BE537646A - - Google Patents

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BE537646A
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/048Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance for determining moisture content of the material

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Description


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   Cette invention concerne un appareil pour mesurer le point de rosée d'un gaz ainsi que son application au traitement thermique de piè- ces en acier ou analogues dans l'atmosphère gazeuse non oxydante d'un four et se rapporte à la commande du transfert du carbone entre ladite atmosphè- re et les pièces en question. 



   Une originalité de l'appareil, objet de l'invention,   c'est   qu'il comprend deux électrodes isolées que sépare un étroit intervalle, ces élec- trodes étant alternativement réchauffées et refroidies en réponse aux phé- nomènes de condensation et de réévaporation qui se produisent dans l'inter- valle précité, les électrodes étant protégées de manière à être soustraites aux perturbations ou dérangements dus aux courants d'air. 



   Une particularité de l'invention consiste   à   utiliser cet appa- reil de mesure du point de rosée dans un four métallurgique pour influer sur le transfert de carbone en réglant le point de rosée de l'atmosphère dans laquelle les pièces sont chauffées. 



   Une autre particularité de l'invention consiste à assurer   l'uni-   formité du transfert du carbone en maintenant à une valeur sensiblement constante le potentiel de carbone de l'atmosphère du four   c'est-à-dire   la tendance à l'enfoncement du carbone dans la surface des pièces ou à son re- trait à partir de cette surface. 



   Une autre particularité encore de l'invention consiste à régler le potentiel de carbone de l'atmosphère chauffée en réponse à des change- ments intéressant la résultante de deux facteurs combinés, à savoir le point de rosée et la température de l'atmosphère. 



   L'invention est matérialisée dans un appareil pour mesurer le point de rosée d'un gaz comprenant, en combinaison, deux électrodes isolées séparées par un étroit intervalle, une chambre dans laquelle les électrodes sont placées pour éviter les perturbations dues à des courants d'air, une tuyère placée dans cette chambre pour projeter un courant de gaz vers cet intervalle et dans celui-ci, un dispositif assurant un écoulement de gaz selon un débit uniforme à travers cette tuyère et hors de la chambre conte- nant les électrodes, un équipement pour refroidir et réchauffer alternati- vement les électrodes tout d'abord pour abaisser leur température jusqu'à ce qu'une condensation se produise dans l'intervalle qui les sépare, puis pour élever leur température, enfin un système pour signaler les changements de température des électrodes,

   afin de réaliser les alternances requises entre le refroidissement et le réchauffement. 



   Les dessins schématiques annexés représentent, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'appareil, objet de l'invention.' 
La fig. 1 est une vue schématisée et un diagramme du circuit des- servant l'appareil, objet de l'invention. 



   La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale fragmentaire du four de traitement thermique. 



   La fige 3 est une vue en perspective fragmentaire d'une partie du dispositif de commande. 



   La fig. 4 est une vue en coupe fragmentaire par la ligne 4-4 en fig. 3. 



   La fige 5 est une vue en élévation fragmentaire en supposant qu'on regarde depuis la gauche de la fig. 4. 



   La fige 6 est une vue en perspective du réchauffeur des électro- des du mécanisme de détection du point de rosée. 

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     La.   fig. 7 est une vue en élévation fragmentaire des électrodes. 



   La fig. 8 est une vue en coupe fragmentaire par la ligne 8-8 en fig. 7. 



   La fig. 9 est un graphique montrant par une série de courbes la façon dont le régime de fonctionnement du four change à différentes tempéra- tures. 



   On indiquera   liminairement   ici que si l'invention est applica- ble avec avantage à divers procédés de traitement thermiques y compris la   carbo-nitruration,   la trempe neutre, la carburation, la décarburation, elle est illustrée dans les dessins et décrite ci-après à propos de la   carbura-   tion ou de la cémentation de pièces d'acier sans que,comme il doit être entendu, ceci implique une limitation de l'invention qui englobe les   va-   riantes possibles. 



