Brevet FR2569202A1 — publié le 19860221

SAS EQUIPANT DES INSTALLATIONS A FOURS DE RECUIT La présente invention se rapporte à un sas équipant des installations à fours de recuit à travers lesquels la matière à recuire (en particulier une bande métallique) défile en con- tinu,tandis qu'une atmosphère de gaz protecteur est entretenue dans l'espace interne du four, le sas étant muni d'un disposi- tif d'étanchement installé devant l'ouverture du four. Il est connu, au cours du recuit d'une matière métallique, par exemple d'une bande métallique, d'engendrer dans le four à recuire une atmosphère de gaz protecteur afin d'éviter une for- mation-d'oxyde à la face supérieure de cette matière. De pré- férence, l'atmosphère de gaz protecteur est également prévue dans la zone de trempe. Alors que, dans le cas de pièces en vrac, l'étanchéité de l'espace interne du four peut être assurée sans difficulté après l'introduction de la matière à recuire, il est particulièrement problématique d'entretenir une pure atmos- phère de gaz protecteur en présence d'une matière à recuire défilant en continu, par exemple des bandes métalliques. Il a déjà été tenté de résoudre les problèmes précités, affectant des installations à fours de recuit de matières en bandes9 en prévoyant une cuve d'eau qui est raccordée hermétique- ment au four ou à la zone de refroidissement, respectivement, et dans laquelle la bande métallique sortant du four est immergée, pour gagner ensuite à nouveau l'air libre après avoir été déviée à l'intérieur du bain d'eau. Cependant, de tels bacs d'eau sont appropriés seulement pour une matière à recuire de nature fle- xible. Dans la pratique, des bacs d'eau de ce genre ne peuvent pas être implantés à l'entrée du four, car l'eau charriée iné- vitablement à l'intérieur du four provoque une formation de va- peur trop intense. La vapeur d'eau se traduirait par une affec- tation négative de la qualité de l'atmosphère de gaz protecteur, 2 2569202 d'o pourraient s'ensuivre des décolorations de la matière à recuire. Un dispositif d'étanchement du type susmentionné, servant de sas, est connu par exemple d'après le brevet DE 149 374. Dans ce dispositif connu, un embout tubulaire res- pectif est situé du côté entrée et du côté sortie du four et un passage traversant, adapté à la section ae la matière à re- cuire, est pratiqué dans le tronçon extrême externe de cet embout. Le fait que la section des orifices traversants ménagés dans les dispositifs diétanchement soit adaptée à la section de la matière à recuire doit permettre de faire en sorte que le gaz protecteur s'échappe le moins possible. Une mesure complémentai- re consiste en ce que le gaz protecteur est dirigé,à travers le foura contre-courant par rapport à la direction d'acheminement de la matière à recuire. Néanmoins, malgré l'adaptation de sec- tion précitée, des quantités considérables de gaz protecteur continuent de s'échapper et, d'autre part, le volume d'oxygène pénétrant à l'intérieur du four demeure trop grand pour permet- tre d'éviter complètement la formation d'oxyde. Dans la prati- que, de tels dispositifs d'étanchement, certes relativement étroits mais néanmoins assez perméables, se révèlent particuliè- rement problématiques lorsque, par exemple, des tronçons succes- sifs d'une bande métallique devant être recuite sont rattachés les uns aux autres pour éviter une interruption du fonctionne- ment du four. Les extrémités mutuellement rattachées des deux rubans métalliques se chevauchent dans une certaine région, même si cette dernière est courte. Cependant, si les ouvertures d'en- trée et de sortie du four sont intimement adaptées à la section de la bande métallique, elles sont trop étroites pour autoriser le passage traversant des tronçons de chevauchement dont l'épais- seur dépasse le double de celle de la bande. Par conséquent, il faut soit renoncer à un acheminement pratiquement ininterrompu de plusieurs bandes métalliques, soit conférer, aux sections des orifices traversants des dispositifs d'étanchement, un fort di- mensionnement tel que les tronçons de chevauchement disposent également d'une place suffisante. La mesure citée en dernier lieu emporte toutefois pour conséquence qu'un volume