Brevet FR2482277A1 — publié le 19811113

La présente invention concerne un procédé d'arrêt provisoire d'installation de carburation conti- nue, Dans les installations de carburation continue qu'il faut arrêter en fin de semaine, on enregistre de grandes pertes de capacité par le fait qu'il faut faire marcher à vide les installations avant l'arrêt. La perte de capacité dépend alors du temps.nécessaire aux pièces à traiter pour passer à travers linstal- lations Plus l'installation est importante, plus la per- te de capacité est élevée. Dans les installations de carburation continue, les pièces à traiter, c'est-à-dire le produit, sont transportées de façon quasi-continue à travers l'instal- -lation, c'est-à-dire le four, constitué d'une zone de réchauffement, d'une zone de carburation et éventuelle- ment d'une zone de recuisson isothermique et une zone de trempe. Le produit se trouve dans cette opération sur des plaques, des palettes, des grilles, etc, qui sont- déplacées en avant par à-coups de la largeur d'une grille. A chaque mouvement, une barre est ainsi introduite dans l'installation et une barre traitée terminée quitte l'installation. Le transport se déroule par à-coups de façon quasi-continue pour pouvoir dans les pauses du cycle maintenir fermées les portes de l'installation, étant donné que sinon on ne peut pas maintenir une at- mosphère déterminée dans le four. La durée de traitement des barres remplies de produit dans les différentes zones de l'installation (c'est-àdire du four) dépend de la profondeur de trempe en surface (PTS) exigée, et la plus grande partie de la longueur du four est occupée par la zone de carburation. Le montage et la construction des installations de carburation continue sont également con- nus et décrits de façon approfondie dans la littérature. Dans les grandes installations avec par exemple 40 barres, une barre franchement introduite quitte à nouveau l'ins- tallation au bout de 40 intervalles. En admettant qu'il faille prévoir une durée comprise entre 15 et 20 mi- nutes pour un intervalle de temps, il fallait dans le mode opératoire connu jusqu'ici introduire dans l'ins- tallation la dernière barre à traiter 10 à 13 heures avant l'arrêt, et, après la remise en route de l'ins- tallation, il fallait également attendre 10 à 13 heures avant que la première barre ne quitte l'installation. La présente invention répond donc au besoin de réduire ces pertes de capacité, c'est-à-dire de trouver un procédé d'arrêt provisoire dans lequel pendant le temps mort l'installation peut rester en majeure partie remplie de pièces à traiter. Ce besoin est satisfait par un procédé d'ar- r4t provisoire d'installations de carburation continue, o les pièces à tremper sont transportées successivement à travers une zone de réchauffement, une zone de carbura- tion, et éventuellement une zone de recuisson isothermi- que ainsi qu'une zone de trempe, caractérisé par les étapes suivantes: a) la zone de trempe est débarrassée de produit b) le mécanisme de transport est arrêté, la température dans les zones de réchauffement, cd carbu- ration et de trempe est abaissée à 600 à 8000C et l'atmosphère de gaz de régime est remplacée par une atmos- phère de gaz inerte c) à la fin du temps mort, on amène la zone de réchauffement, la zone de carburation et la zone de trem- pe à une température de 850 à 8800C et on remplace l'atmosphèrede gaz inerte par une atmosphère de gaz de ré- gime dès que les zones ont atteint cette température, d) dès que les zones ont atteint la température désirée selon l'étape c), on amène la zone de trempe et la zone de carburation à la température nominale, puis on met en marche le mécanisme de transport et on amène la zone de réchauffement à la température nominale. Avant l'arrêt on débarasse tout d'abord la zone de trempe de tout produit. Cela s'effectue en in- troduisant au moment approprié dans l'installation un nombre de barres vides correspondant à la longueur de la zone de trempe, si bien qu'en tenant compte de la durée de chaque intervalle et de la longueur du four au moment de l'arrêt prévu, la zone de trempe est oc- cupée par ces barres vides. En outre il est parfois nécessaire selon le type de i'installation (à 1, 2 ou 3 circuits), de laisser vides les dernières ou les deux dernières séries de barres dans la zone de réchauffe- ment derrière la porte d'entrée, étant donné en parti- culier que lorsque la température n'est pas réglable de façon optimale dans cette zone, il y a un danger de formation de gros grains et d'augmentation des manifes- tations d'oxydation sur les produits se trouvant sur ces barres. Afin d'économiser l'énergie, le procédé est de préférence dirigé de manière qu'au moment du positionne- ment de la dernière plaque de production dans la zone de trempe la température soit déjà abaissée dans la zone de carburation et dans la zone de réchauffement à 850 à 8800C. Ensuite après éjection de la dernière barre de production hors de la zone de trempe, le mécanisme de transport est arrêté, et la température dans la zone de réchauffement, dans la zone de carburation et dans la zone de trempe est abaissée à 600 à 8000C, et l'on préfè- re une température de 7000C. Certes, il n'y a pas d'in- convénient à abaisser la température en-dessous de 600 C, mais le processus de réchauffement s'allonge fortement. Simultanément avec l'abaissement de la température, l'atmosphère du gaz employé lors du fonctionnement est remplacée par une atmosphère de gaz inerte, et il suffit généralement pour remplacer l'apport de gaz de régime par un apport de gaz inerte; l'échange de l'atmosphère de gaz de régime contre l'atmosphère de gaz inerte s'effectuant alors avec une vitesse suffisante en le faisant brûler à la torche sur le lieu de l'installation. D'une manière générale il faut veiller dans cette opé- ration à ce que lors de l'échange de l'atmosphère de gaz de régime contre l'atmosphère de gaz