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Meules vitrifiées, procédé et installation servant à les fabriquer.
L'invention concerne les meules vitrifiées ainsi que les procédés et installations servant à les fabriquer.
Les principaux buts ou objets de l'invention sont les suivants : - augmenter la vitesse de production des meules vitri- fiées ; - permettre de fabriquer les meules vitrifiées plus économiquement; - fabriquer des meules plus résistantes, qui par suite peuvent tourner plus vite sans rupture, ni enfreindre les pres- criptions de sécurité; - fabriquer des meules vitrifiées en série ne compor- tant que des tensions internes faibles sinon nulles ; - fabriquer des meules vitrifiées d'assez grande épais- seur dont la finesse des grains est la même sur les deux faces;
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- un four tunnel perfectionné comportant une zone de préchauffage, une zone de chauffage ou de cuisson et une zone de recuit, et des dispositifs de réglage permettant de régler avec précision la température en tous les points du tunnel;
- un four tunnel de vitrification des meules compor- tant un dispositif de chauffage électrique, dont le réglage est facile; - un four tunnel avec moyens de chauffage située dans des plans très voisins l'un de l'autre et dispositifs faisant avancer les meules "non cuites" entre ces plans; - un four tunnel de vitrification des meules ou autres pièces ayant les mêmes dimensions générales, de dimensions plus faibles et moins coûteux à construire; - abréger notablement le temps nécessaire à la vitri- fication des meules et autres pièces; - réaliser un meilleur rendement du chauffage du four; - chauffer les pièces non cuites d'une manière plus uniforme et les recuire dans de meilleures conditions; - un four d'un meilleur rendement faisant arriver la chaleur sur et à travers les pièces d'une manière uniforme, en évitant de grandes différences de température;
- un four qui effectue le recuit de chaque pièce à la vitesse théorique (basée sur les calculs les plus précis ac- tuellement connus) et qui permet de fabriquer des pièces vitri- fiées ne comportant que des tensions internes faibles sinon nulles, et par suite beaucoup plus résistantes que celles qu'on a pu trouver dans le commerce jusqu'à présent ; - un four continu de très grand rendement et facile à conduire ; - la possibilité de supprimer les chariots avec roues ou organes analogues dans un four tunnel; - un four tunnel avec accessoires, dont tous les élé- - ments passant dans la zone de cuisson et contenus dans cette zone
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sont en un matériau réfractaire non métallique, en supprimant ainsi les joints en sable et analogues et en réduisant la hauteur et la masse du four;
- un four à vitrifier les meules et autres pièces dans lequel rien ne circule sauf les pièces et les plateaux réfrac- taires supportant les pièces; - réduire les dépenses d'exploitation d'un four tunnel au point de vue des réparations et de la main-d'oeuvre; - un four tunnel et un mécanisme le faisant fonctionner dont tous les éléments qui se trouvent dans le tunnel ou au voisinage du tunnel sont entièrement réfractaire; - un dispositif de transport des pièces entièrement ré- fractaire et dont le mécanisme de propulsion soit d'un fonction- nement absolument irréprochable.
Parmi d'autres caractéristiques de l'invention, les unes sont évidentes et les autres apparaîtront au cours de la description.
Sur le dessin ci-joint, qui représente un four tunnel et une installation de moulage et de compression de meules: Fig.lA est une coupe d'un moule et d'une presse ordi- naire à meules;
Fig.lB est une coupe d'un moule et d'une presse à employer de préférence dans le procédé de fabrication des piè- ces suivant l'invention;
Fig.2 est une élévation latérale du four; Fig.3 est une coupe verticale partielle par l'axe et à plus grande échelle de l'extrémité d'entrée et de la zone de préchauffage du four, représentant également le mécanisme de propulsion ou de chargement qui fait avancer par intermittence les plateaux dans le four;
Fig. 4 est une élévation de l'extrémité de bout du piston de poussée des plateaux observée dans la direction des flèches,
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à partir de la ligne 4-4 de la fig.3;
Fig. 5 est une coupe verticale partielle par l'axe du four et représente à la même échelle que la fig.3 la zone de chauffage et des parties des zones de préchauffage et de recuit; fig.6 est une vue en plan de deux barres réfractaires d'une série de barres sur lesquelles reposent les plateaux qui sont poussés dans le four tunnel et représentant deux plateaux posés sur ces barres, cette vue étant à plus grande échelle que les figs.3 et 5;
Fig. 7 est une coupe verticale partielle du four repré- sentant la zone de recuit et l'extrémité de sortie à la même échelle que les figs.5 et 5, cette figure représentant aussi en élévation la table de réception des pièces ;
Fig. 8 est une élévation partielle d'un plateau et une coupe transversale d'une barre réfractaire à une échelle beau- coup plus grande que la fig.6 ;
Fig. 9 est une vue à grande échelle, en partie en coupe et en partie en élévation, d'un tube réfractaire de refoulement d'air et de son raccord flexible ;
Fig.10 est une élévation latérale partielle, à plus grande échelle que la fig.8, de deux plateaux avec leur dispo- sitif d'imbriquement;
Fig.ll, 12, 13 et 14 sont des coupes transversales (à peu près verticales) du four suivant les lignes respectives 11-11 de la fig.4, 12-12 de la fig.5, 13-13 et 14-14 de la fig.7, à la même échelle que ces figures ; Fig.15 est un diagramme du mouvement des pièces (meules) dans le four, Indiquant la température du four en chaque point du tunnel.
Les meules vitrifiées suivant l'invention peuvent être en une matière abrasive réfractaire quelconque avec un liant vitrifiable quelconque. L'abrasif doit être réfractaire pour ne pas fondre au cours de l'opération de vitrification.'La tem-
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pérature de vitrification dépend de la nature du liant et l'a- brasif est réfractaire en vue de la fabrication d'une meule avec un liant d'un type donné, s'il ne fond pas au cours de la vitri- fication de ce liant.*
En conséquence, l'abrasif peut être du diamant, puis- qu'un liant vitrifiable en vue de la fabrication des meules en diamant est connu maintenant. Un exemple approprié de ces meules est décrit dans le brevet délivré aux Etats-Unis d'Amérique sous le n . 2.309463.
Toutefois, les meules suivant l'invention sont fabriquées en plus grandes quantités avec diverses variétés d'alu- mine et avec du carbure de silicium. Ces deux matières sont ré- fractaires. Les variétés d'alumine sont l'émeri, qui est de l'a- lumine naturelle, mais relativement impure, le corindon qui est une alumine naturelle beaucoup plus pure que l'émeri et les pro- duits obtenus dans les fours électriques.
Ceux-ci comprennent de leur coté l'alumine dite : "ordinaire", qui est une variété de cou- leur brune à 95% environ de pureté, la variété poreuse blanche qu'on prépare en fondant l'alumine précipitée chimiquement et des types plus récents, tels que l'alumine en cristaux séparés, ainsi qu'il est décrit dans le brevet déposé aux Etats-Unis d'Amérique sous le n . de série 20. 547 au nom de Mr. Ridgway.
Les variétés de carbure de silicium sont la variété ordinaire de couleur noire et la variété de couleur verte rela- tivement pure. Cependant, l'invention n'est pas limitée à 1' emploi du diamant, de l'alumine et du carbure de silicium, car on peut employer tout autre abrasif réfractaire.
Le liant vitrifiable peut être un mélange d'argiles et de roches, ou une seule argile et une seule roche, ou en tota- lité de l'argile ou de la roche, ou des frittes. A titre d'exemple, on sèche complètement, on écrase, on broie et on ta- mise 20 parties d'argile en boulettes, 50 parties d'argile plastique d'Albany et 30 parties de feldspath, toutes ces pro-
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portions étant en poids. On peut employer les liants précités ou des liants de composition plus récente et il convient de se reporter aux brevets dans lesquels ils sont décrits. En parti- culier on trouvera dans le brevet délivré aux Etats-Unis sous le n .1.829.761 le 3 Novembre 1931, la description d'un liant vitri- fiable d'excellente qualité, convenant particulièrement à la 1 fabrication des meules avec un abrasif d'alumine fondue.
