 17 d'air. Généralement, plusieurs arrivées d'air sont prévues au

niveau de la chambre 14 pour mieux homogénéiser le mélange gaz-

air à brûler. Les conduits 16 et 17 d'amenée d'air sortent de

l'enveloppe 10 à l'extérieur de la cellule de cémentation en res-

pectant l'étanchéité de cette enveloppe.

De préférence, la position du brûleur 1 par rapport à la paroi de l'enceinte 12 est telle que tout le tube 13 est

contenu dans le volume interne de la cellule de cémentation.

Toutefois, l'intégralité du tube 13 n'est, de préférence, pas contenue dans le volume dit "chaud" de l'enceinte de cémentation qui est généralement délimité par un écran thermique (symbolisé par un pointillé 18). De même la chambre 14 elle-même se trouve dans le volume interne de la cellule, mais préférentiellement hors du volume chaud. La position du brûleur 1 est choisie pour que la partie du tube 13 dans le volume chaud soit homogène en température. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention, l'adaptation de la position du brûleur s'effectue en déplaçant l'intégralité de celui-ci (enveloppe 10 comprise) par rapport à la paroi 12 de l'enceinte, pour régler la position de l'entrée du

tube 13 par rapport à l'écran thermique 18.

De préférence, tous les brûleurs à gaz de la cellule de traitement thermique sont commandés par un même système 2 de régulation. Le système 2 comporte essentiellement un circuit électronique (REG) de régulation 20 (en pratique, un ou plusieurs circuits) et un réseau 21 de vannes commandées par le circuit 20, le cas échéant par l'intermédiaire d'un automate programmable 30 (AUTO) comme on le verra par la suite. Pour assurer la fonction de régulation, le circuit 20 reçoit des signaux 22 de mesure et

de commande. Les signaux de mesure sont essentiellement consti-

tués de résultats de mesure fournis par au moins un capteur de température de l'enceinte de cémentation. Les signaux de commande proviennent, de façon classique pour un système de régulation, d'une centrale de commande accessible par l'opérateur. Le circuit de régulation (ou l'automate 30) délivre des signaux 23 de

commande à destination des brûleurs à gaz pour allumer et étein-

dre leurs flanmmnes respectives.

Selon la présente invention, le circuit 20 commande également le réseau 21 de vannes de gaz et d'air. Ce réseau de vannes sert à commander les débits de gaz et d'air respectifs des

différents brûleurs.

Pour simplifier la figure 1, les conduits de gaz et d'air ont été représentés de façon unifilaire dans le réseau de vannes 21. On notera que la structure de vannes illustrée par la

figure 1 est, de préférence, reproduite pour chaque brûleur.

Dans le mode de réalisation pris pour exemple en figure 1, une conduite principale 24 d'amenée de gaz est répartie en deux conduites 25 et 26 respectivement associées à des limiteurs

de débit 25-1 et 26-1. Les conduites 25 et 26 ont, selon l'inven-

tion, des débits différents. Par exemple, la conduite 25 est des-

tinée à fournir, en association avec le limiteur 25-1, un débit de gaz maximal pour le fonctionnement du brûleur en puissance maximale pendant au moins une phase de préchauffe. La conduite 26 est destinée à fournir, en association avec le limiteur 26-1, un débit de gaz inférieur pour le fonctionnement du brûleur dans le régime cadencé de l'invention. Côté circuit d'air, une conduite

principale 27 est divisée en deux conduites 28 et 29 respective-

ment associées à des limiteurs 28-1 et 29-1 dont les rôles sont

similaires à ceux exposés ci-dessus en relation avec l'alimenta-

tion en gaz. De préférence, les débits imposés par les limiteurs

-1, 26-1, 28-1 et 29-1 sont préréglés.

Selon l'invention, chacune des conduites 25, 26, 28 et 29 est associée à une vanne 25-2, 26-2, 28-2 et 29-2 de commande en tout ou rien. Les vannes 26-2 et 29-2 sont, de préférence, commandées simultanément par un signal 32 délivré par le circuit (ou par l'automate 30) en régime cadencé. Les vannes 25-2 et 28-2 sont, de préférence, commandées simultanément par un signal 33 issu du circuit 20 ou de l'automate 30. Les extrémités des

conduites 25, 26 et 28, 29 sont réunies à leurs extrémités oppo-

sées respectives.

