"Four de chauffage électrique" "Four de chauffage électrique"
La présente invention est relative à un four dans lequel un feuillard métallique est recuit d'une façon continue, en particulier à un type de four de traitement thermique à chauffage électrique. D'une manière plus détaillée, la présente invention est relative à un type de four de traitement thermique à chauffage-électrique de faible hauteur, dans lequel la perte de chaleur provenant des parois est petite et où la distribution de température sur le feuillard est uniforme.
D'une manière générale, un four dans lequel un feuillard métallique (appellé simplement ci-après feuillard)est recuit d'une façon continue est formé d'un four de préchauffage, d'un four de chauffage, d'un four d'égalisation, et d'un four de refroidissement.
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but est de produire un feuillard présentant de bonnes propriétés superficielles et d'autres bonnes qualités, le four de chauffage et le four d'égalisation sont pourvus de tubes radiants ou d'un réchauffeur électrique qui sont une source de chaleur qui chauffe un feuillard, et une atmosphère contrôlée contenant, par exemple, de l'hydrogène est amenés dans les fours de manière à ce qu'on puisse réaliser un recuit en at-mosphère contrôlée, principalement dans le but d'améliorer les propriétés superficielles. On a utilisé
un four de chauffage électrique (appellé ci-après type de four de traitement thermique à chauffage électrique) pour un four d'égalisation dans lequel une distribution de température uniforme est particulièrement nécessaire de manière à pouvoir obtenir de bonnes qualités puisque le fait de contrôler la température s'avère aisé dans un four de ce type.
Un type de four de traitement thermique à chauffage électrique est à conseiller pour chauffer
ou égaliser d'une façon uniforme un feuillard. D'un autre côté, un type de four de traitement thermique
à chauffage électrique présente l'inconvénient de ce que le coût de l'énergie requise pour chauffer le feuillard est élevé. Ce problème nécessite d'être rapidement résolu par le fait qu'actuellement la conservation d'énergie et une réduction du coût de production des tôles d'acier sont fortement désirables.
Un type de four de traitement thermique à chauffage électrique ordinaire est décrit en se référant aux figures 1 et 2.
La figure 1 est une vue en coupe latérale d'un type de four de traitement thermique à chauffage électrique ordinaire. La figure 2 est une vue en coupe transversale du type de four de traitement thermique à chauffage électrique représenté sur la figure 1. La figure 3 représente l'agencement d'un réchauffeur électrique d'un type de four de traitement thermique à chauffage électrique ordinaire. La figure 4 représente schématiquement le diagramme de chaleur reçu par un feuillard dans un type de four de traitement thermique à chauffage électrique ordinaire. La figure 5 est une vue latérale d'une forme de réalisation suivant la présente invention. La figure 6 est une vue en coupe transversale de la figure 5.
La figure 7 représente l'agencement des réchauffeurs électriques d'un type de.four de traitement thermique à chauffage électrique suivant la présente invention. La figure 8 représente schématiquement le diagramme de chaleur reçu par un feuillard dans un type de four de traitement thermique à chauffage électrique de la présente invention.
Dans un type de four de traitement thermique à chauffage électrique ordinaire, un feuillard 6 amené sur des cylindres de creuset 5 est chauffé et égalisé au moyen d'un réchauffeur électrique 4 prévu sur un creuset 2 et, suivant les nécessités, au moyen d'un réchauffeur électrique 4 prévu sur la paroi supérieure 3. La structure d'un corps de four ordinaire, dans lequel une atmosphère contrôlée est amenée dans un type de four de traitement thermique à chauffage électrique via un conduit d'amenée de gaz 7, est telle qu'une paroi de four 8 est formée d'une matière thermiquement isolante réfractaire, par exemple sous la forme de briques thermiquement isolantes réfractaires et de fibres de scorie, la circonférence extérieure du corps de four étant en outre entourée d'une enveloppe 9 qui est faite en acier mince.