Le brevet délivre aux Etats-Unis sous le n . 2.158.034 le 9 Mai 1939 donne la description d'un liant d'excellente qualité convenant à la fabrication des meules avec abrasif de carbure de silicium. Le brevet délivré aux Etats-Unis sous le nO.2.309.463 déjà cité donne la description d'un mélange excellent pour liant conve- nant à la fabrication des meules avec abrasif en diamant. On trouvera dans la littérature des brevets la description de nom- breux autres mélanges de liants convenant à la fabrication des produits abrasifs avec liants vitrifiés et l'invention ne doit pas être considérée comme limitée à ces liants, étant donné qu'on ,peut employer n'importe quel liant vitrifiable.
La quantité de liant à employer dépend de la grosseur des grains d'abrasifs et de la structure de la meule à fabri- quer. Des indications complètes au sujet de la fabrication des abrasifs de structure nettement déterminée sont données dans le brevet délivré aux Etats-Unis sous le n .1.983.082 le 4 Décembre 1934. En conséquence, quoique la quantité de liant soit certai- nement une question importante, elle est une fonction variable du pourcentage en volume de l'abrasif et du liant et elle est parfaitement connue l'heure actuelle, de telle sorte que dans l'application de l'invention dans la pratique, on emploie la quantité de liant qui est nécessaire pour obtenir la structure désirée.
Les pourcentages en volume relatifs de l'abrasif, du liant et des pores dépendent non seulement du pourcentage en poids de l'abrasif et du pourcentage en poids du liant, mais encore du degré de compacité du mélange de l'abrasif et du liant, '
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qui est fonction de la technique de moulage adoptée et peut être réglé ainsi qu'on le verra plus loin.
Pour fabriquer les meules et autres pièces abrasives, les fabricants préfèrent actuellement d'une manière générale adopter la technique du mélange en grains à sec. Elle consiste à mouiller les grains abrasifs avec un liquide, généralement de l'eau dans laquelle on dissout une certaine quantité d'une substance organique, telle que la dextrine, pour rendre l'eau collante. Puis on ajoute lentement le liant à l'état de poudre sèche à l'abraif mouillé, en battant l'abrsif pour répartir le liant uniformément dans la masse. On peut employer pour effectuer cette opération un récipient rotatif contenant un organe fixe très analogue à un soc de charrue. Au bout d'un certain temps, l'abrasif mouillé a absorbé la totalité du liant en poudre et tous les grains d'abrasifs sont recouverts de liant sur toute leur surface.
Ce mélange est souvent appelé mélange en grains sec, le mot sec signifiant que le mélange est sec au toucher, quoiqu'il contienne une certaine quantité d'eau.
Si on se reporte maintenant au dessin, la fig.lA re- présente la machine utilisée pour mouler et comprimer une meule.
Cette machine comporte une presse, telle qu'une presse hydrau- lique, qu'il est inutile de décrire ici en détail. Cette presse comporte un plateau inférieur 1 fixe et un plateau supérieur 2 qui peut se rapprocher et s'éloigner du plateau fixe 1. Le moule comporte une enveloppe 3 en forme de cylindre creux en acier, un noyau de moule 4, qui est une pièce cylindrique en acier et deux plateaux de moule 5 qui sont représentés chacun sous forme d'une pièce annulaire cylindrique en acier. Pour fabriquer des meules de diverses formes on fait varier d'une manière connue dans la technique les dimensions relatives de l'enveloppe, du noyau et des plaques et on peut employer d'autres matériaux, quoiqu'on donne la préférence à l'acier.
On remplit ce moule avec un mé- lange en grains secs 6 et la fig.lA représente le moule prêt à
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subir l'action de la presse. Cette opération doit se faire de préférence de façon à faire acquérir à la pièce comprimée un volume fixe déterminé au lieu d'exercer une pression fixe ou déterminée et par suite on dispose des butées 7 qui peuvent être de simples blocs en fer ou en acier et servent à limiter le mouvement de la presse. Mais au point de vue de l'invention, l'opération à la presse peut s'effectuer sous une pression fixe.
En faisant descendre le plateau supérieur 2, on compri- me le mélange 6, qui prend ainsi la forme d'une meule dite "non cuite". Puis on démoule la meule non cuite d'une manière connue et, après l'avoir chauffée pour en éliminer la majeure partie de l'eau, elle est prête à être cuite dans le four sui- vant l'invention. La cuisson effectuée suivant l'invention per- met d'obtenir une meule de qualité supérieure, ainsi qu'il est expliqué en détail plus loin.
Alors qu'en ce qui concerne certaines caractéristiques de l'invention, les meules peuvent être comprimées de la manière décrite ci-dessus dans la presse de la fig.lA, on applique de préférence le procédé de moulage et de compression décrit ci- après avec la fig.lB à l'appui, car il permet d'obtenir des meu- les de qualité encore meilleure. La fig.lB représente une presse comportant un socle a en une seule pièce avec un cylindre creux b dans lequel coulisse un piston g muni d'une tige d. La tige de piston d passe dans une culasse de cylindre e, qui est réunie par des tiges t à une plaque g, au centre de laquelle se trouve un cylindre creux h qui peut être en une seule pièce avec la plaque g.
Une tige de piston i, sur laquelle est fixé un piston i coulissant dans le cylindre h, passe dans le fond du cylindre h, dont la partie supérieure est fermée par une culasse de cylindre k.
Des manchons 1 et m entourant les tiges f servent maintenir la culasse 2 et la plaque g éloignées l'une de l'autre, ainsi qu'à déterminer et à fixer la position d'une plaque. a à travers laquelle passent les tiges f.
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L'ensemble des pièces comprenant la culasse e, les plaques g et n, les tiges 1 et les manchons 1 et m est maintenu assemblé par des écrous o vissés sur les extrémités des tiges f.
La culasse e est fixée, par exemple, par vissage sur le cylindre b. On Toit donc que les cylindres b et k et la plaque n sont maintenus d'une manière rigide dans des positions espacées rela- tives fixes. Les cylindres b et n ont même axe.
Une enveloppe p cylindrique de moule, fixée dans la plaque n a même axe que les cylindres b et h. Elle peut être maintenue en place par une pièce annulaire q posée à la presse à sa partie supérieure et par une pièce annulaire posée à la presse à sa partie inférieure, ladite pièce r comportant au- dessous d'elle une barre s diamétrale transversale dont la fonc- tion est indiquée ci-après. Une plaque 1 formant le fond du mou- le et s'ajustant dans l'enveloppe du moule au-dessus de la barre s est percée d'un trou central dans lequel passe un noyau u. Une plaque v, formant la partie supérieure du moule/est dis- posée à l'extrémité supérieure de l'enveloppe p du moule.
Les di- mensions et la forme de la plaque de moule 1 sont choisies de façon telle qu'elle pénètre dans l'enveloppe p du moule et y forme un joint serré. La plaque v du moule est aussi percée d'un trou central w dans lequel peut passer le noyau u. Ce noyau u est un noyau fixe, car il comporte une portion de diamètre ré- duit .1 ajustée à la presse dans un trou percé dans la barre s.
La plaque t du moule est mobile avec la tige de piston d. Dans la forme de réalisation représentée de l'invention, la plaque t du moule est en une seule pièce avec deux prolongements y en une seule pièce d'une plaque z, qui est fixée d'une manière amovible sur une plaque aa. La plaque aa est réunie à la tige de piston d au moyen de deux demi-collets bb qui sont fixés d'une manière appropriée sur la plaque aa et se logent dans une gorge cc ménagée dans la tige de piston d. La plaque t du moule qui a la forme d'un disque percé d'un trou participe donc au mouve-
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ment de la tige de piston d, mais la barre qui supporte le noyau ne suit pas le mouvement de la plaque t puisqu'elle se trouve entre les prolongements z.
Pour mouler des meules d'autres dimensions, on peut remplacer la plaque ± du moule avec la pla- que ± et les prolongements y par des pièces semblables de dimen- sions différentes.
La plaque y du moule est fixée d'une manière amovible sur une plaque ee qui est fixée par deux demi-collets fflogés dans une gorge gg de la tige de piston 1 et fixés d'une manière appropriée sur la plaque ee. La plaque v du moule peut être fa- cilement remplacée à volonté par une autre de dimension diffé- rente, de même que l'enveloppe B du moule. La plaque v du moule suit donc les mouvements ascendants et descendants de la tige de piston i.
