Brevet FR2887737A1 — publié le 20061229

i FOUR A INDUCTION POUR TRAITER DES BANDES, TOLES, PLAQUES, EN MATERIAU CONDUCTEUR DE L' ELECTRICITE, ET INDUCTEUR POUR UN TEL FOUR. L'invention est relative à un four de traitement thermique de bandes, tôles, plaques, en matériau conducteur de l'électricité, notamment métalliques, qui défilent dans le four constitué d'un volume fermé maintenu sous une atmosphère de gaz, lequel comporte une section de chauffage avec au moins un inducteur formé d'un couple de demi-inducteurs à flux transverse ou pseudotransverse. EP 1 148 762 décrit un dispositif de chauffage par induction à flux transverse. Les inducteurs à flux transverse permettent le chauffage au défilé de bandes métalliques pour effectuer des traitements thermiques jusqu'à des températures typiquement de 750 C pour les aciers au carbone ou 1150 C pour les aciers inox. A ces températures, les bandes rayonnent de façon importante ce qui peut nuire au fonctionnement de l'inducteur, en particulier nuire à la tenue de ses bobines, culasses magnétiques, écrans de réglage, moteurs et actionneurs, éléments de refroidissement. Afin d'éviter toute dégradation de ces équipements, il est nécessaire d'interposer une protection thermique entre la bande et l'inducteur, par exemple un dispositif tel que celui décrit dans EP 1 349 431. Ce dispositif est composé d'une enceinte étanche au gaz et au vide placée face à l'inducteur, enceinte qui entoure la bande et est raccordée à ses extrémités aux parties amont et aval du four. L'enceinte comprend un fourreau étanche au gaz et un écran thermique sur les faces internes du fourreau. Les inducteurs de chauffage sont disposés à l'extérieur de l'enceinte. Le four est interrompu dans la section des inducteurs, suivant la direction verticale, au niveau de l'enceinte. Cette enceinte doit être transparente au flux magnétique et la plus fine possible afin de, pour un entrefer d'inducteur donné, laisser le passage le plus important possible à la bande pour éviter tout contact entre bande et écran qui puisse provoquer des défauts de surface sur le produit constitué par la bande. WO 00/52965 présente également une protection thermique pour inducteurs de chauffage à flux transverse avec enceinte étanche. Cette protection comprend une enceinte à contour fermé entourant la bande et étanche au gaz. Bien que le raccordement aux sections amont et aval du four ne soit pas explicité, l'implantation d'une telle protection avec écran thermique entraîne une interruption du four. L'enceinte doit assurer conjointement les fonctions d'étanchéité au gaz et de barrage thermique au rayonnement du produit chauffé. La fabrication de l'enceinte doit être effectuée avec des matériaux transparents au flux magnétique et met en oeuvre des technologies complexes qui rendent l'ensemble coûteux, fragile et délicat à utiliser et à maintenir en bon état pendant des durées importantes correspondant aux durées de vie des fours sur lesquels sont montées les enceintes. Une exécution robuste de ce type o d'enceinte débouche sur des épaisseurs de parois importantes qui réduisent la petite dimension de la fenêtre de passage de la bande. L'invention a pour but, surtout, de proposer un four de traitement thermique dans lequel le chauffage à flux transverse ou pseudo-transverse peut être effectué de manière sûre et sans nécessiter, dans la zone des inducteurs de chauffage, un équipement relativement compliqué et de fabrication coûteuse. Il est souhaitable, en outre, que la mise en place des inducteurs ne nécessite pas une interruption du four sur toute sa section. Selon l'invention, un four de traitement thermique du genre défini précédemment pour bandes, tôles, plaques en matériau conducteur de l'électricité, notamment métalliques, qui défilent dans le four, est caractérisé en ce que, dans la section de chauffage, au moins deux parois du four comportent chacune une ouverture en face de chacun des deux demiinducteurs, et deux panneaux transparents au flux magnétique qui ferment de manière étanche et démontable