Creuset. L'invention est relative à un creuset pour les traitements thermiques des métaux dans des bains de sels.
Actuellement pour effectuer ces traitements, en particulier pour chauffer des pièces d'acier à tremper dans un bain de sels, on utilise soit des creusets métalliques en une pièce, soit des creusets en graphite.
Les creusets métalliques en une pièce présentent le défaut que le creuset se dé tériore aux hautes températures sous l'action de l'oxygène de l'atmosphère qui en attaque les parois, lesquelles s'amincissent de ce fait et deviennent rapidement inutilisables. Ceux en graphite, par contre, sont détériorés aux hautes températures, par l'action des sels sur les constituants acides, tels que. des silicates, des aluminates etc., contenus en grande quantité dans le graphite du creuset, qui se fendille ou s'écaille.
L'objet de l'invention est un creuset en deux parties: une enveloppe extérieure réfrac taire et relativement inoxydable et un revê tement intérieur, facilement amovible, en une matière résistant à l'action des sels aux hautes températures, un certain intervalle étant maintenu entre ces deux parois pour permettre au revêtement intérieur de se dilater librement dans tous les sens et des moyens étant prévus pour isoler de l'atmos phère la surface intérieure de l'enveloppe se. trouvant au-dessus du niveau du bain de sels à l'intérieur du creuset.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention. Les deux figures du dessin sont des coupes verticales axiales de ces formes.
En se reportant à la fig. 1, qui représente la première forme d'exécution, on voit que 5 désigne un four au bas duquel sont ménagées des bouches d'écoulement 6 à travers les quelles peuvent s'écouler le trop-plein et les fuites des sels liquides. Un socle 7 est fixé au milieu du fond de ce four pour supporter le creuset proprement dit. Celui-ci comporte une enveloppe extérieure 8, construite ou moulée en graphite ou en tout autre matière relativement inoxydable. Le fond plat de cette enveloppe extérieure vient reposer sur le socle 7, tandis que la partie supérieure vient s'engager dans l'entrée 9 dri four.
Le four â est recouvert, à sa partie supérieure, d'une plaque 11, dans laquelle est ménagée une entrée correspondante à celle du four, mais ayant une section un peu plus grande. Sûr cette plaque 11 repose u ri cercle 10 ayant une section en -j-, dont la partie inférieure recouvre la surface supérieure de l'enveloppe extérieure 8. 12 indique la paroi in térieure métallique du creuset proprement dit, laquelle repose, par une bride 13 qu'elle porte à sa partie supérieure sur le cercle 10, de manière à être maintenue sur tout son pourtour, à un certain intervalle de l'enveloppe 8, dont elle épouse la forme interne.
Cette paroi 12 formant revêtement peut être en tout alliage métallique, tel que par exemple l'acier trempé, le fer forgé etc. L'espace libre inter médiaire entre l'enveloppe 8 et le revêtement 12, indiqué en 14 permet la dilatation du corps métallique 12 dans toutes les directions et empêche en particulier que le fond de ce corps 12, en venant appuyer sur le fond de. l'enveloppe 8, ne soulève la bride 13 sur le cercle 10, ce qui permettrait à de l'air de pénétrer dans l'intervalle annulaire 14. Ce petit volume d'air qui se trouve normalement dans cet intervalle 14 en est chassé aux hautes températures.
Comme le creuset, à l'usage, n'est jamais entièrement rempli par le bain de sels, pour empêcher que la partie supérieure restée vide rie soit détériorée par oxydation aux hautes températures, on utilise une pièce annulaire 15 dont la partie cylindrique, s'emboîtant dans le revêtement intérieur 12 du creuset est d'un diamètre plus petit que le diamètre in térieur de ce revêtement, de manière à mé nager entre elle .et lui un espace annulaire 17 et dont la bride supérieure 16 repose sur la bride 13 du revêtement 12. La hauteur de cette pièce est calculée de manière à ce qu'elle plonge dans le bain de sels, isolant ainsi la partie supérieure de la surface in terne du creuset de l'atmosphère.
Lorsque cette pièce 15 est détériorée par oxydation, elle peut être facilement remplacée, ce qui revient bien meilleur marché que de rem placer tout le revêtement 12 du creuset. En pratique ce remplacement n'est pas né cessaire parce que cette pièce 15 continue à rem plir son rôle de protection même lorsqu'elle est oxydée. En effet, pourvu que la paroi de cette pièce reste étanche à l'air, son amin cissement ne diminue pas ce rôle de protec tion, au lieu que, en l'absence de cette pièce 15, l'amincissement de la paroi du revêtement 12, laquelle doit avoir une section transver- sale suffisante pour supporter le poids du bain et son propre poids, rendrait rapidement ce revêtement inutilisable.
La pièce 15 peut être en un métal quelconque, pourvu qu'il soit étanche à l'air. L'oxydation par le petit volume d'air contenu dans l'espace 17, du revêtement 12 est sans importance.
Dans la forme d'exécution représentée fig.2, le creuset comporte une enveloppe 8' en acier fondu et un revêtement intérieur 12' en acier laminé. De cette manière, le bain contenu par le creuset ne peut pas atteindre l'enveloppe poreuse 8'. C'est pourquoi cette paroi extérieure 8' conserve efficacement son rôle de protecteur du revêtement intérieur pendant une durée relativement longue, sans qu'il soit nécessaire de la changer par suite son oxydation.
Dans cette forme la bride 13 du revête ment 12' repose directement sur le bord su périeur de l'enveloppe 8'.
