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Installations de recuit.
La présente invention se rapporte à des instal- lations de recuit de bandes métalliques et en particuliar à un appareillage pour maintenir sans humidité la bande intro- duite dans un four vertical de recuit.
Les fours verticaux de recuit ont été récemment développés et utilisés dans le but d'obtenir un recuit bril- lant de bandes d'acier inoxydable. Bien que des résultats améliorés aient été obtenus par l'utilisation de tels fours verticaux de recuit, une difficulté s'est faite jour dans la mise en pratique commerciale en raison de l'humidité qui est introduite dans la chambre verticale de recuit. Quand bien même des joints ont été utilisés au point d'entrée par lequel la bande passe dans le dispositif vertical à recuire, il a été prouvé que la bande Introduit manifestement de l'humidité dans la chambre de recuit.
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De nombreuses tentatives ont été faites pour résoudre ce problème, mais, jusqu''- la présente invention, de telles tentatives n'ont pas été satisfaisantes. Par exem- ple, un chauffage par infra-rouges et un chauffage par in- duction de la bande verticalement mohile, juste avant son entrée A travers le joint dans la chambre verticale de re- cuit, ont été tenté 3 sana succès du fait que l'humidité éli- minée de la bande en mouvement vertical réapparaît manifes- toment dans l'espace limité au-dessus de l'équipement de chauffage vers le joint et est conduite à partir de cet es- pace dans la chambre de recuit, Pareillement,
les ensembles classiques de chauffage par induction ne sont pas satisfai- santa pour leur utilisation avec la bande en mouvement ver- tical car la bande qui n'est pas supportée présente usuel-
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lèvent des ondulations ou des vaguas résultant de* Qp4z%# tions antérieures qui rendent sensiblement impossible le maintien '.' -n jeu uniforme entre la bande et de tels r4unauz- .r0\lrS par induction et empêchent souvent le passage de la #-¯dc à travers l'ouverture du réchauffeur à induction.
Un objet de la présente invention est de pré- voir, dans une installation de recuit ayant un four verti- cal de recuit pour le recuit brillant de bandes d'acier ino- xydable, un chauffage efficace de la bande tout en la main- tenant on position plane, en vue d'éliminer de façon effec- tive l'humidité de ladite bande et de développer une cha- leur suffisante dans celle-ci, afin de maintenir la bande sèche lorsqu'elle entre dans le four vertical de recuit.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir, dans une installation de recuit ayant un four vertical de recuit pour le recuit brillant de bandes d'acier inoxydable, un passage de la bande sur un organe à rouleau non magnétique, en vue de maintenir la bande plate contre cet organe à rouleau et de conduire la bande verticalement au four de recuit, un chauffage par induction de cette bande
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lorsqu'elle est maintenue plate en vue d'en éliminer l'hu- midité et de développer une chaleur suffisante dans ladite bande pour la maintenir sèche lorsqu'elle entre dans le four vertical de recuit.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir, dans une installation de recuit ayant un four ver- tical de recuit pour le recuit brillant de bandes continues d'acier inoxydable, un organe à rouleau non magnétique en dessous du four vertical de recuit, disposé pour maintenir la bande plate sur une portion prédéterminée de la surface de cet organe à rouleau et conduire la bande verticalement au four de recuit, et un ensemble de chauffage à induction
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cintré, disposé à un intervalle prédéterminé de ladite l' <1 tion de surface de cet organe à rouleau pour r4chtiufi',x . fieamment la bande alors qu'elle est mai!tenue plane, en vue d'en éliminer l'humidité et de maintenir la bande 1 ' tandis qu'elle se meut verticalement dans le four vert4r.,, de recuit.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique et en fera apparaître d'autres particularités.
La figure 1 est une représentation schématique d'une installation de recuit suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en élévation latérale et à plus grande échelle d'une réalisation de l'invention, telle qu'utilisée dans l'installation de recuit dans la fi- gure 1.
La figure 3 est une vue en élévation frontale de l'appareillage de la figure 2 avec des parties enlevas.