De préférence, l'amplitude du mouvement des plaques t et v du moule est limitée et fixe. La plaque aa comporte donc deux tiges hh fixées sur elle, passant dans la plaque n et ve- nant au contact de la plaque ee pour arrêter la plaque t du mou- le. De même, plusieurs barres de courte longueur ii sont fixées sur la plaque ee, viennent au contact de,la plaque n et arrê- tent la plaque v du moule. Etant donné que pendant l'opération de compression, les plaques aa et ee se rapprochent l'une de l'autre tandis que la plaque n est fixe, l'espace entre les ex- trémités des tiges hh et la plaque ee est le double de l'espace -entre les tiges ii et la plaque n.
Des canalisations hydrauliques servent à faire fonc- tionner la presse et le moule. Un tuyau jj, fig.lB, raccordé à une source de fluide hydraulique sous pression, se partage en deux branches kk et 11. Le tuyau kk communique par un robinet à quatre voies mm avec un tuyau nn qui aboutit au fond du cylindre b. La partie supérieure du cylindre , communique par un tuyau oo avec un robinet d'arrêt pp, qui communique par un tuyau gg avec - la partie supérieure du cylindre h. Le fond du cylindre à commu-
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nique par un tuyau tt à un tuyau d'échappement uu. La partie supérieure du cylindre b communique aussi par un tuyau vv avec un robinet d'arrêt ww qui communique par un tuyau xx avec le ro- binet à quatre voies mm.
La partie supérieure du cylindre h com- munique aussi par un tuyau yy avec un robinet d'arrêt zz, qui communique par un tuyau aaa avec le robinet à quatre voies ss. Le robinet à quatre voies mm communique aussi par un tuyau bbb avec le tuyau d'échappement uu.
On voit sur la fig.lB que l'enveloppe p du moule a été remplie avec un mélange d'abrasif et de liant vitrifié 6, tel qu'un mélange sec en grains, ainsi qu'il a été expliqué. Les divers robinets occupant les positions indiquées sur la figure, le piston c monte et le piston 1 descend. Ces pistons et les plaques t et v du moule qui en sont solidaires se déplacent exac- tement à la même vitesse. En d'autres termes, la surface supé- rieure de la plaque t et la surface inférieure de la plaque y sont toujours à la même distance du plan passant par le milieu de l'enveloppe p du moule et qui se trouve à mi-distance entre ces surfaces au commencement de l'opération. Ce plan médian est pa- rallèle aux surfaces des plaques et :1 et perpendiculaire à l'axe du moule.
La raison pour laquelle les pistons e et 1 se déplacent à la même vitesse en donnant les résultats indiqués est que le piston j est poussé par le fluide qui s'échappe de la partie supérieure du cylindre b et que la surface du piston j est égale à celle du piston c, diminuée de la section trans- versale de la tige de piston d.
Etant donné que le mélange en grains sec d'abrasif et de liant diffère d'un liquide, la pression n'est pas la même en des points différents d'un moule, quel qu'il soit. Le frotte- ment interne d'un mélange en grains sec ordinaire d'abrasif et de liant vitrifié est considérable. Si on se sert du moule de la fig.lA et si on suppose qu'on moule une seule d'assez grande - épaisseur, par exemple d'une épaisseur dépassant cinquante fois
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le diamètre moyen des grains abrasifs, on obtient généralement des résultats variables et la meule n'est pas homogène. En général, avec ce mélange en grains sec, l'intérieur de la meule est moins dur, c'est-à-dire 4'un numéro "plus tendre". De plus, la partie supérieure de la meule sortant de moulage est plus dure (d'un numéro "plus dur").
Ce résultat est dû seulement au fait que la plaque supérieure 5 se déplace par rapport à la mssse voi- sine du mélange 6 et par rapport au noyau 4.
Au contraire, lorsqu'on se sert de la machine de la fig.lB, les deux plaques t et v sont mobiles par rapport à la masse voisine du mélange et au noyau u. Le mouvement des plaques du moule par rapport à son enveloppe est également important lorsque l'épaisseur de la plaque est du même ordre de grandeur que son diamètre ou lui est supérieure. Dans le cas du moule or- dinaire de la fig.lA, le mouvement des plaques 5 du moule par rapport à son enveloppe 3 est variable et indéterminé. Tant8t l'en- veloppe 3 du moule descend avant que la pression agisse, tantôt elle reste immobile jusqu'à ce qu'elle soit directement entrai- née vers le bas par les plaques supérieures 2 et les butées 7 et tant8t elle descend à une vitesse indéterminée, du fait du frot- tement de la partie supérieure du mélange qui est poussée vers le bas.
Les butées 7 sont souvent supprimées ou disposées d'une autre manière que sur la fig.lA. Mais dans la machine à mouler perfectionnée et en appliquant le procédé de la fig.lB, les deux plaques t et v sont mobiles par rapport à la masse voisine du mélange, au noyau u et à l'enveloppe p du moule et pendant leur mouvement leurs surfaces sont toujours à égale distance d'un plan donné de l'enveloppe et du noyau 31 du moule. Ce plan peut être appelé plan médian et il est perpendiculaire à l'axe de l'enveloppe et du noyau u du moule. On réalise ainsi une compression égale et les meules ont la même dureté sur leurs sur- faces supérieure et inférieure (à l'état de moulage).
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Une fois la meule non cuite comprimée dans le moule de la fig.1B, elle est facile à démouler de la manière suivante : on ferme le robinet pp pour empêcher le piston c de continuer son mouvement. Le piston c a déjà été arrêté par le contact établi entre les tiges hh et la plaque ee mais la plaque ee est sur le point de commencer son mouvement. Puis on renverse le robinet ss et on ouvre le robinet zz, ce qui fait revenir le piston à la limite de son mouvement, et par suite, fait monter la plaque ee et la plaque v du moule. On ouvre alors le robinet pp, ce qui fait monter le piston c et éjecte la meule non cuite comprimée de l'enveloppe B du moule par la plaque t du moule. Le mouvement ascendant du piston c fait monter la plaque 1 du moule jusqu'au niveau de la partie supérieure de la pièce annulaire g.
On peut alors facilement enlever la meule de la machine au moyen d'un poussoir.
L'opération suivante consiste à remettre la machine à mouler en position de remplissage. On ferme d'abord les robinets zz et pp pour maintenir le piston 1 Puis on renverse le robinet mm et on ouvre le robinet ww, ce qui fait descendre le piston c à fin de course. On peut alors remplir la cavité de moulage dans l'enveloppe n avec un mélange en grains sec 6 qu'on peut verser dans cette cavité au moyen d'un entonnoir à bec recourbé. Puis, pour ramener la machine dans la position de la fig.lB, on ferme le robinet pp ou on le maintient fermé, on amène le robinet ss dans la position de la fig.lB et on manoeuvre le robinet zz pour permettre au fluide de pénétrer dans la partie supérieure du cylindre à jusqu'à ce que la plaque v du moule soit sur le point de pénétrer dans l'enveloppe p du moule (fig.lB).
Tous les ro- binets étant de nouveau dans les positions de la fig.lB, on moule ensuite un autre mélange 6, qu'on peut démouler de la manière décrite. On obtient ainsi plusieurs meules non cuites qui, une fois séchées, sont prêtes à être vitrifiées dans le four décrit ci-après.
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Si on considère d'abord les figs.2, 3, 5, 11, 12, 13 et 14, on voit que le four, désigné d'une manière générale par 20, est monté sur plusieurs pieds 21, qui peuvent être en acier. Le four a la forme d'un parallélépipède rectangulaire en coupe transver- sale, mais il n'est pas nécessaire que ses extrémités soient perpendiculaires à ses parties supérieure et inférieure, car il est incliné par rapport à l'horizontale. Cette inclinaison est en réalité d'environ 1/23è et correspond à un angle d'environ 2 28'. De préférence, cette inclinaison ne doit pas être sensible- ment inférieure à 2 , ni sensiblement supérieure à 8 .
Cette in- clinaison vers le bas, car l'extrémité d'entrée du four se trou- ve du côté droit sur la fig.2, a pour but de diriger une plus grande quantité de gaz chauds vers l'extrémité d'entrée du four, une certaine quantité de ces gaz arrivant dans la zone de recuit, ainsi qu'on le désire.
Si on considère de nouveau les figures précitées, le four peut se composer de plaques de fond 22 en acier, de plaques supérieures 23 en acier et de plaques latérales 24 en acier, toutes fixées ensemble, de façon à former la pièce en forme de botte allongée représentée, au moyen de nombreuses cornières 25, ainsi que des portions supérieures des pieds 21 et de tirants 26, toutes ces pièces métalliques étant boulonnées ou soudées entre elles ou en partie boulonnées et en partie soudées, à volonté.
