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FOUR A RECHAUFFER PERFECTIONNE.
Les propriétés de presque toutes les matières se trouvent influen- cées par des traitements thermiques et l'on ne peut atteindre les plus hautes qualités que par un traitement thermique orienté d'une manière complètement dé- terminée, En particulier, cela est valable, par exemple, pour des objets en a- cier pour lesquels fréquemment seul un traitement thermique de ce genre permet- de remplacer l'effet obtenu à l'aide de parties constitutives en acier spécial qui sont coûteuses et qu'on ne peut se procurer que difficilement. Plus les con- ditions imposées à ces matières sont sévères, plus le traitement thermique doit répondre avec précision et régularité à des règles déterminées. Ce résultat ne peut presque pas ou que très difficilement être obtenu dans les fours à recuire et à réchauffer connus jusqu'à présent.
La présente invention est basée sur le fait que pour réaliser un traitement thermique se développant suivant un programme et dans un sens déter- minés, on admet à priori que toutes les surfaces extérieures du produit soumis à la chaleur se trouvent chauffées régulièrement ou dans la totalité de leur masse. C'est seulement lorsque cela se produit que se trouve réduit le décalage, encore relativement important, qui dans les fours utilisés jusqu'ici à ce't ef- fet se produit au cours du traitement thermique entre la courbe de chauffe cor- respondant à la surface extérieure et celle à l'intérieur du produit.
Lorsque tous les éléments de surface extérieure du produit à chauffer se trouvent symé- triquement exposés à la chaleur, soit par un chauffage simultané, soit parce qu' en temps opportun, on les a déplacés en bloc pour les replacer bout pour bout dans la position inverse, le trajet parcouru par la chaleur dans la section trans- versale du produit à chauffer se trouve réduit au minimum du fait qu'alors, pour chaque partie de la surface extérieure, seule la moitié environ de la sec- tion transversale du produit sert au passage de la chaleur.
La présente invention considère ces données comme constituant la loi fondamentale du chauffage symétrique.Elle s'appuie elle-même sur cette loi.
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Pour obtenir ce résultat, on doit appliquer les données indiquées ci-après qui font également partie de la présente invention.
L'énergie radiée sur la surface extérieure d'un produit soumis à la chaleur.se décompose en une intensité rayonnée directement,qu'on dé- signe sous le nom d'intensité primaire, et une intensité secondaire réflé- chie par la voûte du four. Pour que la surface extérieure du produit exposé à la chaleur se trouve chauffée également dans toutes les parties, on doit dans l'ensemble orienter les intensités primaire et secondaire de telle manière qu' on apporte l'intensité secondaire aux emplacements de la surface extérieure où l'effet de l'intensité primaire est plus faible. Le moyen que l'invention uti- lise pour atteindre ce résultat réside dans une forme particulière du profil intérieur du four, forme qui détermine l'orientation de l'intensité secondaire.
Ce profil intérieur doit être prévu sur toute la section transver- sale du four de telle manière qu'il agisse sur toutes les surfaces extérieures du produit à réchauffer et cela de la manière décrite. Conformément à la présen- te invention, ce résultat est obtenu par le fait que le profil intérieur est constitué par des voûtes réfléchissantes disposées symétriquement par rapport à la section transversale du produit à chauffer et perpendiculairement à la di- rection du chauffage. Le four de réchauffage, conforme à l'invention comporte en outre autant de sources de chauffage disposées autour du produit à chauffer et, perpendiculairement à ces dernières, autant de voûtes réfléchissantes in- curvées de manière déterminée, que le produit à chauffer comporte de surfaces extérieures à exposer à la chaleur.
