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BAC NOTAMMENT POUR BAINS DE SELS FONDUS
La tôle sidérurgique présente des oxydations de surface que l' on doit éliminer pour la rendre propre à l'usage industriel. On procède couramment dans ce but à un décapage par traitement dans un bain chaud de sel fondu, tel qu'un bain de soude à 600 , On provoque dans'le bain la diffusion d'hydrure de sodium.,, qui assure le décapage de la tôle immergée.
Une difficulté de ce traitement provient de l'action corrosive du bain et de l'attaque des organes de chauffage qui en est la conséquence et qui peut s'il en résulte une fuite, provoquer des accidents graves. Cet- te action corrosive est accrue lorsque le sel fondu est mélangé avec les déchets de décapage On est pour cette raison obligé de prévoir dans les bacs un dispositif de vidange qui permet d9éliminer périodiquement les boues déposées. Or. la soude., qui fait prise à la température ordinaire., est au contraire extrême- ment fluide à chaud. Il est par suite très difficile d'assurer l'étanchéité des dispositifs de vidange.
La présente invention a pour objet un bac destiné notamment aux bains de sels fonduscomportant un dispositif de chauffage,,, qui ménage le bac en cours de traitement et assure la sécurité en évitant que l'atta- que d'un de ses organes ne puisse déterminer une fuite du bain à l'extérieur, et un dispositif de vidanges qui permet d'effectuer commodément la vidange des boues tout en donnant une garantie absolue d'étanchéité.
Suivant l'invention, on utilise pour le chauffage du bain des tubes de flamme, immerges dans le bain au contact des parois et présentant leur entrée et leur sortie au-dessus du niveau du bain le chauffage de ces tubes étant de préférence assuré individuellement par des brûleurs à gaz.
Dans une forme d'exécution. les tubes ont une forme en U, la branche descen- dante étant. disposée contre une paroi et la branche ascendante contre la pa-
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roi opposée du bac et une partie intermédiaire traversant le bac horizonta= lemento Suivant une variante,les tubes également en forme de U sont de'lon- gueurs inégales, leurs parties intermédiaires horizontales étant échelon- nées en hauteur au contact d'une paroi et leurs branches descendantes et as- cendantes étant disposées en éventail sur les deux parois opposées qui en- cadrent la première, et les tubes forment deux groupes symétriques intéres= sant les deux moitiés du bac.
Suivant une autre variante., les tubes égalemat en forme de U, ont leurs branches descendantes et ascendantes peu espacées et ils sont disposés parallèlement les uns aux autres tout autour de la cuve contre les parois de celle-ci.
Le dispositif de vidange suivant l'invention, est constitué par un tube de vidange, traversant une trémie à la base du bac, longeant une paroi de celle-ci suivant une ligne de grande pente, soudé dans les parois qu'il traverse, ouvert sur le bac au point bas de la trémie par une large échan- crure et ouvert sur l'extérieur à ses deux extrémités, et par un tube bou- chon fermé déplaçable. de plus petit diamètre que le tube de vidange pour s'engager dans celui-ci avec un jeu important et, lorsqu'il est en place devant l'échancrure du tube de vidange, ne laisser subsister vers l'aval qu' un passage mince, par lequel la matière du bain ne peut fuir en raison de sa solidification ou de sa trop grande viscosité.
Le tube bouchon est de préfé- rence pourvu de moyens de refroidissement et de chauffage pour assurer soit la solidification de la matière qui l'entoure à hauteur de l'échancrure et une obturation étanche du tube de vidange, soit au contraire la liquéfaction de cette matière pour permettre le retrait du tube et le dégagement du tu- be de vidange. Le tube bouchon peut être articulé par son extrémité supé- rieure à une bielle, qui le relie à un levier oscillant soumis à l'action d' un vérin hydraulique.
On décrira dans ce qui suit diverses formes d'exécution d'un bac à dispositif de chauffage et dispositif de vidange suivant l'invention.
On se référera aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 et la figure 2 représentent, la première en coupe transversale., la seconde en plan,, un bac suivant une forme d'exécution de 1' invention; la figure 3 et la figure 4 sont des vues analogues montrant une variante d'exécution du dispositif de chauffage du bain; les figures 5,6 et 7 sont des vues respectivement en coupe ver- ticale suivant deux plans perpendiculaires du bac et une vue en plan mon- trant une autre variante du dispositif de chauffage du bain; la figure 8 montre le détail d'une forme d'exécution du dispositif de vidange suivant l'invention, utilisé dans le bac suivant l'une quelconque des formes d'exécution précédentes, ce dispositif de vidange étant représenté en coupe longitudinale; la figure 9 est une vue correspondante d'une variante;
la figure 10 représente en coupe l'ensemble du bac et du mécanis- me associé au tube bouchon dans ce cas.
