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"Procédé pour la chauffe suivie de refroidissement, de matériaux divers, spécialement applicable à la chauffe incandescente des métaux"
Les procédés connus jusqu'ici pour porter des matériaux à l'incandescence, particulièrement pour les métaux, ontle désavantage d'exiger beaucoup de temps ainsi que des instal- lations importantes lorsquTil s'agit detraiter ces matières par fortes quantités. Or, la présente invention couvre un procédé qui comparativement à ceux connus jusqu'ici, offre des avantages très sérieux en ce qui concerne l'augmentation de rendement, la diminution d'encombrement et le point de vue économique.
Dans le nouveau procédé les matériaux ou métaux en question sont empilés dans un dispositif approprié, puis refoulés de bas en haut; soit dans le sens vertical, soit dans un sens incliné, trajet durant lequel ils subissent la chauffe, puis, au point culminant du trajet de montée ils sont poussés de côté !, puis sont redescendus, soit en sens vertical, soit obliquement, descente, durant laquelle ils su- bissent le refroidissement. Il est avantageux de mettre ces matériaux ou ces métaux dans des corps creux qui, eux, accom-
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plissent de la façon décrite , le trajet d'un bout à l'autre du dispositif pour la chauffe à 11 incandescence. Les cases à produit devant traverser celui-ci sont pressées en avant par un agencement alimentaire ou distributeur.
Si la chauffe à l' incandescence doit se faire, dans une ambiance de gaz neutres, l'on aura, au-dessus de l'agencement distributeur de l'agence- ment convoyeur, un organe de retenue au moyen duquel on peut fermer la partie supérieure du dispositif de chauffe à l'incan- descence à mesure que la matière est amenée ou repart respec- tivement sur le distributeur ou le convoyeur évacuateur. Quant aux chambres dans lesquelles on installe soit le dispositif distributeur, soit le dispositif convoyeur évacuateur elles sont ferma blés, vers l'extérieur, en sorte que , à l'ouverture des organes d'interception, le produit en incandescence plisse être soit monté , soit redescendu,sans que -l'air extérieur puisse !se mélanger au gaz neutre.
Après que le produit a été mis sur le dispositif d'alimentation (ou distributeur) la chambre est fermée vers le dehors, puis on y pratique le vide, pour la débarrasser de l'air qui s'y trouve. Ensuite, ayant rempli la chambre de gaz neutre, l'on ouvre l'organe intercepteur du ha.u et l'on opère la 1 poussée de la matière de bas en haut, après avoir préalablement poussé de côté la case de matière occupant la position la plus élevée. Au-moyen.du transporteur de départ, le produit est ensuite redescendu , l'organe inter- cepteur étant fermé de ce côté, en sorte de pouvoir évacuer de côté le produit après avoir ouvert la chambre du bas. cela fait, on referme la chambre de l'agencement convoyeur de dé- part, on y opère le vide et le remplissage par du gaz neutre.
En pratiquant le vide dans la chambre de charge on alimenta- tion et dans celle du départ ou évacuation, l'on observé la pression éventuelle régnant au double intercepteur entre l'é- tanchéiage du haut et celui, du bas, afin de se rendre compte si la fermeture de ces organes intercepteurs se fait bien her-
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métiquement, et pour éviter qu'il y aiten même temps du gaz- neutre entraîné par aspiration. La chauffe du produit refoulé vers le haut s'opère au point culminant de sa course montante.
Afin de rendre la température uniforme, on opère le retournage des gaz de chauffe incandescente dans le haut du dispositif pour en arriver à avoir partout le même degré de température
Il est avantageux de faire'verser le gaz du haut en bas, et cela de façon à ce que lecourant gazeux ainsi transmis de haut en bas subisse une division grâce à laquelle une partie .
du dit courant'puisse., par un appareil soufflant, être trans- mise au travers du réchauffeur pour être remontée 'au disposi- tif tandis que l'autre partie ,' à raison d'un échange de cha- leur qu'elle transmet au produit poussé vers le haut ou des- eendu est dirigée vers le bas, d'où, après avoir été refroidie à un degré de température déterminé, elle est transférée méca- niquement à l'agencement de .soufflage disposé devant le ré- chauffeur.