Afin de maintenir la quantité de chaleur se répandant de l'intérieur vers l'extérieur d'un petit corps de four de ce type , il s'avère nécessaire soit d'utiliser des briques thermiquement isolantes réfractaires ayant une faible conductivité thermique soit de conférer une épaisseur impor tante à la paroi
de four 8. De tels moyens pour diminuer la perte de chaleur provenant de la paroi 8 sont coûteux et ne sont pas appropriés du point de vue économique. De plus, les travaux d'agencement de la paroi de four 8 sont difficiles. En outre, la diminution de la perte de chaleur provenant de la paroi en augmentant l'épaisseur
de la paroi de four 8 est limitée, et il s'avère, par conséquent, nécessaire de concevoir un dispositif au moyen duquel la perte de chaleur provenant de la paroi dans un type de four de traitement thermique à chauffage électrique peut être réduite en dehors de cette limite .
De même, pour ce qui est de la structure d'un type de four de traitement thermique à chauffage élec-
-trique ordinaire, les parois latérales 10 et la paroi supérieure 3, qui constituent la paroi de four 8, sont solidement reliées les unes aux autres-, l'enveloppe 9 étant prévue autour de la périphérie extérieure des parois latérales 10 et de la paroi supérieure 3. Puisque le corps de four est constitué d'une structure fixe telle que décrite ci-dessus, le démontage de la paroi de four 8, ou d'une partie de la paroi de four 8,s'avère difficile.
Par conséquent, la hauteur de l'espace intérieur du four, appelée ci-après la hauteur du four, est rendue élevée, par exemple de 1200 à 1500 mm, de manière à faciliter le remplacement des cylindres de creuset 5 et des réchauffeurs électriques 4, lequel remplacement est réalisé périodiquement et lorsque les cylindres 5 et les éléments chauffants 4 sont sérieusement endommagés. Puisqu'une hauteur de four élevée mène ordinairement à une élévation de la perte de chaleur à partir de la paroi, les fours traditionnels présentent l'inconvénient de ce que la perte de chaleur provenant de la paroi est élevée.
De plus, l'agencement traditionnel'des réchauffeurs électriques 4 sur le creuset 2 est réalisé, comme représenté sur la figure 3, de telle sorte qu'ils soient disposés en travers du four longitudinalement suivant un dessin en zig-zag. Une telle disposition présente l'inconvénient de ce que les parties intermédiaires 4 - 1 des réchauffeurs électriques 4, lesquelles parties s'étendent dans la direction transversale du four, chauffent uniformément une partie intermédiaire du feuillard 6, comme on peut le voir dans la direction transversale, le diagramme de chaleur que ce feuillard reçoit étant illustré schématiquement par la ligne droite 11 de la figure 4, et étant uniforme dans
la direction transversale du feuillard. D'un autre côté, les parties latérales 4 - 2 des réchauffeurs électriques 4, lesquelles parties sont placées aux extrémités latérales du four et s'étendent dans la direction longitudinale du four, chauffent les deux extrémités latérales d'un feuillard d'une manière beaucoup plus intense que sa partie intermédiaire de telle sorte que le diagramme de chaleur que ce feuillard reçoit, est tel que représenté par la courbe 12 et est élevé aux extrémités latérales. Puisque le feuillard
6 est soumis à la chaleur à la fois à partir des parties intermédiaires 4 - 1 et des parties latérales 4 -
2 des réchauffeurs électriques 4, le diagramme thermique de synthèse qu'un feuillard reçoit est représenté par la courbe 13, qui est la somme de la ligne droite
11 et de la courbe 12. Comme on[deg.]le comprendra en considérant la courbe 13, les deux extrémités latérales d'un feuillard sont chauffées à une température supérieure à celle de la partie intermédiare. En d'autres termes,la distribution de température du feuillard telle que représentée dans la direction transversale
du four, n'est pas uniforme. Par conséquent, il y a
un risque à ce que le feuillard obtenu soit de forme imparfaite ou varie en qualité.
La présente invention permet de remédier aux inconvénients traditionnels et propose un type de four de traitement thermique à chauffage électrique dans lequel la perte de chaleur à partir de la paroi est faible, et dans lequel la distribution de température dans la direction transversale du four est uniforme.