d'oxygène plus 3 2569202 grand encore peut s'immiscer dans l'espace interne du four. L'invention a pour objet un sas du type précité, perfec- tionné de façon qu'il offre une protection encore meilleure à l'encontre de l'oxygène pénétrant dans l'espace interne du four. Conformément à l'invention, dans un sas du genre susmention- né, cet objet est atteint par le fait que le dispositif d'étan- chement présente deux garnitures d'étanchement dont les posi- tions relatives peuvent être ajustées, sensiblement perpendicu- lairement à la direction de l'acheminement de la matière à recuire. Grâce aux garnitures d'étanchement réglables perpendiculai- rement au plan de transport de la matière à recuire, une adaptà- tion optimale à la section de cette matière est à chaque fois possible. Lorsque, par exemple, deux extrémités de bandes métal- liques successives devant être traitées sont rattachées l'une à l'autre avec chevauchement partiel des régions extrêmes, il suffit que les deux garnitures d'étanchement soient légèrement écartées l'une de l'autre un bref instant pour autoriser le pas- sage de la zone de chevauchement. Ensuite, le fonctionnement normal peut reprendre. La réalisation du sas conformément à l'invention permet une obturation de l'espace interne du four tellement hermétique que la matière traitée présente une surface brillante exempte d'oxyde lorsque cette matière quitte le four ou, respectivement,la zone de refroidissement attenante à ce four. Le bref écartement précité des deux garnitures d'étanchement peut également être commandé à l'aide de barrières photo- électriques ainsi que d'un dispositif de réglage desdites garni- tures, raccordé à ces barrières. De préférence, les garnitures d'étanchement sont réalisées sous la forme de panneaux ou de joncs d'étanchement. Les deux faces des panneaux diétanchement tournées l'une vers l'autre sont très rapprochées des faces supérieures considérées de la matière à recuire. Lorsque les garnitures sont réalisées en tant que joncs d'étanchement, ces derniers s'étendent perpendiculairement à la direction du défilement. Dans une forme de réalisation particulièrement préférentiel- le de l'invention, il est prévu que la face des garnitures d'étan- 4 2569202 chement tournée vers la matière à recuire présente à chaque fois une garniture en un feutre céramique. Un tel matériau est connu par lui-même. Il possède des caractéristiques mécaniques rela- tivement bonnes et des propriétés thermiques particulièrement bonnes. Comme le feutre est relativement souple, les garnitures d'étanchement revêtues de ce feutre peuvent être très intimement rapprochées de la matière à traiter, sans qu'il se produise une détérioration de cette matière et/ou desdites garnitures. Etant donné que les garnitures d'étanchement selon l'inven- tion sont exposées à une action de la chaleur relativement forte, une forme de réalisation préférentielle de l'invention prévoit que chaque garniture d'étanchement possède au moins un canal de refroidissement communiquant, par l'intermédiaire de raccords, avec une source de fluide de refroidissement. En particulier, le canal de refroidissement se trouve à chaque fois du côté de la garniture d'étanchement tourné à l'écart de la matière devant être recuite. Les canaux de refroidissement,formés par exemple par des caissons métalliques, peuvent servir simultanément de supports du feutre céramique, c'est-à-dire du matériau d'étanche- ment proprement dit. L'on obtient une étanchéité particulièrement bonne lorsque la garniture en feutre céramique présente une configuration on- dulée ou à ailettes le long de la direction de défilement de la matière, en particulier lorsque cette structure respectivement ondulée ou nervurée des garnitures d'étanchement tournées l'une vers l'autre est sensiblement symétrique par rapport au plan longitudinal de la matière à recuire. De la sorte, cette matière franchit alternativement des zones rétrécies et des cavités, formées les unes et les autres par le feutre céramique. Dans les zones rétrécies, le feutre peut faire saillie, dans la trajec- toire de la matière à recuire, d'une distance telle qu'il touche cette matière. Les cavités ou espaces intercalaires offrent la possibilité que des conduits acheminant un gaz protecteur débou- chent dans ces régions. Grâce à la structure particulière ondu- lée ou nervurée, le gaz protecteur est correctement retenu dans les espaces intercalaires et, de ce fait, il empêche efficacement la pénétration d'oxygène. 