La figure 4 est une vue en élévation latérale et à plus grande échelle d'une partie de l'appareillage on la figure 2.
La figure 5 est une vue en élévation frontale de l'appareil illustré à la figure 4. Il\
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En se rapportant à la figure 1, la présente invention est illustrée en référence à une installation de recuit dés'rnée dans eon ensemble par le chiffre de référen- ce 10 et utilisée pour effectuer le recuit brillant d'une bande 12 d'acier inoxydable, ladite bande étant distribuée et se déplaçant dans la direction illustrée par les flèches à partir d'une bobine dévideuse 14 jusqu'à une bobine enrou- leuse 16. Comme illustré, la bande 12 provenant de la bobine 14 passe à travers des rouleaux orienteurs 18 et un ensemble soudeur 20 qui est utilisé pour souder les extrémités des enroulements successifs en une bande continue.
Puis, la ban- de 12 traverse successivement l'ensemble à rouleaux 22 limi- teur d'entrée, un rouleau orienteur d'entrée 24, un ensem- ble accumulateur 26 du genre illustré dans le brevet améri- cain N 2.797.089, un rouleau de sortie 28, un rouleau de guidage 30, un ensemble limiteur de vitesse de la ligne 32, un four vertical de recuit 34, un rouleau de mise en tension 36 à la sortie du four, un ensemble limiteur 38, un rouleau orienteur 40, un ensemble accumulateur 42 semblable à l'en- semble 26, un rouleau de sortie 44, un ensemble limiteur de tension 46, un rouleau de guidage 48 et un ensemble de dé- coupe 50, jusqu'à la bobine enrouleuse 16.
Les figures 2, 3, 4 et 5 représentent l'ensem- ble 32 limiteur de tension de la ligne qui est disposé dans l'installation de recuit 10 en dessous du four vertical de recuit 34 pour fournir verticalement la bande 10 à travers le joint d'entrée de ce four, non représenté, et les cons- tituants de cet ensemble qui sont illustrés de façon plue détaillée.
Comme illustré aux figures 2 et 3, ltensemble 32 de construction standard comprend des organes à rouleaux supérieur et inférieur 52 et 54 respectivement avec leurs axes horizontaux de support 56 et 58 légèrement déplacés de telle sorte que lorsque la bande 12 quitte l'organe à rouleau inférieur 54 elle se déplace verticalement vers le
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four de recuit 34, Les extrémités des arbres 56 et 58 sont montées dans des paliers convenables, non représentée, fixés sur des élément .structuraux terminaux 60 et 62 supportés par dos poutres on I 64 et 66, elles-mêmes respectivement supportées par des poutres transversales en I 68 et 70 sur les fondations.
En accord avec la présente invention, l'or- gane à rouleau intérieur 54 est formé en une matière non magnétique dont l'objet sera expliqua plus complètement ci- après. C'est ainsi que le rouleau 54 est formé en acier ino. xydable ou bleu ce rouleau 54 est constitué comme représenté à la figure 4 par un noyau 53 en acier inoxydable non magne- tique et une couche superficielle 55 d'une matière non magné- tique douce, telle que des bandes de bois (érable dur), ay- ant une épaisseur de 12,7 & 101 mm et de préférence d'envi- ron 50 mm pour assurer que la bande 12 ne soit pas rayée ou détériorée d'autre manière lorsqu'elle passe autour du rouleau 54.
A la place d'une coucha extérieure.de bois on estime qu'une telle couche peut être formée par un élasto- mère tel que, par exemple, le polyéthylène chlorosulfonaté vendu sous la marque (Hypalon), par une autre résine synthé- tique à haute température eu par du caoutchouc. Dans un tel cas la couche extérieure 55 n'a besoin que d'être d'une épaisseur de 12,5 à 25 mm.
