Brevet FR2523709A1 — publié le 19830923

La présente invention est relative à un four de traitement par chauffage en continu pour chauffer une bande de métal dans une atmosphère de chauffage à feu direct. Pour empêcher l'oxydation de surface au cours de la phase de chauffage, on chauffe habituellement une bande dans une atmosphère ré- ductrice ou dans une atmosphère de gaz inerte Comme four pour ce trai- tement à la chaleur, sont connus un four par chauffag e indirect uti- lisant un tube rayonnant et un four par chauffage direct utilisant un brûleur à feu direct Le premier de ces fours est appelé four à tube rayonnant (RTF), et le dernier four est appelé four non oxydant (NOF). Le procédé de chauffage indirect utilisant un RTF a été considéré comme un moyen excellent pour chauffer les bandes parce que le gaz d'atmosphère peut être choisi en option et que l'on peut obte- nir un produit de haute qualité Cependant, pour maintenant l'étan- chéité à l'air dans le tube rayonnant, on utilise habituellement pour le tube rayonnant un alliage résistant à la chaleur Aussi, la tempé- rature de chauffage est limitée par la température à laquelle peut résister le tube Par conséquent, ce procédé est défectueux en ce que l'efficacité de chauffage et l'efficacité thermique sont basses De plus, ce procédé est défectueux en ce que le coût des équipements est élevé. Au contraire, dans le procédé de chauffage direct utilisant un NOF, étant donné que le chauffage direct est réalisé à l'aide d'un gaz combustible réducteur contenant des composants incombustibles tels que CO et H 2 et une teneur en air inférieure à 1, l'efficacité de chauffage et l'efficacité thermique sont élevées, bien que les condi- tions de surface de la bande traitée soient inférieures à celles estimées de la bande d'acier traitée selon le procédé de chauffage indirect. En outre, le coût de l'équipement est bas De ce fait, ce type de four a été adopté récemment d'une manière positive comme four de traitement par chauffage en continu pour les bandes Il existe deux modes d'appli- cation d'un NOF pour le traitement par chauffage en continu des bandes. Selon l'un des modes, un NOF est utilisé seul comme four de traitement à la chaleur Selon un autre mode, à la fois un NOF et un RTF sont utilisés en combinaison pour utiliser, d'une manière effective, les caractéristiques des deux fours, et un NOF est disposé dans la zone de basse température d'un RTF conventionnel. Un NOF vertical, comme un exemple de four conventionnel de 2 - traitement par chauffage en continu ayant les caractéristiques men- tionnées ci-dessus, sera maintenant décrit en référence aux figures 1 et 2. Aux figures 1 et 2, le repère 101 représente une paroi de four ayant des propriétés d'étanchéité, une résistance au feu, et des propriétés d'isolation thermique, qui définit un four Le repère 102 représente une bande à chauffer, qui traverse l'intérieur du four Le repère 103 représente un cylindre de support et de sortie disposé dans le four pour supporter et délivrer la bande 102 Le repère 104 rqxrésenteun dispositif d'alimentation en gaz de combustion disposé dans chacune des zones terminales de la paroi du four 101 Généralement, une pluralité de dispositifs d'alimentation en gaz de combustion 104 sont disposés en quinconce sur les deux faces de la bande 102 suivant le sens de l'épaisseur Un brûleur de traitement à la chaleur est uti- lisé habituellement comme dispositif d'alimentation en gaz de com- bustion 104. Le repère 105 représente une chambre étanche pour l'entrée et la sortie de la bande 102 Le repère 106 représente une chambre de défilement pour protéger le cylindre de sortie 103 de la bande 102 de la zone de haute température Le repère 107 représente une chambre de chauffage pour chauffer la bande 102 à l'aide du gaz de combustion alimenté par le dispositif d'alimentation en gaz de combustion 104 Et le repère 108 représente une chambre de pré-chauffage pour pré-chauffer la bande 102 par le gaz de combustion de la chambre de chauffage Ha- bituellement, un brûleur de combustion secondaire est disposé dans la chambre de pré-chauffage 107 pour réchauffer le gaz de combustion de la chambre de chauffage 107, qui contient des composants incombustibles. en vue d'accroître l'efficacité thermique Le repère 109 représente un carneau pour évacuer du four le gaz de combustion Aux figures 1 et 2, une ligne continue indique le flux du gaz de combustion depuis la sor- tie vers l'entrée du four, et une ligne discontinue indique la direc- tion d'avancement de la bande. Comme il est montré aux figures 1 et 2, dans le NOF conven- tionnel vertical, le chauffage de la bande 102 est accompli sous l'ac- tion de la chaleur de radiation du gaz de combustion introduit dans le four à partir du dispositif d'alimentation engaz de combustion 104, et de la chaleur de radiation de la paroi périphérique du four 101 De ce fait, pour accroître la quantité de chaleur transférée, il est néces- 3 - saire d'accroître l'épaisseur de la couche de gaz et la surface de la paroi du four Cependant, une augmentation importante de la surface de section du four est limitée par le coût de l'équipement. Etant donné que la température du gaz de combustion dans la chambre de pré-chauffage 108 est inférieure à celle de la chambre de chauffage 107, le transfert de chaleur par convection est dominant. Ainsi, du point de vue du transfert de chaleur, il est préférable que l'aire de la section du four soit réduite et le flux d'écoulement du gaz de combustion soit augmenté Cependant, dans un NOF conventionnel, étant donné que le gaz de combustion doit se déplacer à contre-courant vis-àvis de la bande, pour la perte de pression dans le four, il est impossible de réduire d'une manière importante l'aire de la section du four. De plus, dans un NOF vertical conventionnel, étant donné que le gaz de combustion doit s'écouler à contre-courant vis-à-vis de la bande 102, la paroi du four 101 doit être arrangée à la fois des deux côtés faisant face aux deux faces de la bande 102 Aussi, le four doit être construit pour avoir une longue forme courbée suivant la direction verticale de telle manière que la direction d'avancement de la bande soit entourée par la paroi du four 101, comme cela est montré aux fi- gures 1 et 2 De ce fait, l'aire d'installation du four est augmentée et l'aire de la paroi du four est augmentée Ainsi, le NOF vertical conventionnel entraîne un problème fondamental d'augmentation des