Brevet FR2368543A1 — publié le 19780519

La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux poches metallurgiques à enceinte métallique fragmentée, destinées aux traitements inductifs des metaux et alliages et notamment de l'acier. Les pratiques d'élaboration des métaux et de l'acier en particulier s'orien- tent de plus en plus vers une métallurgie "hors du four" ou "metallurgie en poche". Une telle évolution se heurte pour l'essentiel au délicat probleme du chauffage de l'acier en poche. Parmi les solutions envisageables, seul le chauffage électrique par induction présente l'avantage de transmettre l'énergie au sein de la charge métallique avec un excellent rendement thermique. Toutefois, un problème électrotechnique d'importance réside dans la possibilité d'induire des courants dans la charge a traiter sans pour autant surchauffer l'enceinte métallique de la poche par des courants de Foucault indésirables. Il s'agit donc de réafiser une poche métallurgique comportant une enceinte métallique fragmentée qui, tout en assurant une résistance et une rigidité mécanique convenables, laisse passer, sans échauffement sensible, un flux magnétique produit par un bobinage inducteur dans l'entrefer duquel est place la poche lors des traitements metallurgiques. A cet effet, le demandeur a décrit dans la demande de brevet français (76/29.996) une poche métallurgique de ce type dont l'enceinte est constituee, dans la zone de chauffage, c'est-à-dire en regard des bobinages inducteurs par des tirants métalliques longitudinaux, éventuellement creux pour le passage d'un fluide de refroidissement, et maintenus en place par serrage entre deux brides annulaires, respectivement inférieure et supérieure, et isolés électriquement entre eux par des joints réfractaires logés dans les espaces longitudinaux disponibles entre deux tirants consécutifs. Ces tirants présentent des parties terminales cylindriques, filetées a leurs extrémités, qui traversent des ouvertures correspondantes prévues au travers des brides de serrage et qui constituent avec des écrous vissés sur lesdites extrémités les moyens d'assemblage isostatiques des tirants avec les brides. Cette technologie se retrouve sensiblement dans la poche métallurgique décrite dans le brevet français nO 2.100.553. On comprend que de telles dispositions ne facilitent guère les opérations de remplacement de tirants défectueux ou usagés. En effet, pour e faire, il est alors nécessaire de démonter au préalable l'une des deux brides et partant, l'élément métallique (virole supérieure ou fond de poche) qui lui est solidaire. La présente invention a pour but de remédier a de tels inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet des perfectionnements aux poches métallurgiques pour traitements inductifs des métaux dont l'enceinte métallique fragmentée est constituée dans la zone de chauffage, par des tirants métalliques longitudinaux maintenus en place par serrage entre deux brides annulaires, supérieure et inférieure, respectivement solidaires d'une virole superieure et du fond de poche, caractérisés en ce que lesdits tirants présentent des extrêmités taraudees s'appuyant sur la face interieure des brides et en ce que les moyens d'assemblage sont constitués par des pièces de raccordement filetées à leurs extrémités, traversant les ouvertures prévues a cet effet au travers des brides de serrage, et visses dans le taraudage ménagé dans les extrémités des tirants Selon un mode de réalisation préféré les tirants et les pièces de raccordement sont tubulaires pour permettre une circulation interne d'un fluide refroidissant. Conformément à une variante particulière, les pièces de raccordement sont constituées par des goujons. On entend par "face intérieure" des brides la face située en regard des tirants. Par suite, l'autre face, oppose a celle précitée sera désignée de "face exterieure". D'autre part on entend par "goujons" une pièce d'assemblage composée d'une tige filetee à ses deux extrêmites et d'un écrou de même diamètre. L'invention sera bien comprise et les avantages qu'elle procure ressortiront mieux au vu de la description qui suit donnée en référence à la figure unique annexée représentant une coupe longitudinale d'un tirant métallique muni de ses moyens d'assemblage isostatique aux brides de serrage, conformément au mode de réalisation préféré précité. On distingue sur la figure le fond de poche 1 muni d'une bride annulaire 2. L'ensemble rappelle la forme d'une cuvette dont la bride constituerait le bord. On distingue egalement une virole 3 servant de frette au niveau de l'extrê- mite superieure de la poche et comportant, outre une bride annulaire 4, une couronne 5 pour supporter la poche lors de son installation dans un dispositif de chauffage par induction non represente. La partie intermédiaire entre les deux brides 2 et 4 est constituée de tirants métalliques tubulaires 6 composes d'une tige lisse 17 terminée par des pièces 7 d'extrémités taraudees intérieurement et prenant appui sur les faces interieures 