   Comme représenté, les pièces 10 à traiter sont montées dans la chambre   11   d'un four chauffé à la température convenable par des éléments chauffants 12 alimentés par du gaz ou fonctionnant à l'électricité placés dans le voisinage d'une hotte 13 délimitant la chambre de chauffe qui est remplie d'un gaz non oxydant ayant une composition convenant au traitement qu'on veut faire subir aux pièces   10.   S'il s'agit de les carburer, ce gaz est fourni en principe par un générateur approprié 14 et débité, de préfé- .renee, continuellement dans le four par un conduit adducteur 14a, une cer- taine partie du gaz pouvant s'échapper continuellement hors de la chambre dans laquelle le gaz est maintenu en mouvement par un ventilateur 15 ac- tionné par un moteur.

   Les pièces sont enfournées et extraites de la cham- bre   11   par un orifice terminal normalement fermé par une porte   16   qui peut coulisser vers le haut ou vers le bas en travers de cet orifice sous l'ac- tiond'un dispositif d'actionnement mécanique 17. 



   Le gaz porteur fourni par le générateur 14 est le produit d'une réaction catalytique entre l'air et du gaz combustible; il contient des proportions variables d'anhydride carbonique, d'oxyde de carbone, d'hydro- gène, d'azote, de méthane et de vapeur d'eau. S'il s'agit par exemple de carburer des pièces, le générateur doit être réglé en principe de manière à fournir un mélange relativement pauvre en ce qui concerne la réaction en- tre le gaz et les pièces et à ajouter des quantités convenables d'un gaz hydrocarburé en vue d'influer sur la quantité de carbone.

   Pour diverses raisons y compris les réactions qui se produisent entre les constituants du gaz et les pièces en cours de traitement placées dans la chambre 11, il se produit le plus souvent une augmentation du point de rosée de l'atmosphè- re de la chambre 11 mais on peut le réduire en accroissant la quantité de gaz hydrocarbure dans cette chambre. Ainsi, donc il est possible, en réglant l'admission du gaz hydrocarbure, d'influer sur le point de rosée dans la chambre et d'assurer ainsi des conditions opératoires assurant le traitement désiré des pièces. 



   L'invention prévoit une régulation automatique de ces conditions opératoires, afin qu'en dépit des variations inhérentes au traitement qui se déroule dans le four, une grande   uniformité   de la teneur en carbone des pièces traitées soit obtenue. Le procédé ici prévu consiste à faire écou- ler continuellement une partie du gaz hors de la chambre de chauffe 11, à mesurer son point de rosée et, en réponse à une déviation de celui-ci par rapport à une valeur ou gamme de valeurs prédéterminée, à faire varier la composition du gaz envoyé dans la chambre du four dans un sens propre à ré- tablir la teneur convenable en humidité. En maintenant ainsi l'atmosphère à un point de rosée sensiblement constant, on réalise un potentiel de car- bone uniforme pour une température de traitement donnée.

   Pour améliorer 

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 encore l'uniformité du transfert de carbone et permettre une chauffe à dif- férentes températures choisies, l'invention prévoit en outre une corréla- tion entre le réglage du point de rosée et les changements de température en question, afin que n'importe quel potentiel de carbone désiré puisse être sélectionné et maintenu avec un degré d'uniformité élevé quelles que soient les conditions opératoires. 



   Pour régler la température du four, on règle la fourniture de l'énergie aux éléments chauffants   12   à l'aide d'un relais approprié 21 de construction connue apte à les faire fonctionner ou, au contraire, à les mettre au repos en fonction de l'ouverture et de la fermeture d'un contac- teur   22.   Les changements survenant dans la température du four sont détec- tés par un thermocouple   20   et produisent une impulsion électrique qui, sui- vant la technique de traitement thermique bien connue, influe sur l'entrée d'un réseau en pont 23 normalement équilibré comprenant un potentiomètre équilibreur 24 actionné par un arbre 25a entraîné par un moteur électrique réversible 25.

   La sélection des différentes températures   à   maintenir dans le four est réalisée en réglant un potentiomètre de commande 26. 



   Au cours du fonctionnement, un changement survenant dans la ten- sion du thermocouple   20   détruit l'équilibre du réseau en pont   23   en produi- sant ainsi une impulsion électrique qui influe sur un amplificateur élec- tronique 27. La sortie résultante met en marche le moteur 25, ce qui dé- place le curseur   28   du potentiomètre équilibreur 24 dans un sens propre à rétablir l'équilibre du pont électrique. Le moteur   25 s'arrête   quand cet équilibre est atteint.