coûts de l'équipement. Le but principal de la présente invention est de résoudre les problèmes mentionnés précédemment concernant les fours verticaux conventionnels de traitement par chauffage en continu et de proposer un four de traitement par chauffage en continu présentant une telle structure qu'il propose une haute efficacité de transfert de chaleur. Un autre but de la présente invention est de proposer un four de traitement par chauffage en continu dans lequel le corps du four est plus compact que dans un four conventionnel, c'est-à-dire que la longueur du four est raccourcie et l'aire de la paroi du four est diminuée, ce qui aboutit à réduire les coûts d'équipements. Le four de traitement par la chaleur permettant d'atteindre les buts précédents selon la présente invention est caractérisé en ce que le corps du four est construit pour avoir une forme semblable à une boite, une bande passant à travers l'intérieur du corps du four, 4 - et un matériau perméable à l'air ayant d'excellentes qualités pour dé- velopperletransfert à la chaleur et la réaction de la chaleur est uti- lisée pour obtenir un transfert de chaleur effectif à la bande dans le four et accroître l'effet d'un mur de partition dans le four. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un four vertical conventionnel de traitement par la chaleur en continu. La figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue schématique d'un appareil expérimen- tal pour mesurer les caractéristiques de transfert de chaleur de ma- tériaux solides perméables à l'air. La figure 4 est un graphique montrant les résultats des me- sures des caractéristiques de transfert de chaleur des matériaux so- lides perméables à l'air. La figure 5 est un graphique illustrant les mesures des pertes de pression dans des gaz traversant des matériaux perméables à l'air. La figure 6 est une vue en coupe longitudinale du mode prin- cipal de réalisation d'un four vertical de traitement par la chaleur en continu. La figure 7 est une coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6. Les figures 8 A à 8 D sont des schémas illustrant un exemple de structure d'un four lorsque la température du gaz de combustion est faible ( 1 000 'C ou moins) La figure 8 A est une vue en élévation, la figure 8 B est une vue en coupe suivant la ligne B-B de la figure 8 A, la figure 8 C est une vue de la pièce C de la figure 8 B et la figure 8 D est une vue en coupe selon la ligne D-D de la figure 8 A. Les figures 9 A à 9 D sont des schémas d'un exemple de struc- ture d'un four utilisé lorsque la température du gaz de combustion est élevée (supérieure à 1 000 O C) La figure 9 A est une vue de face, la figure 9 B est 'une coupe selon la ligne B-B de la figure 9 A, la figure 9 C est une coupe selon la ligne C-C de la figure 9 A, et la figure 9 D est une vue de la pièce D de la pièce 9 B. La figure 10 est une vue schématique d'un mode de réalisa- tion préférentiel du four selon la présente invention. Les figures 11, 13, 15, 17 et 19 sont des vues en coupe d'au- tres modes de réalisation du four selon la présente invention. Les figures 12, 14, 16, 18 et 20 sont des vues en coupe des - modes de réalisation illustrés respectivement aux figures 11, 13, 15, 17 et 19. Les figures 21 et 22 sont des vues en coupe longitudinale d'exemples de disposition d'un four de traitement par la chaleur selon la présente invention. Le terme "matériau solide perméable à l'air" signifie un ma- tériau poreux présentant une ossature à trois dimensions ayant une perméabilité à l'air et montrant une différence de pression appropriée entre le gaz à l'entrée et à la sortie lorsque le gaz traverse ce ma- tériau solide perméable à l'air Comme matériauxsolidesperméablesà l'air, on peut mentionner des matériaux solides métalliques comme des métaux poreux et des métaux agglomérés et des matériaux solides réfractaires tels que des corps poreux en céramique, du Si C poreux, et des corps liés par des billes d'alumine. Certaines des propriétés d'une mousse céramique (produite par la Société Bridgestone Tire Co, Ltd) comme un exemple de maté- riaux solides perméables à l'air sont indiqueesdans le tableau 1. TABLEAU 1 Nombre Nombre Aire de surface orosité Sortes code de pores spécifiue sp ifiue par 2,5 mm a (m 2/m) ap _ Mousse céramique i 06 6 750 0,87 Mousse céramique # 13 13 1200 0,87 Mousse céramique # 20 20 2400 0,88 Mousse céramique # 30 30 3600 0,88 Etant donné qu'un matériau solide perméable à l'air de ce type est poreux, le phénomonéne de transfert de la chaleur entre le matériau solide perméable à l'air et le gaz qui le traverse est prati- quement similaire au transfert de chaleur au travers d'une couche en- veloppée avec de la poudre Si le diamètre correspondant d'une ossature tri-dimensionnelle semblable à un filet d'un matériau solide perméable à l'air estd'environ 0,01 à environ 2 mm, on obtient un bon coefficient 2 4 2 de transfert de chaleur par convection compris entre 10 et 10 kcal/m-r C. Ainsi, la température de surface de la paroi réalisée en matériau scli- de perméable à l'air du côté de l'entrée du gaz est élevée instantanié- -6 - ment à un niveau très voisin de la température du gaz De ce fait, le transfert de chaleur radiante du solide à partir du matériau solide pernéable à l'air accroît considérablement la quantité de chaleur trans- férée au-dessus de la quantité transférée de chaleur dans un four con- ventionnel. Le fonctionnement du transfert de chaleur du matériau solide penméable à l'air sera décrit maintenant dans le détail Le phénomène de transfert de chaleur par convection dans un matériau solide perméa- ble à l'air est très similaire au transfert de chaleur à travers une couche de matériau enveloppée par de la poudre La quantité de chaleur transférée est exprimée par la formule suivante q = ha i SA(tg ts) ( 1) i P dans laquelle q représente la quantité de chaleur (kcal/h) transférée par convection à partir du gaz traversant le maté- riau solide perméable à l'air, h représente le coefficient p 2 de transfert de chaleur par convection (kcal/m h IC) (par aire de surface de l'ossature semblable à un filet d'un matériau solide perméable à l'air), ap représenté l'aire de surface spécifique (en m 2 /m 3) d'un matériau solide perméable à l'air, A représente l'aire de la section (en m 2) (l'aire de la sec- tion rectangulaire suivant la direction d'écoulement du gaz), S représente l'épaisseur (en m) du matériau solide perméa- ble à l'air (l'épaisseur