Si alors le courant gazeux qui sort en bas est encore trop chaud pour se prêter à un convoyage mécanique,il pourra être refroidi par des dispositifs appropriés avant son arrivée au système de convoyage mécanique. Entre ce dernier et le dispositif de soufflage , le gaz transféré peut subir, dans des réchauffeurs, une élévation de température suffisante pour que le cas échéant une seule chauffe, effectuée derrière l'a- gencement de soufflage, soit'suffisante pour procurer. un ré- glage convenable de la température.
Les quantités de calorique nécessaires pour provoquer le chauffage du gaz neutre sont, transmises aux réchauffeurs par une cession de la chaleur de combustion, ou bien par la production d'une chaleur de résis- tance électrique, ou encore, en recourant à une combinaison de ces deux modes de transmission de chaleur.
Etant donné que la chauffe entièrement électrique n'est guère praticable, à cause de son prix de revient relevé, on'pourra produire la majeure
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partie de la chaleur nécessaire en employant la chaleur de com- bustion, quitte à réemployer la chauffe électrique que pour s'as -surer la précision du réglage des températures de la chauffe à l'incandescence afin que la traversée de l'appareil par produit puisse avoir lieu sans être contrariée, il convient' que dans le bas du dispositif, et indépendamment de ce qui se passe à la partie supérieure, les gaz neutres subissent encore un retournage mécanique, avec ou sans interposition d'un refroidisseur,
afin que les matières ou métaux à faire descendre pour leur sortie. puissent, le plus rapidement possible, se refroidir en passant leur calorique à celles qui montent, puis être enfin déchargées.
L'eau de condensation qui se forme peut être évacuée du refroi- disseur de toute façon appropriée. Quant aux corps creux desti- nés à convoyer les matériaux ou fragments métalliques, il con-. vient de leur donner une forme qui favorise l'accomplissement, d'une manière irréprochable, du retournage.
-des gaz dans le dispo -sitif. Ainsi par exemple, on peut avoir des ouvertures prati- quées dans deux de leurs côtés se faisant vis-à-vis, et le pro- duit à traiter 'peut être mis par couches dans ces corps creux de façon à ce que les gaz chauffants traversent ces derniers soit en- émettant de la chaleur, soit en en absorbant ou bien en en distribuant.Afin que ces corps creux servant à véhiculer le produit se prêtent à l'empilage l'un sur l'autre ,' on adopte pour eux la conformation.en cassettes, qui , lorsqu'elles doivent s'arrêter, sont préservées de,.glisser au bas de la colonne grâ- ce à un ergot qui les', retient à la hauteur qu'elles ont prise.
Pour les cassettes qui effectuent la course ascendante, on a prévu à chaque côté un ou plusieurs arbres qui. agissent comme clef rouleaux sur des traverses obliques, et au moyen desquels les ergots faisant saillie à chaque cassette sont poussés de coté jusqu'à ce que l'arbre , quand la cassette continue à monter, vienne se mettre sous l'ergot, en s'orte que la cassette soit maintenue à la hauteur acquise lors de la course rétrograde de l'agencement qui opère la levée.
Pour faire descendre les casse-
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tes, on a adjoint, au dispositif qui' les fait sortir, quatre (ou davantage) agencements à contre-poussée d'arbre, montés sur des ressorts ; àla montée de l'agencement de sortie des casset- tes ils viennent se mettre sous les arbres portants et la ten- sion des ressorts s'exerce jusqu'à ce que l'agencement pour la sortie soulève la cassette, puis repoussent de côté les arbres devenus libres, et effectuent le verrouillage ou bloquage qui maintient l'arbre en prise sous l'ergot de la cassette, en sorte que , à la descente de cet agencement destiné à la sortie des cassettes, les arbres commencent par retenir la cassette qui suit.