En vue d'éliminer toute humidité accumulée qui pourrait être présente sur la surface de la oande 12 et pour développer dans cette bande une température suffisante, telle que ladite bande 12 soit chauffée au-dessus du point d'ébullition de l'eau et conserve cette température lors- qu'elle se déplace verticalement depuis le rouleau 54 à tra- vers le joint, non représenté, et dans le four vertical de recuit 34, on utilise un ensemble cintré 72 de chauffage à induction qui, de préférence, est construit et disposé pour avoir un contour cintré complémentaire de la surface courbe du rouleau 54 et qui en est espacé pour obtenir en-
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tre eux un intervalle prédéterminé fonction de l'épaisseur de la bande 12 qui passe. travers cet intervalle.
L'ensem- ble à induction 72, comme représenté plus clairement aux figures 4 et 5, est constitue par une Multiplicité d'élé- !sots transversaux creux en cuivre 74-76, 78-80 et 62-84 refroidis à l'eau ot conducteurs de courant, qui sont dispo- sés sensiblement parallèles entre eux et agences pour donner un contour ccurbo. Les b&rres transversales conductrices sont ronfles espacées sur une pluralité de flasques-supports parallèles 86 en matière isolante,
espaces et 'étendant verticalement ces flanques 66 1 t appuyant sur une plaque de base horizontale 90 ot étant fixés à des supports espaces 92 s'étendant verticalement et qui sont montes sur la plaque de base 90. Les barres transversales conductrices ont de préférence une longueur telle qu'elles s'étendent transver- salement par rapport à la surface du rouleau 54 pour assu- rer un c. uffage convenable de la banda 12 lorsqu'elle passe autour de ce rouleau.
Dans l'ensemble illustré, une barre collectrice creuse 94 est rellée à un feeder monté à distance de et iso- lé par ra/port à un second feeder 98. La barre collectrice 94 est munie d'un écoulement 100, de telle sorte qua le ré- frigérant, tel que de l'eau, puisse s'écouleur à travers cette barre pour la refroidir de façon efficace lorsque l'en- semble à induction 72 est mis sous tension. En vue d'isoler électriquement les feedres 96 et 98, un bloc 102 et matière isolante convenable est disposé entre eux.
Une extrémité de la barre 74 est munie d'une jonction d'entrée 104 et est ausi reliée électriquement au moyen d'une plaque de cuivre 106 au feeder 98 par l'intermédiaire de boulons 108, l'au- tre extrémité de la barre conductrice 74 étant reliée par un étrier creux conducteur 110 à l'extrémité voisine de la barre conductrice 76. L'autre extrémité de la barre 76 est munie d'un écoulement de réfrigérant 112 et est reliée par
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des plaques de cuivre 114 et 116 à l'extrémité adjacente de la barre conductrice 78 qui est aussi munie d'une jonc- tion d'entrée de réfrigérant 118.
De même, l'autre extrémité de la barre 78 est reliée par un étrier creux 120 à l'extré- mité voisine de la barre conductrice 80 dont l'autre extré- mité comporte un écoulement de réfrigérant 122 et est re- liée électriquement par des plaques de cuivre 124 et 126 à l'extrémité adjacente de la barre conductrice 82 qui possè- de une jonction d'entrée de réfrigérant 127. Pareillement, la barre 82 est reliée à son autre extrémité par un étrier creux conducteur 128 à l'extrémité voisine de la barre con- ductrice 84 qui porte à son autre extrémité un écoulement de réfrigérant 130 et qui est reliée par des plaques do cuivre 132 et 134 à la barre collectrice 94 rofroidie à l'eau qui, comme indiqué précédemment, est reliée au feeder 96.
Lorsque les feeders 96 et 98 sont connectés à une sour- ce do courant convenable, non représentée, et que les dif- férents écoulements et entrées sont reliés pour permettre l'écoulement du réfigérant à travers la barre collectrice et les feeders assemblés et à travers les barres conductri- ces, l'ensemble à induction 72 peut Cire actionné effica- cement pour chauffer la bande 12 par induction,
Comme illustré plus clairement & la figure 4, 1'ensemble cintré de chauffage par induction 72 est monté, de préférence,
de telle sorte qu'il puisse être déplacé ra- dialement par rapport au rouleau 54 en vue d'ajuster l'es- pacement ou l'intervalle entre la surface du rouleau et les barres inductrices jusqu'à une valour prédéterminée pour être en conformité avec une épaisseur donnée de la bande 12.
