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La présente invention concerne des fours et des procédés de chauf- fage, et particulièrement les fours du type comprenant un bain de sel com- me milieu, de traitement.
Les fours à bain de sel sont utilisés depuis longtemps pour chauf- fer des objets métalliquesMais ils sont coûteux, et ne sont pas complè- tement satisfaisants pour diverses raisons. Les fours à bain de sel anté- rieurement proposés appartiennent à deux types généraux: 1) ceux qui com- prennent des électrodes immergées dans le sel,et 2) ceux dans lesquels le sel est chauffé par conduction de la chaleur à travers un tube métallique immergé dans lequel est projetée la flamme.
Dans le cas des bains de sel chauffés par électrodes, ces dernières sont coûteuses et s'usent rapide- ment, ce qui rend le procédé coûteux;, Lorsque le sel est chauffé par con- duction à travers un pot métallique ou des tubes immergés dans le sel, ce dernier est contaminé par le métal et, chose peut-être plus importante, le degré de conduction et la vitesse de corrosion présentent une relation telle qu'il devient impossible de transférer dans le bain de sel suffisam- ment de chaleur pour réaliser avec succès un traitement à haute températu- re
On a découvert suivant l'invention un four et un procédé de trai- tement thermique qui permettent de remédier à ces inconvénients auxquels se heurtait antérieurement la technique de traitement thermique.
La présente invention fournit un procédé pour chauffer des objets métalliques sans le contact d'une flamme ou des gaz oxydants. Elle four- nit un dispositif et un procédé permettant de transmettre la chaleur d'une flamme à une masse de sel fondu puis de transférer le sel chauffé à une masse de traitement servant à chauffer le métal sans le contact de la flam- me et des gaz oxydants, et de renvoyer le sel froid de la masse de trai- tement à la masse de chauffage. De préférence,le transfert se fait sim- plement par convection. De préférence,on transfère directement la cha- leur d'une flamme à une portion d'un bain de sel fondu et on chauffe un objet métallique par immersion de celui-ci dans une portion adjacente du bain de sel fondu, en maintenant constamment l'objet hors du contact de la flamme et des gaz de combustion.
On prévoit de préférence un récipient réfractaire pour bain de sel, un couvercle formant une chambre de combustion au-dessus d'une portion du récipient réfractaire, un brûleur situé dans cette chambre de combus- tion et de préférence conçu pour diriger la flamme contre le plafond et les parois latérales de la chambre de combustion9 et un couvercle amovible au-dessus du reste du récipient, formant avec ce dernier un bac de traite- ment couvert. On prévoit des moyens tels que des chicanes pour limiter la flamme de combustion à la chambre de combustion.
Dans l'exposé général qui précède, on a donné certains objets, avantages et buts de la présente invention. D'autres objets, avantages et buts de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et du dessin ci-jointe sur lequel: - la figure 1 est une vue en plan d'un mode de réalisation pré- férentiel du four suivant la présente invention ; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une vue en plan d'un deuxième mode de réali- sation de la présente invention; - la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 4;
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- la figure 6 est une vue en plan d'un troisième mode de réali- sation de la présente invention, et - la figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6.
Si l'on se réfère aux figures du dessin, on voit un récipient réfractaire 10, de forme générale rectangulaire. Une chambre de combus- tion 11 est formée le long d'une paroi du récipient 10, par une paroi voû- tée 12, et des prolongements verticaux des parois 10a, 10b et 10c du réci- pient. Un couvercle amovible 13 repose sur la paroi voûtée 12, et sur les prolongements verticaux des parois 10a, 10b et 10c du récipient, pour com- pléter la chambre de combustion. Une ouverture 14 est prévue dans le cou- vercle ou plafond 13, pour évacuer les gaz de combustion de la chambre de combustion dans une cheminée 15.
Des brûleurs à gaz 16 sont montés dans des orifices 17 de la chambre de combustion 11, et sont dirigés de manière à frapper le plafond ou couvercle 13, afin de rayonner la chaleur vers le bas, en direction du fond du récipient 10.
Un couvercle coulissant 18 est prévu au-dessus de la portion du récipient qui n'est pas comprise dans la chambre Il. Le couvercle 18 peut coulisser sur des rails 19 et arriver sur une plateforme de soutien 20, de manière à ouvrir toute la zone du récipient située en dehors de la chambre de combustion. Un bain de sel 21 est prévu dans le récipient et s'étend au-dessous de la chambre de combustion 11, en passant par la paroi voûtée 12, pour arriver dans la portion du récipient située au-dessous du couver- cle 18. On chauffe le bain 21 jusqu'à ce qu'il soit fondu, et on le main- tient à l'état fondu par la chaleur qui se réfléchit sur le plafond 13. La chaleur se réfléchit et frappe directement la surface du sel sans interpo- sition d'aucun conducteur métallique de chaleur.