56'92569202 Conformément à l'invention, en vue d'une meilleure isola- tion thermique entre le sas et le four, un canal de refroidisse- ment est intercalé entre chaque garniture d'étanchement et le corps du four. Pour permettre une installation du sas à l'entrée ou à la sortie de la batterie de fours indépendamment de la conception de cette dernière, l'invention prévoit que-les garnitures d'étanchement se trouvent sur une structure de support située, sur le corps du four, devant la gueule de ce four. En principe, le réglage des garnitures d'étanchement peut aussi avoir lieu à la main, par exemple au moyen d'une tringle- rie; de préférence cependant, un vérin pneumatique est relié à chaque garniture d'étanchement en vue de son réglage. La comman- de des deux vérins pneumatiques peut s'opérer de la même façon, si bien que les deux garnitures d'étanchement occupent toujours une position symétrique par rapport à la trajectoire de défile- ment de la matière traitée. En principe, la garniture en feutre conformément à l'inven- tion peut également être installée de manière qu'elle ne puisse pas être dissociée de son support, par exemple du canal de re- froidissement associé. A la longue cependant, le feutre est sou- mis à une usure tant mécanique que thermique,si bien qu'il appelle un remplacement sans dépose d'autres parties. A cette fin, l'invention prévoit que la garniture en feutre soit fixée à la garniture d'étanchement au moyen de dispositifs de serrage amovibles. L'invention va à présent être décrite plus en détail à ti- tre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe, parallèle à la direction de la matière à recuire, d'un sas disposé à l'entrée d'une batterie de fours de recuit; et la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1. La figure illustre schématiquement une partie du corps 2 d'un four de recuit 1. Un sas 3 est installé sur ce corps 2 du côté de l'ouverture de pénétration de la matière à recuire, sas par l'intermédiaire duquel ladite matière à recuire, consistant dans ce cas en une bande métallique 4 dévidée d'un rouleau de 6 2569202 réserve (non représenté), est transférée à l'espace interne 5 du four dans la direction d'une flèche P. Une atmosphère de gaz protecteur, destinée à empêcher une oxydation de la surface de la bande métallique 4, est entretenue dans l'espace interne 5 du four. Le sas 3 a pour fonction de sépa- rer l'espace interne 5 de l'atmosphère environnante. Le sas 3 est équipé d'un dispositif dtétanchement se compo- sant de deux garnitures d'étanchement réalisées en tant que pan- neaux creux d'étanchement 6 et 7. Le dispositif d'étanchement est incorporé dans un caisson 8 du sas, assujetti par des boulons 9 au corps 2 du four de re- cuit. En vue de l'isolation thermique, des canaux respectifs de refroidissement 10 et 11, intercalés entre les panneaux creux d'étanchement 6 et 7 et la face externe de la paroi du corps 2, sont alimentés par l'intermédiaire de raccords 12 d'admission d'eau de refroidissement, l'eau de refroidissement chauffée pouvant sortir de ces canaux en empruntant des raccords d'évacua- tion 13. Dans l'exemple de réalisation considéré, comme il ressort de la figure 1, la moitié supérieure du sas (c'est-à-dire la moitié située au-dessus de la bande métallique 4) accuse une configuration spéculaire de celle de la moitié inférieure dudit sas; ainsi, dans la description ci-après, et sauf indications particulières, les détails concernant une moitié du sas s'appli- quent également, d'une manière correspondante,à son autre moitié. Un revêtement d'isolation 14 en feutre céramique se trouve entre les canaux de refroidissement 10, 11 et les panneaux d'étan- chement correspondants 6, 7. Un revêtement isolant analogue est interposé, de l'autre côté des panneaux d'étanchement 6 et 7, entre la paroi latérale tournée à l'opposé du four et la paroi latérale correspondante du caisson de support 8. Les panneaux d'étanchement 6 et 7 consistent à chaque fois en un corps métallique de section rectangulaire formant un canal respectif de refroidissement 15 ou 16 pouvant être, par exemple, parcouru par de l'eau de refroidissement. Des manchons de rac- cordement 17 et 18, assurant respectivement une admission et une évacuation de l'eau de refroidissement,se trouvent du côté des deux panneaux 6 et 7 tourné à l'opposé de la bande métallique 4. 