Brevet FR2380090A1 — publié le 19780908

la présente invention concerne un procédé de réchauffage de pièces, notamment de lopins et de billettes, avant estampage, Dans la plupart des procédés classiques, les pièces froides sont directement enfournées dans un four à br0leurs radiants, où elles sont chauffées par rayonnement jusqu'a la température désirée, avant entre évacuées, par exemple, vers des patrices d'estampage. la rendement de ces procédés est assez mauvais à cause de 1' échappement de la chaleur contenue dans les produits de combustion par la cheminée du four. De plus, le chargement du four s'effectuant avec des pièces froides, ces dernières doivent être exposées à la haute température du four pendant un temps relativement long, avec l'inconvénient d'une production importante de battiture ou de calamine. Afin d'améliorer le rendement de ces procédés, on a proposé de préchauffer l'air de combustion, dans un récupérateur, précisément avec la chaleur s1échappant par la cheminée du four, Mais les récupérateurs actuels sont volumineux et onéreux ; ils n'ont pas non plus un rendement parfait et s'usent par corrosion.Par ailleurs, du fait de la différence des températures à l'entrée et à la sortie des récupErateurs,le rapport entre la quantité d'air de combustion et la quantité de combustible injectées dans les brdleurs du four ne peut pas être constant, ce qui nuit à la régularité du régime de ces brtileurs, La présente invention a donc pour but d'améliorer le rendement des procédés de réchauffage traditionnels, tout en évitant d'utiliser un récupérateur, et concerne, à cet effet, un procédé de réchauffage de pièces, notamment de lopins et de billettes, avant estampage, dans lequel les pièces sont chauffées par rayonnement jusqu'à la température désirée avant d'8tre évacuées vers un poste d'estampage, caractérisé par le fait que les pièces froides sont, au préalable, préchauffées par convection, la rendement du procédé de l'invention est notablement amélioré par rapport à ceux des autres procédés, puisque, si aux températures élevées les transferts thermiques s'effectuent mieux par rayonnement, ils s'effectuent mieux par convection aux basses températures. En outre, le chauffage par rayonnement dure moins longtemps, ce qui diminue la perte au feu, Dans une mise en oeuvre préférée du procédé de l'invention, on récupère les produits de chauffage par rayonnement, et on en abaisse la température en y introduisant à contre-courant les pièces froides pour les préchauffer par convection, Dans ce cas, on récupère la chaleur contenue dans les produits de chauffage par rayonnement, et on l'utilise pour préchauffer les pièces au cours d'un échange thermique avec ces produits de chauf fage, IL ntest donc plus avantageux de préchauffer l'air de combustion, le rendement d'un tel procédé étant, en soi, excellent. La présente invention a également pour objet un four destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, et concerne à cet effet, un four de réchauffage avant estampage, de pièces telles que des lopins et des billettes, comprenant une chambre à haute température à brtleurs radiants, dans laquelle les pièces sont chauffées par rayonnement jusqu'à la température désirée, avant entre évacuées vers un poste d'estampage, caractérisé par le fait que la chambre débouche dans un échangeur par lequel peuvent s'échapper les produits de combustion et sont enfournées les pièces pour y être préchauffées par convection. Ainsi, pour réchauffer les pièces avant estampage, on les enfourne d'abord dans l'échangeur où elles avancent à contre-courant des produits de combustion qui les préchauffent par convection, et on les fait pénétrer dans la chambre à haute température, où elles sont chauffées par rayonnement jusqu'à la température désirée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante, mais non limitative, d'une forme de réalisation préférée du four de L'invention, représentée sur le dessin annexé, sur lequel - la fig. 1 représente une vue de côté, partiellement éclatée du four de l'invention, et - la fig. 2 représente une vue en coupe transversale de la chambre à haute température du four de l'invention, suivant la ligne II-II de la fig. 1. Le four 1 est un four destiné, en particulier, aux forgerons et estampeurs. I1 permet, avant estampage, de réchauffer des pièces en acier ou alliage d'acier telles que des lopins ou d'autres profilés, comme les billettes. Le four 1 comporte un dispositif de chargement 2, un échangeur de préchauffage 3 et une chambre classique à haute température 4. la dispositif de chargement 2 comprend un magasin 5, dans lequel sont disposées des pièces 6 destinées à Entre réchauffées, et des moyens d'introduction des pièces 6 dans l'échangeur 3, Dans l'exemple représenté, les moyens d'introduction sont constitués par une série de vérins 7, dont les pistons sont respective ment solidaires de tiges 8 agencées pour pousser les pièces 6 dans l'échangeur 3. A cet égard, il est effectivement prévu une série de vérins 7, car le four 1 permet de réchauffer, comme la suite de la description le précise, plusieurs pièces 6 simultanément.L'échangeur 3 comporte une série de tubes de prêchauffage 9, respectivement associés aux vérins 7, à l'intérieur desquels les pièces 6 peuvent avancer les unes derrières les autres, poussées par les vérins 7 correspondants. On conçoit alors aisément que le chargement du four L peut s'effectuer manueLLement ou automatiquement, et que, par ailleurs, les pièces peuvent être réchauffées en continu. L'échangeur 3 communique avec la chambre 4 à haute température, dans laquelle débouchent les tubes de préchauffage 9, La chambre 4 comprend une série de couloirs 10 de chauffage rapide, respectivement associés aux tubes 9, et sur lesquels les pièces 6 peuvent avancer, de la meme manière que dans l'échangeur 3, jusqu'à une goulotte L1 de