L'essence de la présente invention réside dans le fait que : 1) la construction du corps de four est telle que la paroi du four est formée en reliant des parois latérales, à une paroi supérieure qui est amovible, les parois latérales étant réalisées en une matière thermiquement isolante réfractaire ; 2) deux enveloppes sont constituées, c'est-à-dire une enveloppe extérieure qui est prévue autour de chacune des parois latérales et de la paroi supérieure susdites et qui est espacée par rapport à une enveloppe intérieure, une matière à faible rayonnement,telle que de l'alumine,
une feuille d'aluminium ou une tôle d'acier inoxydable, étant en outre prévue sur les surfaces de ces enveloppes intérieure et extérieure, ces surfaces étant opposées l'une à l'autre ; et 3) un réchauffeur électrique est prévu sur le creuset, qui est parallèle aux parois latérales susmentionnées , dans la direction longitudinale du four, les réchauffeurs électriques étant divisés dans la direction transversale du four en un certain nombre de rangées.
De plus, dans le type de four de traitement thermique à chauffage électrique décrit ci-dessus dans lequel la construction du corps de four est telle que la paroi du four est réalisée en reliant les parois latérales à la paroi supérieure, qui est amovible , toutes les. parois étant réalisées en une matière thermiquement isolante réfractaire, une enveloppe extérieure étant en outre prévue autour de chacune de ces parois latérales et paroi supérieure et étant espacée par rapport à une enveloppe intérieure, une matière à faible rayonnement,telle que de l'alumine , une feuille d'aluminium ou une tôle en acier inoxydable, étant en outre prévue sur les surfaces de ces enveloppes intérieure
et extérieure, lesdites surfaces étant opposées l'une
à l'autre, et où l'on prévoit, dans une direction longitudinale du four, un réchauffeur électrique sur un creuset, qui est parallèle aux parois latérales susmentionnées, le réchauffeur électrique étant divisé dans la direction transversale du four en un certain nombre de rangées , la présente invention est caractérisée en ce que l'on constitue un mécanisme de scelle-ment en introduisant une patte de scellement, qui est prévue sur un prolongement de l'enveloppe extérieure de la paroi supérieure, dans une rainure de scellement, qui est prévue dans l'enveloppe extérieure des parois latérales susmentionnées.
La première caractéristique de la présente invention consiste en un corps de four dans.-.lequel une paroi de four est constituée par des parois latérales et une paroi supérieure, les parois latérales étant réalisées en une matière thermiquement isolante réfractaire, sous la forme de fibres céramiques, par exemple des fibres de verre ou de matière analogue, et de briques thermiquement isolantes réfractaires ; de plus, une enveloppe extérieure est prévue autour de chacune de ces parois latérales et paroi supérieure et est espacée de l'enveloppe intérieure, en formant ainsi deux enveloppes ; d'autre part, une matière à faible rayonnement , sous la forme d'alumine, d'une feuille d'aluminium ou d'une tôle en acier inoxydable, est prévue sur les surfaces de ces enveloppes intérieure et extérieure, lesdites surfaces étant opposées l'une à l'autre.
Grâce à la construction d'un corps de four de
ce type, le rayonnement de la chaleur à partir de l'intérieur vers l'extérieur d'un four est considérablement diminué.
La seconde caractéristique est que les parois latérales et la paroi supérieure sont des structures séparées et, par conséquent, elles peuvent être démontées. Bien que l'on ait amené la hauteur du four à des dimensions élevées comme à l'accoutumée de manière à permettre de remplacer les cylindres du creuset et les réchauffeurs électriques, la hauteur peut être sensiblement réduite grâce à la présente invention puisque les cylindres.du creuset et les réchauffeurs électriques peuvent être aisément remplacés grâce à
la paroi supérieure amovible.
La troisième caractéristique est que les réchauffeurs électriques sont disposés sur le creuset, c'est-à-dire dans la direction longitudinale du four, qu'ils sont divisés en un certain nombre de rangées telles que représentées dans la direction transversale du four. Grâce à cette caractéristique, la distribution de température dans la direction transversale du four peut être rendue uniforme.