En conséquence le four à réchauffer,conforme à l'invention est caractérisé également par la combinaison des caractéristiques ci-après : a) le four de réchauffage est équipé au moins d'autant de sour- ces de chauffage que le produit à chauffer comporte de surfaces extérieures; b) à chaque surface extérieure du produit à chauffer corres- pond au moins une source de chaleur disposée symétriquement par rapport à la section transversale de ce produit ; c) dans la zone d'action de chaque source de chauffage le four comporte une voûte réfléchissante disposée perpendiculairement à la direc- tion du chauffage et dont la courbure est telle qu'en tout emplacement de la surface extérieure du produit chauffé par une source de chauffage la somme des radiations primaire et secondaire est pratiquement constante.
Dans un four de ce genre., dans lequel on consacre à chaque sur- face délimitant naturellement le produit à chauffer une source de chaleur qui lui est propre et qui comporte une voûte réfléchissante disposée transversale- ment à cette sourcenon seulement le produit à chauffer se trouve chauffé ré- gulièrement sur toutes les surfaces extérieures, mais il l'est encore rapide- ment à la température désirée sur la totalité de la section transversale.
C' est seulement dans ces conditions qu'on peut maintenant appliquer au produit un traitement thermique suivant une caractéristique de température déterminée, par exemple dans un four continu, paree que le décalage résultant obligatoire- ment au cours du chauffage de la vitesse de déplacement et de la propagation de la chaleur tombe à la valeur la plus réduite possible
Dans le cas d'un produit en barres de section transversale cir- culaire ainsi que dans le cas de tubes, les éléments chauffants exerçant leur action dans le sens du déplacement sont répartis régulièrement concentriquement au produit Pour un produit à chauffer de section transversale triangulaire, il est prévu trois éléments chauffants et trois voûtes réfléchissantes confer- mes à l'invention disposées transversalement à ces derniers;
pour un produit de forme quadrangulaire, on prévoit quatre éléments chauffants et quatre voûtes réfléchissantes. S'il s'agit du chauffage de plaques de grande largeur, plu- sieurs éléments chauffants et plusieurs voûtes réfléchissantes peuvent être disposés les uns à côté des autres devant chaque surface extérieure. On peut utiliser comme dispositif de chauffage tous les dispositifs de chauffage con-
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nus,par exemple des tubes chauffant par rayonnement, des résistances élec- triques, mais aussi le chauffage connu par flamme.
Dans le four conforme à l'invention, les voûtes réfléchissantes disposées perpendiculairement à la direction du chauffage forment des segments auto-porteurs qui, disposés en rangées l'un contre l'autre, constituent le four. Par suite de la disposition symétrique des éléments chauffants, la partie inférieure du four de même que la partie supérieure de ce dernier se trouvent constituées d'éléments interchangeables tels que dans le plan de séparation on puisse assurer le déplacement du produit à chauffer ou laisser ce dernier immc- bile.
Le four conforme à la présente invention, ainsi que son principe, sont représentés schématiquement, à titre non limitatif, sur le dessin annexé.
Sur ce dessin
Les figures 1 et 2 montrent des coupes transversales du four, tandis que, la figure 3 montre le four en coupe longitudinale, et, la figure 4 une coupe transversale du four de la figure 3.
La figure 1 explique l'idée générale servant de base à l'inven- tion, à savoir le principe de base du chauffage symétrique.
Une plaque d'acier 1 doit être chauffée régulièrement sur les deux surfaces extérieures. Cela est obtenu au moyen des sources chauffantes 2, 3, pré- vues pour chacune des surfaces extérieures, respectivement. Dans la zone d'ac- tion de chacune de ces sources chauffantes, l'intérieur du four est pourvu de voûtes réfléchissantes 4, 5, disposées perpendiculairement à la direction du chauffage. Les sources de chauffage 2, 3, dirigent sur le produit à chauffer des rayons primaires contenus dans un cône délimité par les flèches 6, 7. La chaleur ainsi rayonnée décroît du milieu du cône vers les bords de ce dernier.
Si la voûte se trouvant dans le domaine d'action des sources chauffantes 2,3, présente une partie aplatie, il en résulte alors un chauffage irrégulier cor- respondant du produit chauffé sur la surface extérieure de ce dernier.
