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" Perfectionnements aux procédés de traitements thermiques et aux fours pour permettre d'appliquer ces procédés"
L'invention se rapporte aux traitements thermi- ques et elle consiste en un perfectionnement apporté simul- tanément aux procédés de traitement thermique et aux fours pour permettre d'appliquer ce procédé. Elle a pour objet un contrôle plus sûr de la température de l'article en traitement au fur et à mesure qu'il avance dans le four.
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On a pris comme exemple, poux exposer l'invention, le recuit d'articles de verrerie, mais puisque l'invention ne se rapporte qu'au contrôle de la température de l'ar- ticle en traitement, elle n'est pas nécessairement liée ni limitée au traitement des articles de verrerie, et on peut l'appliquer au traitement thermique d'articles en général.
Sur le dessin joint :
La figure 1 est une coupe verticale et longi- tudinale d'un four pour verrerie, conforme à l'invention, prise suivant la ligne 1-1 de la figure 4.
Les gigures 2, 3 et 4, sont des coupes verti- cales et transversales prises respectivement suivant les lignes 11-11, III-III et IV-IV de la figure 1.
Le four Qui est du type tunnel à sole décou- verte est un long tunnel, supnorté de manière appropriée.
Le brin supérieur d'une courroie sans fin d'un transpor-
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l ,, i wV,, teur, qlii eRt si-ti3ée dans le tunnel et/dO 1'1'9:1'"5 en part de ce dernier, avance lentement, lorsque le four fonc- tionne, depuis l'extrémité d'entrée, qui se trouve sur la gauche de la figure 1, jusqu'à l'extrémité de sortie, qui se trouve sur la droite de cette figure. Les objets à. recuire sont placés sur le transporteur à l'extrémité d'entrée du tunnel et sont finalement livrés à l'extrémité de sortie. Lorsqu'ils avancent à travers le tunnel, ils sont soumis, pendant des intervalles de temps appropriés,
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aux conditions de température qui produisent le recuit.
On maintient un courant de gaz chaud qui s'écoule dans le tunnel' dans le sens de la marche du transporteur, et l'objet de verrerie avance dans ce courant en passant par les variations de température désirées. En sortant du courant de gaz chaud., l'objet entre dans un courant d'air, dans lequel il est refroidi à la température atmos- phérique normale.
Le four est caractérisé par le fait que, depuis l'extrémité d'entrée jusqu'en un point intermédiaire, il comporte des parois isolantes de la chaleur, et que, depuis ce point jusqu'à l'extrémité de sortie, il compor- te des parois qui radient la chaleur. Sur les figures, on voit en 1 la partie isolante de la chaleur, en 2 la partie qui radie la chaleur, en 3 l'entrée, en 4 la sortie, en 5 le transporteur. Se transporteur est supporté de manière appropriée, de façon que le brin qui supporte la matière à recuire soit à une certaine distance de la'sole du four, et il est perméable aux gaz qui s'écoulent. Ce transporteur peut être constitué par une toile métallique flexible.
Un foyer générateur de flammes est placé à. l'ex- trémité d'entrée ou près de celle-ci. Comme représenté sur les figures 1 et 2, des conduits de combustion trans- versaux 6 sont ménagés, près de 1'-extrémité d'entrée, au dessous de la sole du tunnel. Chacun de ces conduits est
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fermé, à la partie supérieure, par une cloison mince 7 en briques, relativement perméable à la chaleur, qui forme, à cet endroit, la sole du tunnel. Chaque conduit aboutit à une de ses extrémités à un orifice 8 de brûleur, et, à, l'extrémité opposée, à un conduit vertical 9, ménagé dans la paroi latérale, et qui débouche dans le tunnel au toit de ce dernier. Le, conduit 9 est formé par une cloison mince 10 en briques, similaire à la cloison 7.
On doit remarquer que les conduits successifs 6, ainsi que leurs orifices de brûleurs et leurs conduits de sortie sont disposés en sens opposé, de sorte que le courant qui circule dans l'un d'eux de droite à gauche, comme indiqué sur la figure 2, circule de gauche à droite dans le suivant, et ainsi de suite. Des dispositifs (non représentés) envoient, à travers lesorifices 8 et dans les conduits 6, des flammes de combustible flambant, habituellement gazeuses.
Une sortie 11, associée à une cheminée 12, est
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/ e placée en un T'oint (ou en des points) approprié, éloigné 29? de l'extrémité ' d'entrée} t sert bzz maintenir un tirage de gaz chaude de combustion, depuis le foyer jusqu'à la sortie, à travers la partie intermédiaire du tunnel. Au- delà de la sortie 11, vers la droite de la figure 1, l'épaisseur des parois du tunnel isolantes de la chaleur est réduite, et au-delà de cette partie du tunnel, les parois radient la chaleur, comme indiqué précédemment,
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et elles sont, dans cette partie, constituées ordinaire- ment par du métal en feuille. On installe d'habitude des registres pour contrôler et régler l'écoulement du courant de gaz.