déchargement des pièces réchauffées, la goulotte 11 étant obturée de façon étanche par un portillon métallique 12 à fermeture automatique. La chambre 4 est équipée de brtleurs radiants 13, utilisant de préférence, comme combustible, du gaz ou du fuel. la four 1, représenté sur le dessin, est donc un four "pous santon dans lequel les lopins 6, disposés sur plusieurs files paraI- lèles, sont réchauffés en continu, avant d'tre évacués vers un poste d'estampage, non représenté sur le dessin, à laide d'un organe de manutention, comme par exemple un convoyeur 14. la fours 1 étant en marche, les produits de combustion s'échappent de la chambre 4 vers les tubes de préchauffage 9 de ltéchan- geur 3, dans lesquels ils circulent en direction du dispositif de chargement 2, soit de la gauche vers la droite sur la fig. 1.A l'extrémité des tubes 9, où sortent les produits de combustion, c'est-à-dire à l'extrémité où sont introduits les lopins 6, la température de ces produits est relativement basse, leur température à l'autre extrémité de ces tubes étant déjà bien inférieure à celle qu'ils ont à l'intérieur mtme de la chambre 4.aont Pour leur réchauffage, les lopins 6 froidsfintrodwts par le dispositif 2 dans les tubes 9, à l'intérieur desquels ils sont poussés en direction de la chambre 4, soit de la droite vers la gauche sur la fig. 1 et par conséquent à contre-courant des produits de combustion. Pendant leur passage dans les tubes 9, les lopins 6 subissent donc un premier réchauffage grtce à un échange thermique avec les produits de combustion, cet échange s'effectuant, suivant l'invention, par convection. Cet échange par convection s'effectuant à des températures relativement basses, le rendement de cette première phase du réchauffage est assez bon. De plus, le rendement de tout le procédé de réchauffage s'en trouve également amélioré, par rapport aux procédés classiques, puisqu'une partie de la chaleur contenue dans les produits de combustion est ainsi récupérée au lieu de s'échapper par une cheminée dans le cas d'un four traditionnel. Les lopins 6 étant préchauffés, ils pénètrent dans la chambre 4 à haute température, dans laquelle ils subissent un deuxième et dernier réchauffage, cette fois par rayonnement, jusqu'à la température désiré. Compte-tenu de leur température à ltentrée de cette chambre, cette deuxième phase du procédé, qui s'effectue toujours avec un bon rendement, ne dure que très peu de temps, pendant lequel la décarburation des lopins, ou la perte au feu, est très réduite. On notera que les brtleurs 13 du four 1 fonctionnent en air froid, ce qui assure une constance du rapport entre la quantité d'air de combustion et la quantité de combustible injectées dans ces brûleurs, et par conséquent une bonne régulation. Les lopins 6 étant réchauffés jusqu'à la température désirée, ils sont alors évacués dans la goulotte 11, pour sortir du four 1 par gravité, en poussant eux-memes le portillon 12 qui se referme automatiquement apres leur passage. Le portillon 12 assurant une parfaite étanchéité, le four 1, qui ne comporte aucune autre porte, est toujours fermé, ce qui élimine l'inconvénient dû à l'entrée d'oxygène dans les fours traditionnels quand on ouvre leur porte de déchargement. Avec des cadences d'enfournement appropriées, les lopins 6 peuvent, en outre, facilement sortir un par un de la chambre 4 à haute température. Le four 1 de l'invention, compte-tenu de son rendement, permet donc de réaliser des économies d'énergie substantielles, mais il offre également des conditions-de travail avantageuses. Dans le cas où le chargement des lopins s'effectue manuellement, ltopérateur ne peut plus être incommodé par le rayonnement intense du four, puisqu'il n'y a plus de porte de chargement à ouvrir et que les produits de combustion sortent de l'échangeur à une température relativement basse. Quant au poste de déchargement, traditionnellement le plus éprouvant, il a été purement et simplement supprimé. - REVENDICATIONS - 1.- Procédé de réchauffage de pièces, notamment de lopins et de billettes, avant estampage, dans lequel les pièces sont chauffées par rayonnement jusqu'à la température désirée avant d'être évacuées vers un poste d'estampage, caractérisé par le fait que les pièces froides sont, au préalable, préchauffées par convection. 2.- Procédé suivant la revendication 1, dans lequel on récupE- re les produits de chauffage par rayonnement, et on en abaisse la température en y introduisant à contre-courant les pièces froides pour les préchauffer par convection. 3.- Four de réchauffage de pièces, telles que des lopins et des billettes, avant estampage, pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, comprenant une chambre à haute température à brûleurs radiants, dans laquelle les pièces sont chauffées par rayonnement jusqu'à la température désirée, avant d'être évacuées vers un poste d'estampage, caractérisé par le fait que la chambre débouche dans un échangeur par lequel siéchap- pent les produits de combustion et sont enfournées les pièces pour y être préchauffées par convection, 4.- Four suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que c'est un four poussant. 5,- Four suivant la revendication 4, dans lequel L'échangeur comporte une série de tubes de préchauffage respectivement associés à des couloirs ménagés dans la chambre, dans chacun desquels les pièces avancent l'une derrière l'autre. 6.- Four suivant l'une des revendications 3 à 5, dans lequel les pièces sont réchauffées en continu. 7.- Four suivant l'une des revendications 3 à 6, dans lequel est prévue une goulotte de déchargement agencée pour permettre l'é vacuation des pièces par gravité. 8.- Four suivant la revendication 7, dans lequel la goulotte est obturée par un portillon à fermeture automatique, 9.- Four suivant l'une des revendications 3 à 8, dans lequel les pièces sont évacuées une par une0