Le bac 1 (figures 1 à 7) est formé de tôle épaisse.
Sa section est rectangulaire. Il est de hauteur assez grande par rapport aux dimensions de cette section et se termine à la base par une trémie pyramida- le 2, dont les faces sont inégalement inclinées dans les exemples d'exécution représentés. Un tube 3 ouvert à ses deux extrémités, traverse la trémie pa- rallèlement à la ligne de plus grande pente de la paroi la moins inclinée de la trémie,en longeant la face interne de cette paroi et il est soudé dans les parois qu'il traverse. Il présente à l'intérieur du bac et au point bas de la trémie une large échancrure 4. ce qui permet au produit contenu dans le bac de pénétrer dans ce tube et de s'écouler vers l'Extérieur. On décrira plus loin le dispositif qui permet d'obturer ce tube de vidange.
Le bac est pourvu pour le chauffage du bain qu'il contient de tu-
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bes de flamme 5 ayant une forme générale en U. Ces tubes plongent dans le bain mais leurs deux extrémités s'ouvrent à un niveau supérieur à celui du haut du bac,
Dans l'exemple d'exécution représenté aux figures 1 et 2.,'les tubes de chauffage 5 sont espacés dans des plans verticaux., perpendiculaires aux petites parois latérales du bac. Leurs branches verticales 6 sont'au ' contact de ces parois et leur partie moyenne 7 traverse le bac horizontale- ment peu au-dessus de la trémie et parallèlement aux grands côtés de la section.
Leurs extrémités recourbées horizontalement vers l'extérieur s'appuient sur le bord du bac. Vers l'intérieur les branches verticales 6 sont pro- tégées par des plaques de tôle 8 formant écrans qui sont accrochées par des pattes 9 sur les bords du bac.
Suivant la variante que représentent les figures 3 et 4, les tubes en U 5 ont leurs branches verticales 6 peu espacéeso Ils sont placés à intervalles réguliers contre les quatre parois latérales du bac et suspendus par des pattes de fixation non représentées. Ils sont entièrement protégés par les écrans métalliques 8 suspendus dans le bac (on n'a pas représenté à la figure 3 ceux de ces écrans qui sont vus de face et qui cacheraient les tubes de la paroi située en arrière du plan de coupe).
Suivant la variante que représentent les figures 5 à 7, les tu- bes en U 5 sont de longueurs inégales et disposés en deux groupes symétri- ques dans deux moitiés du bac. Dans chaque groupe les parties médianes ho- rizontales 7 sont échelonnées en hauteur sur les grandes parois latérales de la cuveo Les branches descendantes et ascendantes 6 sont disposées en éventail contre les parois latérales adjacentes..qui encadrent la précé- denteo Là encore,. des écrans 8 intérieurs protègent les tubes.
Le chauffage des tubes est assuré par des brûleurs individuels non représentés disposés à l'une des extrémités de chaque tube face au débouché. Le mélange combustible et l'air secondaireentraîné ,par le jet du brûleur alimentent une flamme,,qui s'étend sur la longueur du tube ou tout au moins sur une grande longueur de la partie immergée. Le bain est chauffé par convection au contact des tubes. A l'extérieur la paroi du bac est fortement calorifugée pour réduire au minimum les pertes thermi- quesa
Le dispositif de vidange;, qui est représenté à la figure 8, comprend le tube de vidange 3 qui a été décrit et un tube bouchon 9 des- tiné à obturer celui-ci.
Ce tube bouchon est fermé aux deux extrémités d'une part par un fond 10d'autre part par une bride llo Il est de dia- mètre inférieur au tube 3..mais de longueur au moins égale et peut ainsi s'engager dans ce dernier avec un jeu important en passant devant l'échan- crure 4, en conservant en haut une partie saillante qui permet sa préhen- siono La bride 11 s'opposerait d'ailleurs à sa disparition par glissement dans le tube 3.A l'intérieur de ce tube-bouchon sont prévus des moyens de refroidissement et de chauffage. Pour le refroidissement la bride 11 porte deux tubulures 12 et 13, la première se prolongeant par un tube d'entrée d'eau froide 14, qui débouche près du fond 10, la seconde formant une sor- tie d'eau à hauteur de la bride.
Le dispositif de chauffage est constitué par une résistance électrique blindée 15,
Lorsque le bas est en services le bain de sel qui le remplit est rendu fluide par chauffage au moyen des tubes de flamme décrits, mais une circulation d'eau froide dans le tube bouchon solidifie le sel qui¯pénètre dans l'échancrure 4 du tube fixe 3 en s'engageant dans l'intervalle des deux tubes au contact du tube bouchon refroidi. Ce sel solidifié obture de façon parfaitement étanche l'ouverture de vidange du baco Les tôles à traiter sont immergées dans le bain à l'aide de pinceso
Les déchets de décapage produits par le traitement tombent dans la trémie sans venir au contact des tubes qu'ils risqueraient de corroder,
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car ils en sont séparés par les écrans 8.
