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Etre
(8)
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Refractaire
(6)
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Est-a
(2)
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Bric
(2)
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Cou
(2)
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Munir
(1)
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Trai
(1)
[13][_]
Con A
(1)
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Physical
(18/ 21)
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5 mm
(3)
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3 cm
(2)
[17][_]
m.pt. above 1800 deg
(1)
[18][_]
r.t.
(1)
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2-5 mm
(1)
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1-3 cm
(1)
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80 percent
(1)
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de 2,77 grams per cubic centimetre
(1)
[23][_]
de 0,91 grams per cubic centimetre
(1)
[24][_]
60 percent
(1)
[25][_]
de 2-5 mm
(1)
[26][_]
de 98 percent
(1)
[27][_]
de 2 percent
(1)
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43,8 percent
(1)
[29][_]
73,4 percent
(1)
[30][_]
70,6 percent
(1)
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64,2 percent
(1)
[32][_]
80,5 percent
(1)
[33][_]
Generic
(3/ 10)
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SALT
(8)
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METALS
(1)
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halides
(1)
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Molecule
(6/ 7)
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NaCl
(2)
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graphite
(1)
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CCl
(1)
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barium chloride
(1)
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magnesium fluoride
(1)
[43][_]
MgF
(1)
[44][_]
Polymer
(1/ 2)
[45][_]
Polypropylene
(2)
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Organism
(1/ 1)
[47][_]
alca
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510075A1
Family ID 7964761
Probable Assignee Billat Robert
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE POUR LUTTER CONTRE LES PERTES THERMIQUES DE BAINS
LIQUIDES A HAUTES TEMPERATURES ET MOYEN POUR SA MISE EN OEUVRE
EN Title REDN. OF HEAT LOSSES FROM MOLTEN BATHS AT HIGH TEMP. - ESP.
SALT BATHS FOR HEAT TREATING METALS, USING FLOATING COVER OF
LIGHTWEIGHT CORUNDUM BEADS OBTD. LARGE SAVINGS IN HEATING ENERGY
Abstract
_________________________________________________________________
PROCEDE POUR LUTTER CONTRE LES PERTES THERMIQUES DE BAINS LIQUIDES A
HAUTES TEMPERATURES ET MOYEN POUR SA MISE EN OEUVRE.
ON COUVRE LE BAIN D'UN COUVERCLE FLOTTANT DE 1 A 3CM D'EPAISSEUR, EN
FRAGMENTS D'ALUMINE, SOUS FORME DE SPHERES CREUSES TRES LEGERES, AYANT
UNE GRANULOMETRIE DE 2 A 5MM.
APPLICATION AUX BAINS DE salts POUR LES TRAITEMENTS DE PIECES
METALLIQUES.
Molten bath is provided with a floating cover, which consists of solid
fragments resisting abrasion and possessing a density below 1.0. The
fragments are refractory, with a m.pt. above 1800 deg.C., and are
electrical- and thermal- insulators; the fragments also posses closed
pores, and are inert w.r.t. the bath and workpieces treated in the
bath. The pref. fragments consist of alumina, esp. light,
electromelted corundum beads with dia. 2-5 mm. The fragments are pref.
dried before use and sieved to remove fines; they pref. form a
floating layer 1-3 cm thick. Savings in heating energy of up to 80
percent can be achieved.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne le domaine des bains liqui des a hautes
temperatures, tels que des bains de traitement de pieces metalliques
du genre des bains de salts. Ces bains liquides ou pseudo-liquides
sont portes a des temperatures elevees, en general superieures a 5000C
et pouvant aller Jusqu'a 18O00C pour permettre divers
traitementsmetallurgiques.
A l'heure actuelle les pertes d'energie sont considerables car il y a
une importante deperdition calorifique dans l'atmosphere en raison de
la difference de temperatures regnant entre cette derniere et celle du
bain. Pour essayer de limiter les pertes calorifiques on a deja
propose de munir la cuve du bain d'un couvercle mais, si celui-ci
reduit effectivement le rayonnement calorifique vers l'exterieur, sa
structure monobloc ne permet pas un travail pratique convenable car
les pieces a traiter doivent etre plongees puis enlevees du bain et
souvent a plusieurs reprises, ce qui lorsque la cuve est couverte d'un
couvercle entra;- ne de nombreuses manipulations supplementaires sur
ce couvercle.
