Brevet FR2629188A1 — publié le 19890929

Procédé d'alimentation d'une installation de recuit verticale ou horizontale en gaz protecteur et de réac- tion " La présente invention concerne un procédé d'alimentation d'une installation verticale ou hori- zontale de recuit, en gaz de protection et gaz de réaction, installation dans laquelle une partie du chemin est en'forme d'entrée ou de sortie et l'autre chemin partiel contient le four et le chemin de re- froidissement.. Dans de telles installations de recuit, on fait passer les bandes à recuire en acier inoxydable ou autres produits à recuire dans l'installation sur des cylindres de renvoi. Cette installation comprend principalement le four et un chemin de refroidisse- ment. Les installations verticales de recuit ont la forme d'un U renversé. Le chemin de refroidissement correspond à l'une des branches du U. Dans les instal- lations horizontales de recuit, une partie du four sert de chemin de refroidissement. Dans les installa- tions verticales de recuit, pour recuire une bande d'acier, après chaque passage de la bande d'acier, la branche du U qui ne correspond pas au chemin de re- froidissement est en forme de sas d'entrée ou de sor- tie. Ce sas d'entrée ou de sortie évite que le four ne fonctionne comme une cheminée et que sous l'effet du tirage de l'air ne soit aspiré dans le chemin de re- froidissement et dans le four. On évite également l'entrée de l'air en réduisant au tant que possible la section d'entrée et la section de sortie qui sont tra- versées par le gaz protecteur s'échappant à l'environ- nement. Le four est chauffé soit par un chauffage électrique par résistances ou par des tubes de chauf- fage par rayonnement. Lorsqu'il est équipé d'une cor- nue étanche au gaz, on peut le chauffer à l'aide de brûleurs. Le refroidissement se fait par des échan- geurs de chaleur refroidis par de l'eau dans lesquels circule le gaz du chemin de refroidissement. Le recuit se fait sous gaz protecteur généralement du gaz NH3 de fractionnement ou des mélanges H2-N2 contenant des te- neurs en H2 supérieures à 35 % et généralement supé- rieures à 50 %. Le gaz protecteur est envoyé de préfé- rence dans la zone des cylindres supérieurs de renvoi ou dans la zone du four. Etant donné l'affinité très grande du chrome contenu par exemple dans les aciers inoxydables, vis-à-vis de l'oxygène, il faut que dans les zones de l'installation dans lesquelles le produit à recuire peut réagir avec des composants oxydants du gaz protecteur, c'est-à-dire dans le four et dans le chemin de refroidissement, il faut utiliser un gaz très réducteur c'est-à-dire un gaz de dissociation ayant un rapport H2/N2 très grand. Dans le sas d'entrée ou dans l'entrée du four, le produit à recuire est encore, froid et ne peut réagir avec le gaz. La même remarque s'applique égale- ment dans le cas inverse lorsque le produit de recuit déjà refroidi traverse le sas de sortie ou la sortie du four. Selon l'état de la technique, toutes les par- ties de l'installation c'est-à-dire l'entrée et le sas de sortie ou l'entrée et la sortie du four et du che- min de refroidissement reçoivent le même gaz protec- teur c'est-à-dire un gaz protecteur fortement réduc- teur ayant une teneur élevée en hydrogène. La présente invention a pour but d'améliorer l'économie de ce procédé en réduisant la consommation en gaz de réaction. Partant de l'état de la technique, le pro- blème selon l'invention est résolu par un procédé ca- ractérisé en ce que le chemin partiel comprenant le four et le chemin de refroidissement reçoit un gaz de réaction réducteur et le chemin partiel en forme d'entrée ou de sortie reçoit du gaz inerte. L'invention concerne également un procédé d'alimentation d'une installation verticale de recuit en forme de U renversé, dans laquelle une branche cor- respond au four et au chemin de refroidissement et l'autre branche au sas d'entrée ou de sortie, procédé caractérisé en ce que la branche comprenant le four et le chemin de refroidissement reçoit un gaz de réaction à effet fortement réducteur et la branche en forme de chemin d'entrée ou de sortie reçoit du gaz inerte. Suivant une autre caractéristique, des in- serts prévus dans la partie de liaison des deux bran- ches de l'installation verticale de recuit et la sur- pression du gaz inerte créent un faible écoulement de gaz inerte par le chemin de refroidissement et par la branche comprenant le four. Suivant une autre caractéristique,le gaz inerte est introduit à un autre endroit de l'entrée ou à l'extrémité du chemin de refroidissemert, les in- serts étant adaptés de manière correspondante. Suivant une autre caractéristique, on utili- se comme gaz de réaction NH3-gaz de séparation, des mélanges de N2 et H2 ou des mélanges du gaz de disso- ciation NH3 et N2 avec des teneurs de H2 supérieures à % et le gaz inerte est de l'azote. Le point de départ de la présente invention réside dans le fait que le produit de recuit est froid à l'entrée ou au niveau du sas de sortie ou encore à l'entrée et à la sortie et ii ne peut dans ces condi- tions réagir avec le gaz. Pour cette zone, il suffit d'avoir un gaz inerte sec de préférence de l'azote ayant un point de rosée de -70 C. Le procédé selon l'invention est avantageux en particulier si le gaz de réaction dans le four et dans le chemin de refroidis- sement est de l'azote et de l'hydrogène, car pour un tel fonctionnement, on dispose de toutes les façons d'azote. Il faut éviter le mélange du gaz inerte dans le sas d'entrée ou de sortie ou à l'entrée et à la sortie avec le gaz de réaction dans le four et au ni- veau du chemin de réaction. Pour