Brevet FR2049115A1 — publié le 19710326

t 2049115 L'invention est relative à un four pour le chauffage de barres, tubes ou autres objets allongés, comprenant une chambre de chauffage dé la longueur des objets à chauffer, des brûleurs pour un combustible liquide et/ou gazeux, qui débouchent dans la chambre de 5 chauffage, une évacuation pour les gaz de combustion, une amenée et line évacuation pour les objets à chauffer et les objets chauffés» De tels fours sont connus. Ils servent à la préparation de matières qui doivent être pressées ou forgées" à chaud. De tels fours sont connus sous des formes de réalisation dif-10 férentes. Ils comportent en général une enveloppe en acier dans 2a-' quelle est disposée une maçonnerie de pierres ou briques réfractai-res, qui forment la chambre dite de four. Dans cette chambre de four, dans laquelle débouchent les brâleurs assurant le chauffage, viennent se placer des objets à ehauf-15 fer, qui sont introduits suivant la direction longitudinale. En général, ces fours offrent le grand inconvénient que le rendement est faible, à cause notamment des rapports de dimension défavorables. La longueur du four doit au moins être égale à celle de l'objet le plus long à traiter. La section transversale de la 20 chambre de four est cependant petite par comparaison, de telle scrute qu'on ne peut chauffer simultanément que quelques objets. Un agrandissement de la section transversale n'a aucun sens, parce que les objets ne peuvent pas non plus être chauffés trop longtemps, car ils subiraient alors une combustion et trop de battitures se-25 raient formées. Dans de tels fours, on introduit aussi à chaque fois un objet froid alors qu'on retire un objet chauffé pour le travailler. La conséquence en est que les- objets froids sont brutalement soumis à la température élevée du four (environ 1100°C), avec le 50 danger que des criques dues à la chaleur apparaissent dans la matière et que l'objet gauchira fortement. De même, à cause de l'introduction de l'objet froid, le four se refroidira brusquement de quelques dizaines de degrés. L'inconvénient majeur de tels fours est cependant que les gaz 35 d ' échappement ont une température qui est au moins égale à celle du four, et même en général une température supérieure de quelques dizaines de degrés. La perte de chaleur est par conséquent très élevée. En fait, ces pertes peuvent être réduites en agençant des récupérateurs thermiques, ce qui permet de récupérer une partie de la 40 chaleur d'échappement en préchauffant l'air de combustion. Ceci 70 18816 2 2049115 rend cependant l'installation nettement plu© onéreuse» Il est connu que la meilleure méthode pour chauffer une matière jusqu'à une température élevée est d'apporter la chaleur par convexion dans la gamme des basses températures et par rayonnement 5 dans la gamme des hautes températures. On se trouve cependant alors en présence de deux fours différents connectés en série, à savoir un four à convexion et un four à rayonnement, à travers lesquels les objets à chauffer, tels que des "barres, par exemple, sont transportés» 10 Oe système offre cependant à nouveau l'inconvénient qu'il re quiert une construction extrêmement longue. Pour un diamètre d'objet de 40 mm, une construction de ce genre aura environ 30 mètres de long, tandis qu'une construction compliquée est nécessaire pour le transfert des objets, tels que par exemple des barres. De pluss 15 le rendement du point de vue de la technique thermique est très mauvais, à cause de la grande longueur du four. Le but de la présente invention est d'offrir un four qui ne présente pas les inconvénients précités» Dans ce but, dans le four suivant l'invention, l'évacuation 20 des gaz de combustion est agencée latéralement dans la chambre d'é-chauffement et suivant la direction longitudinale de cette dernière et cette évacuation est réalisée en tant que fente à travers laquelle peut s'effectuer l'amenée des objets allongés, transversalement par rapport à leur direction longitudinale de telle sorte 25 qu'un échauffement préalable des objets a lieu grâce à une chaleur de convexion tandis que le chauffage des objets s'effectue grâce à une chaleur de rayonnement. Dans une forme de réalisation du four suivant l'invention, la chambre de chauffage possède une section transversale, par exemple 30 circulaire, telle qu'un seul objet allongé à la fois puisse y être chauffé. Dans une forme de réalisation préférée du four suivant l'invention, le fond de la chambre de chauffage est nroni de blocs de glissement ou analogues destinés à soutenir l'objet chauffé devant 35 être expulsé suivant la direction longitudinale de la chambre de chauffage» Pour augmenter l'effet utile,, les brûleurs débouchent, dans le four suivant 13 invention, tangentiellement da&e la chambre de chauffage. . 