Cela entraîne un trans- fert de chaleur de la flamme au sel 21, beaucoup plus rapide qu'il n'est possible d'y arriver par convection à travers une plaque métallique en con- tact avec le sel, ainsi que cela se faisait antérieurement. Cette vitesse accrue de chauffage et de transfert de chaleur apparaît comme due à la transductibilité et à la conductibilité du bain fondu, aboutissant à une absorption plus rapide de la chaleur de la flamme.
On introduit les objets à chauffer dans le bain de sel à travers l'ouverture qui apparaît lorsqu'on déplace le couvercle 18 pour l'amener sur la plateforme de soutien 20. Les objets situés dans le bain 21 ne sont jamais en contact avec la flamme de chauffage ni avec les gaz de combus- tion, et étant donné que le taux de transfert de chaleur de la flamme au bain fondu est beaucoup plus élevé et plus efficace que celui obtenu dans les dispositifs antérieurs, il s'ensuit que le transfert de chaleur à l'ob- jet traité est également plus élevé, ce qui aboutit à une économie notable de temps et à une plus grande efficacité et à la production d'objets dont les surfaces sont en meilleur était que celles des objets chauffés en pré- sence de la flamme de combustion.
On peut placer des tubes injecteurs d'air 22 dans les parois du récipient 10, pour injecter de l'air dans le bain de sel fondu, afin de dé- placer le bain et d'éliminer ainsi toute possibilité de chauffage irrégu- lier et de formation de "points morts" dans le bain.
Sur les figures 4 et 5, on a représenté un deuxième mode de réa- lisation de la présente invention, dans lequel on prévoit un récipient 30, de préférence de forme rectangulaire, fait en matière réfractaire appro- priée. Le récipient 30 repose sur des poutrelles 31 en Io Une enveloppe à fond ouvert 32, est formée en partie par les prolongements vers le haut de la paroi arrière et des portions adjacentes des parois latérales du ré- cipient, celles-ci étant reliées par une paroi verticale 33 qui fait sail- lie sur une courte distance dans le récipient, un élément de toiture amovi-
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ble 34, complétant l'enveloppe et formant une chambre de combustion 35.
Un plafond 34 est muni d'un ou plusieurs orifices de brûleurs, 36, pourvus d'ajutages de brûleurs, 37, dirigés vers le bas, en direction du fond du récipient 30. Chaque brûleur est relié de façon ordinaire à des conduites d'amenée de combustibles
La partie du récipient 30 qui n'est pas couverte par l'enveloppe forme une zone de traitement dans laquelle la pièce est chauffée par du sel fondu 38, Cette zone de traitement est normalement fermée par un cou- vercle réfractaire 39, qui présente deux rangées de fentes verticales 40, à travers lesquelles passent les extrémités supérieures de poutres 41 en Ua Les poutres en U sont munies d'extrémités en T, supportées par des-chevil- les 43 traversant des cornières courtes et parallèles 20 et une poutrelle en U, 21, montée au-dessus du couvercle.
Les supports sont faits de pré- férence de matière réfractaire et peuvent supporter des barres réfractaires 44, qui maintiennent la pièce, 45, indiquée.en pointillé sur la figure 5.
Une fente 24 est pratiquée dans le couvercle réfractaire 39 pour permettre au gaz de combustion de s'échapper de la chambre de combustion.
Du fait que la flamme et la chaleur sont dirigées vers le bas sur le bain de sel, le bain s'agite et transfère la chaleur communiquée par la flamme dans la portion de traitement du bain, et transmet la chaleur de la flamme à l'objet à traiter avec une vitesse bien supérieure à celle qui est possible avec d'autres dispositions de bain de sel, sans que la flamme ni les gaz de combustion puissent entrer en contact avec l'objet à chauffero
Dans la paroi arrière du four sont noyés plusieurs tubes verti- caux 46, dont les extrémités inférieures sont tournées vers l'avant, vers la paroi inférieure du récipient 30. Les extrémités supérieures des tubes sont munies de pièces en T, 47, qui sont reliées par des tubes 48 et 49 à des sources respectives d'air et de gaz combustible, non représentées.
Chacun de ces tubes est muni d'une vanne 50, de sorte que l'on peut diriger de façon continue vers le sel fondu, soit l'air seul, soit le gaz seul, soit tout mélange désiré de ceux-cio De cette façon, on peut régler le ca- ractère du bain de sel, car on peut y introduire de l'oxygène, ou bien lui en enlever par combustion, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter des agents chimiques à cet effet.