Afin de faciliter la construction-du dispositif pour la chauffe à l'incandescence, les guidages-glissières des cassettes ainsi que les canaux transmetteurs de gaz et que les agence - ments de chauffe sont assemblés dans des pièces superposées l' une à l'autre et arrondies à leur contour extérieur, avec prise et retenue du genre des assemblages à feuillure.
Pour éviter les déperditions de gaz, on entoure l'entièreté du dispositif d'une chemise en métal bien hermétique et séparée des pièces assem- blées situées à l'intérieur, par une couche isolante, pour rédui -re autant que possible la quantité de calorique s'échappant au dehors. Si'l'on veut amoindrir les frais de service et la durée des phases du passage des produits dans l'appareil on peut faire accomplir auto!matiquement par les agencements soit toutes les phases du travail soit une partie d'entre, elles.On trouvera également avantage à opérer automatiquement le réglage de la température de chauffe à l'incandescence, et sans dépen- dre des gaz retournés qui sortent des réchauffeurs, éventuel- lement,
sous coopération simultanée de la température régnant dans la chambre du haut du,four. En fait de gaz neutres, on peut également faire usage de gaz de combustion, particulière- ment lorsqu'on recourt au procédé du retournage, d'où la possi- bilité d'une chauffe directe du dispositif, objet de cette in- vention.
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Dans les trois feuilles/de dessins annexées, on a repré- sente un exemple d'exécution de l'objet de cette invention; notamment, en figure-1, la vue d'un four à incandescence fonc- tionnant selon le.nouveau procédé, tandis que la figure 3-montre la disposition, affectée à l'opération du retournage, la trans- mission des gaz,' le réchauffeur, le véhiculage mécanique du gaz et le refroidisseur. Les figures 3 à 5 (planche III) font voir la conformation des cassettes ainsi que la fixation ou agence- ment de retenue..et l'agencement qui débite le produit- à traite: ainsi que celui, qui en opère la sortie .
Dans le four, à incandescence représenté par la figure 1, les cassettes 3 remplies de fragments, de matière ou de métal sont transmises, au travers de la porte 3, dans la chambre de débitage 4. Après qu'on a fermé la porte 3, on pratique le vide dans la dite chambre 4, que l'on remplit ensuite de gaz neutre. Puis, ayant ouvert l'obturation 5, les cassettes sont poussées, par l'agencement .d'alimentation 6, de façon à prends la position 2a A cet endroit, elles sont automatiquement arrê- tées, en sorte que , après avoir fait descendre l'agencement 6, on peut fermer la glissière-registre 5. Buis, au moyen de l'agencement de poussée, chaque cassette 7 occupant la positim.
2b est transférée à la position 2c puis, l'obturateur 8 placé au bas étant ouvert, l'agencement 9 fait passer la dite casset- te, alors escendue à la position 2d, dans la chambre du dé- part 10. C'estau moyen d'u agencement automatique que la cassette 2c est retenue à la position 3d où elle est descendue quand on dégage la cassette qui se trouve tout en bas. Alors, l'obturateur 8 étant fermé et la porte 11 de l'agencement de départ étant ouverte, la cassette peut être poussée de côté.
Après le départ de la cassette, la porte 11 étant refermée, on opère' le vide dans la chambre 10, que l'on remplit ensuite de gaz neutre- C'est de cette façon que, l'une après l'autre, les cassettes effectuent leur passage au travers de ce four
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pour la chauffe à l'incandescence. La chambre'de chauffe 12 se trouve dans la partie supérieure du four. L'intérieur de ce dernier est.sépare de la chemise' 13 par une couche isolante
14.
Dans la-planche II, la figure 2 explique le processus 'du 'retournage des gaz chauffants. Les: gaz chauds .entrent par 15 dans le haut du four, .puis, par les traverses médiane 16 et les conduits de gaz latéraux 17, ils sont transmis vers le bas où ils sont conduits à travers ou autour des cassettes.