suivant la direction d'écoulement du gaz),tg représente la température (en 'C) du gaz qui s'écoule, et ts représente la température (en OC) du matériau solide perméable à l'air. Comme il ressort de la formule ( 1), plus l'aire de surface spécifique ap et l'épaisseur î du matériau solide perméable à l'air sont grandes, plus la quantité de chaleur transférée q est grande. Pour chauffer un produit, la quantité de chaleur de transfert radiante à partir du matériau solide perméable à l'air vers le produit à chauffer doit être importante A cause des caractéristiques de ra- diation, plus l'aire de la surface du matériau perméable à Vlair est grande, plus la quantité de transfert de chaleur radiante à partir du matériau solide perméable à l'air vers le produit est grande Par conséquent, lorsque la valeur du produit ap S de l'aire de surface spécifique apet de l'épaisseur i_ du matériau solide perméable à l'air, qui représente l'aire de la surface de l'ossature du type -7- filet par l'aire de la section traversée par le gaz A du matériau so- lide perméable à l'air, est augmentée, la quantité de chaleur de trans- fert radiante est augmentée Bien que la chaleur radiante à partir de la surface du matériau solide perméable à l'air arrive jusqu'à l'arti- cle à chauffer, la chaleur radiante générée à l'intérieur du matériau solide perméable à l'air est bloquée par le matériau solide perméable à l'air Aussi, même si la valeur de a c augmente jusqu'à un certain niveau,, le rapport de l'augmentation de la quantité de chaleur de trans- fert radiante est diminuée graduellement Au contraire, si la valeur de ap S est diminuée jusqu'à un certain niveau, l'état dans lequel des trous traversant s'étendant depuis la face avant vers la face arrière sont réalisés, est occasionnée dans le matériau solide per- méable à l'air, et l'aire de transfert de chaleur radiante est diminuée, résultant de la diminution de la quantité de transfert de chaleur Sur la base de ces découvertes, nous avons examiné les caractéristiques de transfert de chaleur de matériaux solides perméables à l'air au moyen d'expériences Les résultats de ces expériences sont décrits maintenant. La figure 3 illustre un appareil expérimental utilisé pour examiner les caractéristiques de transfert de chaleur de matériaux solides perméables à l'air A la figure 3, le repère 1 représente une chambre de combustion définie par une paroi réfractaire Le gaz combustible et l'air sont fournis à un brûleur 2 à travers une cana- lisation d'alimentation en combustible 3 et une canalisation d'ali- mentation en air 4, et le gaz combustible est brûlé dans la chambre de combustion 1 Le gaz de combustion passe au-travers d'un plateau de commutation 5 composé d'un matériau réfractaire et est introduit dans une chambre de transfert de chaleur 7 entourée par une chambre de refroidissement 6 Le gaz de combustion s'échappe de la chambre de transfert de chaleur au-travers d'un matériau solide perméable à l'air 8 et il est finalement évacué de l'appareil au-travers d'un orifice d'évacuation 10 Les chambres avant et après le matériau solide perméable à l'air 8 sont entourées par les chambres de refroi- dissement 6 et 9 Chacune des chambres de refroidissement constitue une enveloppe formée d'un plateau d'acier résistant à la chaleur et l'air traverse l'enveloppe à partir des canalisations d'air froid 11 et 12 La quantité d'air froid et les températures à l'entrée et à la sortie sont mesurées pour déterminer la quantité de chaleur 8 - transférée à la chambre de refroidissement La chambre de refroidisse- ment 6 a un diamètre intérieur de 300 mm et une hauteur de 300 mm La quantité de gaz de combustion utilisée par le brûleur 2 est de 20 à Nm 3/H, et la température du gaz de combustion à la zone d'entrée D de la chambre de transfert de chaleur 7 est comprise entre 1 000 OC et 1 400 OC. La figure 4 montre les résultats obtenus dans un exemple de mesure La quantité de gaz de combustion passant au-travers du matériau solide perméable à l'air est d'environ 30 Nm 3/H, et la température du gaz de combustion dans la zone d'entrée de la chambre de transfert de chaleur 7 est de 1 350 OC Des mousses céramiques # 06, I 13, et e 20 montrées dans le tableau 1 sont utilisées comme matériaux solides per- méables à l'air, et l'épaisseur S du matériau solide perméable à l'air est de 0,003 à 0,03 m Dans les conditions précédentes, la quantité Q 1 de chaleur reçue dans la chambre de refroidissement 6 est déterminée. La valeur de Q 1 j correspondant à la somme de la radiation du solide depuis le matériau solide perméable à l'air et la radiation dugaz dans la chambre de transfert de chaleur La dernière radiation est soustraite par calcul pour obtenir la quantité de chaleur de transfert Q 1 à partir du matériau solide perméable à l'air A la figure 4, l'ordonnée indique le rapport (en %) de Q 1 sur la chaleur disponible Q O du gaz de combus- tion s'écoulant au-travers de la chambre de transfert de chaleur, et l'abscisse indique l'épaisseur du matériau solide perméable à l'air utilisé Comme il est montré à la figure 4, une augmentation de l'épais- seur du solide perméable à l'air conduit à une augmentation du rapport de transfert de chaleur Q 1/Q O Plus l'épaisseur S est petite, plus le taux d'augmentation du rapport de transfert de chaleur Q 1/Q O est important Si l'épaisseur d dépasse un certain niveau, le taux d'au- gmentation est diminué D'une manière plus spécifique, dans le cas de mousses céramiques t 06, # 13, et * 20, si la valeur des épaisseurs sont respectivement au-dessous de 0,015 m, 0,008 m et 0,004 m, le rapport de transfert de chaleur Q 1/Q O augmente fortement Aussi, un effet de transfert de chaleur très élevé est obtenu si le matériau solide per- meable à l'air est utilisé dans une épaisseur dépassant la valeur cri- tique Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau 2 Comme il ressort du tableau 2, la valeur de x a est de 10 à 11, et elle est pratiquement constante lorsque l'épaisseur u est la valeur critique mentionnée précédemment Cette tendance est également observée même -9 - si la vitesse du gaz et sa température sont changées. TABLEAU 2 a (m 2/m 3) (m) (m 2/m 3) * 06 750 0,015 il t 13 1200 0,008 10 w 20 2400 0,004 10 A partir des résultats expérimentaux ci-dessus, on voit que la relation ap doit être établie entre l'épaisseur $ du matériau solide perméable à l'air et l'aire de surface spécifique pour obtenir un haut effet de transfert de