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"FOUR A REOUIRE" Faisant l'objet d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 21 août 1934 sous le N 740740 aux noms de Hugh John Fraser et Robert John Owens.
La présente invention concerne les procédés et appareils pour le recuit des produits métalliques, en leur conservant leur surface luisante, particulièrement du feuillard en acier inoxydable et autres alliages contenant du chrome et/ou du nickel.
L'objet principal de l'invention consiste en un recuit continu du feuillard en acier inoxydable et autre, sans -oorter un préjudice notable au lustre de la surface donnée au métal par laminage ou autre traitement.
Conformément à l'invention le feuillard est recuit, avec conservation de sa surface luisante, dans un appareil qui assure la protection du métal contre l'égratignage ou une détérioration similaire de sa surface durant son -oassage par l'appareil, - en assurant en outre, dans la -phase des températures
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critiques, durant laquelle une oxydation indésirable peut se produire un refroidissement rapide et contrôlé du nroduit recuit, - et de plus, la réalisation d'un recuit s'effectuant entièrement dans un gaz réducteur approprié cheminant en contre-courant par rapport au -oroduit en traitement,
dans le but d'empêcher efficacement l'accumulation d'impuretés nuisibles dans l'appareil et de maintenir une atmosphère réductrice efficace en contact avec le produit durant la phase de refroidissement rapide.
Un four à recuire du feuillard, avec conservation de sa surface luisante, conformément au procédé faisant l'objet de la présente invention, est reurésenté à, titre d'exemple dans les dessins annexés, dans lesquels :
La figure I renrésente une élévation du four en coupe. les figures 2,3 et 4 re-orésentent des coupes transversales suivant 2-2, 3-3 et 4-4 figure I.
La figure 5 représente une vue en élévation de l'extrémité -,le sortie du four.
La figure 6 représente une coupe suivant 6-6 figure 5.
Les figures 7 et 8 représentent une vue en plan et une vue en élévation de la sole flexible, préservant le produit qu'elle supporte durant son nassage au travers du four, contre les égratignures.
Ce four comprend une zone de préchauffage, une zone de chauffage et une zone de refroidissement. La chambre de chauffage 4 est chauffée au moyen de résistances électriques, et en vue d'assurer un contrôle efficace de température, la chambre .1 est préférablement divisée en trois zones 4A, 4B, 40, avec un contrôleur de température distinct pour chaque zone; les pyromètres électriques des contrôleurs étant désignés -oar 5A, 5B, 50.
La chambre de chauffage est munie d'un moufle tubulaire 6 sans soudure, ou étanche au gaz, constitué en nickel, ou en un autre métal qui ne s'oxyde ou ne se détériore pas aux températures de recuit. L'extrémité d'entrée de ce moufle est
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raccordée par un joint étanche aux gaz, à une chambre d'entrée 7, à chemise d'eau 28 dont l'entrée et la sortie d'eau sont désignées par 10 et II.
L'extrémité de sortie du moufle 6 est raccordée de manière étanche aux gaz à l'enveloppe intérieure 8 d'une chambre de refroidissement à chemise d'eau, cette chambre étant notablement plus longue que la chambre de chauffage 4. En vue de favoriser un refroidissement rapide des produits recuits, l'envelopne 8 est constituée de préférence en métal mince d'une bonne conduc- tibilité thermique. Le refroidissement rapide peut être facilité davantage en prolongeant la paroi extérieure 9 jusqu'a un point se trouvant au voisinage direct de la chambre de chauffage, et en situant l'entrée de l'eau de refroidissement en 12. La sortie d'eau 13 peut être située à l'extrémité de sortie du refroidisseur, et une sortie auxiliaire d'eau peut être prévue en 14.
Le feuillard est supporté, durant la totalité de son passage au travers de l'installation, par une sole, ou un lit, constitué de graphite, ou d'une autre substance réfractaire, non métallique, d'une haute conductibilité thermique, d'un caractère lisse, ou doux, et de propriétés lubrifiantes, de manière à préserver la surface luisante du feuillard en cheminement, contre les égratignures, ou autres' détériorations,.par le contact avec la sole.
