FR2797945A1 - Device, for protecting inner lining of induction coil of cell for heating pieces by induction to improve operating life, consists of refractory metal alloy sheet forming tube around axis of cell - Google Patents

Abstract

Cell has cylindrical form with vertical axis (4) in which pieces of large dimensions are introduced vertically then extracted after heating using screw jacks, the induction coil being thermally protected by an inner cylindrical coating (3) of refractory material and with the same axis as the cell and the induction coil. Device (1) consists of a refractory metal alloy sheet forming a cylindrical tube around the axis of the cell, in contact with the refractory coating, the said cylindrical tube remaining open along at least one horizontal slot (2) and over its whole length. Preferentially the protective device incorporates a multiplicity of longitudinal grooves over a pre-determined height (H).

Description

La présente invention concerne un dispositif pour la protection intérieure l'inducteur d'une cellule pour le chauffage de lopins par induction. The present invention relates to a device for interior protection of the inductor of a cell for heating plots by induction.

L'invention s'applique plus particulièrement aux cellules cylindriques d'axes verticaux dans lesquelles des lopins de grandes dimensions sont introduits verticalement à l'intérieur de la cellule, puis extraits après chauffage, au moyen vérins. L'inducteur de la cellule, est habituellement protégé thermiquement par un revêtement interieur de forme cylindrique d'axe vertical, en matériau réfractaire, exemple en béton réfractaire. The invention applies more particularly to cylindrical cells with vertical axes in which large dimensions are introduced vertically inside the cell, then extracted after heating, by means of jacks. The cell inductor is usually thermally protected by a cylindrical interior lining with a vertical axis, made of refractory material, for example refractory concrete.

Après chaque campagne de fonctionnement d'une cellule, durant en géneral quelques heures à quelques jours, le revêtement réfractaire doit être retouché suite aux dépôts de verre qui se sont accumulés à l'intérieur de ce revêtement. Lors introductions extractions des lopins qui balancent légèrement ou ne sont parfaitement itionnés, le verre d'enrobage de ces lopins qui agit comme protection contre l'oxydation et comme lubrifiant lors du filage des lopins, (verre en phase pâteuse à environ 1200 C), se dépose et s'accumule sur la paroi intérieure du revêtement réfractaire de l'inducteur. After each operating campaign of a cell, generally lasting a few hours to a few days, the refractory lining must be touched up following the glass deposits which have accumulated inside this lining. When extracting extractions of the plots which swing slightly or are not perfectly itated, the coating glass of these plots which acts as protection against oxidation and as lubricant during the spinning of the plots, (glass in the pasty phase at around 1200 ° C.), deposits and accumulates on the inner wall of the refractory lining of the inductor.

Après campagne, ce verre se refroidit, durcit et ne permet plus l'introduction lopins lors de la campagne suivante, sans arrachement revêtement réfractaire avec lequel il s'est intimement lié. After the campaign, this glass cools, hardens and no longer allows the introduction of slabs during the following campaign, without removing the refractory lining with which it is intimately linked.

Après chaque campagne, le travail de réfection de l'ensemble du revêtement réfractaire intérieur d'une cellule, qui consiste à buriner les dépôts de verre à recharger le revêtement réfractaire, occupe deux personnes à temps plein pendant environ deux jours, auxquels il faut ajouter 3 ou 4 jours de séchage. After each campaign, the work of repairing the entire refractory lining inside a cell, which consists of chiselling the glass deposits to reload the refractory lining, employs two people full time for about two days, to which must be added 3 or 4 days of drying.

Le cycle total de fonctionnement et réfection d'une cellule est ainsi porté à une semaine, et généralement les cellules travaillent en batteries de cinq, dont deux sont en réfection. The total operating and repair cycle of a cell is thus brought to one week, and generally the cells work in batteries of five, two of which are being repaired.