Pendant le fonctionnement du four, on maintient un courant de gaz chauds s'écoulant de la gauche vers la droite de la figure 1, depuis l'extrémité d'entrée du tunnel vers la,sortie intermédiaire à la cheminée, et, comme le tunnel est ouvert à ses extrémités, un courant d'air frais est nécessairement forcé de s'écouler depuis l'extrémité de sortie vers la sortie intermédiaire, et, de là, à travers la cheminée. On règle le càurant d'air froid, qui se produit en sens opposé, au moyen d'auvents réglables 13 disposés dans le toit du tunnel dans la partie 2 de ce dernier qui radie la chaleur.
Il est évident que.dans un four gui fonctionne comme indiqué ci-dessus, la température des courants qui s'écoulent en sens opposé change lorsqu'ils s'approchent de la sortie intermédiaire; le courant chaud qui s'écoule de gauche à droite se refroidit et le courant froid qui s'écoule de droite à gauche se réchauffe. La matière à recuire se déplace sur le transporteur 5 de gauche à droite à travers ces courants de sens opposés,
Le four ainsi que son fonctionnement, comme décrits ci-dessus, sont connus, et l'invention consiste en des perfectionnements apportés au four et à son fonc- tionnement, qui vont être décrits ci-après..
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Généralement, lorsqu'on traite à chaud des objets, il règne dans un four de ce type une certaine loi de variation de la température à laquelle sont soumis les
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"''a- ,, obiptg. -9&trobjet doit (avec une certaine tolérance) être soumis, pendant un certain temps, à une température de pointe: puis il doit être refroidi, pendant un certain tempa, en passait par certaines valeurs de température, et être ramené à la température atmosphérique normale.
Les intervalles de temps sont déterminés par les dimensions du four et la vitesse du transporteur en fonction des con- ditions de température, qui, elles, sont déterminées par la nature des mélanges combustibles gazeux utilisés, en fonction de la construction du four et de la matière qui le constitue. Dans le cas d'objets en verre, le cycle
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I5 d.e 1F1 tem-p rature de recuit varie avec la ffRr)'rrt.itfdu verre, avec les dimensions et la forme de l'objet et avec le répartition de sa masse.
Si l'on prend cornue exemple une bouteille de lait en verre,, on utilise d'habitude, dans ce cas, un verre, des dimensions et des proportions telles que la température doive atteindre, en pointe, 510 C.environ.
Le transporteur doit faire avancer la 'bouteille (qui est ordinairement chaude lorsqu'on l'introduit par l'entrée µ) , en la maintenant pendant un certain temps, à cette temp rature de pointe* Ce chauffage doit être
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exécuté lentement et parfaitement, de telle façon que la température de pointe s'établisse de manière sensiblement uniforme dans toute l'épaisseur des parois de la bouteille.
L'objet doit,ensuite, pendant son avance ultérieure, être refroidi lentement en passant par une série de températures comprise entre 510 C. et 430 C. environ. Lorsque l'objet a atteint la température de 4302 C. environ, il ne peut plus s'y développer des efforts nuisibles,, et l'on peut le refroi- dir plus rapidement au-dessous de cette température. Dans un four de longueur raisonnable on peut, pour des raisons d'éoo- nomie, l'amener à la sortie 4 à une température qui permet de le manier facilement, et il n'est pas à une température suffisamment supérieure à la température atmosphérique pour qu'il soit susceptible d'être fortement et subitement re- froidi par la température de l'atelier.
Les températures ci- dessus mentionnées sont approximatives, et elles varient suivant la composition du verre,
Des-fours de ce type sont nécessairement ins- tallés dans des bâtiments couverts, et les cheminées débou- chant à l'extérieur; de plus, les conditions atmosphériques environnantes varient nécessairement suivant les changements des conditions atmosphériques et saisonnières. Les gaz de combustion relativement chauds et l'air relativement froid qui s'écoulent en sens opposé vers la sortie intermédiaire du tunnel, et de là, simultanément dans la cheminée, se recou- vrent nécessairement, comme on l'a constatée dans la région
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où ils se réunissent.
Les gaz de combustion relativement chauds tendent, comme on 1'a constatée à s'écouler le long du toit du tunnel, et l'air relativement froid tend à. s'écouler le long de la sole, Le transporteur augmente par sa présence cette séparation en couches. Dans des fours ainsi construits jusqu'à ce jour, la masse envelop- pante de l'atmosphère, qui. se trouve au-dessous du trans- porteur, et,par suite, immédiatement au-dessous de l'objet, est nettement plus froide nue l'atmosphère située au-dessus.