Sur les figures 5 à 8, la référence numérique "1" représente d'une manière générale un type de four de traitement thermique à chauffage électrique. Les réchauffeurs électriques 4 sont disposés sur un creuset 2.
Les parois latérales 10 sont réalisées en une matière thermiquement isolante réfractaire sous la forme de fibres céramiques , par exemple des fibres de scorie, des fibres de verre, ou en des matières analogues, et en une matière thermiquement isolante réfractaire sous la forme de briques thermiquement isolantes réfractaires ou d'éléments analogues. Autour de la périphérie extérieure des parois latérales 10, une enveloppe intérieure 14 est prévue, cette enveloppe s'étendant du creuset 2 jusqu'à la paroi supérieure 3. Autour de la périphérie extérieure de l'enveloppe intérieure 14, est prévue une enveloppe extérieure 15, cette enveloppe étant espacée de l'enveloppe intérieure de manière à ce que l'on obtienne une structure à dou-ble enveloppe.
La paroi supérieure 3 est constituée soit
de briques thermiquement isolantes et réfractaires
soit de fibres céramiques, telles que des fibres de scorie ou des fibres de verre. A l'extérieur de la paroi supérieure 3, on prévoit également une enveloppe intérieure 14 - 1 et une enveloppe extérieure 15 - 1
de manière à obtenir une structure à double enveloppe.
Une matière à faible rayonnement (non repré-'' sentée), sous la forme d'alumine, de feuilles d'aluminium ou de tôles en acier inoxydable,est disposée sur les surfaces de l'enveloppe intérieure 14, 14 - 1 et
de l'enveloppe extérieure 15, 15 - 1, ces surfaces étant opposées l'une à l'autre.
De plus, l'enveloppe intérieure 14, 14 - 1
et l'enveloppe extérieure 15, 15 - 1 sont agencées de telle façon que du gaz, tel que de l'azote ou de l'argon, ou toute autre gaz que l'on appelle gaz inerte, puisse être enfermé ou amené à une pression constante dans l'espace 16 formé respectivement entre les en veloppes 14 et 15.
Grâce à la formation des doubles enveloppes et de l'élément en matière de faible rayonnement sur les surfaces des enveloppes intérieures 14, 14 -1 et des enveloppes extérieures 15, 15 - 1, ces surfaces
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que depuis l'intérieur vers l'extérieur du four est sensiblement réduit comparativement à celui des fours traditionnels.
Puisque les parois latérales 10 et la paroi supérieure 3 sont amovibles indépendamment, elles peu-vent être aisément séparées l'une de l'autre.
Afin d'empêcher la détérioration du scellement d'un four, qui peut se produire à cause du fait que la paroi supérieure 3 et les parois latérales 10 peuvent être enlevées indépendamment, on prévoit les dispositifs décrits ci-après.
Une série de rainures de scellement 17, deux rainures de scellement dans la forme de réalisation décrite ici, sont prévues sur l'enveloppe extérieure 15 des parois latérales 10. Une matière de scellement solide, sous la forme de fibres ou de sable, est présente à l'intérieur des:.rainures de scellement 17 tandis que de l'eau est présente à l'extérieur des rainures de scellement 17 - 1. D'un autre côté, l'enveloppe extérieure 15 - 1 de la paroi supérieure 3 est prolongée dans la direction longitudinale du four, et sur ce prolongement latéral on prévoit des pattes de scellement 18 - 1, 18 qui sont introduites dans les rainures de scellement 17 - 1, 17.
Par conséquent, les pattes de scellement 18 1, 18 sont introduites dans les rainures de scellement
17 - 1, 17, en assurant ainsi le scellement du gaz dans le four.
Puisque la paroi supérieure 3 de la présente invention est amovible, comme décrit ci-dessus, et qu'elle peut donc être démontée, le remplacement des cylindres de creuset 5 et des réchauffeurs électriques 4, suivant les nécessités, peut être réalisé aisément. Par conséquent, le diamètre des cylindres de creuset 5 et la distance entre ceux-ci peuvent être déterminés seulement sur base de facteurs, tels que par exemple <EMI ID=3.1>
cité thermique élevée, avec le résultat que la hauteur du four peut être sensiblement réduite comparativement à celle des fours traditionnels.