L'objectif de la demanderesse est de diminuer la durée de l'immobilisation d'une cellule par rapport au cycle de fonctionnement en proposant un dispositif protection contre les arrachements qui soit : simple, économique à fabriquer et entretenir, qui ne perturbe pas ou quasiment pas le rendement de l'installation, ralentisse pas le temps de réchauffage des lopins avant filage et dont la durée de vie soit suffisante pour être économiquement amorti. Ces objectifs sont atteints par l'invention qui consiste en un dispositif de protection contre les arrachements du revêtement intérieur réfractaire d'une cellule pour le chauffage de lopins par induction, ladite cellule présentant forme cylindrique d'axe vertical dans laquelle des lopins de grandes dimensions sont introduits verticalement, puis extraits après chauffage au moyen vérins, l'inducteur étant protégé thermiquement par un revêtement intérieur cylindrique en matériau réfractaire et de même axe que la cellule et l'inducteur, caractérise en ce qu'il consiste en une tôle en alliage métallique réfractaire formant tube cylindrique autour de l'axe de la cellule au contact du revêtement réfractaire, ledit tube cylindrique restant ouvert suivant au moins une fente longitudinale, et toute sa longueur. The objective of the applicant is to reduce the duration of the immobilization of a cell compared to the operating cycle by proposing a protection device against tearing which is: simple, economical to manufacture and maintain, which does not disturb or almost disturbs not the efficiency of the installation, does not slow down the heating time of the plots before spinning and whose lifespan is sufficient to be economically amortized. These objectives are achieved by the invention which consists of a device for protection against tearing of the refractory lining of a cell for heating plots by induction, said cell having a cylindrical shape with a vertical axis in which plots of large dimensions are introduced vertically, then extracted after heating by means of cylinders, the inductor being thermally protected by a cylindrical inner coating of refractory material and of the same axis as the cell and the inductor, characterized in that it consists of an alloy sheet refractory metal forming a cylindrical tube around the axis of the cell in contact with the refractory lining, said cylindrical tube remaining open along at least one longitudinal slot, and its entire length.

Préférentiellement, le dispositif de protection comporte une pluralité lignes d'entailles longitudinales sur une zone de hauteur prédéterminée. Preferably, the protection device comprises a plurality of longitudinal notch lines over an area of predetermined height.

II peut comporter également des moyens de guidage formés de lignes d'entretoises chanfreinées aux deux extrémités. It may also include guide means formed by lines of chamfered spacers at the two ends.

Dans le cas où le revêtement intérieur réfractaire est en matériau souple, celui-ci est calé par un moyen de calage fixé entre le moyen de protection et les spires de l'inducteur. In the case where the refractory lining is made of flexible material, the latter is wedged by a wedging means fixed between the protection means and the turns of the inductor.

Ce moyen de calage est par exemple formé d'une succession de pièces planes denses réfractaires. This wedging means is for example formed of a succession of dense refractory flat parts.

Dans le cas où le revêtement réfractaire est un matériau rigide, celui-ci peut être du béton réfractaire. In the case where the refractory lining is a rigid material, this may be refractory concrete.

Enfin le moyen de protection peut être fixé à la cellule par un moyen de fixation en forme de bride annulaire comportant au moins une fente radiale alignée radialement avec la ou les fentes du moyen de protection. Finally, the protection means can be fixed to the cell by a fixing means in the form of an annular flange comprising at least one radial slot aligned radially with the slot (s) of the protection means.

On comprendra mieux l'invention grâce à la description qui suit d'un mode de réalisation non limitatif, fait en référence aux figures annexées suivantes - Figure 1 : vue partielle et en perspective de la partie haute d'un moyen de protection contre l'arrachement, selon un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif de l'invention. The invention will be better understood thanks to the following description of a non-limiting embodiment, made with reference to the following appended figures - Figure 1: partial and perspective view of the upper part of a means of protection against cutaway, according to an embodiment given by way of nonlimiting example of the invention.

- Figure 2 : vue de détail des entailles selon l'invention. - Figure 2: detail view of the notches according to the invention.

- Figure 3a : à 3c : croquis montrant deux moyens de calage selon l'invention. - Figure 3a: to 3c: sketch showing two wedging means according to the invention.

- Figure 4 : détail d'une entretoise - Figure 5 : vue en coupe transversale d'une variante de réalisation de l'invention. - Figure 6 : vue en perspective d'une bride fixation pour un moyen de protection selon le mode de réalisation de figure 1. - Figure 4: detail of a spacer - Figure 5: cross-sectional view of an alternative embodiment of the invention. - Figure 6: perspective view of a fixing flange for a protective means according to the embodiment of Figure 1.

La figure 1 montre un moyen de protection formé d'une tôle d'acier réfractaire ou en alliage métallique réfractaire, de faible epaisseur (e) conformée en cylindre autour de l'axe (4) de la cellule. La bobine l'inducteur, dont quelques spires (12) refroidies par eau sont représentées, est enroulée autour du revêtement réfractaire (3) représenté lui aussi partiellement. Figure 1 shows a protective means formed of a sheet of refractory steel or refractory metal alloy, thin (e) shaped into a cylinder around the axis (4) of the cell. The inductor coil, of which a few water-cooled turns (12) are shown, is wound around the refractory lining (3) also shown partially.