   Ainsi donc la position du curseur 28 correspond toujours à la température qui règne dans le four; chaque fois que le cur- seur   28   en se déplaçant dans le sens correspondant à la baisse de tempéra- ture, atteint une position prédéterminée par le réglage du potentiomètre   26   et par conséquent de la température du four qu'on veut maintenir, une came 29 ferme le contacteur   22,   ce qui met en marche les éléments chauffants   12   du fouro Ces éléments sont mis au repos par suite de l'ouverture du contacteur   22   quand la température désirée a été rétablie et détectée par le contrôleur. 



   S'il est vrai que le point de rosée de l'atmosphère du four peut être modifié d'autres manières, notamment en agissant sur le fonctionnement du générateur 14, il est préférable en principe d'augmenter ou de diminuer l'admission d'un fluide gazeux contenant des hydrocarbures comme le propane qui, aux températures de traitement thermique usuelles, sont instables et se combinent à l'humidité pour former de l'oxyde de carbone et de l'hydro- gène, ce qui abaisse le point de rosée et accroît de façon correspondante le potentiel de carbone de l'atmosphère carburante. Le fluide de réglage du point de rosée, qui peut être du gaz naturel, est fourni par une source 31 et arrive par un conduit adducteur 30 aboutissant à la chambre 11 du four.

   L'écoulement du gaz est augmenté ou diminué par l'ouverture ou la fermeture d'une vanne 32 qui peut être commandée par un solénoide 33 en fonction de la fermeture d'un   contaoteur   34. Dans le présent cas, un très faible écoulement du gaz influant sur le point de rosée se produit conti- nuellement dans la chambre du four, notamment par un conduit de dérivation 32a normalement ouvert qui est réglé par une vanne 32b, de sorte que l'écou- lement ne représente qu'une faible fraction de la valeur du débit d'adduc- tion du gaz de carburation primaire fourni par le générateur 14 et envoyé au four. L'ouverture de la vanne 32 augmente notablement l'arrivée du gaz secondaire. 



   Le contacteur 34 qui commande la vanne 32 est actionné par une came   12 montée   sur l'arbre de sortie d'un moteur électrique réversible 37 

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 associé à un contrôleur enregistreur électronique comportant un réseau 36, ce contrôleur ayant la même construction que le contrôleur réagissant à la température qui a été décrit ci-avant. Le moteur réversible 37 est ex- cité à partir d'un amplificateur 38 et commande la came 35 ainsi que le curseur 39 d'un potentiomètre équilibreur 40. Le point de commande de ce réseau peut être modifié en réglant le curseur d'un potentiomètre 41. 



  Dans les contrôleurs de ce genre, le moteur d'équilibrage déplace égale- ment un style 36a (Fig. 3) en lui imprimant un mouvement de va-et-vient en travers d'une feuille d'inscription 36b qui avance continuellement, de façon à y tracer un 'enregistrement 36c des changements de régime de contrôle. 



   Une impulsion électrique correspondant, quant à son intensité, au point de rosée que présente l'atmosphère du four est empruntée à un mé- canisme qui puise continuellement des échantillons de cette atmosphère, re- froidit et réchauffe alternativement chaque échantillon et mesure la   tem-   pérature à laquelle se produit la condensation, et qui constitue la tempé- rature du ppint de rosée. A cet effet, l'échantillon de gaz est refroidi jusqu'à une température sensiblement uniforme par suite de son achemine- ment à l'extérieur du four jusqu'à une chambre 64 délimitée par un carter 65 (Fig. 8) de sorte que l'écoulement de gaz qui y a lieu n'est pas in- fluencé par des perturbations provenant l'air extérieur.

   La captation de l'échantillon de gaz est assurée par une pompe aspirante 43 actionnée par un moteur et communiquant avec la chambre 64 par un conduit 43a. Après avoir été éprouvé, l'échantillon de gaz s'échappe par l'ouïe de sortie de la pompe. Sous l'action de la dépression engendrée dans la chambre 64 pendant le fonctionnement de la pompe 43, le gaz provenant de la chambre   11   du four est aspiré par un conduit 44 et envoyé dans la chambre 64 par une tuyère 46 présentant un coude latéral et une conformation lui permet- tant de débiter le gaz sous la forme d'un jet ou d'une veine dans un étroit intervalle ou interstice adjacent   47   (ayant environ   Omm,05   de largeur)

   mé- nagé entre les bords opposés des deux électrodes   48.   Ces dernières sont montées sur une des parois latérales du carter   65 vis   à vis d'une fenêtre 65a. 