Il existe donc un besoin certain et imperieux pour lutter contre les
pertes thermiques des bains liquides portes a hautes temperatures,
afin d'economiser l'energie.
L'invention a pour objet un procede qui repond a ce besoin et permet
de lutter efficacement contre les pertes thermiques de bains liquides
a hautes temperatures, tels que des bains de traitement de pieces
metalliques, ledit procede etant caracterise en ce qu'on dispose sur
le bain liquide un couvercle flottant
- presente en fragments solides et resistant a l'abrasion,
- ayant une densite inferieure a 1,
- refractaire, a savoir ayant un point de fusion superieur a 18000C
environ,
- isolant thermique,
- non conducteur de l'electricite (isolant electrique),
- poreux (ou allege) a pores fermes,
- inerte dans les conditions de mise en oeuvre vis-a-vis des bains, du
milieu ambiant et des pieces traitees dans les bains.
Un tel couvercle flottant est parfaitement bien adapte au besoin des
traitements dans les bains liquides car il permet l'introduction et
l'extraction des pieces sans risque d'adherence de particules.
Dans la technique anterieure on avait deja propose des corps creux,
sous forme de boules en polypropylene, qui etaient utilisees a la
surface de certains bains liquides, par exemple des bains
d'electrolyse. Mais l'objectif de ces billes ou boules plastiques
n'etait pas le meme que celui auquel repond la presente invention. En
effet, ces corps de l'art anterieur n'avarient pas pour imperatif
majeur d'economiser l'energie mais ils etaient davantage prevus pour
eviter les projections, les vapeurs, les odeurs et autres
manifestations des liquides utilises au cours des traitements
chimiques ou electrochimiques.
Les problemes qui se posent dans le cas des bains liquides a hautes
temperatures, c'est-a-dire des temperatures au moins egales a 5000C,
sont nettement differents.
I1 va sans dire que des billes en polypropylene seraient incapables de
resister dans de telles conditions. I1 pourrait venir a l'idee de
l'homme de l'art d'utiliser des materiaux fragmentaires ou
particulaires capables de resister a de telles temperatures. Mais
cette seule propriete n'est cependant pas suffisante pour atteindre
les objets de la presente invention. Par exemple le graphite ou le
carburundum greater than qui sont des matieres refractaires bien
connuesXseraient inutilisables aux fins de l'invention car il s'agit
de materiaux conducteurs de l'electricite.
Par ailleurs le couvercle flottant mis en oeuvre selon l'invention
doit etre constitue d'un materiau de densite inferieure a 1 et qui de
ce fait se trouve sous une forme allegee et poreuse. Mais la encore
n'importe quel corps poreux ne repond au besoin de l'invention. En
utilisant un materiau poreux ordinaire, meme refractaire, tel qu'u- ne
bric, on constate que dans les premiere minutes de trai tement cette
bric flotte et ensuite elle tombe rapidement au fond du bain ce qui
rend bien entendu un tel materiau completement inutilisable. I1 est
donc critique que le materiau poreux constituant le couvercle flottant
de l'invention soit constitue quasi-exclusivement de pores fermes.
Enfin le materiau doit etre inerte dans les conditions de mise en
oeuvre tant vis-a-vis des bains et du milieu ambiant que des pieces
metalliques traitees dans ces bains. LA encore il s'agit d'une
condition qui ne peut pas etre satisfaite pour des bains de salts a
12000C comme cela serait pour des bains d'electrolyse qui fonctionnent
a des temperatures inferieures a 1000C.
Toutes les proprietes qui ont ete resumees dans la definition generale
du couvercle flottant de l'invention sont donc necessaires en
combinaison, pour atteindre les objectifs de l'invention.