18 des brides 2 et 4 par l'intermédiaire de rondelles d'appui 8 et de joints annulaires plats 9. L'assemblage isostatique des tirants 6 avec la bride 2 (ou la bride 4) est effectué au moyen de goujons tubulaires 10 composes d'une tige 11 filetée à ses deux extrémités et d'un écrou à embase 12. La tige 11 traverse une ouverture menagee au droit des brides 2 et 4 et se trouve implantée à l'intérieur des tirants 6 par vissage dans les pièces taraudées 7. Le serrage de l'ensemble est assuré au moyen des écrous 12 par l'intermédiaire de rondelles d'appui 8' et de joints annulaires plats 9' identiques aux rondelles 8 et joints 9 précités. Les ouvertures ménagées dans les brides 2 et 4 présentent un diamètre supérieur à celui des tiges filetées il qui les traversent de manière a pouvoir disposer dans l'espace annulaire défini entre elles un joint 13 de type "canon". Dans l'exemple deréalisation décrit, les tirants 6 sont creux, de même que les goujons 10 correspondants, pour permettre une circulation interne d'un fluide de refroidissement, de preference de l'air, introduit par exemple par l'ouverture inférieure 14 et s'échappant par l'ouverture supérieure 15. Tous les éléments constitutifs de la structure métallique de l'enceinte, et en particulier les tirants 6 sont de préférence en matériau amagnétique,- par exemple en acier inoxydable amagnétique afin d'eviter une canalisation du champ magnétique incident au détriment de la charge métallique contenue dans la poche. Les joints 8, 9, 8', 9' et 10 sont avant tout de bons isolants électriques et thermiques. Ils doivent en outre présenter une bonne tenue à la température qui peut, à leur endroit, atteindre plusieurs centaines de degrés telsius, et une bonne résistance à la compression en raison des dilatations inévitablés de la structure métallique lors des mises en servi ce de la poche. Compte tenu d'un tel cahier de charge, le demandeur préconise l'emploi d'un matériau connu dans le commerce sous la dénomination "Syndanio" et composé d'un mélange de pierres minérales et d'amiante préalablement broyés. Comme on aura déjà pu s'en rendre compte, la technologie conforme à l'invention facilite au mieux les opérations de maintenance telles que le remplacement de tirants defectueux ou usagés. En substance, il n'est plus nécessaire, comme c'était le cas dans la technique anterieure, de procéder préalablement au démontage de l'une des brides 2 ou 4 et des éléments métalliques (fond de poche ou virole supérieure) qui lui est solidaire. A titre illustratif, on va decrire les opérations de démontage du tirant supposé defectueux. Les écrous 12 supérieur et inférieur sont retires en premier lieu. Puis la rondelle d'appui 8' et le joint plat 9' sont dégages. Un méplat 16, usiné sur la partie lisse de la tige 11 à un endroit tel qu'il est accessible après dégagement de la rondelle et joint précités, permet le dévissage de la tige 11 au moyen d'une clé appropriée. La.tige 11 est ainsi dégagee du taraudage interne de la pièce 7. Les opérations décrites sont bien entendu reproduites respectivement au niveau des deux brides 2 et 4. Le tirant 6 peut alors être dégagé par simple traction latérale. Les opérations de remontage s'effectuent dans un ordre inverse à celui qui vient d'être décrit. Bien entendu, l'usage de goujons tels que décrits précédemment n'est nulle ment limitatif de la presente invention. On peut en effet leur substituer de nombreux équivalents remplissant la même fonction dans la mesure ou ces moyens d'assemblage ne constituent pas des elements constitutifs des tirants et peuvent être aisément dissociés de ces derniers. Par exemple une simple vis d-'assemblage peut parfaitement convenir Néanmoins on comprend aisément que l'emploi de goujons présente l'avantage par rapport aux vis de faciliter le centrage des pieces et,partant, l'ensemble des opérations de montage de la structure métallique. REVENDICATIONS 1 - Perfectionnements aux poches métallurgiques pour les traitements inductifs des métaux dont l'enceinte métallique fragmentée est constituée,dans la zone de chauffage, par des tirants métalliques longitudinaux maintenus en place par assemblage entre deux brides annulaires de serrage, superieure et inférieure, solidaires respectivement d'une virole supérieure et du fond de poche, carac térisés en ce que les tirants présentent des extrémités taraudées s'appuyant sur la face interieure des brides de serrage et en ce que l'assemblage est assuré par des pieces de raccordement, traversant des ouvertures prévues à cet effet au travers des brides de serrage et presentant au moins une extrémité filetee, laquelle est vissée dans le taraudage ménage dans les extrémités des tirants. 2 - Perfectionnements selon la revendication 1 caractérisés en ce que les tirants et les pièces de raccordement sont tubulaires afin de permettre une circulation interne d'un fluide de refroidissement. 3 - Perfectionnements selon les revendications 1 ou 2 caractérisés en ce que les pieces de raccordement sont constituées par des goujons.