Le fonctionnement d'un système de brûleurs à gaz selon l'invention sera exposé par la suite en relation avec la figure 2 qui représente, sous forme de chronogrammes, un exemple d'allure du signal 33, du signal 32 et de la puissance instantanée P

correspondante des brûleurs à gaz.

Selon le mode de mise en oeuvre illustré par la figure 2, on commence, dans une phase de préchauffe (instant tO à tl),

par utiliser le brûleur à puissance maximale, c'est-à-dire au dé-

bit de gaz et d'air le plus fort. Dans cette phase de préchauffe, les vannes 25-2 et 28-2 sont ouvertes au débit maximum. Le cas échéant, on peut prévoir que le débit maximum soit fixé par la somme des débits de tous les limiteurs. Dans ce cas, les vannes

26-2 et 29-2 sont également ouvertes. Puis, on prévoit, de préfé-

rence, une phase intermédiaire (instant tl à t2) pendant laquelle

la puissance du brûleur passe sur le débit inférieur sans caden-

cement. Pour ce faire, à partir de l'instant tl, le brûleur 1 fonctionne en régime de puissance intermédiaire. Par conséquent, le signal 33 de commande change d'état afin de fermer les vannes -2 et 28-2 et le signal 32 change d'état pour ouvrir (si elles ne le sont pas déjà) les vannes 262 et 29-2. L'instant tl est fixé par l'approche d'une consigne de température inférieure à la température de régulation souhaitée. La phase intermédiaire entre les instants tl et t2 peut, en particulier, servir à éviter le dépassement de la consigne de température en raison de l'inertie

du système.

A partir de l'instant t2, on considère que l'on effec-

tue une régulation de maintien en température de l'enceinte de cémentation. A partir de cet instant, le signal 32 de régulation cadencée adapte, en fonction des paramètres que reçoit le circuit par les signaux 22, les durées respectives d'ouverture des vannes 26-2 et 29-2. Dans l'exemple illustré par la figure 2, on suppose que, entre des instants t2 et t3, la puissance souhaitée pour le brûleur est relativement importante et nécessite des impulsions de durée relativement longue. Il peut s'agir, par exemple, d'une phase d'adaptation du changement de puissance du brûleur entre ses niveaux maximum et intermédiaire. A partir de l'instant t3, on peut considérer que l'on se trouve dans une phase de régulation proprement dite o le rapport cyclique des

impulsions d'allumage du brûleur dépend exclusivement des varia-

tions de température dans la chambre de cémentation. Ces varia-

tions peuvent provenir, par exemple, d'une modification imposée par le procédé de cémentation ou d'un transfert de charge dans la cellule. En figure 2, on a illustré un besoin de diminution de

puissance à partir d'un instant t4.

On notera que les temps d'allumage et les temps d'arrêt respectifs des brûleurs sont établis, entre autres, en fonction

de la disposition des brûleurs dans l'enceinte et de leur consti-

tution.

A titre de variante, les brûleurs peuvent être comman-

dés en régime cadencé même lors de leur fonctionnement en pleine puissance. Bien qu'il soit possible de prévoir une excitation

simultanée de tous les brûleurs de l'enceinte, on préfère indivi-

dualiser les commandes des différents brûleurs de la cellule de cémentation. Par exemple, on pourra prévoir des temps d'allumage

plus longs pour des brûleurs situés à proximité de ponts thermi-

ques constitués, par exemple, par les pieds de support de la

charge à chauffer. Dans ce cas, on utilise de préférence l'auto-

mate 30 dont le rôle est d'individualiser les commandes (signaux 32' et 33' à destination d'autres brûleurs non représentés), par exemple en différant l'allumage des brûleurs successivement et en

adaptant les durées des impulsions d'allumage aux différents brû-

leurs. L'automate 30 a un fonctionnement préétabli et reçoit, en-

tre autres, des signaux 34 et 35 de commande provenant du régu-

lateur et qui sont communs à tous les brûleurs, l'automate se

chargeant d'adapter ces signaux aux différents brûleurs.

A cet égard, on notera que les différents brûleurs se-

ront répartis dans la cellule de cémentation en fonction de

l'homogénéité thermique souhaitée. Par exemple, on pourra souhai-

ter disposer en bas de la cellule de cémentation, c'est-à-dire au voisinage des pieds supportant la charge, d'une puissance plus forte à cadence égale ou d'un temps de chauffe plus long afin d'améliorer l'homogénéité verticale. Dans la direction longitudi- nale de la cellule (dans le sens longitudinal des brûleurs), les ajustements d'homogénéité dépendent essentiellement du choix de la puissance intermédiaire qui est fonction de la longueur des

brûleurs, donc du volume de l'enceinte.