Cette condition est préjudiciable, parce que la masse de labouteille est généralement plus grande à la base, et l'on doit, en/ ce point plus particulièrement, effectuer des changements de température progressifs. Cette condi- tion est en outre préjudiciable du fait que, aux changements des conditions atmosphériques et saisonnières, l'action effective exercée par ce courant d'air froid le long de la sole du tunnel varie; ce qui introduit dans le procédé de fabrication un facteur indéterminable et jusqu'ici incontrôlable, mais Que, grâce à l'invention, on peut contrôler.
Il se produit,en outre, un tourbillonnement et
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--t cm?rants rév.xaissent gui. gont vax5.a- - ' j , - y i ous/EoF! courants r± se révnissent, qui sont varia- bles, et qui causent des perturbations à cause de leur variabilité. Il résulte de ces faits qu'au cours d'un fonc- tionnement prolongés, une fraction appréciable des produits du four est endommagée ou inutilisable, et l'invention a pour objetde diminuer la perte qui en résulte.
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Conformément à l'invention, la sortie est placée dans la sole du tunnel, et elle est aménagée dans le sens longitudinal du tunnel, et, de préférence, également latéralement. Plusieurs conduits successifs vont du tunnel à la cheminée, et chacun d'eux comporte des registres. La couche d'air relativement froide est ainsi forcée d.e ten- dre à s'écouler le long de la sole du tunnel vers un en- droit où il se produit un tirage qui l'éloigne de l'objet,
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l. 4.u.- de la couche i ' +,,60 &t'g,9I3fJUf! de gaz relativement chauds et l'envoie du tunnel à la cheminée. Ce tirage entraine vers le bas la couche de gaz relativement chauds qui tendent à s'écouler le longdu toit du tunnel, en forçant oegaz à entourer complètement l'objet en se dirigeant vers la sortie.
Grâce à ces moyens, l'opération de recuit ne peut être sérieusement troublée en raison des change- ments des conditions atmosphériques et saisonnières, et la parte de rendement du four est diminuée.
Comme on le voit sur le dessin, et en particulier sur la figure 1, la sortie 11 consiste en une succession d'orifices, qui débouchent dans la sole en des points successifs qui se trouvent sur la longueur du tunnel.
Les orifices de sortie sont disposés en un groupe qui
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L est plaoé dans la partie du tunnel/plus fortement isolée, #' et en aval du groupe de conduite 9 au travers desquels les gaz chauds pénètrent dans le tunnel. Immédiatement au- delà du dernier de ces orifices, l'épaisseur du revêtement isolant des parois du tunnel est réduite.
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Comme on le voit, en outre, sur les figures 3 et 4, ces orifices 11 ont, de préférence, été disposés en Tancées transversales, dans chacune desquelles les orifices sont symétriques par rapport à la line médiane longitudinale de la sole, et ladistance entre les rangées successives varie. Les orifices débouchent dans des con- duits 14 qui vont du dessous de la sole jusqu'à des col- lecteurs 15, à à travers les parois latérales, et, de là, partent (le-, culottes 16 de cheminée qui vont jusqu'à la cheminée 12. Dans chacun des conduits 14, sont instal- lés des registres réglables 17.
On voit que, par suite de la formation de la sortie en plusieurs conduits ménagés à travers la snle, et disposés, à une certaine distance les uns des autres, dans le sens longitudinal du tunnel, la loi de variation de la température vers le bas est plus minutieusement déterminée et plus exactement contrôlée.
Lorsque le four fonctionne, les gaz chauds de combustion s'écoulent depuis les conduits 9, de gauche à droite (voir figure 1) en remplissant le tunnel. Un cou- rant d'air atmosphérique relativement froid est amené par tirage à entrer dans le tunnel à l'extrémité de sortie, c'est-à-dire à P l'extrémité qui est à droite de la figure.
Dans la région où les courants se rencontrent, l'air froid tend à attendre la sole (il, tunnel, et les gaz chauds tendent attaindre le toit du tunnel. Le tirais produit
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par la cheminée entraîne l'air froid vers le bas, vers l'extérieur du four, et l'éloigné de l'objet et il entraîne vers le bas les gaz chauds placés au-dessus en forçant ceux-ci à entourer l'objet. On diminue ainsi le trouble dû aux circonstances dont il est question précédemment, et l'on maintient avec plus'de certitude, à l'intérieur du tunnel, les conditions de chaleur requises pour assurer un, recuit satisfaisant.
On peut évidemment appliquer le principe de 1' invention, d'une manière générale, à des fours tunnel à sole ouverte pour des traitements thermiques quelconques.