EP0105302A1 - Supports ameliores de corps de chauffe destines aux fours de recuit. - Google Patents

Supports ameliores de corps de chauffe destines aux fours de recuit.

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EP0105302A1
EP0105302A1 EP83901180A EP83901180A EP0105302A1 EP 0105302 A1 EP0105302 A1 EP 0105302A1 EP 83901180 A EP83901180 A EP 83901180A EP 83901180 A EP83901180 A EP 83901180A EP 0105302 A1 EP0105302 A1 EP 0105302A1
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support
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oven
heating
connecting rod
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Andre Henri Leon Rombouts
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Cockerill Sambre SA
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/0003—Linings or walls
    • F27D1/0036—Linings or walls comprising means for supporting electric resistances in the furnace

Definitions

  • Document US-A-2652 037 relates to sup ⁇ ports of the heating body (radiant tubes) in the form of a double pin supported by a simple support fixed in a tube perpendicular to the radiant tube.
  • the expansion of the radiant tube causes a sliding on the supports which is the cause of wear, micro-welds, etc.
  • the tubes in which the supports are fixed are bulky and prevent the continuous passage of a steel strip which goes around radiant tubes arranged in staggered rows.
  • a similar torque can also be generated by parasitic voltages created during the execution of the welds of the tubular elements and of the curves which would be released during the first firing of the heating body and / or after a repair.
  • the present invention aims to provide a solution to these problems by providing a device for supporting the heating body for annealing ovens allowing the free expansion of the heating body and completely eliminating the risk of creep of the free end without influencing cer unfavorably its heating capacity or the proper functioning of the oven characterized in that it comprises a connecting rod connecting together the two outer hairpin curves of the heating body and a support of the upper pin sliding on a rigidly fixed tubular support arm in the wall of the oven allowing displa ⁇ cements in the sliding direction of this support.
  • the round shape of the support and the support allows the automatic centering of the heating body and the significant play of these parts between them allows very easy placement.
  • the connecting rod connecting the two "hairpin" curves of the heating body allows relative movement of the tube elements between them and holds the lower pin to the upper pin by suspension. The sliding point which supported the upper pin on the lower pin is eliminated.
  • the heating body is supported by a support welded to its upper part and sliding on a support arm rigidly fixed in the wall of the oven.
  • the support is advantageously chosen so as to allow movement in the direction of the support arm so that the heating body is not subjected to strong stresses.
  • the support arm is advantageously tubular, is closed at its inner end by a welded pad and is preferably stuffed with a thermal insulating material or the like.
  • FIG. 2 shows a support according to the invention.
  • FIG. 2 the support 7 of the heating body 1 which is provided in the case of FIG. 1, is replaced by a connecting rod 17.
  • the support 18 advantageously slides on a 0 support arm 19, preferably made of stainless steel
  • the support arm can be equipped with a gauge 26 consisting for example of a 25 x 5 mm square dish which indicates the behavior of this support, inside the oven from the outside of the latter.

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Abstract

Le support permet les dilatations thermiques du corps de chauffe (1) sans influencer défavorablement la capacité de chauffe ni le bon fonctionnement du four en reliant les épingles en tube (2, 3) des corps de chauffe (1) par une bielle (17) et en suspendant un ensemble sur un appui (18) coulissant sur un bras support (19) fixé rigidement à la paroi du four.

