Brevet FR2181597A1 — publié le 19731207

L'invention concerne les fours de traiteinent thermique continu, tels que, par exemple, les fours de cémentation, de carbonitrura- tion,'de trempe, de recuit, etc., dans lesquels on entretient une atmosphère controlée de type endothermique constituée par un mélange de deux gaz, à savoir : un gaz dit gz porteur et un gaz dit gaz d'addition. Le gaz porteur est un gaz endothermique ou gaz RX produit par un générateur complexe qui assure l'oxydation ménagée d'un hydrocarbure gazeux (en général CH4 ou C3H8) jusqu'au stade CO et H,. Le gaz d'addition (en général CH4 ou C3H8) est ajouté au gaz porteur, habituellement dans une proportion de 1 à 10%. Le mélange de ces deux gaz est envoyé dans le four à chauffage indirect et y crée une atmosphère que l'on contrôle facilement par la variation de la proportion de ces deux gaz. De tels fours de traitement en continu sont équipés d'un sas d'entrée et d'un sas de sortie des pièces à traiter, ainsi que dlorifices par lesquels le gaz s'échappe en permanence. Pour se débarrasser de ce gaz qui s'échappe des orifices du four, on a l'habitude de le brûler. ur, il est évidemment regrettable de détruire ce gaz que l'on a préparé avec soin. Le but de l'invention est de réaliser une économie d'exploi- tation importante en réutiLisant le gaz qui s'échappe du four par les orifices en question et, pour cela, en le traitant d'une façon particulière. A cet effet, le procédé suivant l'invention consiste à ajouter de l'air au gaz nui sortent du four, à réintroduire le mélange dans le four après 11:voir fait passer sur un catalyseur d'oxydation approprié, notamment de l'oxyde de nickel, porté à une température convenable, de préférence à l'intérieur même du four. Grâce à un tel procédé, on réutilise donc en permanence le gaz porteur qui est, de loin, celui qui se trouve en plus grande quantité pour ce genre de traitement ; les seules pertes inévitables proviennent de l'échappement de gaz qui se produit par les sa d'entrée et de sortie des pièces. Une arrivée de r' d'addition frais convenablement dosée perrret de redonner à l'atmosphère du Pour les caractéristiques convenables. A titre d'exemple, on peut dire que la consommation en gaz endothermique d'un four classique du genre en question est norma lement de l'ordre de 150 à 300 % du volume du four par heure, soit en pratique de 20 à 150 m /heure selon les fours. Grâce au procédé suivant l'invention, on peut réduire cette consommation celle qui est nécessaire au onctionnement des sas d'entrée et de sortie, c'est-à-dire une consommation seulement de l'ordre de 50 m /heure dans le cas le plus défavorable. L'économie réalisée est donc très importante. Dans un mode opératoire avantageux, on commence par refroidir les gaz qui sortent du four, puis on en élimine, par filtration, la suie qui se forme. L'invention vise aussi une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, ladite installation comportant un circuit de récupé- ration des gaz sortant par les orifices du four et traversant successivement un refroidisseur, un filtre de retenue de la s.iie formée au refroidisse.:!ent, un carburateur lui introduit dans le gaz une petite quants lé d'air, un surpresseur qui reflet le gaz se pression et un ou plusieurs tubes réfractoires contenant un cata- lyseur d'oxydation approprié, notamment de l'oxyde de nickel, lesliLs tubes étant disposés dans le four même, å l' intérieur duquel ils débouchent. L'invention sera mieux comprise a la lecture de 1 description suivante et à l'examen des dessins annexée qui montrent, a titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une installation suivant l'invention pour la régénération de l'atmosphère des fours de traitement theflnique en continu. Sur ces dessins La Figure 1 représente schématiquement, de profil, l'ensemble du four équipé de l'installation de récupération, et, La Figure 2 est à plus grande 'chelle, une cou e transversale faite suivent II-II de la figure 1. Le four désigné dons son ensemble par 1 sur la figure 1 est destiné au traitement thermique continu de pièces, en vue, par exemple, de leur cémentation, carbonitruration, trempe, recuit, ou traitements similaires. Il comporte une partie principale ou laboratoire de traitement 2 ainsi qu'à son extrémité amont un sas 3 d'enfournement des pièces et à son extrémité aval un sas 4 de ournement. La partie principale 2 du four est munie d'oriices, tels que T, qui débouchent dans un collecteur 8 duquel part un circuit de regénération des gaz qui comporte un refroidisseur 11, un filtre 12, un carburateur 13, un surpresseur 14 et un ou plusieurs (dans ltexem- ple, deux) tubes réfractaires 15 disposés à l'interieur du four même et débouchant directement dans celui-ci (voir aussi fig. 2). Le rôle du refroidisseur 11 est évidemment d'abaisser la ter;pé- rature des gaz qui sortent du four, celui du filtre 12 de retenir la suie formée lors de ce refroidissement, celui du carburateur 13 d'introduire, dans le gaz, une petite quantité d'air, et celui du surpresseur 14 de remettre le gaz sous une pression de l'ordre de quelques centaines de millimètres d'eau. Quant aux tubes réfr.c- taires 15, ils renferment un catalyseur d'oxydation approprié, de préférence de l'oxyde de nickel, qui utilise cemrae source de chaleur le laboratoire même du four puisque, à cet effet, ils sont disposés directement dans ledit four. Le fonctionnement de l'installation est le suivant Les gaz sortant du four sont refroidis pendant leur passage dans le refroidisseur 11, et la suie qui se forme est retenue par le filtre 12. Le carburateur 13 introduit, dans le gaz, la quantité d'air nécessaire à son traitement de régénération et le surpresseur 14 le refoule dans le four 2 à travers le catalyseur 17 dont sont garnis les tubes réfractaires 15. Sur ce catalyseur d'oxydation, la petite quantité de méthane (de l'ordre de 1 à 10 , en général) est oxydée et passe à l'état de CO et H2, l'ensemble des gaz régénérés étant réintroduit d'une façon continue dans le four par l'extrémité ouverte des tubes réfractaires 15. On ajuste la composition de l'atmosphère dans le four par un apport convenable du gaz d'addition. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, on peut y apporter des modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'amélioration du fonctionnement des fours de traitement thermique continu, notamment pour des traitements de cémentation, carbonitruration, trempe, recuit, et analogues, en atmosphère contrôlée de type endothermique constituée d?un gaz orateur endothermiques contenant essentiellement de l'oxyde de car- bone et de l'hydrogène et un gaz d'addition constitué par un hydrocarbure gazeux, notamment du méthane, ledit procédé étant caractérisé en ce çù'iT consiste à aJouter de l'air aux gaz qui sortent du four et 1 réintroduire le mélange dans le four après l'avoir fait passer sur un catalyseur d'oxydation approprié, notamment de l'oxyde de nickel, porte à une température convenable, de préférence à l'intérieur même du four. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on comence par refroidir les gaz qui sortent du four et à en éliminer, par filtration, la suie ainsi fornée. 3. Installation pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit de récupération des gaz sortant du four et traversant successivement un refroidisseur, un filtre à suie, un carburateur d'introduction d'air dans le gaz, un surpresseur qui remet le gaz a une pression appropriée, de préférence de l'odre de quelques centaines de millimètres d'eau et un ou plusieurs tubes renfermant un catalyseur d'oxydation, de préférence de l'oxyde de nickel, lesdits tubes étant de préférence disposés dans le four rnême, à l'intérieur duquel ils débouchent.