respectivement lesdites ouvertures. Généralement chaque panneau transparent au flux magnétique est équipé d'un écran thermique. Le panneau avec écran thermique peut être fixé à la paroi du four de manière étanche et démontable par des moyens de maintien. Selon une variante, le panneau avec écran thermique est fixé au 30 demiinducteur à la manière d'un bouclier. Les parois du four, généralement en tôle, se prolongent dans la section de chauffage. Les panneaux transparents avec écran thermique situés de chaque côté de la bande sont indépendants l'un de l'autre. Chaque demi-inducteur peut être logé dans un coffre délimité par 35 des parois en saillie vers l'extérieur du four, ce coffre étant isolé de manière étanche du volume intérieur du four. Le coffre peut être rapporté sur la paroi du four. Selon une variante, le coffre est délimité, au moins en partie, par des zones repliées de la paroi en tôle du four. Le coffre servant de logement à chaque demi-inducteur peut être sous atmosphère d'azote, ou plus généralement d'un gaz inerte, en surpression par rapport à l'atmosphère ambiante. Le coffre peut être en surpression par rapport à l'atmosphère du four. Des moyens de refroidissement sont avantageusement prévus dans le coffre pour que la température soit supportable par le demi-inducteur, notamment d'environ 50 C. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus o explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec références aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins: Fig. 1 est une coupe schématique par un plan vertical d'une partie d'une ligne de traitement thermique selon l'invention. Fig. 2 est une section schématique suivant la ligne II-II de Fig. 1. Fig.3 est une vue simplifiée schématique en perspective, à plus grande échelle, avec parties arrachées de la zone du four de traitement correspondant à la section de chauffage, sans inducteur de chauffage ni panneau de fermeture. Fig.4 est une vue schématique en perspective d'un panneau de fermeture de la section de chauffage. Fig.5 est une vue schématique en coupe par un plan horizontal de la section de chauffage, et Fig.6 est une vue schématique partielle en coupe par un plan horizontal, à plus grande échelle, d'une variante de fixation du panneau. En se reportant à Fig.1 des dessins, on peut voir une partie d'une ligne de traitement thermique d'une bande métallique 1, notamment d'une bande d'acier qui défile en continu, à vitesse constante ou variable. Dans l'exemple représenté, la bande 1 se déplace verticalement entre deux rouleaux respectivement inférieur 2 et supérieur 3. Cet exemple n'est pas limitatif, et la bande 1 pourrait défiler horizontalement, les explications qui suivent étant transposables à une telle configuration. La ligne de traitement comprend un four 4, généralement à section transversale sensiblement rectangulaire. Le four 4 comporte au moins une section de chauffage 5 équipée, de chaque côté de la bande, d'un demiinducteur à flux transverse ou pseudo-transverse 11a,1lb. Un couple de demi- inducteurs 11 a, 11 b constitue un inducteur de chauffage. Selon les caractéristiques de production de la ligne, plusieurs sections de chauffage identiques ou semblables peuvent être placées à la suite les unes des autres sur un même brin vertical ou sur plusieurs brins parallèles. Chaque section de chauffage sera réalisée de façon identique ou similaire aux explications qui suivent. Le four 4 est également équipé d'au moins une section de refroidissement 6 en aval de la ou des sections de chauffage, ainsi que d'équipements (non représentés) de contrôle de l'atmosphère à l'intérieur du four. Ces équipements réalisés selon l'état de la technique ne sont pas détaillés ici. Le four 4 constitue un volume fermé, avec des moyens d'étanchéité E à o l'entrée et à la sortie de la bande 1, maintenu sous atmosphère de gaz. Le gaz est avantageusement formé par un mélange de gaz inerte, tel que de l'azote, et d'hydrogène, notamment à plus de 5% d'hydrogène en volume pour favoriser les échanges thermiques, et