Brevet FR2533942A1 — publié le 19840406

La présente invention concerne un procédé et un dispo- sitif pour le traitement thermique de tubes en acier spécial, titane ou en métaux non ferreux ou en leurs alliages. Il est connu de réchauffer des tubes de ce type à des températures élevées, 11000 C par exemple, et de les refroidir aussitôt a Drès. Le réchauffement, dans ce cas, se fait par induction et les tubes parcourent, en continu, tout d'abord la chambre à recuire avec la bobine à induction et, direc- tement après,une chambreide refroidissement refroidie par eau. Il est connu également, pour augmenter l'effet de refroidissement dans la chambre de refroidissement, de prévoir des mâchoires en charbon enserrant la surface des tubes, de sorte que le refroidissement du tube se fasse également par conduction de chaleur. Les procédés et dispositifs connus présentent cependant l'inconvénient que la vitesse de refroidissement n'est pas suffisamment élevée,' ou que le passage du tube doive se faire lentement, pour atteindre un refroidissement suffisant. L'objet de la présente invention est, par conséquent, d'élaborer un procédé, selon lequel un refroidissement plus rapide de tubes continuellement réchauffés est possible, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Selon l'invention, cet objet est résolu par le procédé pour le traitement thermique de tubes en acier spécial ou bien en métaux non ferreux, ou leurs alliages, tubes l qui ont été formés à partir de plaques de métal et soudés longitudinalement, procédé dans lequel les tubes sont amenés, après soudure, en continu, tout d'abord à travers une chambre à recuire et, directement ensuite, à travers une chambre de refroidissement refroidie par eau, caractérisé en ce que la chambre à recuire et la chambre de refroidissement sont dégazées, avant l'introduction des tubes, par l'établissement d'une dépression d'au moins 10-1 mbar à une température supérieure ou égale à 80 C, et en ce que, pendant le passage des tubes à travers les chambres, on maintient une atmosphère pauvre en oxygène, et la température de l'eau de refroidissement, pendant l'opération, est réglée sur au moins 40 C. Il est également résolu par le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprenant une chambre à recuire, qui est entourée d'une bobine d'induction, une chambre de refroidissement refroidie par eau qui lui est direc- tement reliée, et un deuxième volume de refroidissement en liaison avec la chambre précédente, dans lequel sont agencés plusieurs groupes d'au moins chacun deux mâchoires en charbon, espacées axialement l'une de l'autre, servant à la conduite et au refroidissement des tubes qui, à cette fin, saisissent étroitement la surface extérieure des tubes par des surfaces intérieures en forme de coquilles, et dont chacune est pourvue d'un bloc de refroidissement refroidi par eau, dispositif caractérisé en ce que les espaces intérieurs de la chambre à recuire, de la chambre de refroidissement refroidie par eau et du deuxième volume de refroidissement sont reliés les uns aux autres, et sont isolés de l'extérieur par des sas à vide à étages multiples, et en ce que un système de pompes à vide ou une source de gaz de protection est reliable à l'espace intérieur de la chambre de refroi- dissement et aux chambres de sas. De préférence, pendant le passage des tubes à travers 1 les chambres, on maintient une dépression d'au moins 10-1 mbar. De plus, après dégazage, on peut introduire dans la cham- bre de refroidissement un gaz de protection, en particu- lier de l'argon, à une vitesse d'écoulement supérieure ou égale à 40 m/sec. Avantageusement, le gaz-de protection dans la chambre de refroidissement est dirigé, à contre-courant du passage des tubes, à la superficie extérieure de ceux-ci. Par ailleurs, du côté d'entrée du tube dans-la chambre àa recuire et du côté de sortie du tube hors de la chambre de refroidissement, à chaque fois, un sas de dépression à étapes multiples est agencé, qui entoure la périphérie des tubes de façon étanche et ramène le gaz de fuite de la source de génération du gaz de protection. Dans le procédé conforme à la présente invention, le refroidissement est amélioré par le fait que le dispositif dans son ensemble, se composant d'une chambre à recuire et de chambres de refroidissement, est dégazé avant l'in- troduction des tubes et, soit on procède ensuite au main- tien du réchauffement, soit on entreprend le refroidisse- ment dans une atmosphère de gaz protecteur. Les figures des dessins annexés feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre une coupe longitudinale d'une forme de réalisation (pur refroidissement par gaz, gaz comme véhicule de chaleur) - La figure 2 représente une coupe longitudinale d'une deuxième forme de réalisation (refroidissement par matière' solide et mise en contact des surfaces). l Sur la figure 3 est représenté l'agencement des mâchoi- res de charbon dans la chambre de refroidissement (coupe transversale). La figure 4 montre les chambres de sas du côté de l'entrée des