Sur les figures 6 et 7, on a représenté un troisième mode de réa- lisation de la présente invention, dans lequel on prévoit un récipient 60 similaire au récipient 10 des figures 1 à 3. Structurellement, cet ensem- ble est similaire à celui des figures 1 à 3, et comprend une paroi voûtée 61, et des prolongements verticaux des parois.latérales du récipient 60, formant une chambre de combustion 62 d'un côté du récipient. Dans le mo- de de réalisation représenté sur les figures 6 et 7, cependant, on prévoit, dans la chambre de combustion 62, entre le sommet et le fond, une plaque de céramique 63, qui est chauffée à l'incandescence par la flamme de la chambre de combustion. La chaleur rayonnante de la plaque incandescente 63 frappe le bain de sel et est absorbée par celui-ci.
La plaque de céra- mique 63 empêche les gaz de combustion d'atteindre le sel, et élimine ainsi toute possibilité de contamination du sel par les produits de combus- tion.
Le procédé et l'appareil de la présente invention sont capables de réaliser des résultats surprenants quant à l'efficacité et au rendement.
Cela provient en grande partie du fait que la quasi-totalité du pouvoir ca- lorifique de la flamme du brûleur peut être transmise au bain de sel, tan- dis que dans les procédés de chauffage courants, une grande partie de la chaleur de chauffage se perd., et qu'il existe toujours un risque de conta-
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mination par les cuves ,contenant le métal. Les bains de sel suivant la présente invention peuvent être chauffés à des températures supérieures à 1100 C sans difficulté, et on a pu maintenir des températures voisines de 131500. Les fours ordinaires à bain de sel, chauffés au gaz, sont limités à des températures de l'ordre de 870-930 C.
On a décrit et représenté certains modes de réalisation préfé- rentiels de la présente invention, mais il est entendu que l'on peut réa- liser l'invention autrement, sans sortir du cadre de celle-ci.
REVENDICATIONS.
1. - Four à bain de sel comprenant un récipient réfractaire ayant une partie dans laquelle on produit le chauffage, à une extrémité, et à l'autre extrémité, une partie où se fait le traitement, un bain de sel dans ledit récipient en dessous du niveau du sommet du récipient, un couvercle amovible pour la partie de traitement, pour permettre l'introduction dans celle-ci et le retrait hors de celle-ci, d'articles de métal à chauffer, une enceinte à fond ouvert couvrant ladite partie où on produit le chauf- fage, et formant une chambre de combustion communiquant à sa base avec la partie supérieure du récipient, où se fait le traitement, et un brûleur monté au haut de ladite enceinte en une position propre à diriger sa flam- me vers le bas vers la surface supérieure du bain de sel,
l'extrémité op- posée du four étant pourvue d'un orifice de sortie pour les gaz de combus- tion provenant du brûleur.
2. - Four à bain de sel comprenant un récipient réfractaire ayant une partie dans laquelle on produit le chauffage à une extrémité, et à l'autre extrémité, une partie où se fait le traitement, un bain de sel dans ledit récipient en dessous du niveau du sommet du récipient, un couvercle amovible pour la partie de traitement, pour permettre l'introduction dans celle-ci, et le retrait hors de celle-ci, d'articles de métal à traiter, à chauffer une enceinte, à fond ouvert couvrant ladite partie où on pro- duit le chauffage et formant une chambre de combustion communiquant à sa base avec la partie supérieure du récipient, où se fait le traitement, le haut de l'enceinte étant muni d'une ouverture verticale pour le brûleur,
et un brûleur monté au haut de la dite enceinte en une position propre à diriger sa flamme à travers la dite ouverture vers la surface supérieure du bain de sel, l'extrémité opposée du four étant pourvue d'un orifice de sortie pour les gaz de combustion provenant du brûleur.
3. - Four à bain de sel comprenant un récipient réfractaire ayant une partie dans laquelle on produit le chauffage à une extrémité, et à l'au- tre extrémité, une partie où se fait le traitement, un bain de sel dans ledit récipient en dessous du niveau du sommet du récipient, un couvercle amovible verticalement pour ladite partie de traitement, des moyens de sus- pension suspendus au couvercle et propres à soutenir la matière à traiter dans le récipient, une enceinte à fond ouvert couvrant ladite partie où on produit le chauffage et formant une chambre de-combustion communiquant à sa base avec la partie supérieure du récipient, où se fait le traitement et un brûleur monté au haut de ladite enceinte en une position propre à diriger sa flamme vers le bas vers la surface supérieure du bain de sel,
l'extrémité opposée du four étant pourvue d'un orifice de sortie pour les gaz de combustion provenant du brûleur.
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