40 Dans une forme de réalisation préférée du four suivant 1 * in 70 18816 3 2049115 vention, on prévoit pour l'amenée des objets allongés à la chambre de chauffage des arbres à vis sans fin rotatifs, qui pénètrent transversalement dans la fente d'évacuation des gaz» Dans le four suivant l'invention, les arbres à vis sans fin 5 rotatifs sont refroidis intérieurement par de l'air. Suivant un autre aspect de l'invention, le four est constitué par des sections de matière réfractaire placées en succession suivant la direction longitudinale. Dans le four suivant l'invention, chaque section est constituée 10 par deux pièces superposées, chacune d'elles comprenant une partie de la chambre de chauffage. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : 15 - la fig. 1 est une vue en plan de deux sections de four pla cées côte à côte; - la fig. 2 est une vue en coupe transversale de deux sections de four placées côte à côte, suivant la ligne II-II de la fig. 3, le dispositif d'amenée pour les barres étant éliminé} 20 - la fig. 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la fig. 1; - la fig. 4 est une vue en coupe longitudinale de deux sections. En fonction de la longueur des barres à chauffer, le four est assemblé à partir de plusieurs sections de longueur déterminée, qui 25 sont placées côte à côte sur une fondation. 1. Chaque section est constituée par une pièce inférieure 2 et une pièce supérieure 3, la pièce inférieure étant dotée sur le côté inférieur d'évidements 4, de telle sorte que les sections peuvent être déplacées aisément, par exemple à l'aide d'un chariot élévateur. 30 Les pièces inférieure et supérieure 2 et 3 sont tirées l'une vers l'autre sous une tension préalable à l'aide de tirants 5, les forces de précontrainte étant transmises aux pièces inférieure et supérieure par des plaques de pression 6. Afin de compenser la dilatation se produisant lors de l'échauf-35 fement du four, et de maintenir une précontrainte aussi constante que possible, on a prévu plusieurs ressorts Belleville 7. ' La pièce inférieure aussi bien que la pièce supérieure sont faites de béton réfractaire coulé et tassé, mais elles peuvent aussi être faites par exemple de matière céramique réfractaire cuite. 40 Les deux pièces sont soumises à une contrainte préalable à l'aide 70 18816 4 2049115 de tirants 8 et de plaques de pression S, tandis que l'on a prévu dans ce cas également des ressorts Belleville 10 pour maintenir la force de précontrainte aussi constante que possible. Le four présente un espace libre rond 11, qui constitue le vo-5 lume de four ou la chambre de chauffage proprement dite. Dans ce volume débouchent tangentiellement plusieurs brûleurs 12, qui sont disposés dans la pièce supérieure 3. Ces brûleurs sont reliés par des conduites 13 à une conduite à combustible centrale 14 qui s'étend sur toute la longueur du four, étant entendu que cet-10 te conduite est couplée pour chaque section de four à l'aide de raccords 15. Grâce aux brûleurs disposés tangentiellement, on arrive à ce que les gaz prennent une grande vitesse dans le four et qu'ainsi ils se consument en très peu de temps, ce qui entraîne une tempéra-15 ture élevée. La chambre de chauffage ronde 11 est ainsi amenée très rapidement à la température désirée et elle est chauffée très uniformément o Les gaz dits brûlés quittent la chambre de chauffage 11 à travers une fente 16 située transversalement sur toute la longueur du 20 four, fente dans laquelle se trouvent les barres à fournir. Etant donné que cette fente 16 ne laisse qu'une très petite ouverture, les gaz brûlés y tourbillonneront, de telle sorte qu'ils balaient les barres et leur abandonnent leur chaleur, de telle sorte que ces barres sont amenées dans la chambre de chauffage 11 après avoir été 25 convenablement préchauffées. Etant donné que les gaz brûlés sur leur parcours vers l'extérieur rencontrent des barres toujours plus froides, la température des gaz se réduira progressivement et, au moment où ils sortent du four, leur chaleur ne sera plus qu'une fraction de celle qu'ils avaient au moment de leur pénétration dans la fente 30 à partir de la chambre de chauffage. Les barres sont déplacées dans la fente 16 à l'aide d'axes à vis sans fin 17a, 17b qui sont refroidis intérieurement par de l'air et qui sont supportés à rotation dans des paliers 18. Les arbres à vis sans fin 17a? 17b, prévus à raison d'un par 35 section, sont agencés de telle sorte qu'à côté d'un ou deux arbres à rotation à droite sont adjacents un ou deux arbres à rotation à gauche» Ceci a pour but d'éviter que les barres se déplacent dans le sens longitudinal. Les arbres à vis sans fin reçoivent un mouvement de rotation 40 continu à partir dfun moteur électrique par 1'intermédiaire d'irn 70 18816 5 2049115 réducteur 20. Pour réaliser le mouvement de rotation à droite et à gauche des arbres à vis sans fin 17a, 17b, on a disposé sur les bouts d'arbre du réducteur 20 des roues à chaîne parmi lesquelles la roue 21 re-5 présentée entraîne la roue 23 située sur l'arbre à vis sans fin 17b à rotation à droite, tandis qu'une roue (non montrée) 22 entraîne la roue 24 située sur l'arbre à vis sans fin 17a exécutant une rotation à gauche. lies roues dentées 