Le tube cylindrique métallique ainsi formé doit rester ouvert, suivant un espace ou fente longitudinale (2) constituée entre les deux bords de la tôle pour ne pas former une boucle de courant induit, et pour l'inducteur se couple électriquement parfaitement sur le lopin et non sur la tôle. The metallic cylindrical tube thus formed must remain open, along a space or longitudinal slot (2) formed between the two edges of the sheet so as not to form an induced current loop, and for the inductor couples electrically perfectly on the piece and not on the sheet.

L'épaisseur (e) de la tôle est d'environ 1 à 2 mm. The thickness (e) of the sheet is approximately 1 to 2 mm.

Selon la variante de réalisation de la figure 5 le moyen de protection (1) est composé de plusieurs secteurs cylindriques de tôle, exemple trois ou quatre, séparés les uns des autres par des fentes longitudinales Dans l'un ou l'autre des modes de réalisation, pour diminuer les courants induits, et palier aux déformations éventuelles de la tole dans le temps, (dues aux échauffements différentiels de celle-ci suivant l'axe de la cellule, les lopins étant de longueurs différentes, et la cellule pouvant être deux fois plus large que les lopins les plus courts), et/ou aux frottements résiduels avec lopins, on prévoit dans la tôle une série d'entailles (5), de préférence dans le sens longitudinal, disposées en lignes et en quinconce. According to the variant embodiment of FIG. 5, the protection means (1) is composed of several cylindrical sectors of sheet metal, example three or four, separated from each other by longitudinal slots In one or other of the modes of realization, to reduce the induced currents, and to compensate for possible deformations of the sheet over time, (due to differential heating thereof along the axis of the cell, the pieces being of different lengths, and the cell being able to be two times wider than the shortest plots), and / or with residual friction with plots, a series of notches (5) are provided in the sheet, preferably in the longitudinal direction, arranged in rows and staggered rows.

Ces entailles d'environ 2mm de large, permettent également au cylindre métallique de se dilater à l'échauffement sans trop augmenter de diamètre et sans se boursoufler vers l'intérieur, les entailles absorbant partie de ces dilatations en se refermant. These notches about 2mm wide, also allow the metal cylinder to expand during heating without increasing its diameter too much and without blistering inwards, the notches absorbing part of these expansions by closing.

La forme générale des entailles (5) est visible en figure 2. Pour chacune , on réalise d'abord dans la tôle deux perçages (6) circulaires puis on les réunit par une découpe rectiligne (7) parallèlement à l'axe longitudinal de la tôle. Cette technique permet d'éviter les fissures lors de la découpe et surtout lors du rapprochement des lèvres des entailles lors de l'absorption des dilatations. The general shape of the notches (5) is visible in FIG. 2. For each, two circular holes (6) are first made in the sheet, then joined together by a rectilinear cut (7) parallel to the longitudinal axis of the sheet metal. This technique makes it possible to avoid cracks during cutting and especially when bringing the lips closer to the cuts during the absorption of dilations.

La figure 2 montre à titre d'exemple deux lignes d'entailles (5) en quinconce et imbriquées sur une distance de chevauchement mais cette disposition n'est pas limitative. FIG. 2 shows by way of example two lines of notches (5) in staggered rows and overlapping over an overlapping distance, but this arrangement is not limiting.

Comme le montre la figure 1 on peut limiter les entailles à une zone particulière de la tôle. Par exemple, on peut pratiquer les entailles uniquement en partie basse cylindre, sur une hauteur prédéterminée (H), ou hauteur de zone entaillée, correspondant à la hauteur maximale des lopins, c'est-à-dire à la hauteur de chauffe maximale. As shown in Figure 1 you can limit the notches to a particular area of the sheet. For example, it is possible to make the cuts only in the lower cylinder part, over a predetermined height (H), or height of the notched area, corresponding to the maximum height of the pieces, that is to say to the maximum heating height.

outre, la tôle est équipée, côté intérieur, de plusieurs moyens de guidage dans sens longitudinal afin de guider les lopins lors de leur introduction et/ou leur extraction, et afin de limiter les points de contact entre ces lopins et le cylindre pour ne les dépouiller de leur enrobage de verre pâteux. in addition, the sheet is equipped, on the inside, with several guide means in the longitudinal direction in order to guide the pieces during their introduction and / or their extraction, and in order to limit the points of contact between these pieces and the cylinder so as not to strip of their pasty glass coating.