Description

SUPPORTS AMELIORES DE CORPS DE CHAUFFE DESTINES AUX FOURS DE RECUIT
La présente invention concerne des supports améliorés destinés en particulier aux corps de chauffe de fours de recuit.
Les corps de chauffe sont utilisés notamment dans des fours assurant en continu le recuit de bandes d'acier. Dans de tels fours, une bobine de bande d'a¬ cier est déroulée et la bande d'acier passe dans un dis¬ positif de dégraissage. Elle est sèchée par air chaud, avant de pénétrer dans le four qui est partagé en une section de chauffe et en une section de maintien. Il y règne une atmosphère neutre et une pression supérieure à la pression atmosphérique afin d'éviter tout risque de contamination. La bande est guidée au cours de son tra¬ jet dans le four entre les parois constituées par des corps de chauffe disposés en quinconce. En sortant du four. fcette bande recuite est enroulée sur une bobine.
Par l'article dans "Gaz d'aujourd'hui, volume 98, nβ 9, septembre 1974, Paris (FR), intitulé "Une uti¬ lisation rationnelle de l'énergie : le tube radiant à gaz" par MM. DOUSPIS, pages 395 à 400, on connaît DIU- sieurs types de tubes radiants (corps de chauffe), à sa¬ voir les tubes droits, les tubes en épingle .simple et les tubes à recirculation.
D'autres documents comme le brevet aux Etats- Unis d'Amérique nc 2 822 798 présentent des manières de fixation de tubes radiants droits et les documents '
GB-A-487 764 et FR-A-861 541 donnent des corps de chauffe particuliers ou de forme particulière.
Le document GB-A-1396 796 concerne un moyen de support de tubes radiants en U, qui consiste en un galet
OMPI fixé à la paroi du four, sur lequel le tube peut glisser sans frottement lors de la dilatation thermique.
Ce moyen présente l'inconvénient d'être encom¬ brant et de ne pouvoir être utilisé dans des fours assu- rant en continu le recuit de bandes d'acier, par exemple.
Le document US-A-2652 037 concerne des sup¬ ports de corps de chauffe (tubes radiants) en forme de double épingle supportés par un simple appui fixé dans un tube perpendiculaire au tube radiant. Dans ce cas d'ap- plication, la dilatation du tube radiant provoque un glissement sur les appuis qui est cause d'usure, de micro-soudures, ... etc. En outre, les tubes dans les¬ quels sont fixés les appuis sont encombrants et empêchent le passage en continu d'une bande d'acier qui contourne des tubes radiants disposés en quinconce.
Le document US-A-2 204 144 concerne des corps de chauffe en double épingle supportés ou suspendus et espacés par des organes permettant la dilatation de l'en¬ semble et servant de points de glissement qui permettent ainsi un mouvement, relatif d'un élément du corps de chauffe par rapport à l'autre.
Cependant, bien que le constructeur indique une température limite d'environ 840 °C pour le tube, on enregistre régulièrement une température d'ambiance dans le four de l'ordre de 930 "C ou même exceptionnellement de 1040 βC.
Cette allure excessive peut résulter d'une vi¬ tesse trop grande de déroulement de la bande, d'une qua¬ lité de produit pour laquelle les vitesses de la chauffe n'ont pas été prévues, d'une irrégularité des fréquences d'entretien qui laisse le four amputé d'une partie de sa capacité de chauffe.
Dans ces conditions , on observe les inconvé¬ nients suivants : - les systèmes généralement utilisés pour permettre la dilatation de l'ensemble, qui consistent en des organes d'espacement servant également de points de glissement qui permettent ainsi un mouvement relatif d'un élément de tube par rapport à l'autre, ne remplissent plus leur rôle. On constate surtout un grippage au niveau du point de glissement supportant l'épingle supérieure dû à des microsoudures engendrées surtout par une. température trop élevée. Il y a alors gonflement du tube supérieur du corps de chauffe en épingle qui provoque un décentre- ment de la flamme du brûleur.
Par suite d'une température trop élevée, l'appui solidaire de la paroi extérieure du four se déforme et "introduit un couple qui provoque le flambage du corps de chauffe.
Un couple semblable peut également être engendré par des tensions parasites créées lors de l'exécution des soudures des éléments tubulaires et des courbes qui seraient libérées lors de la première mise à feu du corps de chauffe et/ou après une réparation.
La présente invention vise à apporter une solution à ces problèmes en fournissant un dispositif de support de corps de chauffe pour fours de recuit permettant la libre dilatation du corps de chauffe et éliminant totale- ment le risque de fluage de l'extrémité libre sans influen¬ cer défavorablement sa capacité de chauffe ni le bon fonctionnement du four caractérisé en ce qu'il comporte une bielle reliant entre elles les deux courbes en épingle extérieures du corps de chauffe et un appui de l'épingle supérieure coulissant sur un bras support tubulaire fixé rigidement dans la paroi du four permettant des dépla¬ cements dans le sens de glissement de cet appui. La forme ronde de l'appui et du support permet le centrage automa¬ tique du corps de chauffe et le jeu important de ces pièces entre elles permet un placement très aisé . La bielle reliant les deux courbes en "épingle" du corps de chauffe permet un mouvement relatif des éléments de tube entre eux et maintient par suspension l'épingle inférieure à l'épingle supérieure. Le point de glissement qui supportait l'épingle supérieure sur l'épingle infé¬ rieure est éliminé.
Il est avantageux de souder des goussets adaptés à ladite bielle sur les deux courbes en épingle extérieures du corps de chauffe. Pour éviter le flambage dû à l'appui sur la paroi extérieure du four, on supporte le corps de chauffe par un appui soudé à sa partie supérieure et coulissant sur un bras support fixé rigidement dans la paroi du four. L'appui est choisi avantageusement de manière à permettre des déplacements dans le sens du bras support afin que le corps de chauffe ne soit soumis à de fortes contrain¬ tes.
Le bras support est avantageusement tubulaire, est obturé à son extrémité intérieure par une pastille soudée et est bourré de préférence d'un isolant thermique ouateux ou autre.
L'invention ainsi que son contexte seront mieux compris à l'aide -des figures :
— la figure 1 montre le dispositif de support de l'état de la technique et
- la figure 2 montre un support suivant l'invention.
Des repères de référence identiques seront utilisés pour des éléments identiques ou similaires dans les deux figures. Le corps de chauffe 1 en double épingle 2, 3 est en acier inoxydable. Il est traversé par des gaz chauds provenant d'un brûleur disposé à une extrémité 4 qui sont évacués à l'autre extrémité 5 selon la forme d'exécution appartenant à l'état de la technique illustrée à la figure 1. Des organes d'espacement (6, 7) évitent le contact de deux éléments tubulaires lors de la dilatation. Ils permettent également un glissement relatif des éléments tubulaires du corps de chauffe.
Un troisième appui 8 logé dans la paroi extérieure du four maintient le corps de chauffe en équilibre pour 5 qu'il ne s 'affaise pas aux hautes températures tout en permettant un glissement dû aux dilatations . Cette disposition a 1 'inconvénient que des températures acci¬ dentellement élevées engendrent des microsoudures,- notamment au point 7. Par conséquent, le tube supérieur 0 n'est plus libre dans sa dilatation ce qui entraîne son gonflement et donc un decentrement par rapport à la flamme du brûleur.
Par suite d'une température trop élevée, la partie de l'appui 8 solidaire du four se déforme et provoque un 5 flambage du corps de chauffexsur la hauteur 9.
Dans une forme d'exécution conforme à l'invention (fig. 2) le support 7 du corps de chauffe 1 qui est prévu dans le cas de la figure 1, est remplacé par une bielle 17. L'appui 18 coulisse avantageusement sur un 0 bras support 19, de préférence en acier inoxydable
25/20 ou 37/18, fixé rigidement dans la paroi extérieure
20 du four. Cet appui 18 est constitué de manière à permettre des déplacements dans le sens du bras support 19 et dans des sens perpendiculaires au bras support 19 5 moyennant un jeu avantageusement choisi. " -• On a soudé sur les épingles en tube des goussets 21, 22 et 23, de préférence en acier inoxydable 25/20. La bielle 17 fixée par des pivots entre les goussets
21 et 22 rend l'épingle inférieure solidaire de l'épingle 0 supérieure en autorisant les mouvements dus aux dila¬ tations thermiques .
L'appui coulissant, en forme de godet 18, de préfé¬ rence en acier inoxydable 25/20 ou 37/18, est soudé sur l'épingle et maintenu par les goussets 22 et 23. Le bras support 19 est, de préférence tubulaire, obturé à son extrémité intérieure par une pastille soudée
OMPI 28 et fixé à la paroi 20 du four au moyen d'un dispositif d'ancrage 25. Afin de diminuer les ponts thermiques, on le bourre d'un isolant thermique ouateux (laine de roche, etc.) . En éliminant les inconvénients des autres systèmes, le dispositif de l'invention présente encore des avantages supplémentaires .
Ce nouveau dispositif peut être placé aisément et éventuellement être remplacé depuis l'extérieur du four, à l'aide d'un outillage classique.
On n'a pas besoin de maçons pour réaliser le montage. Le bras support peut être équipé d'une jauge 26 constituée par exemple d'un plat de 25 x 5 mm en équerre qui indique le comportement de ce support, à l'intérieur du four par l'extérieur de ce dernier.
Le dispositif de l'invention permet de consentir la totalité de la dilatation vers l'intérieur du -four. Par conséquent, on peut souder l'extrémité 4 du tube supérieur sur sa plaque de base; on évite ainsi d'utiliser des systèmes compliqués, souvent employés par les construc¬ teurs, pour la fixation des brûleurs.
Le dispositif de l'invention rend donc le four plus performant, sans toutefois augmenter son prix.. Le service de montage et d'entretien peut gagner beaucoup de temps vu la simplicité de montage et 1^-accès facile.
OM