On voit que dans ces deux formes d'exé cution les sels contenus par le creuset -ne viennent pas en contact avec l'enveloppe extérieure du creuset en matière plus ou moins inoxydable, qu'ils sont susceptibles d'attaquer, tandis que le revêtement intérieur métallique, qu'ils n'attaquent pas, est isolé complètement de l'oxygène de l'atmosphère et des produits de la combustion, qui l'atta queraient si ce contact existait.
Le fait que le revêtement 12 peut se dilater ou se contracter librement dans tous les sens permet de solidifier par refroidisse ment les sels liquides qui y sont tenus lors qu'on désire les enlever sans que cela pré sente de danger pour le creuset lui-même. Le revêtement intérieur du creuset est de préférence en un métal: fer forgé ou acier, contenant moins de 2 /o de carbone, pour pouvoir résister aux sels lorsque le bain est chauffé à de très hautes températures, par exemple au-dessus de 1000 o C.
Crucible. The invention relates to a crucible for heat treatment of metals in salt baths.
Currently, to carry out these treatments, in particular to heat pieces of steel to be quenched in a salt bath, either one-piece metal crucibles or graphite crucibles are used.
One-piece metal crucibles have the defect that the crucible deteriorates at high temperatures under the action of atmospheric oxygen which attacks its walls, which thereby become thinner and quickly become unusable. Those in graphite, on the other hand, are deteriorated at high temperatures, by the action of salts on the acid constituents, such as. silicates, aluminates etc., contained in large quantities in the graphite of the crucible, which cracks or flakes.
The object of the invention is a crucible in two parts: a refractory and relatively stainless outer casing and an inner coating, easily removable, of a material resistant to the action of salts at high temperatures, a certain interval being maintained. between these two walls to allow the interior lining to expand freely in all directions and means being provided to isolate the interior surface of the envelope from the atmosphere. located above the level of the salt bath inside the crucible.
The appended drawing represents, by way of examples, two embodiments of the object of the invention. The two figures in the drawing are axial vertical sections of these shapes.
Referring to fig. 1, which represents the first embodiment, it can be seen that 5 designates an oven at the bottom of which are formed outlets 6 through which the overflow and the leaks of liquid salts can flow. A base 7 is fixed in the middle of the bottom of this furnace to support the crucible proper. This comprises an outer casing 8, constructed or molded from graphite or any other relatively stainless material. The flat bottom of this outer casing comes to rest on the base 7, while the upper part engages in the inlet 9 of the oven.
The oven â is covered, at its upper part, with a plate 11, in which an inlet corresponding to that of the oven is made, but having a somewhat larger section. On this plate 11 rests a circle 10 having a section in -j-, the lower part of which covers the upper surface of the outer casing 8. 12 indicates the metallic inner wall of the crucible proper, which rests, by a flange 13 which it bears at its upper part on the circle 10, so as to be maintained around its entire periphery, at a certain interval from the casing 8, of which it follows the internal shape.
This wall 12 forming a coating can be made of any metal alloy, such as for example hardened steel, wrought iron, etc. The intermediate free space between the casing 8 and the coating 12, indicated at 14, allows the expansion of the metal body 12 in all directions and in particular prevents the bottom of this body 12 from pressing on the bottom of. the casing 8, does not lift the flange 13 on the circle 10, which would allow air to enter the annular gap 14. This small volume of air which is normally in this gap 14 is expelled from it. high temperatures.
As the crucible, in use, is never completely filled by the salt bath, in order to prevent the upper part which has remained empty from being deteriorated by oxidation at high temperatures, an annular part 15 is used, the cylindrical part of which is used. 'fitting into the internal lining 12 of the crucible is of a smaller diameter than the internal diameter of this lining, so as to create an annular space 17 between it and it, the upper flange 16 of which rests on the flange 13. of the coating 12. The height of this part is calculated so that it plunges into the salt bath, thus isolating the upper part of the internal surface of the crucible from the atmosphere.
When this part 15 is deteriorated by oxidation, it can be easily replaced, which is much cheaper than replacing the entire coating 12 of the crucible. In practice, this replacement is not necessary because this part 15 continues to fulfill its protective role even when it is oxidized. Indeed, provided that the wall of this part remains airtight, its thinning does not reduce this protective role, instead of, in the absence of this part 15, the thinning of the wall of the coating 12, which must have a cross section sufficient to support the weight of the bath and its own weight, would quickly render this coating unusable.
The part 15 can be of any metal, as long as it is airtight. The oxidation by the small volume of air contained in the space 17, of the coating 12 is unimportant.
In the embodiment shown in fig.2, the crucible comprises a casing 8 'of molten steel and an inner lining 12' of rolled steel. In this way, the bath contained by the crucible cannot reach the porous envelope 8 '. This is why this outer wall 8 'effectively retains its role of protecting the inner coating for a relatively long period of time, without it being necessary to change it as a result of its oxidation.
In this form, the flange 13 of the covering 12 'rests directly on the upper edge of the casing 8'.
It can be seen that in these two embodiments, the salts contained in the crucible do not come into contact with the outer casing of the crucible of more or less stainless material, which they are liable to attack, while the coating the metallic interior, which they do not attack, is completely isolated from the oxygen of the atmosphere and the products of combustion, which would attack it if this contact existed.
The fact that the coating 12 can expand or contract freely in all directions makes it possible to solidify by cooling the liquid salts which are held there when it is desired to remove them without this presenting any danger to the crucible itself. . The inner lining of the crucible is preferably made of a metal: wrought iron or steel, containing less than 2 / o carbon, to be able to resist salts when the bath is heated to very high temperatures, for example above 1000 o vs.