   Dans la construction représentée, les électrodes 48 sont con- stituées par de minces plaques semi-circulaires ayant une épaisseur égale à omm, 025 et formées par exemple de clinquant de platine. Ces plaques sont collées ou scellées à une mince plaque 49 ayant une épaisseur égale à 0mm, 15 constituée par une matière non conductrice comme le verre et fixée elle-même à plat contre un des côtés d'un bloc ou taquet 56 en matière bonne conductrice de la chaleur comme le cuivre encastré dans une flasque 67 formant une des parois du carter 65 et comportant un orifice   66   par le- quel les électrodes 48 sont exposées.

   Des conducteurs isolés 50 reliés aux électrodes 48 et s'étendant vers l'extérieur traversent des trous de   la flasque 67 et du taquet 56 qui a un diamètre égal à 25mm environ et une épaisseur de 7 à 8 .    



   Du côté situé vis à vis des électrodes 48, le taquet 56 porte par un contact bon conducteur de la chaleur contre un élément chauffant 51 qui est, de préférence, du type électrique comme le montre la fig. 6 et qui comprend des éléments plats 52 en une matière formant résistance réunis à leurs extrémités opposées à des bornes 53. Ces éléments ont une forme courbe, de façon à contourner une tige 54 faisant corps avec le ta- quet 56 et à faire saillie par rapport à lui.

   L'élément chauffant est ser- ré contre le taquet   56 par   un écrou   68   noyé dans la paroi du carter et vis- sé sur la tige 54 faisant saillie vers l'extérieur qui fait corps avec le taquet 56 L'élément chauffant 51 est destiné à recevoir le courant élec- trique d'une source 55a lorsqu'un contacteur 55 se ferme par suite de l'ex- citation d'un relais 57. 

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   L'aptitude de l'élément chauffant 51 à élever la température des   électrodes 48 est sensiblement plus forte que la capacité refroidisseuse d'un dispositif réfrigérateur 58 également monté dans des conditions de   conduction théorique par rapport au taquet 56 et capable de refroidir les électrodes 48 au-dessous de la plus basse température de   pint   de rosée que l'atmosphère du four atteigne jamais. Ce dispositif 581 comprend,   -le   pré- férence, un compresseur 58   (Fig.l)   actionné par un moteur et ayant une con- struction de type connu pour liquéfier un réfrigérant 59 (Fig. 4) qui est vaporisé dans un carter 60.

   Une partie terminale 61 de ce dernier envelop- pe une extrémité d'une tige   62   en métal bon conducteur de la chaleur dont l'autre extrémité est vissée sur la tige 54 du bloc de cuivre 56 et est maintenue par là même en relation de conduction thermique par rapport à lui. 



    On comprend qu'au fur et à mesure que les électrodes 48 sont progressivement refroidies par le dispositif réfrigérateur 581 sus-décrit,   l'humidité se condense dans l'interstice 47 à la température du point de rosée. Pour détecter cet état de choses, un organe est prévu pour mesurer la température du bloc de cuivre 56 et envoyer une impulsion électrique cor- respondante dans le réseau 36. L'organe en question est constitué ici par un thermocouple 71 dont la jonction est noyée dans le bloc de cuivre 56 tout près de l'intervalle 47 entre les électrodes 48 c'est-à-dire ici immé- diatement en arrière de la plaque 49. Le thermocouple 71 est relié par des conducteurs 72 à l'entrée du réseau 36 dans lequel la tension engendrée par le thermocouple est continuellement envoyée. 