chaleur La condition de propriété physique ap pour un matériau solide perméable à l'air, confirmée par les expé- riences, est différente de la condition pour des moyens connus de transfert de chaleur radiante tels qu'un réseau de métal utilisé pour une cuve à pétrole Dans le cas d'un réseau métallique pour une cuve à pétrole, la face arrière peut être vue à partir de la face avant à travers les mailles du réseau et l'aire de chaleur de transfert radiante est très petite Aussi, la condition requise est S " 10 ap qui est bien différente de la condition de propriété physique confirmée par nous sur la base des expérimentations D'une manière plus spéci- fique, dans la présence invention, en utilisant un très petit matériau solide perméable à l'air ayant une ossature semblable à un réseau pré- sentant un diamètre correspondant d'environ 0,01 à environ 2 mm et en maintenant une certaine épaisseur r, une aire de surface spécifique très importante du solide perméable à l'air est utilisée et une très haute efficacité de transfert de chaleur est obtenue La conditicn de propriété physique: i O - d point de vue industriel et est fondamentalement différente des techni- ques connues. La perte de charge du gaz traversant le matériau solide per- méable à l'air augmente avec l'augmentation de l'épaisseur ç 5 et l'aire de surface spécifique ap du matériau solide perméable à l'air. Quand le matériau solide perméable à l'air est disposé dans le four, l'effet de commutation est produit par la perte de charge du gaz tra- versant et le flux de gaz dans le four est uniformisé Dans un four industriel, le flux de gaz n'est pas toujours uniforme et des courants sont formés selon la disposition des brûleurs, le type de four, la position du carneau, et la poussée du gaz chauffé Aussi, cela provo- que une variation de la température de chauffage et une réduction de l'efficacité de chauffage Cependant, ce désavantage est modéré dans la présente invention par l'effet de commutation du flux de gaz dans le four par le matériau solide perméable à l'air, et l'efficacité de chauffage peut être améliorée Plus la perte de pression est importante, plus l'effet d'amélioration est important Cependant, dans un four in- dustriel, si la perte de charge du gaz de combustion augmente, la pression dans le four augmente et un problème se produit en connection avec l'étanchéité de l'ouverture du four De plus, si l'évacuation des gaz brûlés est réalisée à l'aide d'un souffleur oar aspiration, lorsque la perte de charge du gaz de combustion est importante, la capacité du souffleur doit être augmentée Si les gaz d'échappement sont évacués sous l'effet de ventilation d'une cheminée, il est nécessaire d'augmen- ter la hauteur de la cheminée Pour ces raisons, l'épaisseur 3 et l'aire de surface spécifique ap du matériau solide perméable à l'air doit être limitée en dessous de certaines valeurs. Dans un appareil de chauffage tel qu'un four de chauffage de métal ou un four de traitement à la chaleur, la quantité de chaleur dans la chambre de combustion (la quantité de combustible par volume intérieur du four) est habituellement 10 x 104 à 40 x 104 kcal/m 3 h, et cette valeur est convertible en une quantité de gaz d'échappement 11 - combustible de 100 à 400 Nm 3/m 3 h En supposant qu'un gaz d'échappement de combustion passe au-travers d'un matériau solide perméable à l'air disposé le long de la paroi du four ayant une forme cubique comme four modèle, le débit du gaz passant est de 0,02 à 0,1 Nm/S (la valeur diffère suivant que le matériau solide perméable à l'air est disposé sur une face ou sur les six faces) Etant donné que la pression dans un four est de 10 à 30 pascals lorsque le matériau solide perméable à l'air est disposé, la perte de charge autorisée dans le matériau solide perméable à l'air est de 30 pascalsou moins Pour déterminer l'épaisseur appropriée du matériau solide perméable à l'air satisfai- sant aux conditions précédentes, les caractéristiques de perte de charge du matériau solide perméable à l'air sont mesurées en utilisant l'appareil expérimental mentionné ci-dessus. La figure 5 montre les résultats de la mesure de la perte de charge dans un matériau solide perméable à l'air Les conditions expérimentales sont une épaisseur du solide perméable à l'air & de 0,010 m et une température du gaz traversant de 1 000 OC Des mousses céramiques 4 06, * 13 et # 20 sont utilisées comme matériaux solides perméables à l'air L'épaisseur autorisée î du matériau solide per- méable à l'air utilisée pour un four industriel fût examinée suivant les résultats expérimentaux pour obtenir les résultats indiqués dans le tableau 3 Dans un four réel, il est nécessaire que la perte de charge du gaz traversant soit inférieure à 30 pascals à un taux de flux de passage du gaz de 0,1 Nm/S Pour satisfaire cette condition, il a été montré au tableau 3 que l'épaisseur admissible cê du matériau solide perméable à l'air doit être de 0,33 m pour t 06, 0,13 m pour p 13 et 0,03 m pour #20 Il est connu que la perte de charge dans une couche enveloppée est essentiellement proportionnelle à a 2 x et est inversement proportionnelle au cube de la porosité &_ On obtient la même chose pour la perte de pression dans un matériau solide per- méable à l'air Pour les raisons précédentes, la valeur de a 2 est déterminée dans les conditions précédentes indiquées dans le ta- bleau 3, et l'on voit qu'une valeur constante de 30 x 104 est obtenue dans chaque cas Ainsi, lorsqu'un matériau solide perméable à l'air est disposé dans un four industriel, pour maintenir la perte de charge du gaz traversant à un niveau ne causant aucun trouble pratique, il est habituellement nécessaire de respecter la condition: 12 - ap TABLEAU 3 Aire de surface Epaisseur Perte de charge spécifiqye admissible Porosité a 2 ( 1/) ap (m /m 3) ______ __ _ _ _ __ _ _ * 06 750 0,33 0,87 30 x 104 t 13 1200 0,13 0,87 30 x 104 f 20 2400 0,03 0,88 30 x 104 Note: représente l'épaisseur du matériau solide perméable à l'air lorsque la perte de charge du gaz le traversant est de 30 pascals (la température du gaz le traversant est de 1 000 OC et le débit du gaz le traversant est de 0,1 Nm/S). Comme il ressort de la description précédente, lorsqu'un solide perméable à l'air est disposé dans un appareil de chauffage, si la relation 3 p ap est établie entre l'épaisseur et l'aire de surface spécifique a (en m 2/m 3) du solide perméable à l'air, l'efficacité du transfert de chaleur peut être