Suivant la fig.3, une plaque d'entrée 30 recouvre en partie l'extrémité d'entrée du four et suivant la fig.7, une plaque de sortie 32 recouvre en partie l'extrémité de sortie du four; ces plaques sont également de préférence en tôle d'acier et peuvent être soudées à des cornières 25 ; elles ne recouvrent pas les extrémités du tunnel 35.
Une des caractéristiques de l'invention consiste dans les dimensions relativement faibles du four. Quoiqu'on puisse lui donner utilement des dimensions beaucoup plus grandes, le four effectivement construit a une longueur de 7,08 m. mesurée horizon-
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talement et une section transversale de 0,6178 m2 mesurée à l'intérieur des plaques en tôle métallique. Les pieds 21 ont principalement pour but d'installer le tunnel 35 à tane hauteur suffisante pour la commodité du travail, la partie inférieure de l'extrémité de sortie du four étant à 0,60 m. au-dessus du plan- cher et l'extrémité d'entrée à 0,91 m. au-dessus de ce plancher.
Ce four permet de vitrifier des meules dont le diamètre atteint 203 mm. et l'épaisseur 50 mm.; des fours plus grands peuvent être construits pour vitrifier des meules plus grandes.
Suivant les mêmes figures, on voit que le four 20 con- tient un revêtement réfractaire qui isole et délimite le tunnel 35. Ce revêtement peut être construit de diverses manières,mais la forme de réalisation représentée et décrite à titre d'exemple est extrêmement pratique, facile à construire et à réparer. On dispose donc un fond réfractaire formé de rangées de briques 40, des côtés réfractaires formés de rangées de briques 42, et une partie supérieure formée de rangées de briques 44. Les briques de ces rangées sont de préférence des briques isolantes d'une catégorie quelconque appropriée, pourvu qu'elles soient suffisam- ment réfractaires pour résister aux températures qui seront in- diquées plus loin. Des briques de silice peuvent donner de bons résultats.
De plus, on dispose une rangée de briques 46 formant le fond du tunnel, dans la surface supérieure desquelles sont mé- nagées deux rainures rectangulaires 48 qui forment ainsi au fond du tunnel 35 une rainure continue de chaque côté d'un bout à l'autre du tunnel, les rainures 48 étant séparées par des portions en saillie 50. On dispose aussi deux rangées de briques latéra- les 52 qui reposent sur les briques 46 du fond du tunnel vers l'extérieur en partant des rainures 48 et sur ces rangées on dispose une rangée de briques supérieures 54, qui peuvent com- porter des évidements 56 formant plafond. Les briques 46, 52 et - 54 peuvent être constituées par la même matière que les briques
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40, 42 et 44 ; doivent pouvoir résister aux températures qui règnent dans le four.
Les diverses briques et rangées de briques peuvent être fixées entre elles par un ciment réfractai- re quelconque approprié, par exemple formé de 85% de fines d'alu- mine avec 15% d'argile en boulettes, de façon d'une part à ren- dre l'ensemble de la construction plus rigide et d'autre part à le rendre étanche pour qu'il conserve mieux la chaleur. On peut prévoir des joints de dilatation, tels que les joints 58 et 59, entre deux briques 46 et entre les joints 60 et 61 entre les séries de briques 40.
Les diverses briques d'une rangée donnée sont généralement semblables, mais certaines d'entre elles peu- vent être percées, d'autres échancrées en divers points et les briques des extrémités peuvent être biseautées pour s'ajuster sur les plaques des extrémités 30 et 32, étant donné que les angles aux extrémités du four ne sont pas des angles droits ; ces particularités sont faciles à voir sur les figures et elles se- ront décrites en détail plus loin. On dispose entre les briques latérales 42 et les plaques latérales 24 et entre les briques su- périeures 44 et les plaques supérieures 23 une masse de matière isolante réfractaire 63 en vrac. On a constaté que la terre d'in- fusoires donne satisfaction à cet effet.
Suivant les figs.3, 5 et 7, on voit que le tunnel 35 du four 20 comporte une zone de préchauffage 65, une zone de chauffage 66 et une zone de recuit 67. Lorsque les meules non cuites pénètrent et circulent dans le tunnel 35, elles sont d'abord exposées à une température modérée, de l'ordre de 200 C à l'extrémité d'entrée, qui est protégée par une brique de porte supérieure 70 et une brique de porte inférieure 71, qui sont cimentées respectivement sur les briques d'extrémité 54 et 46.
Suivant la fig.15, la température augmente progressivement au fur et à mesure que la meule non cuite avance dans le sens de la flèche F dans la zone de préchauffage 65. La partie supérieure plane de la courbe de chauffage est atteinte après que la meule
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non cuite (pièce) a pénétré dans la zone de chauffage 66. Ainsi qu'on peut le voir, cette partie supérieure correspond à environ 1260 C qui est la température convenant pratiquement à la vitri- fication des meules dans les conditions particulières considérées, qui consistent dans une zone de chauffage de 1,16 m. et une vi- tesse de 7,08 m. en quatre heures. La vitesse est pratiquement de 1,78 m/h. Par conséquent, une pièce ne séjourne dans la zone de chauffage que pendant environ 40 minutes.
On voit également d'après la courbe de la fig.15 que la pièce n'est pxposée à une température de 1200 C et supérieure que sur une longueur d'en- viron 1,16 m. correspondant à une durée de 40 minutes. La vitri- fication à une température maximum de 1260 C et pendant un séjour de 40 minutes seulement à une température de 1200 C ou supérieure est une vitrification extrêmement rapide et est rendue possible par les caractéristiques de la zone de chauffage décrites ci- après.
La zone de préchauffage 65 a à peu près une longueur de 1,16 m. qui, par suite, est parcourue par la pièce en 40 J minutes environ. D'après la courbe de la fig.15, le taux d'ac- croissement de la température dans la zone de préchauffage est d'environ 17,5 C par minute. La température de la pièce est évi- demment en retard par rapport à celle de la zone en un ?oint quelconque, puisque sa température initiale est égale à la tem- pérature ambiante et qu'elle est exposée au début à une tempé- rature de 200 C, mais ce retard n'est pas considérable, étant donné qu'on emploie des plateaux de faible épaisseur et qu'on ne pose qu'une seule couche de meule non cuite sur chaque plateau, suivant le mode d'utilisation du four adopté de préférence et suivant l'application du procédé selon l'invention.
Dans tous les cas, le préchauffage et le chauffage de vitrification à la vi- tesse et aux températures indiquées ci-dessus peuvent s'effectuer avec succès dans la pratique, de façon à obtenir des meules vi- trifiées dont la qualité est non seulement aussi bonne, mais encore en réalité supérieure à celle des meules fabriquées jusqu'à pré- sent à l'échelle industrielle.
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La zone de recuit a une longueur d'environ 4,75 m. qui, à une vitesse de 1,78 m/h, correspond à une durée d'environ deux loures et 40 minutes. On voit d'après la courbe de la fig.15 que la température s'abaisse d'une manière très régulière et uniforme dans cette zone de recuit. Il en résulte que la pièce se refroi- dit à vitesse constante, la température de la pièce étant évidem- ment légèrement supérieure à celle de la zone en un point quel- conque. La pièce arrive à l'extrémité de sortie du four à une température d'environ 120 C suffisamment basse pour qu'elle ne subisse pas de variations brusques de température en -sortant dans l'atelier dans lequel le four est installé.
Suivant les figs.ll, 12, 13 et 14, on dispose des élé- ments réfractaires 75 de support dans les rainures rectangulaires 48 qui remplissent ensemble la rainure correspondante 48 d'une extrémité à l'autre du tunnel 35. Des intervàles étroits sont ménagés entre les éléments 75 pour leur permettre de se dilater.
Chaque élément de support 75 comporte une rainure 76 en forme de V sur sa surface supérieure et sur sa surface inférieure, les rainures de la surface inférieure ayant principalement pour but de rendre ces éléments symétriques et de les empêcher de se défor- mer au cours de la cuisson ou de leur usage. Les rainures 76 en forme de V de la surface supérieure servent à loger des barres réfractaires 77 qui, (fig.6), comportent à leurs extrémités des portions coniques 78.