tubes dans le dispositif. Sur la figure 1, une première chambre de refroidissement 3 est agencée contigile à une chambre à recuire 2, entourée d'une bobine à induction 5, ladite chambre de refroidissement comportant une double paroi, ce qui per- -10 met de faire parcourir l'espace compris entre les parois par de l'eau de refroidissement 6 En liaison avec cette chambre de refroidissement 3 se trouve une deuxième chambre de refroidissement 4 Dans cette chambre de refroidissement, des mâchoires de charbon 7 sont agencées espacées l'une derrière l'autre et elles enserrent par leur forme de coquille les tubes 1 Ces mâchoires de charbon sont refroidies par eau, ce qui est indiqué par les conduites 8 A l'entrée des tubes dans le dispositif, tout comme lors de la sortie, des installations sont prévues, qui ne font que faciliter le passage des tubes, mais aussi permettent qu'un vide soit installé dans les chambres 2, 3 et 4 en liaison les unes avec les autres, pour dégazer ces chambres. Sur la figure 4, on a représenté, comme exemple d'une telle installation un sas à vide 9, et de la même façon un sas identique peut être prévu sur le côté de sortie opposée. L'agencement des mâchoires de refroidissement 7 dans la chambre de refroidissement 4 est visible aussi sur la figure 3. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, il n'y a pas de mâchoires de charbon dans la chambre de -5 1 refroidissement 4, mais le tube est entouré, à une certaine distance, d'un serpentin de refroidissement. Dans ce cas également, comme dans l'exemple de réalisa- tion décrit plus haut, la dissipation de chaleur des tubes, c'est-à-dire le refroidissement, se produit par rayonnement thermique Dans cette réalisation, des conduites 10 débouchent dans la chambre de refroidisse- ment 4, dans laquelle un gaz de protection peut être introduit et l'action de refroidissement est, dans ce cas, encore renforcée, par le fait que les entrées de gaz de protection sont agencées de façon que le gaz est intro- duit en contre-courant, par rapport à la direction du mouvement des tubes. REVENDICATIONS 1 1 Procédé nour le traitement thermique de tubes en acier spécial ou bien en métaux non ferreux, ou leurs alliages, tubes qui ont été formés à partir de plaques de métal et soudés longitudinalement, procédé dans lequel les tubes sont amenés, après soudure, en continu, tout d'abord à travers une chambre à recuire et, direc- tement ensuite, à travers une chambre de refroidissement refroidie par eau, caractérisé en ce que la chambre à recuire ( 2) et la chambre de refroidissement ( 3) sont dégazées, avant l'introduction des tubes, par l'établissement d'une dépression d'au moins 10 1 mbar à une température supérieure ou égale à 800 C, et en ce que, pendant le passage des tubes à travers les chambres, on maintient une atmosphère pauvre en oxygène, et la température de l'eau de refroidisse- ment, pendant l'opération, est réglée sur au moins 400 C. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant le passage des tubes à travers les chambres, on maintient une dépression d'au moins 10 mbar. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après le dégazage on introduit dans la chambre de refroidissement un gaz de protection, en particulier de l'argon, à une vitesse d'écoulement supérieure ou égale à 40 m/sec. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le gaz de protection dans la cham- bre de refroidissement est dirigé, à contre-courant du passage des tubes, à la superficie extérieure de ceux-ci. 1 5 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3, comprenant une chambre à recuire, qui est entourée d'une bobine d'induction, une chambre de refroidissement refroidie Dar eau qui lui est direc- tement reliée, et un deuxième volume de refroidissement en liaison avec la chambre précédente, dans lequel sont agencés plusieurs groupes d'au moins chacun deux mâchoires en charbon, espacées axialement l'un de l'autre, servant à la conduite et au refroidissement des tubes et qui, à cette fin, saisissent étroitement la surface extérieure des tubes par des surfaces intérieures en forme de coquilles, et dont chacune est pourvue d'un bloc de refroidissement refroidi par eau, * caractérisé en ce que les espaces intérieurs de la cham- bre à recuire ( 2), de la chambre de refroidissement ( 3) refroidie par eau et du deuxième volume de refroidisse- ment ( 4) sont reliés les uns aux autres, et sont isolés de l'extérieur par des sas à vide à étages multiples, et en ce que un système de pompes à vide ( 15) ou une source de gaz de protection est-reliable à l'espace intérieur de la chambre de refroidissement ( 4) et aux chambres de sas. 6 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, durcôté d'entrée-du tube dans la chambre à recuire ( 2) et du côté de sortie du tube hors de la chambre de refroidissement ( 4), à chaque fois, un sas de dépression ( 9) à étages multiples est agencé, qui entoure la périphérie des tubes ( 1) de façon étanche et ramène le gaz de fuite de la source de génération du gaz de protection.