Comme représenté aux figures 7 et 8 la sole est consti-tuée par un dispositif flexible, formé par l'assemblage d'un systéme de blocs ou de chainons en graphite, au moyen d'organes à accouplement flexible, ou d'articulations, en un alliage résistant à la chameur. La sole est disposée au fond du moufle tubulaire 6 et s'étend d'une manière continue à partir de son extrémité par laquelle entre le feuillard, jusqu'a son extrémité de sortie.
Les ruptures et pliages peuvent être évitées en fixant la sole uniquement à l'extrémité d'entrée du moufle, afin de permettre une libre dilatation et contraction en dépendance des variations de la température.
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Les extrémités d'entrée et de sortie du moufle tubulaire n euvent être pourvues de joints secs étanches aux gaz, 16 , 17. De -olus, l'extrémité de sortie peut être pourvue d'un joint liquide non aqueux 18. L'un seulement des joints 17 ou 18 peut-être employé. Si le joint 17 est employé, le couvercle du trou d'inspection 19 est enlevé et le feuillard peut passer à coté du joint 18. Si l'on fait usage du joint 18, on ferme le trou d'inspection 19 et le feuillard est passé au travers du joint 18( le joint 17 pouvant être soit conservé soit en- levé).
Un courant continu d'une atmosphère réductrice appropriée est maintenu dans toute la longueur du moufle tubulaire. Les gaz: séchés sont admis de préférence à l'extrémité de sortie du dit moufle et évacués à son extrémité d'entrée, en établissant ainsi un contre-courant complet du gaz par rapport au cheminement du feuillard.
Lorsqu'on emploie un mélange de deux ou -olusieurs gaz, tel qu'un mélange d'hydrogène et d'azote, ou de monoxyde de carbone et d'hydrogène, ou analogue, les gaz peuvent être sèches séparément dans des tours ou colonnes de séchage 20 et 22, en nassant ensuite par des comnteurs à courant ou -oression différentiel 21, 23 vers un mélangeur 24, duquel le mélange est amené nar une conduite- 25 au moufle.
Lorsque le four est employé au recuit conservant aux oroduits traité leur surface luisante, par exemple au recuit du feuillard, ou d'un produit métallique similaire ou analogue, un ou plusieurs rouleaux de feuillard, ou analogue, peuvent être placés dans une boite à rouleaux disposée a l'extrémité d'entrée du four, et chaque feuillard est attaché à l'extrémité d'un feuillard ou cable tracteur dont l'autre extrémité passe au travers du joint 18 vers un tambour d'enroulement 26.
Lorsque la chambre de chauflage 4 a été chauffée à la température de recuit désirée, le dispositif d'enroulement 26 est mis en. marche, le feuillard destiné a être recuit est tiré au travers du moufle et le long de la sole en graphite, à
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une vitesse uniforme déterminée d'avance. Au commencement du traitement, du gaz réducteur approprié est admis par le tube 25 dans l'extrémité de sortie du moufle pour s'échapper de ce dernier à son extrémité d'entrée. Un courant effectif du gaz sur toute la section du moufle peut être assuré, sans stratifications notables, en disposant l'extrémité d'entrée du four à un niveau plus élevé que son extrémité de sortie.
Une disposition semblable avec un angle de 5 est Dréférable pour éviter un cheminement trop rapide du gaz, mais il a été trouvé qu'un angle de I suffit pour empêcher efficacement la stratification des gaz. Le courant d'eau au travers de la chambre de refroidissement est réglé de manière a réaliser le refroidissement voulu convenable du feuillard à la sortie de ce dernier de la chambre de chauffage 4, mais dans les con- ditions de travail normales la partie du moufle constituant la ohambre d'entrée ? n'est pas refroidie à l'eau et agit comme chambre de préchauffage pour le feuillard entrant.
Une faible quantité d'air, d'humidité ou d'autres impu- retés oxydantes peut être entrainée dans le moufle tubulaire, sous forme d'une couche mince adhérant à la surface du feuillard, /contre ou peut diffuser dans le moufle tubulaire/ la pression de l'atmosphère réductriae, mais en vertu du courant exempt de stratifications et continu du gaz, à partir de la sortie du four, ces impuretés sont continuellement balayées en arrière et expulsées de l'appareil, en étant empêchées de pénétrer dans une mesure notable dans la zone de température plus élevée de la chambre de chauffage 4 .