Suivant les figs.6, 8 et 10, des plateaux réfractaires 80 de support des pièces sont formés par des pla- ques rectangulaires minces en une matière réfractaire dont les extrémités plus épaisses 81 comportent des rainures transversales 82 sur leur surface inférieure, destinées à les loger sur les barres 77. La surface supérieure de chaque plateau 80 est plane et recouverte d'une couche 83 de silice. Les c8tés des plateaux 80 comportent respectivement dessaillies 84 et des rainures 85 qui permettent aux plateaux de s'imbriquer dans le tunnel 35 en em- pêchant ainsi un plateau de monter sur le plateau qui le précède
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et en procurant aussi d'autres avantages qui seront indiqués plus loin.
Les éléments de support 75 et les barres 77 sont de préférence en alumine auto-agglomérée. Ces pièces sont donc ex- trêmement réfractaires et résistantes à l'usure. Les plateaux 80 sont de préférence en carbure de silicium vitrifié, qui est encore plus réfractaire et résistant à l'usure. On forme les couches de silice 83 en posant des couches de ciment de silice sur les plateaux et en les vitrifiant. Ces couches 83 empêchent les pièces de se souiller surtout lorsqu'elles sont formées de particules abrasives d'alumine avec un liant céramique ainsi qu'il arrive souvent. De préférence les barres 77 sont meulées pour rendre leurs surfaces cylindriques lisses et précises et les rainures 76 sont aussi meulées de préférence.
On a constaté qu'on peut faire avancer dans le tunnel 35 les plateaux 80 supportant des meules non cuites, des meules vitrifiées en partie et des meules complètement vitrifiées su- bissant un recuit, suivant une ligne continue de grande longueur, par une poussée exercée à l'extrémité d'entrée, les plateaux restant ainsi parfaitement alignés, sans solution de continuité et sans que les pièces changent de place en aucune manière. Les rainures des plateaux 80, en coopérant avec les barres 77, con- tribuent à maintenir les plateaux parallèles et sur la même ligne.
La poussée est intermittente et s'exerce sur chaque pla- teau à son entrée dans le four, ce plateau transmet la poussée à celui qui le précède sur le ligne et ainsi de suite, chaque plateau transmettant la poussée à celui qui le précède jusqu'au plateau qui se trouve à l'extrémité de sortie du tunnel. Ce moyen de faire avancer les plateaux dans le tunnel 35 donne com- plète satisfaction, quoiqu'il ne comporte ni galets ni pièces métalliques. On a constaté que les portions coniques des extré- mités des barres empêchent d'une manière efficace les plateaux de s'accrocher sur les barres 77, quoique celles-ci ne soient
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pas continues.
Les barres 77 peuvent être remplacées dans le tunnel 35, même lorsque le four est chaud, étant donné qu'elles peuvent être poussées le long des rainures 76 et ne s'accrochent pas dans les joints entre les éléments de support 75. Etant donné que les barres 77 sont rondes, elles comportent plusieurs "cötés" ou surfaces qui peuvent s'user successivement, et l'on dispose de nouvelles surfaces vers le haut par simple rotation des barres.
On a constaté avec surprise qu'en ce qui concerne le comportement des plateaux 80 sur les barres 77, celles-ci s'usent plus vite dans la zone de recuit 67 que dans la zone de chauffage 66.
En se reportant maintenant à la fig.12, on voit qu'il existe des moyens de chauffage dans la zone de chauffage 66 juste au-dessous et juste au-dessus des plateaux 80.. Quoiqu'en ce qui concerne certaines particularités de l'invention, la chaleur puisse être dégagée par des moufles disposés au-dessus et au-dessous des pièces, on emploie de préférence des résistances électriques, par exemple en forme de longues barres de résistance 90 en carbure de silicium, à "extrémités froides" 91, c'est-à-dire à extrémités fortement conductrices, de façon à fournir l'énergie aux points où elle est nécessaire dans la zone de chauffage 66 du tunnel 35.
On trouve dans le commerce des barres de résistance en carbure de silicium pouvant être chauffées à une température voisine de 1400 C et susceptibles de résister à cette température pendant un temps suffisant. Ces barres de résistance ou autres barres de résistance électrique réfractaires d'une durée utile appro- priée ont l'avantage de dégager la chaleur directement dans la zone de chauffage du tunnel et, en combinaison avec les éléments de support 75 et les barres 77 de support des plateaux, de per- mettre de dégager la chaleur virtuellement aussi prés qu'on le désire des meules 92 supportées par les plateaux 80.
La chaleur est rayonnée directement vers le bas par les barres de résis- tance supérieures 90 sur les meules non cuites 92, tandis que la ., chaleur est rayonnée directement vers le haut par les barres de
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résistance inférieures 90 sur les surfaces inférieures des pla- teaux 80 qui, ainsi qu'on peut le voir, sont relativement minces.
Cette chaleur rayonnée représente un plus grand nombre de calo- ries que la chaleur de convection. Les meules 92 se vitrifient donc sous l'effet de la chaleur qui est dirigée sur leurs faces plutôt que sur celle dirigée sur leur périphérie, comme dans les fours tunnels qui ont servi jusqu'à présent à vitrifier les meules. Il en résulte qu'en fabriquant les meules suivant l'in- vention, on obtient des meules vitrifiées ne comportant pas de tensions internes et possédant une forte résistance en ce qui concerne la vitesse de rotation à laquelle la tupture se produit et la résistance aux chocs latéraux.
Les barres de résistance 90 comportent des bornes 95 aux extrémités extérieures de leurs portions froides 91, ces bornes se trouvant en dehors des plaques latérales 24. Elles sont connectées par des conducteurs appropriés à une source d'énergie électrique de forte puissance et la zone de chauffage 66 est maintenue à la température voulue par un dispositif régulateur électrique de la température commandé par un thermocouple 95. Il est inutile de décrire en détail le dispositif régulateur électro- thermique, ni les thermocouples, étant donné que ces appareils existent dans le commerce et ne font pas partie de l'invention.
Cependant, on peut noter que l'on a employé une force électro- motrice de 110 volts susceptible de fournir jusqu'à 30 kilowatts en courant triphasé, réglés par un régulateur de température de
Leeds & Northrup au moyen du thermocouple 95. Chaque barre de résistance 90 est connectée sur une phase du courant. La tension efficace dans chaque barre varie entre 30 et environ 110 volts suivant l'âge de la barre et la puissance de toute l'installation de chauffage est d'ordinaire de 18 kilowatts environ.
La chaleur rayonnée dégagée par la rangée inférieure des barres de résistance 90 traverse rapidement les plateaux 80, car ces plateaux sont en carbure de silicium possédant une conducti-
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bilité calorifique relativement forte. Pour augmenter encore la vitesse de transmission de la chaleur on donne aux plateaux une structure compacte et une faible épaisseur. Ils transmettent la chaleur plus rapidement que les meules non cuites 92 qui, étant des meules à polir, sont poreuses et de plus les pièces non cui- tes transmettent la chaleur plus lentement que les pièces vitri- fiées. Les surfaces inférieures des meules 92 peuvent donc être chauffées dans ce four pratiquement à la même vitesse que leurs surfaces supérieures.
On constate que dans la zone de chauffage 66 du four suivant l'invention, les surfaces supérieure et inférieure des meules sont portées au même degré déroge, avec une zone centrale moins rouge, ce qui indique que la chaleur a été transmise d'une manière uniforme à partir des surfaces supérieure et inférieure.
De même, on constate que dans la zone de recuit, l'intérieur des meules est porté au rouge, tandis que les surfaces supérieure et inférieure sont plus sombres, la couleur de ces surfaces étant la même, ce qui prouve que les conditions de chauffage et de recuit sont parfaites, à l'encontre des conditions existant an- térieurement, qui comportent des variations de température dans le sens radial des meules. Dans chacun des cas qui précèdent, les variations de couleur de l'extérieur à l'intérieur sont progres- sives.
En se reportant de nouveau à la fig.12, on voit que les barres de résistance 90 sont supportées par des manchons ré- fractaires isolants 98 qui traversent les plaques latérales 24 et la couche de matière isolante réfractaire en vrac 63, ainsi que les briques latérales 42 du four. La zone de chauffage 66 comporte trois rangées de briques latérales 52a, 52b, 52c, de chaque c8té du tunnel 35, de haut en bas sur la fig.12. Les barres supérieures 90 passent par des trous percés dans les bri- ques latérales 42 et par des trous percés dans les briques laté- rales 52a du tunnel, puis dans la partie supérieure 35 du tunnel,
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juste au-dessous des briques 54 de la partie supérieure du tunnel.