   Le réchauffement et le refroidissement alternés des électrodes 48 au cours de cycles opératoires relativement courts (en général trois se- condes environ) sont réalisés en envoyant l'énergie dans l'élément chauffant chaque fois que les électrodes 48 se trouvent   court-circuitées   par suite de la condensation de l'humidité dans l'intervalle 47 qui les sépare. A cet effet, les électrodes 48 sont branchées dans un circuit   73   contenant une source de courant telle qu'une batterie 74,et l'enroulement d'un galvano- mètre 75 dont l'aiguille 76 reste dans la position zéro qui est représentée chaque fois que les électrodes 48 se trouvent au-dessus de la température de point de rosée qui règne, aucune humidité ne se condensant dans l'inter- stice 47 qui offre ainsi une résistance optimum.

   Quand l'état de choses indiqué se manifeste, le galvanomètre 75 reçoit le courant, de sorte que son aiguille 76 s'écarte du zéro et déplace ainsi une palette 78 par rap- port à une bobine associée 79 formant inductance. L'impulsion électrique est appliquée de la sorte   à l'entrée   d'un amplificateur électronique   80   dont la sortie excite le relais 57, ce qui ferme le contacteur 55 et fait fonctionner l'élément chauffant 51. 



   La capacité effective de l'élément chauffant 51 est notablement supérieure à la capacité de refroidissement du dispositif réfrigérateur 571, de sorte qu'au bout de très peu de temps (ordinairement 2 secondes 1/2 environ) la température des électrodes 48 et de l'interstice 47 est élevée au-dessus du point de rosée de l'atmosphère du four, ce qui provoque l'éva- poration du condensat dans l'intervalle 47 des électrodes 48. L'augmenta- tion résultante de la résistance de cet intervalle 47 déplace la palette   78   en sens inverse et prive à nouveau de courant le relais 57 et l'élément chauffant 51.

   Ceci amorce la partie de refroidissement d'un autre cycle opératoire et au bout d'un faible laps de temps (généralement 2 secondes   1/2   environ) l'humidité commence à se condenser à nouveau dans l'intervalle 47 entre les électrodes 48, ce qui y provoque une chute très nette de sa résistance. L'élément chauffant 51 se trouve ainsi privé de courant. 

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   En prévoyant une corrélation convenable entre les capacités de l'élément chauffant 51 et du dispositif refroidisseur 581 en enveloppant l'intervalle 47 entre les électrodes   48   et en dirigeant l'échantillon de gaz directement vers lui de la manière ci-dessus indiquée, il est possible d'écourter de telle sorte le cycle de réchauffement: et le cycle de refroi- dissement que la température du bloc de cuivre 56 ne varie que très peu, par exemple de deux degrés Centigrade. Ainsi le thermocouple détecte la température moyenne du bloc 56 et envoie dans le réseau 36 une impulsion qui est fonction de la température, qui demeure passablement constante et qui représente une mesure exacte du point de rosée de l'atmosphère du four. 



   La sensibilité de l'instrument est entretenue en appliquant un agent mouillant à la plaque de verre 49 dans l'intervalle 47 entre les élec- trodes 48. Cet agent joue un double rôle:- En premier lieu, il maintient la surface de la plaque de verre 49 en état de propreté et empêche ainsi les matières étrangères de s'accumuler dans l'intervalle 47 entre les élec- trodes 48 et de connecter prématurément celles-ci. En second lieu, il oblige   17'humidité,   au moment où elle se condense sur la plaque 49 à s'éta- ler en nappe mince plutôt que de former des gouttelettes. Il en résulte que l'humidité se propage rapidement d'une électrode à l'autre, de sorte que l'instrument répond presque instantanément à la première condensation. 



  L'agent mouillant est constitué, de préférence, par un agent   tensio-aotif   non ionique chimiquement inerte soit du type éther aliphatique de polyoxy- éthène, soit du type alcool-polyéther   d'alcoylaryle.   



   Pour que la position de l'élément entraîné ou du curseur d'équi- librage 39 du réseau 36 corresponde à tout moment avec le potentiel de car- bone de l'atmosphère du four, des moyens sont prévus pour envoyer dans l'entrée   du   réseau une impulsion qui corresponde aux changements survenant dans la température du four et qui varie avec eux. De même, on peut faire varier cette température par une commande manuelle en réglant le potentio- mètre   26   et par conséquent le point de contrôle de l'instrument.