Si l'un des tubes de chauffage 5 vient en cours d'usage à être percé par une action corrosive,, le bain ne peut pas fuir par ce tube, puisque les tubes de chauffage n'ont de débou- ché qu'au-dessus du bac et sont dans la partie immergée contenus dans le bac. Une telle fuite n'a donc .d'autre conséquence que de mettre hors ser- vice le tube; celui-ci, qui ne peut plus servir au chauffage,, peut être remplacé sans difficulté.
Lorsqu'une certaine quantité de boue s'est accumulée au fond du bac, il est nécessaire de l'évacuer et par suite d'ouvrir la vidange. Il suffit pour cela d'interrompre la circulation d'eau de refroidissement et de chauffer le tube-bouchon en faisant passer le courant dans sa résistance.
Le chauffage liquéfié le sel solidifié au contact de ce tube et dans 1' échancrure 4 et la boue peut s'écouler dans l'intervalle des deux tubes.
Si l'on veut augmenter l'écoulement, on peut retirer plus ou moins le tube bouchon pour dégager le tube de vidange au-dessous de l'échancrure 4. Sitôt que la partie de bain à éliminer s'est écoulée, il suffit de cesser le chauffage après remise en place du tube bouchon et de faire circuler 1' eau froide dans celui-ci pour que le produit du bain engagé dans le tube 3 fasse prise et assure l'obturation hermétique du bac.
Il résulte des dispositions précédentes une grande sécurité dans l'utilisation des bacs de traitement de sel fondu. En effet, les fui- tes de ces bacs sont toujours dangereuses. On a vu qu'aussi bien la dispo- sition des tubes que celle de la vidange permet d'éviter toute fuite en fonc- tionnement normal, en diminuant aussi le risque d'accident par corrosion. Les parois mêmes de la cuve sont choisies en tôle suffisamment épaisse pour assu- rer une bonne sécurité.
Bien que le bac décrit convienne particulièrement aux bains de sel fondu pour le traitement de tôles, il va de soi que le même dispositif de chauffage et de vidange peut, être utilisé pour des bacs destinés à d'autres produits qui font prise à froid, tel que les brais ou les goudrons par exem- ple, ou à des produits suffisamment visqueux pour ne pas pouvoir s'écouler dans l'intervalle du tube bouchon et du vidange.
Lorsqu'il s'agit d'un liquide très visqueux, tout au moins dans la partie de fond du bac, le dispositif de vidange peut être complété sui- vant la variante représentée aux figures 9 et 10 par un mécanisme de dépla- cement du tube bouchon.
Le tube bouchon 9 se termine à sa partie supérieure par un anneau d'articulation 16 par lequel il s'articule à une bielle 17, qui le relie à un levier 18 oscillant autour d'un point fixe, par exemple au sol. Ce levier est relie dans sa partie moyenne au piston d'un vérin hydraulique 19 articu- lé au sol dans le .même plan d'oscillation.
Ce dispositif permet d'assurer la vidange non pas par dégagement de l'ouvrage de l'ouverture 4 et simple écoulement, mais d'une façon forcée, qui convient à un liquide très visqueux. Le tube bouchon fonctionne comme un piston et sa course est telle, qu'à sa position la plus basse sont bout soit encore à une certaine distance du débouché bas du tube de vidange. Il reste donc toujours à l'extrémité de ce tube un tampon 20 de matière visqueu- se qui isole de l'atmosphère extérieure l'espace 21 compris dans le tube 3 devant le piston. Le piston, qui travaille dans.une matière visqueuse, est enduit de cette matière, ce qui bouche l'intervalle entre piston et tube, et la communication avec l'atmosphère par le haut du tube 3.
Lorsque le piston remonte, il tend à produire une dépression dans le tube en créant l'espace 21 et cette dépression détermine une succion de la matière visqueuse à travers l'ouverture 4 car la pression à hauteur de celle- ci au sein de la matière visqueuse est plus grande que la pression qui s' exerce sur la tampon 20. Un nouveau volume de liquide visqueux pénètre donc dans le tube 3 devant le piston. Il est refoulé vers le débouché bas par le mouvement descendant du piston.
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On obtient donc par un certain nombre de va-et-vient du pistons' une évacuation progressive du liquide visqueux du fond du bac et l'on peut arrêter 1'opération lorsqu'on a élimine -toute la partie indésirable du bain formée par les boues déposées.