Dans ce but,l'ensemble à Induction 72 est monté sur un support fendu 136 comportant une pièce supérieure 138 mobile et une pièce inférieure 140 fixe, respectivement mu- nies de surfaces conjuguées d'engagement et de support en biais 142 et 144, le biais de ces surfaces étant disposé
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suivant une ligne sensiblement par-allèle 4 une ligne partant du centre de l'ensemble des barres conductrices et qui est tracée radialement par rapport au rouleau 54, de telle sor- te que, lorsque la pièce supérieure 138 du support 136 est déplacée par rapport à sa pièce inférieure 140, l'ensemble à induction 72 est ajusté radialement par rapport au rouleau 54.
Les deux pièces du support 136 sont fixées ensemble au moyen d'une multiplicité de boulons 146 qui traversent des trous de boulons alises formés aux les pièces respectives.
En vue de permettre l'ajustement décrit de la pièce supé- rieure 138 par rapport à la pièce inférieure 140, les troue de boulons dans la pièce supérieure 138 ont une òrme oblon- gue s'étendant verticalement, comme représenté en 148, afin d'avoir une longueur verticale égale à environ trois foie le diamètre du boulon, de telle sorte qu'un mouvement dans l'étendue de la hauteur des trous de boulons 148 peut être obtenu.
L'ensemble à induction 72 est fixé dans l'une quel- conque de ses positions réglées en serrant simplement les boulons 146, compte tenu de ce que dans l'une quelconque de ses positions réglées les intervalles entre la barre con- ductrice terminale 74 et la surface du rouleau 54 et entre la barre conductrice terminale 84 et la surface dudit rou- leau 54 sont sensiblement égaux pour s'accomoder à une bande d'épaisseur prédéterminée.
Comma illustré aux figures 2 et 4, l'ensemble à induction 72 a ses barres inductrices 74 à 84 disposées à distance les unes des autres de façon à couvrir une sur- face courbe sensiblement équivalente à un secteur de 90 de la surface d'enroulement de la pièce 54, l'ensemble 72 étant disposé en dessous de l'axe horizontal de l'arbre 58.
Lors- que cet ensemble est ainsi positionné, on voit que son ac- tion de chauffage est communiquée à la bande 12 alors que celle-ci est maintenue fermement contre la surface du rou- leau sur la largeur de la bande, de telle sorte que cette
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dernière est en condition plane par rapport à toute ligne horizontale lorsque la bande passe au-dessus de 1'ensemble à induction 72.Comme on peut le comprendre, tandis que la bande 72 est en prise avec le rouleau 54 comme représenté, l'ensemble à induction 72 peut être positionne en un point quelconque en dessous de l'axe dudit rouleau 54 au lieu de l'être Uns le secteur particulier illustre.
Dans tous les cas, cet ensemble est disposé de telle sorte que le chauf- fate de la bande 12 est effectue alors que ladite bande est maintenue plane sur le rouleau 54 et avnt que cette bande
12 ne passe verticalement du rouleau 54 dans le four verti- cal de recuit 34. L'intervalle entre chacune des barres in- ductrices terminales 74 et 84 et la surface d'enroulement du rouleau 54 est compris usuellement entre 4,7 et 7,9 mm, suivant l'épaisseur de la bande 12 et la température quo l'on désire maintenir dans cette bande lorsqu'elle pénètre dans le four de recuit 34.
Pratiquement, l'équipement de recuit 10 est utilisé en général pour effectuer le recuit brillant d'une bande 12 d'acier inoxydable ayant une largeur inférieure à
890 mm et une épaisseur inférieure à 2 mm et entraînée à des vitesses inférieures à 91,4 m/min. Les fonctions des différents ensembles illustrés schématiquement à la figure
1, à l'exception de l'ensemble du dispositif à induction
72 ne seront pas décrites car elles sont bien connues dans l'industrie. L"ensemble à induction 72 étant dispose adja- cent au rouleau non magnétique 54 mis sous tension et refroi- di comme indiqué précéderont, la bande 12 est effectivement chauffée par induction tout en étant maintenue plane, pour en enlever toute l'humidité.