améliorée Le flux des gaz dans le four peut être commuté et la perte de charge due au solide perméable à l'air est contrôlée dans une gamme admissible d'un point de vue pratique. Lorsqu'un solide perméable à l'air ayant les caractéristi- ques mentionnées précédemment est utilisé dans un four vertical de traitement par chauffage en continu, selon la présente invention, une paroi du solide perméable à l'air est disposée au moins entre les faces en vis-à-vis de la bande (entre deux passages adjacents) dans un four o une pluralité de passages sont formés Lorsque cette paroi de ma- tériau solide perméable à l'air est disposée, le gaz de combustion alimenté depuis la chambre de combustion disposée du côté de la sortie du four passe à travers la paroi de matériau solide perméable à l'air 13 sous la forme d'un flux uniforme Dans ce cas, la température de la surface de la paroi en matériau solide perméable à l'air est élevée effectivement et instantanément au niveau de la température du gaz du côté en amont et la bande faisant face à la surface de la paroi est'réchauffée par la chaleur de rayonnement La température de la surface de la paroi sur la face en aval du matériau solide perméable à l'air est déterminée selon l'équilibre de chaleur entre la quantité de chaleur radiante sur la face en amont de la paroi en matériau so- lide imperméable et la quantité de chaleur du gaz de combustion passant à travers la paroi en matériau solide perméable à l'air La bande est également chauffée par la chaleur radiante provenant de la surface de la paroi sur la face en amont de la paroi en matériau solide perméable à l'air De ce fait, l'efficacité du transfert de chaleur, l'efficacité du chauffage du four sont améliorées d'une manière remarquable, et une pluralité de passages de la bande dans le four peuvent être réalisés les uns à côté des autres de façon que l'opération de passage de la bande ne soit pas perturbée, ce qui permet de réaliser un four compact. Une ou plusieurs parois en matériau solide perméable à l'air peuvent être disposées Cette paroi peut également être disposée entre la bande et la paroi du four En outre, en plus du dispositif d'alimen- tation en gaz de combustion disposé du côté de la sortie et du carneau de gaz d'échappement du côté de l'entrée, un autre dispositif d'alimen- tation en gaz de combustion et un autre carneau, d'une manière option- nelle avec un dispositif d'alimentation en air, peuvent être disposés dans les positions intermédiaires. Dans un four vertical de traitement par chauffage continu pour bandes, il arrive parfois qu'une bande est brisée Dans ce cas, il y a le risque d'endommager le matériau solide perméable à l'air avec la bande brisée Etant donné que le matériau solide perméable à l'air n'a pas une résistance suffisante pour résister à un effort externe dû à la bande brisée, des aménagements particuliers doivent être Dris pour la structure du four dans lequel le matériau solide perméable à l'air est disposé. A la vue de ce qui précède, dans un four à chauffage direct non oxydant, la présente invention propose une structure spécifique dans laquelle ( 1) l'efficacité du transfert de chaleur est augmentée pour augmenter un effet d'économie d'énergie et ( 2) la longueur de l'installation de la surface de transfert de chaleur d'un INOF est di- 14 - minuée pour reduire le coût Je l;équipement D'une manière plus spéci- fique, la présente invention propose une structure d'une paroi en ma- tériau solide perméable à l'air disposée sur une surface excédant e de l'air total de passage du gaz dans un NOF, o la paroi du matériau solide perméable à l'air est supportée d'une manière effec- tive et la résistance contre un effort externe dû à une bande brisée est augmentée La structure spécifique selon la présente invention comprend une paroi en matériau solide perméable à l'air du type divisé, une canalisation de support, une protection et un châssis supportant le matériau solide perméable à l'air. Des modes de réalisation du four de traitement par la cha- leur selon la présente invention seront maintenant décrits dans le détail. Les figures 6 et 7 montrent un exemple typique d'un four vertical de traitement par la chaleur selon la présente invention. Comme il est montré dans les dessins, le corps du four 28 est diffé- rent d'un four conventionnel du type en plusieurs parties et il est constitué d'un seul corps par des briques de parois ayant des pro- priétés d'étanchéité, des propriétés réfractaires et des propriétés de résistance à la chaleur, et une chambre d'entrée d'étanchéité 15 a est réalisée dans la partie inférieure de l'une des extrémités du corps du four 28 et une chambre de sortie d'étanchéité 15 b est réa- lisée dans la partie inférieure de l'extrémité opposée Une pluralité de chambres de défilement contenant et protégeant les cylindres de support et de défilement 13 d'une bande 29 introduite dans le four est réalisée dans les parties supérieure et inférieure de l'intérieur du corps du four 28 Comme il est montré sur les dessins, la bande 29 est guidée par le cylindre 13 dans le four et elle défile tout en réa- lisant une pluralité de passages La distance entre deux passages adjacents est déterminée en prenant en considération le pouvoir d'adap- tation à l'opération de passage de la bande et la manière dont est arrangée la paroi solide perméable à l'air décrite dans la suite. Dans une position intermédiaire entre la bande 29 et la paroi du four 28 a du côté de la sortie (côté de la température élevée) de la bande 29, une pluralité de dispositifs d'alimentation en gaz de combustion 14 sont disposés Comme dispositif d'alimentation en gaz de combustion 14, on peut utiliser, par exemple, un brûleur de trai- tement par la chaleur lisposé sur la paroi latérale 28 b suivant la - direction latérale de la bande, comme cela est montré la figure 7. Naturellement, un gaz de combustion obtenu par une combustion à l'ex- térieur du four peut être utilisé, et des dispositifs d'alimentation en gaz de combustion 14 peuvent être disposés sur la paroi du four faisant face à la bande 29. Selon la présente invention, dans un corps de four ayant la structure mentionnée précédemment, une paroi de séparation 17 en maté- riau solide perméable à l'air est disposée entre les surfaces en re- gard de la bande 29 de telle sorte que l'intérieur du four est divisé en des zones souhaitées, par exemple, une chambre de combustion 18 définie par la paroi du four 28 a sur