inerte il ne se forme pas de suie et qu'il n'y ait pas de décarburation notable du produit. Les rapports entre l'atmosphère de gaz de régime, la température et la carburation ou dé- carburation sont parfaitement connus des spécialistes (voir équilibre de Boudouard, diagramme fer-carbone) et n'of- frent pas de difficulté. Lorsque le mécanisme de trans- port est arrêté, on évite, en verrouillant les portes du four, que l'atmosphère du four ne soit perturbée par une éventuelle ouverture des portes. Il est ainsi pos- sible d'abaisser la surpression dans le four, qui à l'état de fonctionnement s'élève à environ 15 à 20 mm d'eau (colonne d'eau), à une valeur plus faible, équivalant à environ 4 mm de colonne d'eau. Il en ré- sulte une économie notable de gaz inerte. Comme gaz inerte on peut utiliser tous les gaz qui sont inertes vis-à-vis des matières qui se trouvent dans le four dans les conditions de température données, par exemple les gaz rares ou l'azote. On préfère l'azote parce qu'on le trouve facilement comme gaz inerte. Après la fin de la période d'arrêt, on porte les zones de l'installation comme la zone de réchauffe- ment, la zone de carburation et la zone de trempe à une température de 850 à 8800C, de préférence 8600C. Le ré- chauffement est réglé de manière que les trois zones atteignent à peu près simultanément cette température; étant donné les différences de capacité calorifique et de taille des zones (déterminées par la technique de construction), c'est généralement la zone de carburation qui atteint la dernière cette température. Le fait que cette température soit atteinte dans cet ordre est éga- lement préféré pour des raisons techniques. Dès que les zones on- atteint la température pré-indiquée, l'atmosphè- re de gaz inerte est remplacée par l'atmosphère de gaz de régime; ceci s'effectue généralement avec une vi- tesse suffisante lorsqu'on ajuste l'arrivée de gaz inerte et qu'on restitue l'arrivée de gaz de régimeso Simultanément on rétablit également la surpression nécessaire au fonctionnement. La température de 850 à 880 C doit être maintenue très exactement étant donné qu'à une température inférieure à 850 C l'arrivée de gaz de régime peut conduire à la formation de suie dans le four et étant donné qu'au-delà de 880 C dans une atmosphère de gaz inerte on peut avoir déjà une décar- buration notable des produits qui se trouvent dans le four. On préfère en particulier une température de 860 C, étant donné qu'à cette température et dans l'at- mosphère correspondante il n'y a pas de formation de suie, mais pas non plus de décarburation. Si la zone de trempe a une température de fonctionnement inférieure à 850 à 880 C, ou si l'installation est en outre construite avec une zone de recuisson isothermique, elle n'est naturellement réchauffée que jusqu'à cette température nominale. Dès que toutes les zones ont atteint une tem- pérature de 850 à 880 C ou la température nominale, si celle-ci se situe en-dessous de cette valeur, on con- tinue à chauffer. On amène tout d'abord la zone de trempe et la zone de carburation à la température nominale9 dans la mesure o elles n'y sont pas encore. Dès que la zone de trempe et la zone de carburation sont à la tempé- rature nominale et que l'atmosphère du four est en équi- libre, le mécanisme de transport est mis en marche et la production peut reprendre. Simultanément, la zone de ré- chauffement est réglée à la température nominale. Il est essentiel que cette zone de réchauffement soit la der- nière à parvenir à la température. nominale. Les produits restant dans le four pendant le temps mort ne se différencient pratiquement Das, après leur finissage, des produits finis en fonctionnement nor- mal. Le temps mort peut durer jusqu'à 8C heures, et ce n'est qu'ensuite qu'il faut compter avec des baisses de qualité. Le progrès que l'on peut atteindre avec le pro- cédé selon l'invention est remarquable: dans une ins- tallation comprenant 40 barres, les 4 barres comprises dans la zone de trempe ainsi que, si nécessaire pour raisons de sécurité, les deux dernières séries de bar- res de la zone de réchauffement, sont laissées sans ma- tériau de production avant l'arrêt (barres vides). Dans l'installation restent par conséquent 34 barres remplies de produit. Le gain de capacité s'élève ainsi pour des temps d'une durée de 18 minutes à 1 heure et 12 minutes, ce qui correspond pour un temps de fonctionnement heb- domadaire de l'installation de 120 heures à un gain de capacité de 8,5 ,/. Les installations comportant plusieurs circuits de four ou des temps plus long augmentent de façon correspondante le gain de capacité. En dehors du gain de capacité il faut naturellement considérer également les économies effectuées sur le plan éner- gétique. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'arrêt provisoire d'installa- tions de carburation continue, o.les pièces à tremper sontiransportées successivement à travers une zone de réchauffement, une zone de carburation, et éventuelle- ment une zone de recuisson isothermique ainsi qu'une zone de trempe, caractérisé par les étapes suivantes: a) la zone de trempe est débarassée de produit b) le mécanisme de transport est arrêté, la température dans les zones de réchauffement, de carburation et de trempe est abaissée à 600 à 8001C et l'atmosphère de gaz de régime est remplacée par une atmosphère de gaz inerte c) à la fin du temps mort, on amène la zone de ré- chauffement, la zone de carburation et la zone de trempe à une température de 850 à 8801C et on remplace l'atmosphè- re de gaz inerte par une atmosphère de gaz de régime dès que les zones ont atteint cette température, - d) dès que les zones ont atteint la température désirée selon l'étape c), on amène la zone de trempe et la zone de carburation à la température nominale, puis on met en marche le mécanisme de transport et on amène la zone de réchauffement à la température nominale.