Les barres inférieures 90 passent par des trous percés dans les briques latérales 42 et dans des trous percés dans les briques latérales 52c, puis dans des trous 100 de plus grand diamètre, percés dans les éléments réfractaires 75 de support et juste au-dessus des briques 46 du fond du tunnel, les portions en sail- lie 50 étant supprimées dans la zone de chauffage 66. Tous les éléments 75 peuvent être percés de trous 100, pour diminuer les efforts thermiques. Les limites entre les extrémités froides 91 des barres de résistance 90 et la portion centrale de chauffage 101 sont indiquées par des droites verticales sur la fig.12, d'où il ressort que les briques ne contiennent que les extrémi- tés froides 91 des barres de résistance 90.
On voit également que les portions centrales de chauffage 101 des barres de ré- sistance 90 se prolongent pratiquement d'un côté à l'autre de la zone rectangulaire (en coupe transversale) de chauffage du tunnel 35.
Il est donc possible de supprimer les roues des cha- riots dans le four, ce qui présente plusieurs avantages. En premier lieu, il est possible ainsi de poser les barres infé- rieures 90 au voisinage de la surface inférieure des plateaux 80 et en second lieu, tous les éléments contenus dans la zone de chauffage 66 peuvent être en matière réfractaire, tandis que s'il existe des roues, elles sont généralement en métal, ou com- portent des essieux, des coussinets ou des joints de sable mé- talliques ou tous ces éléments.
De plus, le moyen de support spécial des plateaux représenté et décrit, qui comporte les éléments réfractaires 75 avec rainures 76 et les barres ré- fractaires 77, permet de faire avancer les plateaux 80 dans le tunnel 35, sans aucune pièce en mouvement ou autre mécanisme de commande dans ce tunnel, à part les plateaux et les pièces qui y sont poussées, ce qui a le grand avantage de permettre de construire un four de forme ramassée avec une zone de chauf-
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fage 66 de faible volume. Les zones de chauffage de grand volu- me donnent lieu à la formation de courants de convection et à des différences de température indésirables.
De plus, la forme de construction suivant l'invention permet de séparer les di- verses zones du tunnel 35, y compris la zone de chauffage 66, en deux parties situées respectivement au-dessus et au-dessous des plateaux (telles que les parties 66a et 66b de la zone 66, (fig.12) du fait que les éléments 75 sont disposés entre les barres 77 et les c8tés du tunnel, que les plateaux 80 sont dis- posés d'un élément 75 à un autre élément 75 et que les plateaux sont en contact entre eux, ce qui interrompt ainsi les courants de convection dirigés vers le bas et permet le réglage du chauf- fage et de la vitrification.
De plus, si on le désire, la por- tion 66b de la zone 66 peut être chauffée à une température plus élevée que la portion 66a de cette zone, pour tenir compte de la transmission de la chaleur plus lente à travers les pla- teaux 80 que par rayonnement direct.
Suivant la fig.2, les cornières 25 sont interrompues des deux c8tés du four dans la zone de chauffage 66 pour ne pas s'opposer au passage des barres de résistance 90 et des corniè- res longitudinales 25a sont soudées ou fixées sur les plaques latérales 24 au-dessus et au-dessous des bornes 93 des barres 90.
Les meules non cuites 92 contiennent généralement une matière organique à titre de liant temporaire. Ce liant est brûlé pendant le passage des meules 92 dans la zone de préchauf- fage 65 et la zone de chauffage 66. Cette matière organique ne forme pas de cendres, et pour la brûler on introduit de l'air dans le tunnel 35. Des carneaux, tuyaux et registres servent à évacuer les gaz de la combustion et à maintenir la variation de température dans le tunnel 35 conformément ou approximativement à la variation de la courbe de la fig.15.
Suivant la fig.2, une cheminée 105 d'évacuation de la fumée peut se diriger vers le haut à travers le toit de l'atelier
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et comporter un capuchon 106. La cheminée 105 communique avec un tuyau 107 incliné de grande longueur situé au-dessus du four 20 et qui, suivant la forme de réalisation représentée, comporte quatre tuyaux de raccordement 108, 109, 110 et 111; le tuyau 108 communique avec le tunnel 35 à l'extrémité d'entrée de la zone de préchauffage 65. Le tuyau 109 communique avec le tunnel 35 assez loin dans la zone de recuit et les tuyaux 110 et 111 communi- quent avec le tunnel au voisinage de l'extrémité de sortie de la zone de recuit 67.
Suivant les figs. 2 et 3, un registre 112 règle la cir- culation des gaz chauds dans le tuyau de raccordement 108. Suivant la fig. 2, un registre 113 règle la circulation des gaz chauds dans le tuyau.de raccordement 109 et suivant les figs. 2 et 7, un registre 114 règle la circulation des gaz chauds dans le tuyau de raccordement 110 et un registre 115 dans le long tuyau 107 règle la circulation des gaz sortant par le tuyau de raccordement 111.
Suivant la fig.11, qui est une coupe transversale observée dans la direction de l'extrémité d'entrée du four 20, le tuyau de raccordement 108 communique avec un large carneau 116 dont les branches 117 passent de chaque côté du four 20, certaines des briques latérales 42 étant supprimées en ce point et deux des briques supérieures 44 étant biseautées, ainsi qu'on peut le voir. Ce car- neau 116 et ces branches 117 peuvent être en tôle d'acier.
Les bran- ches 117 communiquent avec le niveau supérieure du tunnel 35 par des tuyaux métalliques 118, avec le niveau intermédiaire de ce tunnel par des tuyaux métalliques 119 et avec le niveau inférieur du tunnel 35, au-dessous des plateaux 80, par des tuyaux métalliques 120.Ces tuyaux métalliques 118, 119 et 120 passent par des trous percés dans les briques 54, 52 et 46 et dans le cas des tuyaux 120 également par des trous percés dans les éléments réfractaires de support 75.
On voit donc que la forme de construction décrite ci-dessus per- met à une quantité considérable de gaz chauds de la combustion et
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d'air chaud de s'échapper de la zone chauffage 66 et de la zone de préchauffage 65, mais que cet échappement est réglé au moyen du registre 112.
La fig.13 représente la forme de construction du four non seulement juste au-dessous du tuyau de raccordement 110 par où passe la coupe, mais encore juste au-dessous du tuyau de rac- cordement 109. Un canal sensiblement vertical 122 traverse cha- cune des briques supérieures 54 du tunnel aux deux emplacements en question et des tuyaux métalliques 124 de raccordement sont logés dans des fentes ménagées dans les briques 44 et réunissent les canaux verticaux 122 aux tuyaux de raccordement 109 et 110.
Ces canaux verticaux 122 partent de la moitié supérieure du tunnel 35, (fig.13). Le canal 122 qui aboutit au tuyau de raccor- dement 109 peut servir à évacuer une certaine quantité d'air chaud et de gaz de la combustion, tandis que le Canal 122, qui aboutit au tuyau de raccordement 110, peut évacuer une certaine quantité de gaz chaud, principalement de l'air. Dans la pratique, le registre 113 est maintenu fermé pendant la majeure partie du temps pour maintenir le degré de température voulu, conforme à la courbe de la fig.15.
Suivant la fig.14, qui est. une coupe transversale ob- servée dans la direction de l'extrémité de sortie du four, les tuyaux de raccordement 111 passent verticalement en dehors du four, se raccordent au long tuyau incliné 107 par un tuyau supé- rieur horizontal 127 et se raccordent à leurs extrémités infé- rieures par un tuyau horizontal 128 qui traverse les plaques la- térales 24, les briques latérales 42 du four et passe dans une large rainure de la brique inférieure 46 du tunnel.
Le tuyau horizontal 128 est découpé sur sa partie supérieure entre les éléments de support 75 pour permettre à l'air chaud qui se trouve au-dessous des plateaux 80 de s'échapper par le tuyau 128, les tuyaux de raccordement 111 et le tuyau horizontal supérieur 127, dans le long tuyau incliné 107 dans lequel le débit de l'air
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est réglé par le registre 115. Suivant la fig.7, une brique 130 de faible épaisseur posée sur les briques 46 du fond du tunnel 35, au voisinage. de son extrémité de sortie, ferme presque com- plètement l'espace du tunnel situé au-dessous des plateaux 80, ce qui permet d'effectuer facilement le réglage au moyen du re- gistre 115.