en particulier dans la section de refroidissement 6 qui communique avec la section de chauffage. La section de chauffage 5 peut être précédée d'une chambre de traitement 7 assurant, par exemple, un préchauffage. Chaque demi-inducteur 11 a, 11 b est logé dans un coffre 8a, 8b prévu en saillie vers l'extérieur sur une paroi respective du four. Les parois limitant chaque coffre 8a, 8b établissent une barrière étanche entre le volume intérieur du coffre et l'atmosphère extérieure. Chaque coffre 8a, 8b peut être réalisé en tôle d'acier, par exemple selon une forme parallélépipédique rectangle. La liaison du coffre avec les parois du four peut être assurée par des cordons de soudure suivant les bords adjacents aux parois 9. Selon une variante, les coffres 8a, 8b au lieu d'être rapportés sur les parois 9 peuvent être délimités, au moins en partie, par des zones repliées de la tôle de ces parois. Dans la section de chauffage, les parois 9 du four comportent, dans leurs grandes faces en regard, une ouverture 10 en face de chaque demiinducteur, non représenté sur Fig.3. Un panneau 12 transparent au flux magnétique, avec écran thermique 13, couvre chaque ouverture 10. Les parois du four, généralement en tôle d'acier 9t éventuellement revêtue de réfractaire 9r (voir Fig.6), se prolongent dans la section de chauffage. Les petites faces et les grandes faces, dont des parties 9a (Fig.3) entourent les ouvertures 10, sont ainsi continues suivant la direction verticale, et ne sont pas interrompues suivant toute une section transversale au niveau des inducteurs. Les parois des coffres 8a, 8b autour de chaque demi-inducteur 11a, 11 b, peuvent être réalisées par prolongement et mise en forme, avec parties repliées, des parois en tôle 9 du four. Le panneau 12 est avantageusement plan. Un tel panneau peut être réalisé en matériau composite, résine époxy ou similaire ou en matériau céramique ou en fibres de verre ou en stratifié. Ce type de panneau est particulièrement résistant mécaniquement et thermiquement, et ne présente pas de zones fragiles. Les panneaux transparents 12 situés de chaque côté de la bande 1 sont indépendants l'un de l'autre. L'écran thermique 13 peut être constitué, par exemple comme prévu dans EP 1 349 431, par une matrice de pavés (non représentés) en matériau réfractaire qui entoure des tubes de circulation d'eau de refroidissement (non to représentés). Les tubes de refroidissement peuvent être réalisés sous forme de serpentins. L'écran thermique 13 est fixé contre la face du panneau 12 tournée vers la bande 1. La face de l'écran thermique 13 tournée vers la bande 1 est de préférence située dans le plan de la face interne de la paroi 9 du four, ou au voisinage de ce plan. Le panneau 12 a généralement une forme rectangulaire, de même que l'ouverture 10. Bien entendu, la technologie de l'écran thermique 13 est adaptée à la température du produit qui défile. Cette température peut être de 200 C seulement dans le cas de plaques autres que des bandes d'acier. Selon une première possibilité, chaque panneau 12 avec écran thermique 13 est fixé de manière étanche au gaz aux parois 9 du four comme illustré sur Fig.5. La fixation peut être réalisée à l'aide de brides 14, 15 prévues en bordure du panneau 12 et du contour des ouvertures 10, avec boulons de serrage 16 traversant les brides. Un joint d'étanchéité 17 résistant à la température est disposé entre les brides 14 et 15. Avec une telle fixation étanche, le volume de chaque coffre 8a, 8b est séparé de l'atmosphère du four et peut être placé sous atmosphère d'un gaz inerte, notamment d'azote, en légère surpression par rapport à l'atmosphère ambiante, et en surpression également par rapport au four. Selon une autre possibilité, correspondant à la variante de Fig.6, la bride 14 prévue en bordure du panneau 12 est formée par une cornière 19 fixée par une aile 19a contre l'arrière du panneau en dehors de la zone du flux magnétique. L'autre aile 19b de la cornière est adjacente à la bride 15 formée par un retour de la tôle 9t de la paroi du