le côté de sortie de la bande et la paroi 17 en matériau solide perméable à l'air, une chambre de chauffage 19 suivante définie par la paroi en matériau solide perméa- ble à l'air 17 disposée entre les surfaces en regard de la bande 29 et les parois latérales du four suivant la direction latérale de la bande, et une chambre consécutive d'échappement des gaz 20 définie par la paroi du four du côté de l'introduction de la bande et la paroi en ma- * tériau solide perméable à l'air 17 Un carneau d'échappement 21 est réalisé dans la chambre des gaz d'échappement 20 et une valve de con- trôle de débit 22 est disposée dans le carneau 21. Selon un mode préférentiel de réalisation de la présente in- vention, comme il est montré 8 A et 8 D, pour supporter le matériau so- lide perméable à l'air et faire se propager un effort externe dû à une bande brisée dans une armature du corps du four comme un élément résistant du corps du four, des membres de supports principaux tels que les tubes de supports 42 sont disposés horizontalement à des in- tervalles prédéterminés suivant la hauteur Le tube 42 présente dans une atmosphère à haute température une rigidité de flexion suffisante pour résister au poids d'une garniture réfractaire sur la face externe du tube 42 et une résistance suffisante pour résister à une force externe dûe à la rupture de la bande 29 Le tube de support 42 est maintenu par l'armature du corps du four et la face externe du tube de support 42 est revêtue d'un matériau réfractaire 49 Etant donné qu'une résistance suffisante aux chocs est demandée pour les tubes de supports 42 avec un petit diamètre, un bon effet peut être obtenu quand un tube en métal est utilisé comme tube de support 42 Il est préféra- ble que le tube métallique 42 soit refroidi en provoquant l'écoulement de l'air sur la surf':e interne du tube comme il est montré à la figu- 16 - re 10 Dans ce cas, comme il est montré à la figure 10, de l'air à la température normale est fournie au tube de support 42 (voir les figures 8 A et 8 B) à travers une ligne d'alimentation 51 à partir d'un dispositif de soufflage 50 et de la chaleur est retirée des tubes de support 42 maintenue dans l'atmosphère à haute température et de l'air es t évacué par la canalisation 52 L'air fourni à la canalisation 52 depuis le dispositif de soufflage 50 et pré-chauffé par un échangeur de chaleur 54 est fourni au dispositif d'alimentation en gaz de combustion 14 (voir figure 6) disposé sur le corps du four 28 au-travers d'une cana- lisation 55 Si de l'air ne passant pas par le tube de support 42 est introduit dans l'air à la température normale dans la canalisation 53 avant l'échangeur de chaleur 54, l'air de la canalisation 53 doit être préchauffé et la perte de chaleur dans le tube de support 42 peut être retrouvée De plus, l'air de combustion peut être utilisé comme air de refroidissement Par exemple, on peut adopter comme tube de support 42 une simple structure de tube comme illustré à la figure 8 C ou une paire de tubes reliés comme il est montré à la figure 9 D. Pour empêcher que la bande brisée 29 endommage le matériau solide perméable à l'air suivant la largeur de la bande 29, des pro- tecteurs 43 a et 43 b destinés à protéger le matériau solide perméable à l'air 44 sont disposés à des intervalles prédéterminés suivant la direction longitudinale du tube 42 Comme il est montré aux figures 8 A à 8 D, dans la zone o la température du gaz de combustion traversant est faible (au-dessous de 1 0000 C), un acier résistant à la chaleur 43 a ayant la face extérieure recouverte avec un matériau réfractaire est utilisé comme protecteur Comme il est montré aux figures 9 A à 9 D, dans la zone o la température du gaz de combustion est élevée (supérieure à 1 000 O C), une brique réfractaire 43 b est disposée comme protecteur Des rainures peuvent être réalisées sur le protecteur pour supporter le matériau solide perméable à l'air 44 Dans ce cas, le protecteur agit également comme un châssis de support. Un châssis 46 destiné à supporter le matériau solide perméa- ble à l'air 44 au moyen du tube de support 42 est disposé dans la zone intermédiaire Dans la zone o la température de combustion des gaz est faible (au-dessous de 1 0000 C), on utilise comme châssis 46 un châssis métallique 46 a et/ou un matériau constitué de fibres céramiques. Dans la zone o la température du gaz de combustion est élevée (supé- rieure à 1 000 OC), on utilise comme châssis 46 une brique réfractaire 17 - 46 b et/ou des céramiques et/ou des fibres constituées de céramique. Chacun des châssis présente des rainures inclinées sur l'un des côtés pour faciliter le changement du matériau solide perméable à l'air 44 lorsqu'il est brisé. Pour empêcher la charge d'impact lors de la rupture de la bande d'avoir une action sur le matériau solide perméable à l'air 44 par l'intermédiaire du tube de support 42 et pour empêcher la rupture du matériau solide perméable à l'air dû à la différence de déformation thermique entre le châssis 46 et le matériau solide perméable à l'air 44, un absorbeur de chocs 45 est inséré entre le matériau solide per- méable à l'air 44 et le châssis 46 De plus, pour éviter des influences mutuelles entre les matériaux solides perméables à l'air 44 au moment de la déformation thermique, les châssis 46 c et 46 d sont placés dans la zone de joint entre le matériau solide perméêble à l'air 44 In- cidemment, les repères 47 et 48 représentent respectivement une arma- ture de four et un revêtement thermo-isolant réfractaire. Le fonctionnement de l'appareil selon la présente invention ayant la structure décrite précédemment sera expliqué maintenant. Le gaz de combustion fournit à la chambre de combustion 18 par le dispositif d'alimentation en gaz de combustion 14 traverse la chambre de chauffage 19, la chambre d'échappement des gaz 20 et le carneau 21 et est évacué à l'extérieur du four, comme cela est indi- qué en trait continu à la figure 7 Dans ce cas, étant donné que chacune des parois 17 en matériau solide perméable à l'air présente une perte de charge appropriée, le gaz de combustion introduit dans un volume limité par chacune des parois en matériau solide perméable à l'air 17 passe à travers chacune des parois 17 sous la forme d'un flux essentiellement uniforme - De plus, la paroi en matériau solide perméable à l'air 17 a un coefficient de transfert de chaleur par convection élevée comme l'une de ces caractéristiques, la température de surface