Ensuite, le réchauffeur électrique 4 de la présente invention est, comme indiqué sur la figure 7, divisé dans ce cas en trois sections (4A, 4B, 4C), telles que représentées dans la direction transversale du four, et s'étend suivant un dessin en zig-zag dans la direction longitudinale du four. L'effet d'un réchauffeur électrique est expliqué en se référant aux figures 7 et 8.
Les diagrammes de chaleur pour un feuillard 6, qui proviennent de chaque section 4A, 4B et 4C des réchauffeurs électriques sont représentés par les courbes 19. Cette chaleur est la plus intense au centre de chaque partie des réchauffeurs électriques 4, c'està-dire que la chaleur reçue des parties de ces sections qui sont distantes du centre n'est pas aussi intense que celle reçue du centre. L'effet de chauffage réel du réchauffeur électrique est, toutefois, une combinaison des effets de chauffage des sections 4A, 4B 4C, et, par conséquent, la distribution de température dans un feuillard telle que représentée dans la direction transversale est pratiquement uniforme, comme on peut le voir par la courbe 20. La distribution des températures telle que représentée dans la direction transversale du four est donc uniforme.
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de traitement thermique à chauffage électrique de la présente invention est un four dans lequel la quantité de chaleur émise de l'intérieur vers l'extérieur du four est petite, la distribution de température sur le feuillard est uniforme, et la hauteur du four est faible, cette faible hauteur se révélant efficace pour diminuer la perte thermique à partir de la paroi.
Ensuite, on réalise une comparaison entre la quantité de chaleur émise dans un type de four de traitement thermique à chauffage électrique suivant la présente invention et celle dans un four traditionnel.
Le type de four de traitement thermique à chauffage électrique utilisé pour la comparaison est illustré dans le Tableau suivant.
TABLEAU
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On réalise le chauffage jusqu'à 800[deg.]C dans les deux types de four de traitement thermique à chauffage électrique. La température intérieure des parois latérales est de 840[deg.]C dans les deux fours, tandis que la température extérieure des parois latérales est de
57[deg.]C dans le four de la présente invention, et, d'autre part, de 85[deg.] à 90[deg.]C dans le four ordinaire. On constate que les quantités de perte de chaleur provenant de la paroi suivant la présente invention et dans le four ordinaire sont respectivement de 325 kcal/hre.
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constater que le rayonnement thermique peut être sensiblement réduit au moyen de la présente invention.
De plus, en ce qui concerne la distribution des températures., on a constaté que l'écart de température (la différence entre les températures maximale et minimale) dans la direction transversale du four est de + 3[deg.]C dans le four de la présente invention et de
+ 7,5[deg.]C dans le four ordinaire.
La présente invention peut être appliquée,
en particulier dans l'industrie de fabrication d'acier, aux fours de chauffage et d'égalisation d'un four de recuit continu.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Type de four de traitement thermique à chauffage électrique, caractérisé en ce que:la construction du corps de four est telle que la paroi du four est formée en reliant les parois latérales (10), à la paroi supérieure (3) qui est amovible, ces parois étant réalisées en une matière thermiquement isolante réfractaire ;
une enveloppe intérieure (14) est prévue autour de chacune des parois latérales et de la paroi supérieure susmentionnées et est placée à distance de l'enveloppe extérieure (15) ;
une matière à faible rayonnement, telle que de l'alumine, une feuille d'aluminium ou une tôle en acier inoxydable , est prévue sur les surfaces de ces enveloppes intérieure et extérieure, lesdites surfaces étant opposées l'une à l'autre ; et
dans une direction longitudinale du four, un réchauffeur électrique (4A, 4B, 4C) est prévu sur un creuset (2) , qui est parallèle aux parois latérales susmentionnées, ce réchauffeur étant divisé dans une direction transversale du four en un certain nombre de rangées.
2. Type de four de traitement thermique