Toutefois, conformément à l'invention, le profil intérieur du four est réalisé de telle manière qu'une chaleur complémentaire est apportée par une voûte recourbée perpendiculairement à la direction du chauffage aux emplace- ments de la surface supérieure du produit à chauffer où. la chaleur rayonnée par le courant primaire est insuffisante. En disposant de fagon correspondante la courbure des surfaces de la voûte, on peut obtenir à volonté sur les deux sur- faces extérieures du produit une répartition de la température qui soit égale dans sa totalité. Le rayonnement additionnel obtenu par réflexion est désigné sur le dessin par les flèches 8 et 9.
S'il s'agit d'un produit à chauffer en forme de plaques dont la largeur n'est pas trop grande, qu'on fait avancer dans un four tunnel, ce pro- duit étant, dans le cas présent, représenté perpendiculaire au plan du dessin, il suffit alors d'utiliser deux sources chauffantes 2, 3, et, de façon corres- pondante, de prévoir deux voûtes réfléchissantes disposées transversalement aux sources précitées ainsi qu'à la direction du déplacement. Lorsqu'on chauffe des produits larges, qu'ils soient au repos ou en mouvement, on dispose au-dessus de la largeur des surfaces supérieures et, en fait au-dessus de chacune de ces surfaces, plusieurs sources chauffantes à cote les unes des autres et, ensuite des veûtes transversales correspondantes dans le domaine d'action de chaque se=ce chauffante.
C'est ainsi qu'est réalisé le four représenté sur la figure 4, qui, outre les voûtes 4, 5, disposées perpendiculairement aux sources chauf- fantes 2, 3, comporte encore d'autres voûtes réfléchissantes 14, 15.
Dans le mode de réalisation, représenté sur la figure 2, d'un four de réchauffage conforme à l'invention, il s'agit du réchauffage d'un produit de section transversale circulaire constitué, par exemple, par une barre d'a- cier. Dans ce cas, des sources chauffantes 17 sont disposées concentriquement
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au produit à chauffer suivant une répartition régulière et des voûtes réflé- chissantes 18 sont disposées respectivement dans un sens perpendiculaire à ces sources, grâce à quoi, chaque source chauffante individuelle comporte sa voûte réfléchissante propre.
Le four de réchauffage représenté sur la figure 3 est un four tun- nel dont la section transversale est représentée sur la figure 4. Les voûtes réfléchissantes sont à chaque fois rassemblées dans des segments autoporteurs et cela aussi bien dans la partie inférieure que dans la partie supérieure du four. Les segments sont interchangeables, on peut individuellement les soule- ver et les faire basculer extérieurement.
Aux emplacements d'appui, les seg- ments sont rendus étanches par des cordons d'étanchéité et les pièces d'étan- chéité sont bridées par des lames d'aciero Dans le plan où se rencontrent la voûte supérieure et la voûte inférieure du four, se déplace le produit en cours de chauffage qui,dans le cas considéré, est constitué par des billettes disposées les unes à coté des autres et formant comme une longue plaque.
Pour permettre d'obtenir un effet thermique déterminé, le four de réchauffage est subdivisé en deux zbnes qui sont séparées l'une de l'autre par une zone de refroidissement 19 comportant une voùte surbaissée et des dis- positifs de refroidissement correspondants connus en soi.
Lorsque le four de réchauffage conforme à l'invention est réa- lisé à la manière d'un four poussant, ses glissières sont constituées en matiè- re céramique; elles ne sont pas refroidies.
Le four de réchauffage conforme à l'invention ne comporte que deux portes, à savoir une porte d'entrée et une porte de sortie. Du reste le four peut fonctionner d'une manière entièrement automatique, la tempéra- ture, 1-'atmosphère du four et la pression régnant dans chacun ou dans plusieurs des dispositifs de chauffage étant réglables.
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PERFECTED REHEATING OVEN.