   Etant donné que la position de l'arbre   entraîné'   25a du contrôleur correspond à tout moment à la température qui règne dans le four, elle est utilisée pour engendrer une impulsion de compensation de température qui est ajoutée à et par suite combinée à l'impulsion de point de rosée pour former l'entrée du contrôleur. Ce résultat peut être obtenu en couplant (par exemple grâce à un engrenage approprié   86)   l'arbre 25a du curseur-83 d'un potentiomètre   84,   afin d'engendrer une tension à travers des conducteurs 85 connectés à l'en- trée du réseau englobant l'amplificateur 38.

   Au fur et à mesure que la température du four monte et descend, le curseur 83 se déplace et augmente ou diminue selon le cas le tension compensatrice en influant de façon cor- respondante sur la position de l'élément entraîné 39 du contrôleur pour n'importe quelle valeur donnée du point de rosée. Ainsi donc, l'action de ce dernier, bien quelle soit déterminée en premier lieu par l'impulsion de point de rosée est modifiée par les changements survenant dans la tempéra- ture du four, afin de produire un mouvement résultant qui soit une mesure exacte du potentiel de carbone de l'atmosphère du four. Ces mouvements sont enregistrés en 36c sur la feuille de graphique 36b (Fig. 3) de sorte que l'emplacement du style 36a correspond à la valeur du potentiel de carbone de l'atmosphère du four. 



   La relation convenable qu'il faut maintenir est représentée dans la fig. 9, chaque courbe représentant les valeurs de température du point de rosée maintenues pour une température de four particulière, afin de pro- duire différents potentiels de carbone qui sont exprimées en fonction du pourcentage de carbone absorbé à la surface d'une pièce en acier pour une 

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 combinaison correspondante de température et de point de rosée. Ainsi, par exemple, si la partie cémentée formant la paroi surfaciale de la pièce doit avoir une teneur en carbone égale à 0,5% à la suite d'un chauffage de cette pièce à 925 C environ il faut maintenir une température de point de rosée égale à 3 C environ. 



   Suivant un autre aspect, l'invention crée un procédé pour mettre au repos la commande automatique quand se manifestent des   cond'.tions   opéra- toires empêchant un fonctionnement normal au cours du service, par exemple du fait qu'on ouvre la porte 16 du four pour y enfourner un nouveau lot de pièces. Cet état fonctionnel est détecté par la fermeture d'un contacteur 87 normalement fermé (Figso 1 et 2) monté sur la paroi externe de l'enve- loppe du four et étudié de manière à être ouvert par une came   88   montée sur la porte   16   quand celle-ci est.soulevée pour ouvrir le four.

   Cette fermeture a pour effet de mettre le contrôleur automatique du point de ro- sée au repos pendant un laps de temps qui se prolonge au delà de la   fer-   meture de la porte du four pendant un temps suffisant pour permettre le ré- tablissement d'un régime opératoire normal y compris le purgeage du four de son air ou la destruction par combustion de l'huile ou autre matière pouvant se trouver sur des pièces nouvellement enfournées. Il est prévu à cet ef- fet une minuterie 90 qui fait fonctionner un contacteur 91 commandant l'ar- rivée de l'énergie électrique au dispositif de détection et de commande du point de rosée et au renvoi qui commande la vanne 32.

   Il est préférable que le temps qui s'écoule avant que ne soit rétablie la commande automati- que se prolonge sur une valeur fixe mais sélectivement réglable au delà de la refermeture de la porte du four, le temps (qui est en général de sept minutes) étant ainsi uniforme pour des cycles successifs de fonctionnement du four quelles que soient les variations de temps nécessaires pour rechar- ger le four. 



   Une minuterie capable d'assurer ce fonctionnement peut mesurer des temps jusqu'à 15 minutes selon la détermination imposée par le réglage d'un bouton de manoeuvre 92. Quand le contacteur      est fermé par suite de.la refermeture de la porte du four, la minuterie est excitée et inter- vient pour fermer le contacteur 91 au bout d'un temps déterminé par le ré- glage du bouton 92. La commande automatique est ainsi rétablie, de sorte que le mécanisme de mesure du point de rosée agit à nouveau et que l'arri- vée du gaz de réglage du point de rosée peut être augmentée en ouvrant la vanne 32 selon les besoins en vue d'atteindre et de maintenir le potentiel de carbone choisi de l'atmosphère du four.