four. Une soudure étanche 20 des bords arrière voisins de l'aile 19b et de la bride 15 assure la fermeture du coffre logeant le demi-inducteur. Le caractère démontable du panneau 12 subsiste car la soudure 20 peut être découpée sans altérer le panneau. Des moyens de refroidissement 21 (Fig.5), par exemple des serpentins dans lesquels circulent de l'eau de refroidissement, sont avantageusement prévus dans les coffres 8a, 8b pour maintenir une température suffisamment basse supportable par les demi-inducteurs, notamment une température de 50 C environ. Selon l'exemple de réalisation de Fig.5, le panneau 12 avec écran thermique 13 est fixé aux parois 9 du four et les demi-inducteurs 11 a, 11 b sont fixés également aux parois du four par des moyens non représentés. Selon une autre possibilité le panneau 12 avec écran thermique peut être fixé au demi-inducteur correspondant 11a, 11 b, à la manière d'un bouclier. La mise en place des panneaux 12 et des demi-inducteurs dans les o coffres 8a, 8b est assurée en prévoyant, par exemple, une plaque 22 (Fig. 3) fermant le coffre sur sa face parallèle à la bande 1. La plaque 22 est fixée aux autres parois du coffre de manière étanche et démontable. Les panneaux transparents au flux magnétique conformes à l'invention sont particulièrement résistants et de fabrication simple. Ils peuvent 1s être facilement mis en place et démontés. Chaque panneau étant indépendant, les opérations de maintenance et de remplacement du panneau se trouvent simplifiées. La description qui précède a été effectuée principalement à propos d'une bande 1 continue. L'invention s'applique également à d'autres produits espacés les uns des autres tels que des tôles ou des plaques, ou similaires, en matériau conducteur de l'électricité, qui défilent à vitesse constante ou variable. 7 REVENDICATIONS 1. Four de traitement thermique de bandes, tôles, plaques, en matériau conducteur de l'électricité, notamment métalliques, qui défilent dans le four constitué d'un volume fermé maintenu sous une atmosphère de gaz, lequel comporte une section de chauffage (5) avec au moins un inducteur formé d'un couple de demi-inducteurs (11 a, 11 b) à flux transverse ou pseudo-transverse, caractérisé en ce que, dans la section de chauffage (5) , au moins deux parois du four comportent chacune une ouverture (10) en face de chacun des deux io demi-inducteurs (11a, 11b), et deux panneaux (12) transparents au flux magnétique qui ferment de manière étanche et démontable respectivement lesdites ouvertures dans la section de chauffage (5). 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque panneau (12) 15 transparent au flux magnétique est équipé d'un écran thermique (13). 3. Four selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque panneau (12) avec écran thermique (13) est fixé de manière étanche au gaz aux parois (9) du four par des moyens de maintien (16,17). 4. Four selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque panneau (12) avec écran thermique (13) est fixé à l'inducteur à la manière d'un bouclier. 5. Four selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque demi-inducteur (11 a, 11 b) est logé dans un coffre (8a, 8b) délimité par des parois en saillie vers l'extérieur du four, ce coffre étant isolé de manière étanche du volume intérieur du four. 6. Four selon la revendication 5, caractérisé en ce que le coffre (8a, 8b) est 30 rapporté sur la paroi (9) du four. 7. Four selon la revendication 5, caractérisé en ce que le coffre (8a, 8b) est délimité, au moins en partie, par des zones repliées de la paroi (9) en tôle du four. 8. Four selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le coffre (8a, 8b) servant de logement à chaque demi-inducteur (11 a, 11 b) est sous atmosphère d'un gaz inerte, en surpression par rapport à l'atmosphère du four. 9. Four selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que des moyens de refroidissement (21) sont prévus dans le coffre (8a, 8b) pour que la température soit supportable par les demi-inducteurs, notamment d'environ 50 C.