On a indique precedemment que le couvercle flottant selon l'invention
se presentait sous forme de fragments solides. Cette expression
designe des formes solides tres variees telles que billes, particules,
formes parallelipipediques ou cubiques, la seule condition etant que
le couvercle ne soit pas monobloc. Pour permettre des manipulations
aisees a travers le couvercle, il est cependant avantageux que le
materiau se presente sous forme suffisamment petite, par exemple des
billes de 2 a 5 mm de diametre environ. Par ailleurs, il est
indispensable que les fragments soient suffisamment bien formes et il
est souvent utile de proceder a un traitement prealable de separation
pour ecarter les fragments non convenables, par exemple les materiaux
particulaires trop fins.Les fines, en effet, ont tendance a tomber au
fond du bain alors que par hypothese le couvercle de l'invention doit
etre flottant.
La matiere la plus appropriee pour les besoins de l'invention est
l'alumine. I1 convient que l'alumine soit mise sous une forme
repondant a la definition generale indiquee precedemment, c'est-a-dire
une forme allegee a pores fermes aboutissant a une densite inferieure
a 1. Une matiere convenant particulierement bien a cet egard et qui de
ce fait est preferee par l'invention est l'alumine disponible sur le
marche sous la denominationCORINDON ASO" par la Societe francaise
d'Electrometallurgie (SOFREM) du groupe Pechiney
Ugine-Kuhlmann.Ce corindon est un corindon globulaire elec tro-fondu,
a tres haute teneur en alumine.Il se presente sous la forme de spheres
creuses tres legeres. I1 est pro pose a l'heure actuelle comme
refractaire-et excellent iso- lant thermique, de plus chimiquement
inerte. I1 trouve donc pour le moment une application a titre de
composant refractaire isolant thermique a hautes temperatures pour
fours,reacteurs, etc.,. Son point de fusion est supe rieur a 19000C.
Alors que le corindon courant a une densi te apparente de 2,77 grams
per cubic centimetre, le corindon globulaire ASO type GL a une densite
apparente voisine de 0,91 grams per cubic centimetre et meme
inferieure lorsque les grains sont dans la gamme de gra nul-ometrie de
2 a 5 mm.
L'invention tire profit de l'existence de cet te alumine particuliere
et en fait une nouvelle application comme couvercle flottant pour
bains thermiques a hautes tem peratures.
L'invention permet la couverture de bains tres divers. Ces bains sont
bien connus de l'homme de l'art et n'ont donc pas a etre decrits plus
avant. On sait qu'il s'a git de melanges eutectiques fondant a une
temperature bien determinee, par exemple des melanges de salts
alcalins et alcalino-terreux, tels que des halides alcalins et alca
lino-terreux.
Si necessaire, avant sa mise en oeuvre dans le procede de l'invention,
il peut etre recommande de proceder a un sechage complet de la matiere
fragmentaire de fa con a eviter des accidents par projection lors de
l'introduction.des pieces dans les bains.
L'epaisseur de matiere fragmentaire a mettre en oeuvre selon
l'invention n'est pas critique. On a obtenu des resultats pratiquement
favorables en utilisant des couvercles flottants de 1 a 3 cm
d'epaisseur, en constituant ainsi un lit continu de particules
isolantes.
Avec des moyens simples, l'invention procure des avantages pratiques
importants, parmi lesquels on peut citer les suivants
- elle procure d'importantes economies d'energie, qu'on peut evaluer a
environ 60 percent pour le maintien en veilleuse d'un four a bain de
salt;
- elle apporte une amelioration importante des conditions de travail
pour les ouvriers habituellement exposes au rayonnement des bains a
hautes temperatures;
- elle assainit l'atmosphere autour des fours en raison de la
captation plus aisee des fumees et particules solides s'echappant des
bains;
- elle permet encore d'ameliorer la regulation automatique de
temperature grace a la reduction des ecarts enregistres sur celle-ci;
- grace a son caractere fragmentaire, le couvercle flottant selon
l'invention permet l'introduction et l'extraction des pieces dans le
liquide du bain sans risque d'adherence de particules.
L'invention sera illustree sans etre aucunement limitee par la
description ci-apres faite en reference a des exemples de traitement
concrets.Dans tous les exemples ci-apres on a utilise comme couvercle
flottant des billes de corindon ASO globulaires GL de la Societe
SOFREM, telles que definies ci-dessus. On a utilise les billes de
granulometrie de 2-5 mm environ.