De plus, le chauffage de la bande 12 est contrôlé de telle sorte qu'il s'y développe une température d'une hauteur suffisante pour que la bande
12 conserve, lorsqu'elle se meut verticalement à partir du rouleau 54 vers et à travers le joint d'entrée, non repré-
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sonté, du four vertical de recuit 34, une température qui est supérieure au point d'ébullition de l'eau, soit 100 C. si bien que l'humidité n'est pas transportée par la bande dans le four 34.
La distance de transport de la bande 12 mue verticalement depuis le rouleau 54 jusqu'au joint d'en- trée, non représente, du four 34 est habituellement de 2,4 à 3 m et puisque la bande se déplace à dos vitesses infé- rieures à 91,4 m/min, on se rend compte que la bande subit une faible porte de chaleur pendant un tel déplacement ver- tical. Un pratique, avec un intervalle de 7,9 tara et l'ensem- ble à induction 72 travaillant uniquement à 35% de sa puis- aance nominale de 100 kw (10.000 cycles) et avec une vites- se de bande d'uniquement 21,3 m/min., l'ensemble inducteur 72 est efficace pour développer une température de 121 C dans la bande lorsqu'elle passe dans cet intervalle.
La bande retient suffisaient de chaleur pendant son trajet vertical, le telle sorte qu'elle a une température mesurée de 107,2 C lorsqu'elle pénètre dans le joint du four do re- cuit 34 pour empêcher ainsi toute accumulation d'humidité sur elle, en raison d'une condensation de l'humidité de 1 'atmosphère, avec le résultat direct qu'un fini de surface extrêmement brillant est obtenu pendant le recuit de la bande dans le four 34.
Bien que l'invention ait été décrite en se ré- férant à l'utilisation d'un rouleau non magnétique comme organo d'enroulement inférieur 54 de l'ensemble limiteur à rouleaux 32 on voit que les mêmes résultats sont obtenus si l'ensemble limiteur à rouleaux 32 est repositionné sur la gauche, comme représenté à la figure 1, et si un rouleau tendeur en matière non magnétique est disposé en dessous du four de recuit 34 pour coopérer avec 1'ensemble de chauffage à induction 72 tel que décrit dans la réalisation précéden- te.
Si un rouleau tendeur est utilisé, et étant donné qu'au- cun glissement n'est auri, uri tel rouleau peut être formé
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complètement en acier non magnétique et avoir un diamètre légèrement plus grand que l'organe d'enroulement inférieur de l'ensemble limiteur à rouleaux de telle sorte qu'une meilleure dissipation de chaleur dans le rouleau tendeur est obtenue,
En positionnant l'ensemble de chauffage à in- duction 72 par rapport à la surface d'enroulement, comme pré- cédemment décrit, on obtient un chauffage de la sande lors* que l'ensemble de chauffage est uniquement disposé au voi- sinage d'un coté de la bande.
De plus, dans le cas où dos
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intervalles importants seraient normalement à utiliser si la bande passait à travers des réchauffeurs à induction lises de façon habituelle, par suite des ondulations ut gués présentes dans la bande enroulée à .:rc1'j, et l'C..I..: ainsi impraticable une induction efficace de chaleur ds.r . la bande, la présente invention rend possible le chauff' de la bande sur l'un de ses C't4s tout en la maint cnc..m "1 ne et pour cela l'utilisation d'un intervalle réduit, c'o.: résulte un chauffage efficace et rapidement obtenu tandis que la bande est en déplacement.
Les revendications qui vont suivre et qui ne présentent aucun caractère limitatif, ont simplement pour but d'énoncer un certain nombre de particularités pr1ncî' les et secondaires de l'invention, ces particularités 1' ')- vant être prises isolément ou en toutes combinaisons possi- bles.
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