moyens de guidage sont de préférence mais non limitativement lignes verticales d'entretoises (8) de faible longueur (environ 100 mm), chanfreinées à leurs deux extrémités, pour éviter les accrochages avec les lopins (figure 2). guide means are preferably but not limited to vertical lines of spacers (8) of short length (about 100 mm), chamfered at their two ends, to avoid snagging with the pieces (Figure 2).

entretoises (8) sont soudées par l'extérieur, par une soudure dite soudure bouchon, en quelques points pour ne pas déformer la tôle par ce soudage. Eventuellement on peut prévoir davantage d'entretoises à proximité du bord d'attaque la tôle. spacers (8) are welded from the outside, by a welding known as plug welding, at a few points so as not to deform the sheet by this welding. Optionally, more spacers can be provided near the leading edge of the sheet.

Lesdites entretoises ne supportent pas de charge, elles ont uniquement fonction guidage lors du mouvement vertical d'un lopin. Said spacers do not support a load, they only have a guiding function during the vertical movement of a piece.

présence de la tôle de protection permet d'utiliser pour le revêtement matériau réfractaire (3) autre que le béton. presence of the protective sheet allows the use of refractory material coating (3) other than concrete.

utilise par exemple et non limitativement un carton ou un feutre réfractaire qui présente les avantages d'être souple, de pouvoir se cintrer facilement, d'être disponible en plusieurs dimensions et de pouvoir être disposé plusieurs couches si nécessaire (une pluralité de couches minces étant préférable une couche épaisse car elles se cintrent plus facilement). uses for example and not limited to a cardboard or a refractory felt which has the advantages of being flexible, of being able to bend easily, of being available in several dimensions and of being able to be arranged in several layers if necessary (a plurality of thin layers being better a thick layer because they bend more easily).

L'utilisation d'un matériau réfractaire plus ou moins souple entre le cylindre métallique et l'inducteur est préférable car il permet les dilatations radiales de tôle, et dans ce cas on prévoit en outre un moyen de calage, fixe par rapport a l'inducteur, qui permet le glissement des deux bords de la tôle (1) lors des mouvements tangentiels de dilatation ou de retrait référencés (d) (figures3a ou et évite tout contact ente les arrêtes de ces bords et les spires (12) de l'inducteur. Idéalement, le moyen de calage (9) présenterait une section en arc de cercle au contact avec l'intérieur des spires de l'inducteur, comme sur la figure 3a, mais faudrait une pièce par diamètre de cellule. The use of a more or less flexible refractory material between the metal cylinder and the inductor is preferable because it allows the radial expansions of sheet metal, and in this case a wedging means is also provided, fixed relative to the inductor, which allows the sliding of the two edges of the sheet (1) during the tangential expansion or withdrawal movements referenced (d) (Figures 3a or and avoids any contact between the edges of these edges and the turns (12) of the Ideally, the wedging means (9) would have a circular arc section in contact with the interior of the turns of the inductor, as in FIG. 3a, but would require one piece per cell diameter.

Selon un mode de réalisation de l'invention, on prévoit un moyen de calage adaptable quelque soit le diamètre de la cellule (figure 3b). Ledit moyen de calage est une succession de pièces réfractaires (10) planes, collées les unes aux autres, à l'intérieur de l'inducteur, suivant une génératrice cylindre (voir figure 3c). According to one embodiment of the invention, provision is made for an adaptable wedging means whatever the diameter of the cell (FIG. 3b). Said wedging means is a succession of refractory pieces (10) flat, glued to each other, inside the inductor, according to a cylinder generator (see Figure 3c).

Les pieces réfractaires (10) parallélépipédiques sont collées aux spires de l'inducteur tout moyen approprié, par exemple par du ciment réfractaire introduit dans l'espace (11), de section transversale en arc de cercle dont l'arc formé par les spires et corde par les pièces réfractaires. The rectangular refractory pieces (10) are bonded to the turns of the inductor by any suitable means, for example by refractory cement introduced into the space (11), of cross section in an arc of a circle whose arc formed by the turns and rope by refractory pieces.

Le moyen de calage (9) s'étend sur tout ou parties de la longueur la fente (2). Les spires réfractaires formant le calage au droit de la fente de la tole seront choisies très denses, par exemple de type alumine à 95 %, pour présenter une bonne tenue au frottement des bords de la tôle et pour offrir un minimum d'adhérence la pâte de verre refroidie. The wedging means (9) extends over all or parts of the length of the slot (2). The refractory turns forming the setting in line with the slot in the sheet will be chosen to be very dense, for example of the 95% alumina type, in order to exhibit good resistance to friction of the edges of the sheet and to offer a minimum of adhesion to the dough. of cooled glass.