On a apprecie l'economie d'energie realisee dans des fours comportant
divers bains de salts portes a haute temperature et fonctionnant en
regime continu, nuit et jour, y compris lessamediset dimanches.
A l'exemple 1 on a utilise un bain de choru- ressous forme d'un
melange binaire NaCl-CCl.
A l'exemple 2 on a egalement utilise un bain de chloruressous forme
d'un melange BaC12-NaCl
A l'exemple 3 on a utilise le meme bain qu'a l'exemple 2 mais dans un
four de dimensions plus importantes.
A l'exemple 4 on a utilise un bain constitue de 98 percent en poids de
barium chloride BaC12 de 2 percent en poids de magnesium fluoride MgF.
A l'exemple 5 on a utilise le meme bain qu'a l-'exemple 4 mais dans un
four de dimensions plus importantes.
Les resultats obtenus sont resumes dans le tableau I.
TABLEAU I
:Ex: Temperature du Puissance absorbee par le:Economie realisee sur
:: bain de salt: four en KW/h.: l'energie habituelle ment dissipee par
sans cou- avec couver- rayonnement sans cou- avec couver vercle:
cle(inven- tison)
:1: 650 C: 36,14KW: 20,24: 43,8 percent
:2: 75O0C: 38,46: 10,24: 73,4 percent
:3: 85O0C 43,68 13,24 70,6 percent
:4: 11000C: 25,22: 8,96: 64,2 percent
:5: 12200C: 43,40: 8,45 80,5 percent
Les resultats rapportes dans le tableau I demontrent l'avantage
considerable procure par l'invention pour l'economie d'energie
habituellement dissipee par rayonnement. Cette economie est de plus en
plus sensible au fur et a mesure que s'eleve la temperature du bain de
traitement.
I1 va sans dire que l'invention n'est pas limitee aux exemples de
realisation qui ont ete donnes pre cedemment.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDIC v ONS
1. Procede pour lutter contre les pertes thermiques de bains liquides
a hautes temperatures, tels que des bains de traitement de pieces
metalliques, ledit procede etant caracterise en ce qu'on dispose sur
le bain liquide un couvercle flottant- presente en fragments solides
et resistaht a l'abrasion,- ayant une densite inferieure a 1,-
refractaire, a savoir ayant un point de fusion superieur a 18000C
environ,- isolant thermique,- non conducteur de l'electricite (isolant
electrique),- poreux (ou allege) a pores fermes,- inerte dans les
conditions de mise en oeuvre vis-a-vis des bains, du milieu ambiant et
des pieces traitees dans les bains.
2. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le materiau
du couvercle est l'alumine.
3. Procede selon la revendication 2, caracterise en ce qu'on utilise
un corindon globulaire electrofondu allege.
4. Procede selon la revendication 3, caracterise en ce qu'on utilise
des billes ou grains ayant une granulometrie de 2 a 5 mm environ.
5. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 4,
caracterise en ce que, prealablement a son utilisation comme couvercle
flottant, on realise un sechage de la matiere fragmentaire.
6. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 5,
caracterise en ce que, prealablement a son utilisation comme couvercle
flottant, on realise un triage de 18 matiere fragmentaire pour
eliminer les fines.
7. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 6,
caracterise en ce que le couvercle flottant possede une epaisseur de 1
a 3 cm.
8. A titre de moyen pour'la mise en oeuvre du procede selon l'une
quelconque des revendications 1 a 7? un materiau- presente en
fragments solides et resistant a abrasion,- ayant une densite
inferieure a 1,- refractaire, a savoir ayant un point de fusion
superieur a 18000C environ,- isolant thermique,- non conducteur de
l'electricite (isolant electrique),- poreux (ou allege) a pores
fermes,- inerte dans les- conditions de mise en oeuvre vis-a-vis des
bains, du milieu ambiant et des pieces traitees dans les bains.
9. Moyen selon la revendication 8,- caracterise en ce que le materiau
est l'alumine.
10. Moyen selon la revendication 9, caracterise en ce que le materiau
est un corindon globulaire electrofondu allege.
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