25 et 27 servent à l'entraînement des arbres 10 à vis sans fin dans dr autre s sections éventuelles du four. les barres à amener sont fournies aux arbres à vis sans fin 17a et 17b par l'intermédiaire drun mécanisme de fourniture qui est actionné pneumatiquement. Dans ce but, les barres 40 reposent sur des appuis 29 (voir la fig. 3) qui sont dotés, sur leur côté avant, 15 de bords relevés 30. Au moment où une barre doit être fournie aux arbres à vis sans fin, un vérin pneumatique 31 reçoit une impulsion, de telle sorte que la tige de piston 26 de ce cylindre se déplacera vers l'intérieur avec pour conséquence qu'un arbre 32 supporté sur les paliers 18 sera déplacé dans le sens des aiguilles d'une montre 20 (fig. 3) par l'intermédiaire d'un bras 35 fixé à cet arbre 32. De la sorte, un levier 34 également fixé à l'arbre 32 pivotera vers le haut et une plaque 35 qui est articulée sur le levier 34 et est maintenue sur le parcours prévu grâce à une goupille de guidage 36 sera relevée de telle sorte qu'un mentonnet 37 situé sur la plaque 25 35 repoussera une barre par-dessus le bord relevé 30 des appuis 29 et cette barre parviendra ainsi sur les arbres à vis sans fin pour être amenée dans le four. Pour expulser les barres chauffées hors de la chambre de chauffage 11, on a encore prévu un vérin pneumatique 38. Ce dernier re-30 pousse au moment voulu une barre de la chambre de chauffage 31 à la machine de traitement, qui est placée au voisinage de la sortie du four. Etant donné qu'au cours de ce mouvement d'expulsion la barre chauffée exécute un mouvement de glissement dans la chambre de chauffage 11, on y a disposé des blocs de glissement 39 afin d'évi-35 ter un endommageaient de la chambre de chauffage, ces blocs pouvant être remplacés aisément en cas d'usure éventuelles 70 18816 6 2049115 EBTBNDXOÂÏIOHS 1 - Four pour le chauffage de barres, tubes ou autres objets allongés, comprenant une chambre de chauffage de la longueur des objets à chauffer, des brûleurs pour un combustible liquide et/ou 5 gazeux, qui débouchent dans la chambre de chauffage, une évacuation, pour les gaz de combustion, un dispositif d'amenée et un dispositif d'évacuation pour les objets à chauffer, caractérisé en ce que l'évacuation pour les gaz de combustion est agencée latéralement dans la chambre de chauffage et suivant la direction longitudinale de 10 cette dernière, cette évacuation étant réalisée sous la forme d'une fente à travers laquelle l'amenée des objets allongés peut s'effectuer transversalement par rapport à leur direction longitudinale, de telle sorte qu'un préchauffage des objets a lieu grâce à une chaleur de convexion et le chauffage des objets grâce à une chaleur de 15 rayonnement. g - Four suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de chauffage a une section transversales par exemple circulaire, telle qu'un seul objet à la fois peut y être chauffé. 3 - Four suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, 20 caractérisé en ce que le fond de la chambre de chauffage est muni de blocs de glissement ou analogues destiaés à soutenir l'objet chauffé à expulser de la chambre de chauffage suivant la direction longitudinale• 4 - Pour suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, 25 oaraetérisé en ce que les brûleurs débouchent iaagentielleinent daas la chambre de chauffage. 5 - Four suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'amenée vers la chambre de chauffage des objets allongés à travers 1!évacuation allongée pour les gaz s'effectue à l'aide d'arbres h 30 vis sans fin rotatifs qui pénètrent transversalement dans la fente d'évacuation des gaz„ 6 - Four suivant la revendication 5S caractérisé en ce que les arbres à vis sans fin rotatifs sont refroidis intérieurement par d© l'air. 35 1 - Four suivant la revendication S, caractérisé en ce que les arbres à vis sans fin sont conçus de manière à tourner alternativement à gauche et à droite® 8 - Four suivant la revendication t9 eameterisé en oe qu'il est constitué par des sections de matière réfr&staire placées les 40 •unes à côté des autres dans le sens longitudinala SAD ORIGINAL 70 18816 7 2049115 9 - Pour suivant la revendication 8, caractérisé en ce que chaque section est constituée par deux pièces superposées, dont chacune comprend -une partie de la chambre de chauffage. 10 - Pour suivant la revendication 9, caractérisé en ce que 5 les pièces supérieure et inférieure sont tirées l'une contre l'autre sous une contrainte préalable au moyen de tirants. 11 - Pour suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les tirants agissent sur les pièces du four par l'intermédiaire de ressorts, tels que des ressorts Belleville. 10 12 - Pour suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les sections sont soumises dans le sens transversal à l'action de tirants soumis à une précontrainte. 13 - Pour suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les tirants agissent sur les sections par l'intermédiaire de ressort^ 15 tels que des ressorts Belleville.