On comprendra, dans la description et, les revendications, que le matériau réfractaire utilisé doit être amagnétique. It will be understood from the description and the claims that the refractory material used must be non-magnetic.

Par ailleurs, on peut prévoir de fixer le moyen de protection (1), la paroi d'extrémité la cellule du côté où se fait l'introduction des lopins, par moyen de fixation approprié, par exemple en forme de bride (13) annulaire comme sur les figures 4 et ladite bride (13) comportant une ou plusieurs fentes radiales (14) Les fentes de la bride étant en même nombre que les fentes de la tôle réfractaire alignées radialement avec elles.Furthermore, provision may be made to fix the protection means (1), the end wall the cell on the side where the plots are introduced, by suitable fixing means, for example in the form of an annular flange (13). as in Figures 4 and said flange (13) comprising one or more radial slots (14) The slots of the flange being in the same number as the slots of the refractory plate aligned radially with them.

Claims (1)

<B>REVENDICATIONS</B><B> CLAIMS </B> 1. Dispositif de protection (1) contre les arrachements du revêtement intérieur réfractaire d'une cellule pour le chauffage de lopins par induction, ladite cellule présentant une forme cylindrique d'axe vertical (4) dans laquelle des lopins de grandes dimensions sont introduits verticalement, puis extraits après chauffage au moyen de vérins, l'inducteur étant protégé thermiquement par un revêtement intérieur cylindrique (3) en matériau réfractaire et de même axe (4) que la cellule et l'inducteur, caractérisé en ce qu'il consiste en une tôle en alliage métallique réfractaire formant un tube cylindrique autour de l'axe (4) de la cellule, au contact du revêtement réfractaire (3), ledit tube cylindrique restant ouvert suivant au moins une fente longitudinale (2),et sur toute sa longueur. Dispositif de protection selon la revendication 1 caractérisé en ce qu comporte une pluralité de lignes d'entailles longitudinales (5) disposées au moins sur une zone de hauteur prédéterminée (H). Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 2 caractérise en ce qu'il comporte une pluralité de moyens de guidage des lopins. Dispositif de protection selon la revendication 3 caractérisé en ce que moyens de guidage sont des lignes d'entretoises (8) chanfreinées à leurs deux extrémités. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérise en ce que le matériau réfractaire (3) est un matériau souple. Dispositif de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' est calé par un moyen de calage (9) fixé entre la tôle et les spires l'inducteur au niveau de la fente (2). Dispositif de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que moyen de calage (9) est une succession de pièces planes réfractaires denses collées à l'intérieur des spires de l'inducteur. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau réfractaire est un matériau rigide du type béton réfractaire. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 8, caractérise en ce que le moyen de protection (1) est fixé sur la paroi d'extrémité la cellule, du côté où se fait l'introduction des lopins, par un moyen fixation en forme de bride (13) annulaire comportant au moins une fente radiale (14), alignée radialement avec la ou les fentes du moyen de protection (1).1. Protective device (1) against tearing of the refractory lining of a cell for heating plots by induction, said cell having a cylindrical shape with a vertical axis (4) into which large plots are introduced vertically , then extracted after heating by means of cylinders, the inductor being thermally protected by a cylindrical inner coating (3) of refractory material and of the same axis (4) as the cell and the inductor, characterized in that it consists of a sheet of refractory metal alloy forming a cylindrical tube around the axis (4) of the cell, in contact with the refractory lining (3), said cylindrical tube remaining open along at least one longitudinal slot (2), and over all of its length. Protective device according to claim 1 characterized in that it comprises a plurality of longitudinal notch lines (5) arranged at least over an area of predetermined height (H). Protective device according to one of claims 1 to 2 characterized in that it comprises a plurality of means for guiding the pieces. Protective device according to claim 3 characterized in that the guide means are lines of spacers (8) chamfered at their two ends. Protective device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the refractory material (3) is a flexible material. Protective device according to claim 5, characterized in that it is wedged by a wedging means (9) fixed between the sheet and the turns of the inductor at the level of the slot (2). Protection device according to claim 6, characterized in that wedging means (9) is a succession of dense dense refractory pieces glued inside the turns of the inductor. Protective device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the refractory material is a rigid material of the refractory concrete type. Protection device according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the protection means (1) is fixed to the end wall of the cell, on the side where the plots are introduced, by fixing means in the form of an annular flange (13) comprising at least one radial slot (14), aligned radially with the slot or slots of the protection means (1).