de la paroi de matériau solide perméable à l'air 17 sur le côté en amont est élevée d'une manière instantanée à un niveau voisin de la température du gaz sur le côté amont, et de ce fait, la bande 29 en regard avec la sur- face de la paroi en matériau solide perméable à l'air 17 esz chauffée par la chaleur radiante du solide provenant de la paroi 17. La température de surface de la paroi 17 en matériau solide perméable à l'air sur la face en aval est déterminée par l'équilibre 18 - de chaleur entre la quantité de chaleur de transfert radiante sur la face amont de la paroi 17 en matériau solide perméable à l'air et la chaleur du gaz de combustion passant à travers la paroi 17 en matériau solide perméable à l'air La bande 29 en regard avec la paroi 17 en matériau solide perméable à l'air sur la face amont est chauffée par la chaleur de transfert radiante provenant de la paroi 17. Par conséquent, lorsqu'on adopte le four selon la présente invention, on peut chauffer la bande 29 avec une haute efficacité lorsqu'on fait passer la bande 29 dans une pluralité de passages dis- posés dans la chambre de chauffage 19 suivant une direction verticale. Comme il ressort de la description précédente, une paroi en matériau-solide perméable à l'air ou une pluralité de parois en maté- riau solide perméable à l'air sont alignées entre les faces en regard de la bande et la gaz de combustion doit se répandre verticalement vers la bande et les parois en matériau solide perméable à l'air. Le four de traitement selon'la présente invention ayant cette structure est avantageux et caractéristique surles points suivants vis-à-vis des fours de traitement de chauffage conventionnel dans lequel le gaz de combustion se répand à contre-courant vis-à-vis de la bande. ( 1) Etant donné que le gaz de combustion s'écoule verticale- ment vers la bande, l'aire de l'installation du four et l'aire de la surface de parois du four peut être diminuée, ce qui permet de rendre plus compact le four et de diminuer le coût des équipements. ( 2) Etant donné que la paroi en matériau solide perméable à l'air est disposée entre les parois en regard de la bande et que le gaz de combustion se répand verticalement vers une pluralité de parois en matériau solide perméable à l'air, le régime d'écoulement du gaz traversant la pluralité de parois en matériau solide perméable à l'air peut être augmenté Ainsi, la température de surface des parois en matériau solide perméable à l'air peut être maintenue à un niveau élevé, ce qui a pour résultat d'améliorer la quantité de chaleur de transfert à la bande vis-à-vis d'un four conventionnel. ( 3) Etant donné que la paroi en matériau solide perméable à l'air a une bonne inertie à la chaleur (réponse à la chaleur), une rupture de la bande dẻ à un phénomène de dépassement de la tempéra- ture de la bande à cause d'un dérangement dans la ligne (diminution de la vitesse, arrêt ou autre) peut être empêchée, ce qui a pour ré- sultat de diminuer la fréquence des arrêts de la ligne et augmente 19 - l'efficacité opérationnelle. ( 4) Etant donné que le matériau solide perméable à l'air peut être attaché d'une manière stable, la paroi en matériau solide perméable à l'air peut être protégée d'un effort externe dû à la rupture de la bande et l'éventualité de troubles opérationnelles peut être diminuée. Les modes de réalisation précédents sont les modes de réa- lisation fondamentaux de la présente invention La présente invention inclut beaucoup d'autres modes de réalisation et des modifications, par exemple, ceux qui sont décrits ci-dessous. Dans le mode de réalisation illustré aux figures Il et 12, d'une manière additionnell O à la paroi en matériau solide perméable à l'air disposée entre les surfaces en regard de la bande 29, sont disposées des parois en matériau solide perméable à l'air 27 entre la paroi du four 28 a et la bande 29 et entre la paroi du four 28 c et la bande 29 Dans ce mode de réalisation, la bande 29 est chauffée par la radiation du solide depuis les parois en solide perméable à l'air, au lieu de la radiation du solide à partir de la paroi périphérique du four, ainsi, la quantité de chaleur transférée peut être augmentée. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 13 et 14, un dispositif d'alimentation en gaz de combustion 24 est placé dans une zone intermédiaire entre la bande 29 et la paroi 17 en matériau solide perméable à l'air (dans la chambre de chauffage), et la température du gaz de combustion dans la chambre de chauffage 19 peut être maintenue à un niveau élevé Dans ce mode de réalisation, un brûleur de traitement par la chaleur peut être utilisé à la fois comme dispositif d'alimen- tation en gaz 24 et comme dispositif d'alimentation en gaz de combus- tion 14 disposé dans la chambre de combustion 18, ou bien le four peut être alimenté par un gaz obtenu par une combustion extérieure au four. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 13 et 14, un dispositif d'alimentation en air est installé à la place des dispo- sitifs d'alimentation en gaz de combustion 24 disposés dans la chambre de chauffage, et le gaz de combustion contenant des composants non brûlés se répandant depuis la face amont fait l'objet d'une combustion secondaire pour maintenir la température du gaz de combustion dans la chambre de chauffage 19 à un niveau élevé. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 15 et 16, une pluralité (deux lignes dans les dessins) de parois 37 en matériau - solide perméable à l'air sont disposées au moins dans une partie entre es faces en regard de la bande 29 ou entre les faces en regard de la bande 29 et de la paroi du four Dans ce mode de réalisation, s'il est nécessaire, un dispositif d'alimentation en gaz de combustion 34 ou un dispositif d'alimentation en air peut être installé entre les deux lignes de parois en matériau solide perméable à l'air 37 Dans ce mode de réalisation, le volume compris entre les parois 37 en matériau solide perméable à l'air est isolé de la bande 29 telle une chambre de réaction et de combustion En utilisant la porosité du matériau solide perméable à l'air, la réaction de combustion est favorisée. Etant donné qu'une atmosphère homogène (gaz de combustion) est mainte- nue sur la surface de la bande, la qualité de la bande peut être amé- liorée. Dans le mode de réalisation illustré aux figures 17 et 18, un carneau 31 pour évacuer le gaz de combustion est prévu dans la zone intermédiaire entre la bande 29 et la paroi 17 en matériau solide per- méable à l'air De plus, on peut adopter une modification dans laquelle deux lignes de parois 47 en matériau solide perméable à l'air sont disposées entre les surfaces en regard de la bande 29 et un carneau de décharge des gaz de combustion 4 lestréalisé dans une zone inter- médiaire entre les deux parois 47, comme cela est montré aux figures 19 et 20 Si cette structure est adoptée, la capacité de traitement du four peut être augmentée C'est-à-dire que l'ajustement de la per- te de pression dans le four peut être facilité à cause d'une augmenta- tion de la quantité de gaz nécessaire. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 21, le four vertical de base selon la présente invention est utilisé comme une seule unité, et une pluralité de telles unités sont disposées et reliées en séries les unes aux autres Si cette disposition est adoptée, le main- tien de la température du gaz de combustion dans la chambre de chauffa- ge 19 et l'ajustement de la pression du four (perte de charge) peuvent être facilités. Dans le mode de réalisation-illustré à la figure 22, un NOF conventionnel est relié à la sortie (côté haute température) d'un four vertical de traitement à la chaleur selon la présente invention, et le gaz d'échappement de combustion provenant du NOF conventionnel est utilisé comme gaz de chauffage Etant donné que cela correspond à la substitution à la chambre de pré-chauffage d'un NO,' conventionnel, 21 - la chambre de pré-chauffage peut être rendue compacte. Comme il sera facilement compris de la description précé- dente, dans la présente invention, une paroi en matériau solide per- meable à l'air ayant un effet d'amélioration du transfert de chaleur et un effet de commutation des gaz est disposée entre les surfaces en regard de la bande et un gaz de combustion est répandu verticale- ment vers la bande et la paroi en matériau solide perméable à l'air. A la vue de ces traits caractéristiques, dans un four vertical de traitement par chauffage en continu pour des bandes selon la présente invention, l'efficacité du transfert de chaleur et l'efficacité de chauffage peuvent dépasser celles obtenues dans un four conventionnel vertical de traitement continu par la chaleur Aussi, pour la même chaleur T/H, le nombre de passages peut être réduit ou la' température des gaz d'échappement peut être abaissée De plus, étant donné que le matériau solide perméable à l'air présente une bonne réponse à la chaleur, un strict contrôle de la température peut facilement être réalisé pendant le changement des bandes à chauffer En outre, étant donné que la longueur du four est diminuée et l'aire de la surface de la paroi du four peut être réduite le coût de l'équipement peut être diminué De ce fait, la présente invention présente des avantages industriels sur différents points. 22 - REVENDICATIONS 1 Four de traitement par chauffage en continu destiné à traiter une, bande de métal dans lequel la bande de métal traverse d'une manière continue l'intérieur du four défini par les parois du four, caractérisé par le fait qu'il comprend une paroi en un matériau solide perméable à l'air présentant une ossature tri-dimensionnelle ou une structure feuilletée du type filet satisfaisant à la condition sui- vante: I représente une' porosité (-) de la paroi en matériau so- lide perméable à l'air, cette paroi étant disposée entre les faces en regard de la bande. 2 Four de traitement par la chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une pluralité de passages de la bande traversant l'intérieur du four sur des cylindres, sont réalisés dans le four et une simple rangée ou une pluralité de rangées de parois en matériau solide perméable à l'air sont disposées entre les faces en regard de la bande. 3 Four de traitement par la chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif d'alimentation en gaz de combustion disposé au moins dans une chambre sur le côté d'évacuation de la bande et un carneau d'évacuation des gaz de combus- tion disposé au moins dans une chambre sur la face d'introduction de la bande. 4 Four de traitement par la chaleur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des membres de support résis- tant à la chaleur qui sont fixés et attachés d'une manière démontable à la paroi du four au moins le long du plan d'avancement de la bande et ils sont disposés à des intervalles pré-déterminés suivant la direc- tion de la hauteur et des protecteurs qui sont disposés dans les in- tervalles pré-déterminés, les dites parois en matériau solide perméable à l'air étant disposées dans des ossatures o sont disposés les dits 23 - membres de support résistant à la chaleur et les protecteurs. Four de traitement par la chaleur selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour fournir un gaz de refroidissement depuis le membre de support résistant à la chaleur au gaz qui est fourni au dispositif d'alimentation en gaz de combustion. 6 Four de traitement par la chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des parois en matériau solide perméable à l'air disposées entre les parois du four et la bande. 7 Four de traitement par la chaleur selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif d'alimentation en gaz de combustion disposé dans une zone intermédiaire entre la bande et la paroi en matériau solide perméable à l'air. 8 Four de traitement par la chaleur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une pluralité de rangées de parois en matériau solide perméable à l'air disposées entre les faces en regard de la bande. 9 Four de traitement par la chaleur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une pluralité de rangées de parois en matériau solide perméable à l'air disposées entre les faces enregard de la bande et la paroi du four. Four de traitement par la chaleur selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif d'alimentation en gaz de combustion disposé entre les rangées des parois en matériau solide perméable à l'air. 11 Four de traitement par la chaleur selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif d'alimentation en gaz de combustion disposé entre les rangées des parois en matériau solide perméable à l'air. 12 Four de traitement par la chaleur selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un carneau supplémentaire pour l'évacuation des gaz de combustion disposé dans une zone inter- médiaire entre la bande et la paroi en matériau solide perméable à l'air.