Ainsi qu'il a déjà été dit, l'extrémité d'entrée du tunnel 35 est protégée par une brique supérieure de porte 70 et une brique inférieure de porte 71 ; ces deux briques réduisent les dimensions de l'extrémité d'entrée en ne laissant subsister qu'un jeu à peine plus grand que celui qui est nécessaire au passage des plateaux 80 et des pièces qu'ils supportent et étant donné que, pendant le fonctionnement du four, un plateau sup- portant des pièces se trouve toujours dans l'entrée du four, il ne s'échappe qu'une faible quantité de chaleur par cette extré- mité d'entrée.
L'extrémité de sortie du tunnel 35 comporte de la même manière une brique de porte supérieure 135 qui, avec la bri- que 130, ferme presque complètement l'extrémité de sortie du tunnel, en ne laissant subsister qu'un espace juste suffisant à la sortie des plateaux 80 et des pièces qu'ils supportent, et comme précédemment un plateau supportant des pièces ferme en partie cet orifice pendant le fonctionnement du four. En outre, une porte coulissante 137 en fer peut être amenée dans une posi- tion réglable dans un cadre 138 au moyen d'une poignée 139, de façon à limiter davantage l'orifice ou à l'agrandir lorsqu'on fait cuire des meules de plus grande dimension.
Suivant les figs.3 et 9, deux tubes réfractaires 141 fermés à une extrémité, mais comportant des fentes inclinées 142 d'un côté, pénètrent par la brique supérieure de porte 70 dans le tunnel 35 et y sont supportés par des consoles réfractaires 145. Ces tubes 141 se raccordent à des tuyaux flexibles 146 qui communiquent avec une source d'air sous pression. On fait ainsi arriver de l'air dans la zone de préchauffage 65 pour entretenir
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la combustion de la matière organique contenue dans les meules non cuites. Le débit de cet air est réglé avec soin pour main- tenir les conditions de température voulues dans la zone de pré- chauffage 65.
Plusieurs thermo-couples 150 traversant la partie su- périeure et la partie inférieure du tunnel 35 servent à rensei- gner exactement l'opérateur au sujet du réglage des registres et du débit de l'air. Comme l'indique la fig.2, ces thermo-couples peuvent être placés en seize endroits importants, (ou en un nombre plus grand ou plus petit). Suivant les figs.3, 5 et 7, chacun des thermocouples supérieurs 150 passe dans un tube réfrac- taire 151 qui passe sur une courte longueur dans une brique su- périeure 44 du four ainsi que dans sa plaque supérieure 23, chaque thermocouple supérieur passe aussi par des trous percés dans les briques supérieures 44 du four et dans les briques supérieures 54 du tunnel. Les thermo-couples inférieurs 150 passent par des trous percés dans les briques 40 et 46.
De même, des trous de regard 155 peuvent être percés dans les briques latérales 52b du tunnel, les briques latérales 42 du four et les plaques latérales 24, des manchons 156 partant des plaques 24 et aboutissant dans les briques 42, ce qui permet de vérifier la température de la zone de chauffage 66 au moyen d'un pyromètre optique. Ces trous de regard 155 sont fermés par des bouchons 158 lorsqu'on ne s'en sert pas. Les divers thermo-couples 150 ou certains d'entre eux,choisis, peuvent être connectés à un appareil enregistreur automatique fournissant un enregistrement de la température en des points choisis.
Un poussoir 159 sert à pousser les plateaux en accom- plissant une course d'une longueur déterminée. Ce poussoir peut être actionné par un mécanisme quelconque approprié. On a consta- té qu'il est commode d'employer à cet effet un groupe se compo- sant d'un cylindre et d'un piston actionné par la pression de l'eau de distribution de la ville.
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Suivant les figs.3 et 4, le poussoir 159 consiste dans une pièce métallique en forme de disque posé sur champ, dont une partie de la portion inférieure est découpée et comporte un moyeu fileté 170 qui permet de le visser sur l'extrémité filetée 171 d'une tige de piston 173 qui pénètre par une culasse de cylindre 174 dans un cylindre 175. La culasse de cylindre 174 comporte un presse-garniture approprié 176 réduisant les fuites au mini- mum et pouvant être serré par un écrou 177 de presse-garniture.
Le cylindre 175 comporte en outre un fond de cylindre plein 178.
Des canaux 179 et 180, ménagés respectivement dans les culasses 174 et 178, servent à l'admission et à l'échappement d'un fluide (tel que l'eau) actionnant un piston 181 porté par la tige 173.
Ceci constitue le mécanisme d'avance par intermittence des pla- teaux 80 à l'intérieur du four 20. Le piston 181 est actionné de la manière décrite plus loin.
Le cylindre 175 peut être supporté d'une manière quel- conque appropriée mais, ainsi que l'indique la fig.3, un grand caisson 85 en t8le métallique comporte une console 186 qui suppor- te la culasse 174 du cylindre, tandis qu'une colonne 187 sup- porte la culasse 178 du cylindre.
Le caisson 185 est supporté par des pieds 191, et, outre qu'il supporte la culasse 174 du cylindre, il protège en partie l'extrémité d'entrée du four contre les pertes de chaleur.
On peut cependant y accéder au moyen d'une porte non représentée, pour poser un plateau sur une table 193 logée à l'intérieur du caisson 185 et fixée sur lui.
On envisage la possibilité de prévoir un mécanisme au- tomatique amenant les plateaux l'un après 1' autre à des inter- valles de temps déterminés dans une position dans laquelle ils peuvent être poussés dans le tunnel 35 par le poussoir 159. Ce mécanisme est décrit en détail dans un brevet déposé en même temps par la même demanderesse. Toutefois, en ce qui concerne les caractéristiques du four, les plateaux peuvent être posés de-
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vant le poussoir 159 d'une manière quelconque, par exemple à la main, et par suite on trouvera ci-après la description de la ta- ble 193 qui, (fig.4), est équipée avec une butée d'alignement 195, qui permet de poser le plateau perpendiculairement à la poussée du poussoir 159 et sur la même ligne que les plateaux qui se trou- vent déjà dans le four 35.
Suivant la fig.3, deux briques 200 sont supportées par le four 20 à l'extrémité du tunnel 35 et ces briques 200 suppor- tent les éléments réfractaires 75 qui, de leur c8té, supportent les barres 77 pénétrant à une certaine distance dans le caisson 185. La table 193 se prolonge au-delà des extrémités des deux premières barres 77 et entre elles, ces deux barres se trouvant en partie dans le tunnel 35 et en partie dans le caisson 185. La sur- face de la table 193 est légèrement inclinée par rapport à l'hori- zontale et se trouve au-dessous du plan formé par les portions supérieures de toutes les barres 77 d'une quantité égale à la profondeur des rainures 82. Suivant la fig.4, la surface infé- rieure du poussoir 59 est pratiquement en contact avec la table 193.
Chaque course du poussoir 159 fait avancer les plateaux 80 dans le tunnel 35 sur une longueur égale à la largeur d'un pla- teau, quoique la course du poussoir 59 puisse être beaucoup plus longue que cette longueur, étant donné que, suivant le mode de fonctionnement du four adopté de préférence, l'opérateur n'a- joute qu'un plateau à la fois au train de plateaux. Mais, si l'opérateur pose à chaque fois deux plateaux sur la table 193, les plateaux avancent dans le tunnel 35 sur une longueur égale à la largeur de deux plateaux.
Suivant le brevet précité déposé en même temps, le mécanisme automatique actionne le poussoir 159 à des intervalles de temps synchronisés avec précision et en coordination avec le mécanisme d'avancement des plateaux. Mais en ce qui concerne les caractéristiques du four, le mouvement du poussoir peut être commandé à la main. Comme l'indique la fig.3, l'eau sous pression,
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provenant d'une source quelconque appropriée, arrive par un tuyau 205 à un robinet 206 commandé à la main et peut s'échapper de l'installation à l'égout par ce robinet 206, à travers un tuyau 207. Un tuyau 208 partant du robinet 206 se ramifie en deux tuyaux 209 et 210 dont le premier contient une soupape d'étranglement 211 et le second une soupape de retenue 212.
Les tuyaux 209 et 210 se réunissent par un tuyau 213 qui se raccorde au canal 179.