En variante, les brûleurs pourront être commandés par groupes. La figure 3 illustre un exemple d'application de la présente invention à une installation modulaire de cellules de cémentation. Le mode de réalisation de la figure 3 s'inspire d'une installation modulaire telle que décrite dans la demande de

brevet européen NO 0 922 778 de la demanderesse que l'on consi-

dère came connue.

Un module de base 40 comprend une enceinte étanche 41 sous forme de cylindre (de section non nécessairement circulaire) à axe horizontal. Les deux extrémités de ce cylindre 41, munies

de collerettes, sont bouchées par des couvercles étanches amovi-

bles 42. Les cellules de traitement sont reliées latéralement au cylindre 41 et se trouvent dans un même plan horizontal. Par exemple, deux cellules de traitement thermique 43 et 44, par

exemple destinées à contenir deux charges à cémenter, sont dispo-

sées l'une en face de l'autre et sont reliées à un premier cais-

son de transfert 41-1 constitutif du cylindre 41. Une cellule de chargement 45 est disposée en face d'une cellule de trempe 46, ces cellules étant reliées à un deuxième caisson de transfert

41-2, lui-même relié axialement au caisson 41-1.

Un dispositif de manutention est sous la forme d'un chariot 48 se déplaçant parallèlement à l'axe du cylindre 41, d'un caisson de transfert à un autre. Ce chariot se déplace, par

exemple, sur des rails 50 s'étendant tout le long du cylindre 41.

Le chariot est muni d'une fourche télescopique 52 susceptible de

s'étirer de part et d'autre du chariot 48 jusqu'au centre de cha-

cune des cellules 43 à 46 pour y prendre et y déposer une charge 54 en cours de traitement. A la figure 3, en traits pleins, le

chariot 48 se trouve au niveau des cellules 45 et 46, et la four-

che télescopique 52 pénètre dans la cellule 45 pour y prendre une charge 54. Bien entendu, la cellule 45 a été préalablement mise à la basse pression de l'enceinte 41 pour pouvoir ouvrir la porte

-1 qui constitue, avec la porte extérieure 45-2, un sas d'en-

trée. En pointillés, le chariot 48 se trouve au niveau des cel-

lules 43 et 44. L'installation de la figure 2 est modulaire, c'est-à-dire qu'un ou plusieurs modules supplémentaires 60 constitués chacun d'un caisson de transfert 41-3 pourvu de rails

' et d'une ou deux cellules 43' peuvent être raccordés axiale-

ment à l'un des caissons 41-1 ou 41-2 pour compléter le cylindre 41. Selon un premier mode d'application de l'invention à

une installation modulaire telle que décrite ci-dessus, les cel-

lules 43, 43' et 44 sont des cellules de cémentation chauffées au

gaz conformes telles que décrites précédemment.

Selon un deuxième mode d'application de l'invention à une telle installation modulaire et selon un deuxième aspect de

l'invention, on prévoit de dissocier les opérations de préchauf-

fage d'une charge à cémenter des opérations de maintien en tempé-

rature. Pour cela, on affecte une des cellules de l'installation, par exemple la cellule 44 en figure 3, au préchauffage de toutes

les charges à cémenter. Cette cellule est alors équipée de brû-

leurs à gaz pour porter la charge à cémenter à une température

voisine de la température de travail, par exemple, à une tempéra-

ture comprise entre 600 et 8000C. Par la suite, les charges sont transférées vers les autres cellules de cémentation 43 et 43' dans lesquelles la seule opération de chauffe nécessaire est destinée au maintien et à l'homogénéisation de la température des différentes pièces. Par conséquent, on optimise l'utilisation des moyens de chauffage. Les moyens utilisés dans les cellules de cémentation 43 et 43' peuvent rester électriques alors que ceux de la cellule de préchauffage 44 sont à gaz. Toutefois, selon un

mode de réalisation préféré de l'invention, on utilise des brû-

leurs à gaz même dans les cellules de cémentation o on se contente d'effectuer un maintien en température. Dans ce cas, on pourra prévoir une cellule de préchauffe utilisant des brûleurs d'un premier type et des cellules de cémentation utilisant des brûleurs d'un deuxième type moins puissants que les premiers, ou les mêmes brûleurs mais à moindre débit. Un avantage de dissocier les fonctions de préchauffage et de maintien en température est que les brûleurs peuvent désormais être dédiés à une seule des

deux fonctions tout en fonctionnant tous à rendement maximum.