Dans le cas ou une faible oxydation du métal se -oroduit dans les -crémières étapes du procédé, la réduction de ces oxydes est efiectuée subséquemment dans la zone de température plus élevée, au le métal est soumis prograssivement à une atmosphère plus pure et à une température plus élevée.
A son entrée dans la zone de refroidissement le feuillard recuit est refroidi à une température située en dessous de la zone des températures critiques dans laquelle une oxydation @
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du ...étal est capable de se nroduire.
L'oxydation se produit dans une zone de teinpératures de refraidissement d'environ 760 à 540 C, mais un recuit préservant la surface luisante du produit traité peut être réalisé avec 'succès pourvu que le produit recuit soit soumis, immédiatement qu'il sortde la chambre de chaufrage, à un refroidissement aussi que -cessible a une température en dessous d'environ 540 C et de préférence à environ 260 C.
Un tel refroidissement rapide peut être réalisé en admettant de l'eau dans la région de la chambre de refroidissement, ou la partie du moufle tubulaire contenue dans cette chambre de refroidissement se joint à sa nartie contenue dans la chambre de chauffage, le courant d'eau étant réglé ou contrôlé de manière, à maintenir la chemise ou paroi intérieure de la chambre de refroidissement substantiellement à la température de l'eau entrante.
Un refroidissement rapide est secondé en outre par la sole en graphite dans la partie du moufle tubulaire refroidie à l'eau, vu que la chaleur du ;:,étal recuit est transmise efricacement à l'eau réfrigérante par conduction au travers de la dite sole, et au travers de la chemise ou paroi intérieure du refroidisseur, cette paroi étant constituée en métal mince d'une haute conductibilité thermique.
Un refroidissement ultérieur est produit par les gaz réducteurs qui absorbent de la chaleur du feuillard lorsqu'ils passent par la chambre de refroidissement vers la chambre de chauffage, et ces gaz en contre-courant réduisent en outre au minimum la tendance du métal recuit de s'oxyder durant le refroidissement, les dits gaz baignant le métal dans une atmosphère non oxydante.
Par 1'application du procédé et de l'appareil décrits un recuit réservateur de la surface luisante de l'acier inoxydable et d'autres alliages à teneur de chrome et/ou de nickel, peut etre réaliser avec succès dans de l'hydrogène obtenu par électrolyse de l'eau. L'hydrogène électrolytique peut contenir envi-
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ron 0-05 % d'oxygène et avoir une teneur relativement élevée en vapeur d'eau, ou pour cette raison le gaz peut être séché avant l'usage, mais généralement il n'est pas nécessaire de lui enlever sa teneur en oxygène.
Les alliages susmentionnés peuvent aussi être recuits d'une manière satisfaisante avec conservation de leur surface luisante, dans une atmosphère contenant un minimum d'environ 25% d'hydrogène et le comblement en composantes substantiellement non oxydantes. Ainsi par exemple, des résultats satisfaisants peuvent être obtenus en employant du gaz ammoniaque ayant subi le cracking, conte- nant environ 75% d'hydrogène et 25% d'azote,- ou un .mélange d'azote et d'hydrogène contenant jusqu'a75% d'azote et 25% d'hydrogène, ou des mélanges de monoxyde de carbone et d'hydro- gène contenant jusqu'a 75% de monoxyde de carbone et 25% d'hy- drogène.
Quoique la recuisson continue, suivant l'invention, avec conservation ou préservation de la surface luisante du produit traité, a été décrite par rappart au feuillard métallique, il est évident qu'elle est appliquable également au recuit avec conservation de la surface luisante des fils ou câbles, barres et analogues, et des produits métalliques exigeant l'emploi de moyens qui les transportent par le four.
REVENDICATIONS
1) Procédé pour le recuit de produits métalliques, avec conservation de leur surface luisante, dans une atmosphère exempte d'air,- dans lequel le produit en traitement est supporté, ou transporté, duraat son passage par l'appareil de recuisson, par ou sur une sole, ou un lit en graphite, ou en une matière possédant essentiellement les mêmes caractéristiques physiques que le graphite.
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