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"PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS POUR LE TRAITEMENT
CALORIFIQUE DES METAUX".
La présente invention se rapporte d'une façon générale à des perfectionnements aux fours pour le traitement calorifique des métaux. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un système destiné à déterminer l'état du métal en traitement. C'est un fait bien établi que l'état magnétique de l'acier peut être modifié par l'application de chaleur et qu'il existe une
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certaine relation entre cet état magnétique variable et les points critiques de transformation, ou points de décalescence et de recalescence de l'acier. L'in- vention met à profit cette particularité.
Le but de l'invention est, d'une part, la constitution d'un système pour déterminer électriquement le temps au- quel un métal magnétique soumis au traitement dans la chambre du four a atteint un point critique, à partir duquel il soit possible de déterminer les opé- rations ultérieures auxquelles sera soumis le métal, les moyens électriques d'obtention de cette détermi- nation étant indépendants dans leur fonctionnement de la source de chauffage du four.
Le but de l'invention est, d'autre part, la constitution d'un système magnétique disposé au voisinage de la matière en traitement et servant à la détermination de l'état de ladite matière, ledit circuit magnétique étant également indépendant de la source de chauffage du four. Audit système magnétique peut être combiné un autre système séparé, pour le contrôle automatique de la température du four, ledit contrôle n'ayant aucun action sur le système magnétique.
L'invention a encore pour but la constitu- tion d'un système magnétique destiné à contrôler la période de temps pendant laquelle le métal à l'inté- rieur du four est soumis au traitement calorifique, et ceci suivant l'état dudit métal et indépendamment des moyens par lesquels ledit métal est chauffé.
L'invention sera mieux comprise à l'examen des figures ci-jointes dans lesquelles :
La figure 1 est.une coupe verticale d'un four de tràitement calorifique conforme $d'invention;
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elle représente, entre-autres, le système in- dicateur magnétique qui fait l'objet de celle- ci,
La figure 2 représente, également en coupe, une forme modifiée d'indicateur magné- tique conforme à l'invention,
La figure 3 représente une autre forme modifiée d'indicateur électrique susceptible d'être employée dans le système conforme à l'invention, et la figure 4 représente l'application d'une méthode conforme à une variante de l'in- vention, pour l'application du système d'indi- cateur électrique à un four pour traitement calorifique.
L'invention vise un indicateur et un système de contrôle magnétiques dans lesquels le point auquel l'acier ou autre métal magné- tique en traitement subit un changement dans propriétés sous l'influence du chauffage peut être décelé, de telle sorte que le chauffage peut être arrêté, ou sa température modifiée, ou l'acier retiré, ou, au contraire, laissé dans le four pour des périodes ultérieures dé- finies au gré de l'Opérateur.
L'invention utilise le principe cité plus haut, que l'acier ou les autres métaux magnétiques subissent un changement dans leurs propriétés magnétiques, lorsqu'ils sont chauf- fés jusqu'à une certaine température, dont la valeur dépend de leur composition. Ce changement de propriétés magnétiques, se produisant en un point de transformation, ou point critique, de l'acier constitue, si on le connait, un point de
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référence dans le traitement calorifique .
L'in- vention permet de déterminer de façon magnétique le point auquel l'acier ou autre métal en trai- tement subit le changement en question, ou at- teint un point de transformation défini, de tel- le sorte que le traitement calorifique convena- ble à partir de ce point peut être déterminé, l'organe magnétique de cette détermination fonc- tionnant indépendamment de la source de chauffa- ge du four.
Conformément à l'invention, un four pour traitement calorifique est muni d'une sour- ce de chauffage de nature quelconque, telle que du gaz, ou autre combustible, ou des résistances parcourues par un courant électrique. En rela- . tion magnétique avec la chambre de traitement calorifique et indépendamment des organes de chauffage, on dispose un circuit magnétique, qui peut comprendre une bobine primaire et une bobi- ne secondaire, en relation inductive. Dans de tels circuits, le secondaire peut comprendre un indicateur, ou un dispositif de commande, ou un dispositif de signalisation et cos circuits peu- vent être couplés magnétiquement 'entre eux au moyen d'un compensateur.
Au lieu d'un circuit primaire et d'un circuit secondaire couplés magnétiquement, on peut prévoir un enroulement. unique entourant la chambre de traitement calori- fique et appliquer à l'appareil indicateur ou appareil de commande les différences de poten- tiel existant entre deux spires choisies sur
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cet enronlement ,]¯esdite.zdifférenee3 de potentiel subissant, en effet, l'influence des changements
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de perméabilité de la matière en traitement. On peut également prévoir un appareil indicateur à haute sensibilité, à cause de l'excitation indé- pendante des enroulements séparés de l'indicateur, qui sont excités de différents points pris le long des bobines entourant la matière à traiter dans la chambre de traitement calorifique.
Dans tous les fours d'autres types, on pourra, conformément à l'invention, prévoir un circuit magnétique en relation magnétique avec la chambre de traitement calorifique, dans laquelle l'entrefer ainsi constitué aura sa perméabilité changée par l'introduction du métal magnétique à traiter. Une force magnéto-motrice prédéterminée pourra être fournie au circuit magnétique et le changement des conditions magnétiques de la matiè- re à traiter, ou point critique de transformation, pourra être décelé par un indicateur, de manière à déterminer le caractère du traitement ultérieur à donner au métal.