Claims

Revendications
1. Support de corps de chauffe pour fours de recuit permettant la dilatation du corps de chauffe (1) sans influencer sa capacité de chauffe ni le bon fonctionnement du four, caractérisé en ce qu'il comporte une bielle. (17) reliant entre elles les deux courbes en épingle exté¬ rieures (2, 3) du Corps de chauffe et un appui de l'épin¬ gle supérieure coulissant (18) sur un bras support (19) tubulaire fixé rigidement dans la paroi du four permettant des déplacements dans le sens de glissement de cet appui .
2. Support suivant la revendication 1 caractérisé en ce que des goussets (21, 22) adaptés à ladite bielle sont soudés sur les deux courbes en épingle extérieures (2, 3) du corps de chauffe (1).
3. Support suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras support tubu¬ laire (19), obturé à son extrémité intérieure par une pastille (28), est bourré d'un isolant thermique.
4. Support suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appui (18) est soudé sur l'épingle supérieure (2) du corps de chauffe et main¬ tenu par des goussets (22, 23).
5. Support suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'appui- (18) et le bras support (19) sont en acier inoxydable 20/25 ou 37/18.
6. Support suivant- l 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les goussets (21, 22, 23) et la bielle (17) sont en acier inoxydable 25/20.
7. Support suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras support (12) est équipé d'une jauge (26) indiquant, à l'extérieur du four, le comportement de ce support.
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