The properties of almost all materials are influenced by heat treatments and the highest qualities can only be achieved by heat treatment oriented in a completely defined way. In particular, this is valid, for example. example, for steel articles for which frequently only a heat treatment of this kind makes it possible to replace the effect obtained with the aid of special steel components which are expensive and which can only be obtained with difficulty . The more severe the conditions imposed on these materials, the more the heat treatment must meet specific rules with precision and regularity. This result can hardly or with great difficulty be obtained in the annealing and reheating furnaces known hitherto.
The present invention is based on the fact that in order to carry out a heat treatment developing according to a program and in a determined direction, it is assumed a priori that all the exterior surfaces of the product subjected to heat are heated regularly or in all. of their mass. It is only when this occurs that the offset, still relatively large, which in the furnaces used hitherto for this effect occurs during the heat treatment between the heating curve corresponding to the outer surface and that inside the product.
When all the external surface elements of the product to be heated are symmetrically exposed to heat, either by simultaneous heating or because in good time, they have been moved as a block to replace them end to end in the position Conversely, the path traversed by the heat in the cross section of the product to be heated is reduced to a minimum because then, for each part of the outer surface, only about half of the cross section of the product is used. to the passage of heat.
The present invention considers these data as constituting the fundamental law of symmetrical heating and is itself based on this law.
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In order to obtain this result, the data indicated below must be applied, which also form part of the present invention.
The energy radiated off the outer surface of a product subjected to heat decomposes into a directly radiated intensity, which is referred to as the primary intensity, and a secondary intensity reflected by the vault of the oven. In order for the external surface of the product exposed to heat to be heated equally in all parts, the primary and secondary intensities must on the whole be oriented in such a way that the secondary intensity is brought to the locations of the external surface where the effect of primary intensity is weaker. The means which the invention uses to achieve this result resides in a particular shape of the interior profile of the oven, which shape determines the orientation of the secondary intensity.
This internal profile must be provided over the entire cross section of the oven in such a way that it acts on all the exterior surfaces of the product to be heated, and in the manner described. In accordance with the present invention, this result is obtained by the fact that the internal profile is formed by reflective vaults arranged symmetrically with respect to the cross section of the product to be heated and perpendicular to the direction of the heating. The reheating oven, in accordance with the invention further comprises as many heating sources arranged around the product to be heated and, perpendicular to the latter, as many reflective vaults curved in a determined manner, as the product to be heated comprises surfaces outdoor areas to be exposed to heat.
Consequently, the oven to be reheated, in accordance with the invention is also characterized by the combination of the following characteristics: a) the reheating oven is equipped with at least as many heating sources as the product to be heated has exterior surfaces; b) to each outer surface of the product to be heated there corresponds at least one heat source arranged symmetrically with respect to the cross section of this product; c) in the zone of action of each heating source, the furnace has a reflecting roof arranged perpendicular to the direction of the heating and the curvature of which is such that at any location on the exterior surface of the product heated by a source of heat. heating the sum of primary and secondary radiations is practically constant.
In an oven of this type, in which each surface naturally delimiting the product to be heated is devoted to a heat source which is specific to it and which comprises a reflecting vault arranged transversely to this source, not only the product to be heated. found heated evenly on all exterior surfaces, but still heated quickly to the desired temperature over the entire cross-section.
It is only under these conditions that it is now possible to apply a heat treatment to the product according to a determined temperature characteristic, for example in a continuous furnace, so that the resulting shift necessarily during heating of the speed of movement and of the heat propagation drops to the lowest possible value
In the case of a bar product with a circular cross section as well as in the case of tubes, the heating elements exerting their action in the direction of movement are distributed regularly concentrically to the product For a product to be heated with a triangular cross section, three heating elements and three reflective vaults are provided according to the invention and arranged transversely to the latter;
for a quadrangular product, four heating elements and four reflecting arches are provided. In the case of the heating of large-width plates, several heating elements and several reflective arches can be arranged next to each other in front of each outer surface. Any suitable heating device can be used as a heater.
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bare, for example radiant heating tubes, electric resistances, but also known flame heating.