Si l'on se rapporte aux dessins, à la fi- gure 1, le chiffre de référence 1, désigne un four comportant une chambre de traitement calorifique 2, dans laquelle l'acier ou autre métal magnétique 3, est disposé. (Du peut appliquer au four une sour- ce de chauffage de nature quelconque et, à titre d'exemple non limitatif, on a représenté à la fi- gure une résistance 4, disposée à l'intérieur du four et reliée électriquement à une source d'ali- mentation, reliée elle même à la ligne 5 à travers les disjoncteurs magnétiques 6. La fermeture et l'ouverture des contacts des disjoncteurs magné- tiques 6 est commandée par un relais 7, actionné par le primaire 8, conformément à la température
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du four, appliquant. ou supprimant ainsi l'énergie servant au chauffage de la 'résistance 4.
Comme déjà indiqué, l'invention n'est pas limitée à ce mode de chauffage. Une bobine primaire 9 est in- diquée, entourant la chambre du four 1 et en liai- son inductive avec la bobine secondaire 10, los doux bobines étant séparées par une enveloppe isolante. Conformément à l'invention, on dispose un compensateur 12, qui comprend l'enroulement secondaire 14 et l'enroulement primaire 15 reliés inductivement l'un avec l'autre, l'enroulement primaire 15 étant connecté en série avec la bobi- ne primaire 9, tandis que l'enroulement secondai- re 14 est relié en série avec la bobine secondai- re 10.
Un appareil indicateur tel que le galvano- mètre 16, est relié on série avec les enroulements secondaires 10&14 cet appareil répond aux voltages prenant naissance dans la bobine secondaire 10, indiquant ainsi l'état magnétique de la matière 3 à l'intérieur de la chambre de traitement 2. Le galvanomètre 16, grâce à la disposition de contacts, non représentés, peut actionner une lampe témoin, une sonnerie d'alarme, ou toute autre forme d'in- dicateur. La tension fournie aux bornes 19 provo- que l'excitation de l'enroulement primaire 9 et le champ magnétique ainsi établi traverse l'acior ou métal magnétique 3 en traitement.
Par un ajustement correct du compensa- tour, qui comporte le noyau réglable 17, le gal- vanomètre 16 peut être réglé sur une déviation de repos prédéterminée, dito zéro, indiquant l'é- quilibre du flux magnétique à travers le four, quand la charge 3 n'est pas en place. Lors de l'in- troduction de la charge 3, le galvanomètre ou in-
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dicateur 16 dévie, grâce à l'augmentation du flux traversant la chambre du four dans l'entre- fer partiellement fermé par l'acier ou la char- ge magnétique 3. Dans les conditions de traite- ment calorifique continu , l'état magnétique de la charge 3 change et, lorsque le point de trans- formation est atteint, le cycle calorifique peut être déterminé ou modifié grâce à la disposition représentée à la figure 1.
L'opérateur averti du changement des propriétés magnétiques de la char- ge 3 par la lecture du galvanomètre ou indica- teur 16 peut couper l'alimentation d'énergie de chauffage, provenant du circuit 5, par un moyen quelconque, tel que l'interrupteur habituel, ou bien, il peut décider de soumettre la charge à la trempe pendant un temps ultérieur quelconque.
A la figure 2 a été représenté un enrou- lement unique 18, aux bornes 20 duquel est appli- quée une tension d'excitation pour l'établisse- ment d'un flux magnétique à travers la charge du four. La différence de potentiel le long de l'enroulement 18 peut être observée grâce à la disposition du galvanomètre ou indicateur 16 branché sur un nombre choisi de spires, indiqué en 21. Cette disposition constitue un auto-trans- formateur, dans lequel une tension choisie, va- riable conformément à l'état magnétique de la charge, est appliquée à l'indicateur 16.
A la figure 3 est représenté l'enroule- ment 18, dont différentes sections sont reliées à l'enroulement de l'appareil de mesure de fac- teur de puissance 22. L'enroulement 23 de l'ap- pareil de mesure de facteur de puissance est relie aux spires de l'enroulement 18 désignées par le
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nombre 25, tandis que l'enroulement 24 est relié à la section 26 de l'enroulement 18. Le mouve- ment relatif des enroulements 23 & 24 actionne l'index 27, permettant ainsi l'observation de l'é tat magnétique de 1a charge 3 à l'intérieur du four.
A la figure 4, on a représenté l'applica- tion des principes de la présente invention à un four de taille relativement grande 28, à l'in- térieur duquel est disposée une charge 29. Un circuit magnétique, indiqué en 30, est placé au- tour du four et se termine par les pièces polai- res 31 & 32, qui permettent l'établissement d'un champ magnétique à travers la chambre 33 et la charge 29 qui s'y trouve. Un enroulement magné- tique 34 est prévu pour établir un champ perma- nent dans la chambre du four 33.
En série avec cet enroulement est le primaire 15 d'un compen- satcur I2, la charge 29 étant disposée en ali- gnement avec le trajet des lignes de forme ma- gnétiquo. Bien qu'il soit possible d'établir 1e flux nécessaire au moyen des organes décrits plus haut, la demanderesse a constaté que le circuit magnétique à fer 30 permet d'augmenter l'intensité du champ magnétique dans l'entrefer, particulièrement dans les grands fours et per- met ainsi, avec une plus grande précision, l'ob- servation des changements de l'état magnétique de la charge 20. Au moyen d'un enroulement pri- maire 35, disposé sur la pièce 31 et relié en série avec le secondaire 14 d'un compensateur 12, l'énergie peut être appliquée à un indica- tour 16.
Le compensateur 12 comporte 'un noyau ajustable 17, pour permettre la compensation,
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comme indiqué à propos de la figure 1. L'effet produit sur la charge et les conséquences qu'on en tire, sont les mêmes qu'à propos de la fi- gure 1.
L'invention n'est, bien entendu, pas li- mitée aux formes de réalisation décrites et re- présentées aux dessins, à titre d'exemple non limitatif ; d'une façon générale, il doit être bien compris que les modifications accessibles à l'homme de l'art peuvent y être apportées sans sortir des limites de l'invention.