L'autre c8té du robinet 206 se raccorde directement au canal 180 par un tuyau 214. Lorsque le robinet 206 occupe la position re- présentée, le piston 181 est poussé en arrière dans le cylindre 175 et la vitesse de la course de retour du poussoir 159 provo- quée par le mouvement rétrograde du piston 181 ne subit aucune influence de la part de la soupape d'étranglement 211, étant donné que le fluide peut passer par la soupape de retenue 212.
Lorsqu'on tourne le robinet 206 dans l'autre sens, le fluide pé- nètre dans le cylindre 175 par le tuyau 214 et le piston 181 est poussé en avant, ce qui amène le poussoir 159 au contact d'un plateau 80 qu'il pousse sur la table 193, ce mouvement s'ef- fectuant lentement et à une vitesse réglée du fait que le fluide s'échappant du canal 179 est obligé de passer par la soupape d'étranglement 211.
Lorsqu'on met en marche le four après un arrêt et une fois refroidi, le meilleur moyen consiste à y faire passer dee plateaux 85 supportant des pièces factices, c'est-à-dire des piè- ces réfractaires ayant été cuites. Les pièces factices absorbent la chaleur et permettent à l'opérateur de régler progressivement à la valeur voulue les degrés de température dans les zones 65, 66 et 67. Si on n'emploie pas de pièces factices, les degrés de tem- pérature varient au moment où on introduit les pièces non cuites.
Les pièces factices peuvent consister en blocs rectangulaires en matière réfractaire ayant à peu près le même poids qu'une charge de pièces non cuites et à peu près la même chaleur spécifique.
Dès que les degrés de température sont établis dans le four, on
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peut y faire passer les pièces non cuites, qui passent ainsi par le cycle de chauffage convenable et au bout de quatre heures en- viron, toutes les pièces factices sont sorties du four. Chaque fois qu'un plateau 80 est poussé dans le tunnel 35 une fois rem- pli de plateaux, un plateau est poussé hors du tunnel 35 à l'extrémité de sortie. Des mesures appropriées peuvent être pri- ses pour recueillir les plateaux à l'extrémité de sortie du four et le brevet précité, déposé en même temps, donne la description d'un transporteur de déchargement des plateaux du train de pla- teaux.
Mais ces plateaux peuvent être recueillis au moyen d'une table 220 (fig.7) supportée par des pieds 221 et comportant des galets 222, de sorte que les plateaux se déplacent simplement sur la table et peuvent être poussés sur elle à la main. Les meules vitrifiées 92 peuvent être retirées pour les expédier ou les met- tre en magasin à un moment quelconque, et les plateaux vides peuvent être retirés à l'entrée du four en vue de leur recharge- ment. La table 220 est commode pour laisser reposer les plateaux chauds et les meules chaudes jusqu'à ce qu'ils soient suffisam- ment refroidis pour pouvoir être manipulés même sans gants. La table 220 comporte de préférence des éléments 225 formant pont et comblant l'intervalle entre la table et l'extrémité du tunnel 35.
Une importante caractéristique de l'invention consiste dans la possibilité d'employer des plateaux 80 relativement étroits (d'une largeur de 95 mm. dans le sens de la longueur du four), dans les degrés progressifs de température, et dans les saillies 84 et rainures 85 des plateaux 80 qui permettent de les imbriquer.
Il résulte du mouvement d'avancement régulièrement synchronisé des plateaux que les degrés de température des diverses zones 65, 66 et 67 sont maintenus à la valeur voulue. Il en résulte aussi que chaque pièce et chaque plateau 80 subissent le même traitement thermique. Les plateaux plus larges reçoivent un choc thermique plus grand que les plateaux plus étroits du fait qu'ils se prolongent sur une portion plus longue dans chaque
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zone. Les plateaux réfractaires sont généralement assez suscep- tibles de se rompre sous l'effet des chocs thermiques, mais en employant des plateaux minces et étroits, on peut faire fonc- tionner le four en ne constatant que des ruptures accidentelles des plateaux.
C'est pourquoi l'imbriquement des plateaux est im- portant car on constate qu'en raison de la présence des saillies 84 et des rainures 85, un plateau ou même deux plateaux succes- sifs peuvent se rompre dans le four sans interrompre sa marche.
Le ou les plateaux rompus sont maintenus par l'imbriquement et la pression dus à la pression entre les plateaux 80 et les barres 77 et par la poussée du poussoir 159. On constate donc que le four fonctionne parfaitement lorsque les plateaux sont montés de façon à glisser avec un frottement assez fort.
Suivant la fig.2, les résistances électriques consti- tuées par les barres 90 sont disposées sur deux rangées ou dans deux plans. Suivant la fig.12, les résistances supérieures 90 constituent sensiblement un plan d'énergie rayonnante dirigé vers les surfaces supérieures des meules 92 dont les axes sont à peu près verticaux.
Pour qu'il reste un espace suffisant pour les pièces au-dessus des plateaux, la distance entre le plan des parties supérieures des barres 77 et le plan de l'énergie rayon- nante ne doit pas être inférieure au quart de la distance entre les barres 77 et pour que la chaleur pénètre rapidement dans les moules 92, cette distance ne doit pas être supérieure à la dis- tance entre les barres 77 et de préférence sensiblement inférieure à celle qui est indiquée sur la fig.l2. La distance d'axe en axe des barres 77 est la même que la distance entre les éléments réfractaires de support 73, mesurée entre les sommets des angles dièdres des rainures 76.
D'autre part, les barres de résistance 90 doivent être posées à une distance aussi rapprochée que possible des surfaces inférieures des plateaux 80 et compatible avec la résistance mé- canique des éléments réfractaires de support 75 et la fig.12 les
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représente à peu prés dans cette position. De préférence, cette position ne doit pas être plus basse que la moitié de la distance entre les barres 77, au-dessous de leur plan. En réalité, ces barres sont beaucoup plus près que sur la fig.12.
Le four suivant l'invention permet de vitrifier des meu- les empilées sur plus d'une couche sur les plateaux 80, mais pour fabriquer les meules les plus résistantes, il ne convient pas d'en poser plus d'une couche sur les plateaux 80. De même, pour que la chaleur pénètre dans les meules et qu'elles se chauf- fent uniformément, elles doivent être posées à plat sur le pla- teau, c'est-à-dire avec leurs axes perpendiculaires àu plateau.
Les vitesses de chauffage et de refroidissement sont fonction des dimensions des meules à vitrifier et de la grosseur des grains abrasifs de ces meules. Mais et suivant la fig.15, lorsqu'il s'agit de meules d'un diamètre de 203 mm. au plus, le taux de l'accroissement de la température pendant le mouvement des meules non cuites dans la zone de préchauffage 65 doit être de 200 C à 900 C en 35 minutes au moins. De préférence, le taux de chauffage ne doit pas varier de plus de 20% pour chaque période de 10 minutes. L'accroissement de la température de 900 C à 1200 C doit s'effectuer en 12 minutes au moins.
Les meules doivent sé- journer à une température supérieure à 1200 C dans la zone de chauffage ou de vitrification pendant au moins 20 minutes et doivent être recuites dans la zone de recuit en se refroidissant de 1200 C à 200 C en 100 minutes au moins. De même, il est préfé- rable que la vitesse de refroidissement dans la zone de recuit ne varie pas de plus de 20% entre deux périodes quelconques de 10 minutes. Si on opère suivant ce cycle de vitrification, on ob- tient non seulement une vitesse de production considérable, mais encore en fabrique des meules très résistantes et ne comportant pas de tensions internes.
La courbe de la fig.15 et les chiffres qui précèdent indiquenf les degrés et les pointes de température qui conviennent le mieux aux meules d'un diamètre de 203 mm. au
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plus, S'il s'agit de meules de plus grandes dimensions, la durée de séjour des meules dans les diverses zones est plus longue mais le four suivant l'invention permet de vitrifier en très peu de temps des meules d'une dimension donnée et les meules ne com- portent pas de tensions internes.
On voit donc que l'invention permet de fabriquer des meules d'une résistance supérieure et qu'elle a pour objet un procédé de vitrification des meules et autres pièces, ainsi qu'un four tunnel qui permet d'arriver aux divers résultats énumérés ci-dessus et d'obtenir avec succès de nombreux avantages dans la pratique. L'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux formes de réalisation représentées et décrites, qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.