   En interrompant ainsi l'action de la commande automatique et en retardant la reprise de son fonctionne- ment, l'écartement de l'atmosphère du four par rapport à la composition dé- sirée pendant le déchargement et le rechargement du four est effectivement réduit au minimum comme l'est le temps nécessaire pour rétablir le poten- tiel de carbone désiré. 



   Pendant le fonctionnement effectif du four et de sa commande au- tomatique dans la technique de la cémentation de pièces d'acier, le   contr8-   leur de température est mis au point en réglant le potentiomètre 26 suivant la température nécessaire pour carburer efficacement les pièces qu'il s'agit en particulier de traiter. Le potentiomètre 41 du contrôleur enregistreur est réglé de même en fonction du potentiel de carbone correspondant à la dureté qu'on veut obtenir par cémentation. Le chauffage du four est com- mencé et un gaz ayant la composition convenable et fourni par le générateur 14 est envoyé dans le four selon le débit d'adduction convenable.

   En même temps, un faible écoulement de gaz hydrocarbure ou auxiliaire est àdmis par la   vam-e   32b et combiné au gaz porteur principal dans la chambre 13 du four. 

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   Après qu'un équilibre général a été atteint, les pièces à trai- ter sont enfournées, puis la porte du four est referméeo L'action du sys- tème de commandes automatiques est ensuite retardée pendant un laps de temps déterminé par la position du bouton 92 de la minuterie. Lorsque le contacteur 91 branché sur la canalisation se fermes le mécanisme de point de rosée entre en action, et l'élément chauffant 51 ainsi que le refroidis- seur associé agissent pour réchauffer et refroidir alternativement les élec- trodes 48 afin d'évaporer l'humidité condensée dans l'intervalle 47 qui les sépare, puis pour refroidir celles-ci au-dessous du point de rosée existant à ce moment.

   La température moyenne atteinte par le bloc de cuivre 56 pen- dant les cycles relativement rapides correspond au point de rosée de l'at- mosphère du four, la tension de thermocouple ainsi dérivée étant appliquée au réseau   36.   Si l'on suppose que la température du four reste fixe, un changement de la température du point de rosée détruit l'équilibre du ré- seau 36, de sorte que le moteur 37 se met à tourner dans un sens propre à corriger le déséquilibre, le moteur s'arrêtant quand l'équilibre est atteint. 



  Chaque fois que, par suite de la réaction de carburation, le point de rosée s'élève au-dessus de la valeur correspondant au potentiel de carbone désiré tel qu'il est déterminé par le réglage du potentiomètre 41, la came 35 tour- ne d'un angle suffisant pour fermer le contacteur 34 en ouvrant ainsi la vanne 32 pour augmenter le débit du gaz abaissant le point de rosée dans le four. Ceci se poursuit jusqu'à ce que par suite de l'action sus-décrite des électrodes   48.   du galvanomètre 75 et du thermocouple 71 le rétablisse- ment du point derosée convenable soit détecté. A ce moment, le réseau 36 aura réagi et la came 35 sera revenue assez loin par pivotement inverse pour ouvrir le contacteur 34 et fermer la vanne 32. 



     Si-,   notamment par suite du réglage manuel du potentiomètre   26,   la température du four change, le potentiomètre compensateur 84 agissant par suite du ré-équilibrage résultant du réseau 23,détruit defaçon corres- pondante l'équilibre du réseau 36 qui, comme précédemment, sera   ré-êquili-   bré à une autre température de point de rosée suivant les besoins (voir la figo 9) en vue du maintien du potentiel de carbone choisi à la nouvelle tem- pérature du four. 



   Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Appareil pour mesurer le point de rosée d'un gaz applicable notamment au traitement thermique de pièces en acier, par exemple dans un four de cémentation, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison deux électrodes isolées séparées par un étroit intervalle, une chambre dans la- quelle les électrodes sont placées pour éviter les perturbations dues à des courants d'air, une tuyère placée dans cette chambre pour projeter un cou- rant de gaz vers cet intervalle et dans celui-ci, un dispositif assurant un écoulement de gaz selon un débit uniforme à travers cette tuyère et hors de la chambre contenant les électrodes, un équipement pour refroidir et ré- chauffer alternativement les électrodes tout d'abord pour abaisser leur   tem-   pérature jusqu'à ce qu'une condensation se produise dans l'intervalle qui les sépare,

   puis pour élever leur température, enfin un système pour signa- ler les changements de température des électrodes, afin de réaliser les al- ternances requises entre le refroidissement et le réchauffement. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. 2. Appareil pour mesurer le point de rosée suivant la, revendica- tion 1, caractérisé en ce que les électrodes sont montées sur une plaque <Desc/Clms Page number 9> mince en une matière diélectrique telle que le verre et en ce qu'un agent mouillant recouvre cette plaque en travers de l'intervalle entre les élec- trodes, afin d'obliger le condensat à s'étaler rapidement d'une électrode à l'autre.
    3. Appareil pour mesurer le point de rosée suivant la revendica- tion 2, caractérisé en ce que l'intervalle entre les électrodes est obturé par le condensat, l'élément chauffant reçoit l'énergie par un circuit com- prenant un galvanomètre ou un autre instrument sensible au passage du cou- rant qui fait fonctionner un contacteur commandant le circuit du réchauffeur passant par un amplificateur.
    4. Appareil pour mesurer le point de rosée suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le gaz est un échantillon puisé à l'atmosphère gazeuse non oxydante de la chambre du four et en ce qu'un gaz influant sur le point de rosée est envoyé dans ladite atmosphère, l'arrivée de ce gaz par une vanne étant réglée par un dispositif de commande en réponse aux varia- tions du point de rosée de cet échantillon, de telle sorte que le potentiel de carbone de l'atmosphère gazeuse est maintenu sensiblement constant.
    5. Appareil pour mesurer le point de rosée appliqué,à un four suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le gaz non-oxydant est amené continuellement dans le four à partir d'un générateur ou d'une source d'alimentation et en ce qu'une certaine partie du gaz peut s'échapper conti- nuellement hors du fouro 6. Appareil de mesure du point de rosée appliqué à un four sui- vant la revendication 5, caractérisé en ce que le point de rosée est abais- sé en augmentant la quantité de gaz de commande dans ladite atmosphère ga- zeuseo 7.
    Appareil pour mesurer le point de rosée appliqué à un four sui- vant les revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le dispositif pour me- surer le point de rosée émet une impulsion au moyen de laquelle est ouverte ou fermée la vanne commandant l'arrivée du gaz de commande à partir de la source d'alimentation.
    8.Appareil pour mesurer le point de rosée appliqué à un four sui- vant la revendication 4, caractérisé en ce qu'un couple thermo-électrique placé près de l'intervalle entre les électrodes émet une impulsion quand le circuit est fermé, de sorte que la vanne commandant l'arrivée du gaz de com- mande au four est fermée.
    9. Appareil pour mesurer le point de rosée appliqué à un four suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le couple thermo-électri- que agit par l'intermédiaire d'un contrôleur enregistreur et d'un amplifica- teur, afin de commander l'ouverture ou la fermeture de la vanne pour régler l'arrivée du gaz de commande au four.
    10. Appareil pour mesurer le point de rosée appliqué à un four suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le contrôleur enregistreur peut être réglé par un potentiomètre, afin de faire varier le potentiel de carbone dans le four en vue de l'obtention des résultats désirés à partir du processus de traitement thermique.
    11. Appareil de mesure du point de rosée appliqué à un four sui- vant les revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la température régnant dans le four est commandée au moyen d'un réseau en pont équilibré qui peut être réglé de manière à faire fonctionner le four à une température prédé- terminée, l'impulsion engendrée par le couple thermo-électrique agissant sous la commande conjointe de ce réseau en pont et du contrôleur enregistreur <Desc/Clms Page number 10> pour actionner la vanne qui commande l'arrivée du gaz de commande au four.
    12. Appareil pour mesurer le point de rosée appliqué à un four suivant les revendications 4 à 11, caractérisé en ce que l'alimentation électrique des divers dispositifs de commande et de fonctionnement est pla- cée sous le contrôle d'une minuterie qui est armée quand la porte du four est refermée après avoir été ouverte pour le chargement du four, de sorte que le dispositif de commande automatique du four est mis au repos pendant un laps de temps prédéterminé.
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