Ainsi, on peut se dispenser de la structure à double débit de gaz

en prévoyant deux types de brûleurs, sans rencontrer ici de pro-

blèmes d'encombrement. Les brûleurs sont alors commandés à puis-

sance fixe (par exemple, à puissance maximale) et, au moins dans

les cellules de cémentation, par régulation cadencée.

On notera que le nombre de cellules de préchauffe de-

vant être prévu dans une installation de cémentation modulaire

dépend lui-même du nombre de cellule de cémentation à distribuer.

Dans un mode de réalisation simplifié, on prévoira une cellule de préchauffe avec des brûleurs à gaz d'un premier type de puissance et des cellules de cémentation avec des brûleurs à gaz d'un deuxième type de puissance. On pourra cependant mettre en oeuvre des cellules ayant recours à des brûleurs à gaz à double débit tels que décrits précédemment en relation avec la figure 1, que ce soit pour la cellule de préchauffe ou pour les cellules de cémentation. Un tel mode de réalisation permet d'optimiser la

régulation et l'homogénéité de la température dans la charge.

Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, le positionnement des brûleurs à gaz dans une cellule de cémentation ou dans une cellule de préchauffe en

fonction de la constitution de la cellule elle-même est à la por- tée de l'honmme du métier à partir des indications fonctionnelles données

ci-dessus et de l'application. De même, le système de commande (circuit 20, automate 30 et vannes 21) peut être réalisé en utilisant des moyens connus. De plus, le choix des débits de

gaz et d'air dans les brûleurs à gaz utilisés dépend des puis-

sances maximale et de régulation cadencée qui sont liées à l'application. L'invention peut également être mise en oeuvre dans une installation de traitement du type de celle décrite dans le brevet européen NO 0 388 333 de la demanderesse o plusieurs cellules de traitement verticales sont réparties au-dessus d'une enceinte étanche de transfert de la charge. L'adaptation d'une

telle installation à une cellule de préchauffe à gaz et des cel-

lules de cémentation à gaz ou électriques est à la portée de l'hommne du métier à partir des indications données en relation

avec l'installation horizontale de la figure 3.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Cellule (43, 43', 44) de traitement thermique à fai-

ble pression de pièces d'acier, caractérisée en ce qu'elle comporte: des moyens de chauffage (1) constitués de plusieurs tubes radiants au gaz répartis autour d'un volume utile d'une en- ceinte étanche; et des moyens de commande (2) pourvus au moins d'un mode

de régulation par impulsions desdits moyens de chauffage.

2. Cellule de traitement thermique selon la revendi-

cation 1, caractérisée en ce que les moyens de commande (2) sont propres à commander les moyens de chauffage selon deux phases de fonctionnement respectivement de préchauffage à pleine puissance

et de maintien en température en régulation par impulsions.

3. Cellule de traitement thermique selon la revendi-

cation 2, caractérisée en ce que les moyens de commande (2) sont

propres à modifier le débit de gaz entre deux niveaux respective-

ment maximum pour le préchauffage et intermédiaire pour la régu-

lation par impulsions.

4. Cellule selon l'une quelconque des revendications 1

à 3, caractérisée en ce que les tubes radiants au gaz (1) sont

commandés individuellement ou par groupes.

5. Cellule selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de commande comportent un automate programmable pour individualiser des commandes à destination des différents

tubes.

6. Installation de traitement thermique sous faible pression de pièces d'acier comprenant plusieurs cellules (43, 43', 44', 45, 46) de traitement reliées à une enceinte étanche commune (41), munie de moyens (48, 50, 52) de manutention pour

transférer une charge (54) d'une cellule à une autre, caracté-

risée en ce qu'au moins une cellule (44) est conforme à l'une

quelconque des revendications 1 à 5.

7. Installation selon la revendication 6, caractérisée

en ce qu'elle comporte au moins une cellule (44) dédiée au pré-

chauffage d'une charge à cémenter, et au moins une cellule de

cémentation (43, 43').

8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite cellule de cémentation (43, 43') est pourvue de moyens de chauffage au gaz propres à être commandés en mode de

régulation par impulsions.