cela, on a des in- serts placés dans le chemin de liaison entre les deux parties de l'installation, inserts qui jouent le rôle de barrages. On ne peut certes éviter de cette manière complètement un échange de gaz, car il est même avan- tageux si l'on veille à ce que l'écoulezent du gaz ne fasse que dans une direction. Dans les cas dans les- quels la bande à recuire ou le produit à traiter tra- verse tout d'abord la partie de l'installation formant l'entrée, il est avantageux d'autoriser un plus faible écoulement du gaz inerte en direction du four et du chemin de refroidissement. On évite ainsi avec certi- tude que le gaz de réaction chaud n'agisse sur la ban- de froide ou le produit de recuit et ne colore celui- ci. Le cas échéant, on peut égalenent autoriser l'écoulement du gaz de réaction en direction de l'en- trée, par exemple si on veut éviter dans tous les cas une dilution de l'hydrogène dans le four. L'intensité de l'écoulement gazeux dépend de la différence de pression entre le gaz protecteur et le gaz de réaction et de la section d'écoulement laissée libre par les inserts dans la partie de liaison. A l'aide de ces pa- ramètres, on peut régler la quantité de gaz qui s'échappe vers l'autre partie de l'installation. Une autre grandeur de réglage est la teneur en hydrogène du four ou du chemin de refroidissement; cette teneur peut être analysée en continu. Le dessin montre de manière schématique un exemple de réalisation de l'invention. Le dessin représente la forme la plus habi- tuelle d'une installation verticale de recuit et le produit à recuire traverse tout d'abord un sas d'en- trée. L'installation verticale de recuit se compose de trois parties principales à savoir le sas d'entrée 1, le four 2 et le chemin de refroidissement 3. La bande d'acier 4 à recuire est guidée par des cylindres de renvoi 5 tout d'abord à travers le sas d'entrée 1, le four 2 et le chemin de refroidissement 3. L'ensemble de l'installation est entouré d'une enveloppe 6 étan- che au gaz, réalisée en tôle d'acier. Le chauffage du four 2 est assuré par un chauffage électrique par ré- sistances 7. Le refroidissement se fait avec de l'eau. Des ventilateurs 8 aspirent le gaz du chemin de re- froidissement 3 pour le faire passer à travers les échangeurs de chaleur 9 alimentés en eau de refroidis- sement et être renvoyé dans le chemin de refroidisse- ment. On a ainsi un échange calorifique suffisant par convection et une durée de refroidissement d'autant plus courte. Il faut dans le four 2 et dans le chemin de refroidissement 3 un gaz de réaction 10 à forte teneur en hydrogène; ce gaz est introduit dans l'installa- tion par l'ajutage 11. Selon l'invention, le sas d'en- trée 1 est alimenté en gaz inerte 12 de préférence en azote; ce gaz inerte est introduit par l'ajutage 13 dans le sas d'entrée 1. Des inserts 14 évitent dans une très large mesure que le gaz inerte 12 et le gaz de réaction 10 ne se mélangent; ces inserts sont pré- vus dans la conduite de jonction entre le sas d'entrée 1 et le four 2. De ce fait, il n'y a pas d'écoulement de gaz. C'est ainsi que l'on peut par exemple laisser s'écouler le gaz inerte 12 en direction du four 2 et du chemin de refroidissement 3. Les grandeurs de ré- glage sont dans ce cas la différence de pression du gaz inerte 12 et du gaz de réaction 10 ainsi que la section d'écoulement laissée libre d'inserts 14. Cette section peut également être rendue variable. Il est clair que l'installation peut également utiliser du gaz inerte 12 auquel on mélange une faible quantité d'hydrogène. L'alimentation en gaz inerte peut égale- ment se faire à un autre endroit du sas d'entrée 1 que par l'ajutage 13 par exemple au début du sas d'entrée 1 ou à la fin du chemin de refroidissement. Les in- serts 14 s'adaptent de manière correspondante. 2629 188 REVEND I CATIONS 1f) Procédé d'alimentation d'une installa- tion verticale ou horizontale de recuit, en gaz de protection et gaz de réaction, installation dans la- quelle une partie du chemin est en form9 d'entrée ou de sortie et l'autre chemin partiel contient le four (2) et le chemin de refroidissement (3), procédé ca- ractérisé en ce que le chemin partiel comprenant la four et le chemin de refroidissement reçoit un gaz de réaction (10) réducteur et le chemin partiel en forme d'entrée ou de sortie reçoit du gaz inerte (12). 2') Procédé selon la revendication 1 pour alimenter une installation verticale de recuit en for- me de U, dans laquelle une braniche correspond au four (2) et au chemin de refroidissement (3) et l'autre branche au sas d'entrée (1) ou de sortie, procédé ca- ractérisé en ce que la branche -comprenant le four et - le chemin de refroidissement reçoit un gaz de réaction (10) à effet fortement réducteur et la branche en for- me de chemin d'entrée ou de sortie reçoit du gaz iner- te (12). 3') Procédé selon la revendication 2, carac- térisé en ce que des inserts (14) prévus dans la par- tie de liaison des deux branches de l'installation verticale de recuit et la surpression du gaz inerte créent-un faible écoulement de gaz inerte par le che- min de refroidissement et par la branche comprenant le four. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que le gaz iner- te est introduit à un autre endroit de l'entrée ou à. l'extrémité du chemin de refroidissement, les inserts (14) étant adaptés de manière correspondante. *) Procédé selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise comme gaz de réaction NH3-gaz de séparation, des mélanges de N2 et H2 ou des mélanges du gaz de disso- ciation NH3 et N2 avec des teneurs de H2 supérieures à % et le gaz inerte est de l'azote.