Au pas -sage latéral 18 le courant de gaz âe subdivise; une partie descend dans la direction de la flèche ; arrivée au bas, elle agit sur les cassettes qui montent et qui descendent pour y répartir également la chaleur, et, en même temps, il se re- froidit; puis, en 19, il (passe à un ventilateur 20 qui le- pousse à l'appareil injecteur 21; quant à la seconde partie du courant de gaz, à sa sortie du conduit latéral 18 elle est as- pirée par l'appareil injecteur 21 pour être chassée dans les réchauffeurs 22 et 23, où, ayant pris de la chaleur en abondance, elle est retransmise en 15 au four. Le réchauffeur 22 est chauf- fé par le bec à gaz 24; quant au réchauffeur 23, sa chauffe est électrique , et il sert' à effectuer un réglage précis de la température des gaz qui entrent par '15 dans le four.
Dans le bas de ce dernier, il y a continuellement un retournage des gaz, dans un sens, par l'action du ventilateur 25 le gaz pas- sant au travers des conduits latéraux 26 et 27 ainsi que par son choc avec les cassettes qui se trouvent devant les dits . conduits de gaz ; cesgaz sont 'refroidis dans un réfrigérant 28 puis ils entrent dans les cassettes 2f remplies du produit en- core à l'état incandescent,, pour passer ensuite dans les cas- settes gg et 2h remplies de produit refroidi et céder à celui- ci leur calorique , puis être ensuite transmis au ventilateur
25 à travers les cassettes 2i remplies de produit à l'état chaud.
Le produit transféré au bas peut, grâce à ce mode de re- tournage des gaz être rapidement refroidi s'il est encore trop chaud pour être sorti, etc'est ce qui permet de rendre très '
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courts les temps de passage/et les phases d'opération.
Par suite de l'échange de chaleur ayant lieu au milieu du dispositif entre le produit qu'on fait descendre et celui qu'on fait monter grâce aussi à l'action du courant dérivé de gaz qui est transmis vers le bas, ainsi que par le retournage des gaz chauds dans la partie supérieure du dispositif, on réalise également une forte diminution de la durée de passage du produit, et ce dernier est porté à l'incandescence d'une façon défiant toute critique .
comme le dispositif est construit surtout en hauteur il n'exige pas un emplacement considérable- Du fait qu'on utilise complète- ment la chaleur du produit transmis de haut en bas, grâce aussi au mode de construction, en! hauteur et ramené sur lui-même, grâce enfin aux possibilités d'une isolation efficace de la partie la plus chaude du dispositif,- l'adoption du'procédé assure de grand avantages au point de vue économique -
Dans la planche III, figur'e 3 on a représenté l'agencement 29 pour la retenue de l'agencement distributeur des cassettes 30 Ces dernières son pourvues de plusieurs ergots 31 ou épau- lements qui, à la course montante , poussent de côté les axes 32 placés sur les traverses obliques 33; ces axes, venant se placer sous les ergots, empêchent les cassettes de glisser de haut en bas.
Dans la figure 4, on a représenté le dispositif de sortie , qui a pour fonction de dégager les cassettes de l'agen... cement de retenue de la figure S pour les faire descendus. Une espèce de piston ou bocard 35 surmonté des arbres 34 porte latéralement des tenons 36 qui doivent refouler les arbres et qui , à la montée du dispositif transporteur, viennent s'appli -quer 'contre les arbres 32, en sorte que , la montée continu-' ant à se faire-, la tension des ressorts 37 agit jusqu'à ce que les rouleaux 34 soulèvent les cassettes 30.
Les rouleaux 32 alors dégagés, sont, poussés de coté ; les tenons de re- foulement 36-, pénètrent ¯dans les orifices 38 (voir fig.5) et bloquent les arbres .33, en sorte- que, au 'mouvement rétrograde
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de l'agencement transporteur- évacuateur, la cassette située tout au bas peut, sans empêchement, être encore descendue.
Quand la cassette est descendue , les arbres 32 franchissent ces ergots vers l'intérieur et viennent se placer sous les ergots de la cassette qui est située au dessus et doit être retenue .
Résumé.
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