7 2569202 Des flexibles à eau de refroidissement (non illustrés) peuvent être repiqués sur ces manchons de raccordement. Une garniture 18' en feutre de céramique est placée à la face de chaque panneau d'étanchement tournée vers la bande mé- tallique 4. Comme le met en évidence la figure 1, la surface de chaque garniture 18' dirigée vers la bande métallique 4 présente une structure ondulée, ce qui donne naissance à deux zones ré- trécies et à un espace intercalaire ou cavité 19 située entre ces zones rétrécies. Pour créer la structure ondulée le long de la direction du défilement de la bande métallique 4, des barrettes d'espace- ment 20, consistant par exemple en un métal, se trouvent du coté de chaque panneau d'étanchement 6, 7 tourné vers ladite bande métallique, ces barrettes s'étendant sur la largeur b du sas (figure 2). Les barrettes d'espacement 20 ont pour objet de con- férer à la garniture 18' en feutre la structure ondulée illus- trée sur la figure 1. La garniture 18' en feutre est fixée rigidement aux panneaux respectifs d'étanchement 6 et 7,â l'aide de baguettes latérales de serrage 21 et d'une baguette de serrage 22 occupant une posi- tion centrale entre ces dernières. Les baguettes 21 et 22 sont réalisées, d'une manière familière au spécialiste, de telle sorte qu'elles puissent être aisément démontées pour pouvoir enlever sans peine la garniture 18' considérée du panneau associé 6 ou 7, et pour pouvoir la remplacer par une garniture neuve. Un conduit 23 acheminant un gaz protecteur débouche dans la cavité (espace intercalaire) 19 délimitée entre les deux zones rétrécies formées par les garnitures en feutre, si bien qu'une atmosphère de gaz protecteur est créée en permanence dans cette cavité 19. Le gaz protecteur renfermé par la cavité 19 est, d'une part, charrié dans l'espace interne 5 du four par le mouvement de la bande métallique 4 mais, d'autre part, il s'échappe vers l'extérieur par là zone rétrécie illustrée à droite de la cavité 19 et formée entre la bande métallique 4 et les régions des gar- nitures 18' en feutre situées en regard de cette bande, ce qui empêche fiablement une pénétration d'oxygène dans l'espace interne 5 du four. Une atmosphère de gaz protecteur peut être 8 2569202 engendrée dans cet espace interne 5 proprement dit, grâce à des conduits d'admission non représentés sur le dessin. Comme il ressort de la figure 1, le sas 3 possède un orifice 24 ménagé côté admission, dans lequel pénètre la bande métallique 4 devant être recuite. Les deux panneaux d'étanchement 6 et 7, sur les parois mutuellement opposées desquels les garnitures en feutre sont déposées, sont à présent ajustés par rapport à la bande. métallique 4, de façon que les garnitures en feutre touchent effectivement ou quasiment la bande métallique par leurs zones rétrécies. Cela est autorisé par des dispositifs pneumatiques et 26, illustrés schématiquement, qui assurent le réglage des panneaux d'étanchement 6 et 7, respectivement. Ces deux dispositifs pneumatiques de réglage 25 et 26 sont de réalisa- tionsidentiques. Chacun d'eux possède un cylindre pneumatique 27 dans lequel un piston 28 est logé à mouvement alternatif. L'extrémité du piston 28 éloignée du cylindre 27 est reliée rigi- dement au panneau considéré 6 ou 7. Par l'intermédiaire de rac- cords 29 et 30, de l'air comprimé est respectivement délivré aux compartiments inférieur et supérieur du cylindre, afin de mouvoir le piston 28 vers le haut ou vers le bas, respectivement, pour provoquer de la sorte un ajustement du panneau d'étanchement considéré 6 ou 7 dans un plan perpendiculaire à la direction du défilement de la bande métallique. Comme il ressort de la description qui précède, les deux panneaux d'étanchement 6et 7 peuvent être réglés perpendiculai- rement à la direction du défilement de la bande métallique 4, de telle manière qu'une étanchéité optimale soit créée entre l'espace interne 5 du four et l'atmosphère. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-avant. Les deux panneaux creux d'étanchement 6 et 7, représentés sur les figures 1 et 2, peuvent également être réa- lisés en tant que panneaux pleins. Il n'est pas non plus indispen- sable que ces deux panneaux 6 et 7 soient réglables. Dans une forme de réalisation sensiblement moins favorable, il suffit également que l'un de ces panneaux soit fixe, et que seul l'autre panneau soit ajustable. La structure ondulée des garnitures 18' en feutre, illustrée 9 2569202 sur la figure 1, peut aussi être remplacée par une structure principalement lisse, en présence de laquelle les garnitures en feutre ont sensiblement la même épaisseur sur toute leur section. En outre, à la place de la structure ondulée, il peut être pré- vu une structure à ailettes et, dans ce cas, une garniture en feutre associée à un panneau d'étanchement est réalisée sous la forme de plusieurs bandes de feutre céramique. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au sas décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. 2569202 REVENDICATIONS 1. Sas équipant des installations à fours de recuit dans lesquels la matière à recuire (en particulier une bande métalli- que) défile en continu, tandis qu'une atmosphère de gaz protecteur est entretenue dans l'espace interne du four, ce sas étant muni d'un dispositif d'étanchement installé devant l'ouverture du four, et étant caractérisé par le fait que le dispositif d'étan- chement présente deux garnitures d'étanchement (6, 7), dont les positions relatives peuvent être réglées sensiblement perpendicu- lairement à la direction du défilement de la matière à recuire (4). 2. Sas selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les garnitures d'étanchement sont réalisées sous la forme de panneaux d'étanchement (6, 7) ou de joncs d'étanchement. 3. Sas selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la face des garnitures d'étanchement (6, 7) tournée vers la matière à recuire (4) présente une garniture(18') en un feutre céramique. 4. Sas selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que chaque garniture d'étanchement (6, 7) comporte au moins un canal de refroidissement (15, 16) com- muniquant, par l'intermédiaire de raccords (17, 18), avec une source de fluide de refroidissement. 5. Sas selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le canal de refroidissement (15, 16)se trouve à chaque fois du côté de la garniture d'étanchement (6, 7) tourné à l'opposé de la matière à recuire (4). 6. Sas selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que la garniture (18') en feutre cérami- que présente une configuration ondulée ou à ailettes le long de la direction (P) du défilement de la matière. 7. Sas selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la structure respectivement ondulée ou nervurée des garnitures d'étanchement (6, 7, 18') tournées les unes vers les autres est sensiblement symétrique par rapport au plan longitudinal de la matière à recuire (4). 8. Sas selon la revendication 7, caractérisé par le fait que des conduits (23) acheminant un gaz protecteur débouchent 11 2569202 dans l'espace ou les espaces intercalaire(s) entre la matière à recuire (4) et la structure respectivement ondulée ou nervurée. 9. Sas selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'un canal de refroidissement (10, 11) est intercalé entre chaque garniture d'étanchement (6, 7) et le corps (2) du four. 10. Sas selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les garnitures d'étanchement se trou- vent sur une structure de support située, sur le corps (2) du four, devant la gueule de ce four. 11. Sas selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'un vérin pneumatique (25, 26), relié à chaque garniture d'étanchement (6, 7), est prévu pour le régla- ge de cette garniture. 12. Sas selon l'une quelconque des revendications 3 à 11, caractérisé par le fait que la garniture en feutre (18') est fixée à la garniture d'étanchement (6, 7) par l'intermédiaire de dispositifs de serrage amovibles (21, 22).