In the oven according to the invention, the reflecting vaults arranged perpendicular to the direction of heating form self-supporting segments which, arranged in rows one against the other, constitute the oven. As a result of the symmetrical arrangement of the heating elements, the lower part of the oven as well as the upper part of the latter are made up of interchangeable elements such that in the separation plane it is possible to ensure the movement of the product to be heated or to leave this last immc- bible.
The oven according to the present invention, as well as its principle, are shown diagrammatically, without limitation, in the accompanying drawing.
On this drawing
Figures 1 and 2 show cross sections of the oven, while Figure 3 shows the oven in longitudinal section, and Figure 4 a cross section of the oven of Figure 3.
FIG. 1 explains the general idea underlying the invention, namely the basic principle of symmetrical heating.
A steel plate 1 should be heated evenly on both outer surfaces. This is achieved by means of the heating sources 2, 3, provided for each of the outer surfaces, respectively. In the zone of action of each of these heating sources, the interior of the oven is provided with reflecting vaults 4, 5, arranged perpendicular to the direction of heating. The heating sources 2, 3 direct on the product to be heated primary rays contained in a cone delimited by arrows 6, 7. The heat thus radiated decreases from the middle of the cone towards the edges of the latter.
If the roof, located in the field of action of the heating sources 2, 3, has a flattened part, then this results in a corresponding irregular heating of the heated product on the outer surface of the latter.
However, in accordance with the invention, the interior profile of the oven is made in such a way that additional heat is provided by an arch curved perpendicular to the direction of heating at the locations of the upper surface of the product to be heated where. the heat radiated by the primary current is insufficient. By arranging the curvature of the surfaces of the arch correspondingly, it is possible to obtain at will on the two outer surfaces of the product a temperature distribution which is equal in its totality. The additional radiation obtained by reflection is designated in the drawing by arrows 8 and 9.
If it is a product to be heated in the form of plates, the width of which is not too great, which is advanced in a tunnel oven, this product being, in the present case, represented perpendicular to the drawing, it is then sufficient to use two heating sources 2, 3, and, correspondingly, to provide two reflecting arches arranged transversely to the aforementioned sources as well as to the direction of movement. When heating large products, whether at rest or in motion, there are above the width of the upper surfaces and, in fact above each of these surfaces, several heating sources next to each other. others and, then, corresponding transverse veils in the field of action of each heating system.
This is how the oven shown in FIG. 4 is produced, which, in addition to the arches 4, 5, arranged perpendicular to the heating sources 2, 3, also comprises other reflecting arches 14, 15.
In the embodiment, shown in Figure 2, of a reheating furnace according to the invention, it is the reheating of a product of circular cross section consisting, for example, of a bar of a- shout. In this case, heating sources 17 are arranged concentrically
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to the product to be heated in an even distribution and reflective vaults 18 are respectively arranged in a direction perpendicular to these sources, whereby each individual heating source has its own reflecting vault.
The reheating furnace shown in figure 3 is a tunnel furnace whose cross section is shown in figure 4. The reflective vaults are each time gathered in self-supporting segments and this as well in the lower part as in the part. top of the oven. The segments are interchangeable, they can be individually lifted and tilted outward.
At the support locations, the segments are made watertight by sealing cords and the sealing parts are flanged by steel blades o In the plane where the upper vault and the lower vault of the oven meet. , moves the product being heated which, in the case considered, consists of billets arranged one beside the other and forming like a long plate.
To make it possible to obtain a determined thermal effect, the reheating furnace is subdivided into two zones which are separated from each other by a cooling zone 19 comprising a lowered vault and corresponding cooling devices known per se. .
When the reheating furnace according to the invention is produced in the manner of a pushing furnace, its slides are made of ceramic material; they are not cooled.
The reheating furnace according to the invention has only two doors, namely an entry door and an exit door. Moreover, the furnace can operate in a fully automatic manner, the temperature, the atmosphere of the furnace and the pressure prevailing in each or more of the heating devices being adjustable.