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" Recouvrement intérieur des fours électriques à courants de Foucault et méthode de sa fabri- oation ".
Les recouvrements intérieurs des fours électriques à oourants de foucault ont jusqu'ici été fabriqués surtout d' après une ou deux méthodes. D'après une de ces méthodes, un oreuset isolé est construit, soit à l'extérieur du four, soit dans le four, et après être achevé, ce creuset est enveloppé d'une ou de plùsieurs couches isolantes, thermiquement et électriquement, soit en introduisant le creuset achevé dans un isolant préparé d'avance, soit en introduisant le creuset
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d'abord dans le four - ou en le préparant dans le four - et en introduisant ensuite une couche isolante qui peut être affermie par damage.
D'après l'autre méthode, on introduit, en la damant, dans l'enroulement du four une couche plus ou moins uniforme d'une matière capable d'être agglomérée, et la partie intérieure de cette matière est ensuite agglomérée en chauffant au moyen des courants de Foucault induits dans un gabarit métallique, employé pendant l'introduction de la matière, ce gabarit étant ensuite, soit fondu, soit enlevé après refroidissement. Pendant l'opération de ohauffage, l' épaisseur de cette couche a été graduellement augmentée.
Les deux méthodes décrites se sont montrées propres à faire un oreuset acide, mais d'autre part, il a été difficile de produire ainsi un creuset basique ou neutre qui ne se crevasse pas facilement, vu que la plupart des matières basiques ou neutres propres au creuset ont un coefficient de dilatation de chaleur grand et variable.
On a trouvé maintenant, qu'il existe des matières à caractère basique ou neutre et à coëfficient de dilatation bas et assez constant, de façon à être propres à la produotion des creusets, sous ce point de vue, mais que ces matières ont un coefficient de conduction de chaleur très élevé, de façon à s'agglomérer trop rapidement; cette agglomération ne cause non seulement le risque de fissures, mais aussi des pertes de chaleur trop élevées. Ces matières sont, d'autre part, à recommander en combinaison avec des couches enveloppantes spéciales servant à l'isolation thermique.
Contrairement aux méthodes précitées, cette combinaison est fabriquée, d'après la présente invention, dans le four même et, successivement, de l'extérieur vers l'intérieur, de façon que chaque couche extérieure ait le temps'd'acquérir une solidité suffisante avant l'application de la couche adjaoente intéri-
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eure. De cette façon,/les différentes couches forment un en- semble d'un caractère beaucoup plus solide que celui obtenu en introduisant un creuset dans une couche isolante séparée, et on aura en même temps la liberté de choix de la matière du creuset, sans égard à la conduction de chaleur.
La fabrication d'un recouvrement oomplet intérieur de l'enroulement du four se fait, à titre d'exemple, de la ma- nière suivante : Immédiatement sur l'enroulement, on applique une couche de 2 - 5 mm d'une pâte déorite dans le brevet N 423.257, et cette pâte est fixée de la manière y décrite.
Entre la surface ainsi créée et un gabarit introduit dans le four, ainsi qu'entre un fond préparé d'avance et le fond du gabarit, qui est séparé de la couche déjà appliquée par un espace libre d'environ 40 mm, on introduit, en la damant, une masse de telle consistance qu'elle devient très poreuse en chauffant à une certaine température. Cette masse peut consister en un mélange de grains d'alumine pulvérisée avec un adhésif organique et d'une masse enveloppante en silicate d'alumine, ce mélange étant en même temps très réfractaire et très peu variable en volume pour les variations de tempé- rature. Après être appliquée sur place, la masse est d'abord chauffée, au moyen du gabarit, suffisamment pour ne pas col- ler à ce dernier, qui peut ensuite être enlevé sans que la masse, comprimée en état humecté, ne perde sa forme.
On peut alors introduire le gabarit inférieur, destiné à mouler le creuset proprement dit, ou un autre corps métallique d'une dimension correspondante, et le chauffer par induction, suf- fisamment pour expulser par la chaleur rayonnante toute humi- dité de la masse Isolante. Par l'espace relativement large ( 30 - 40 mm) entre la masse et le gabarit, cette humidité peut se dégager uniformément de la surface entière de la mas- se, et ainsi le dégagement ne produit aucune déformation de
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la masse. Après le séchage, on pousse, de préférence, l'éohauffement de la masse jusqu'à ce que l'adhésif des grains soit décomposé et s'en aille, tandis que le reste de la masse est fixé.
La température de la surface intérieure peut atteindre environ 10000 C, mais la surface extérieure voisine de l'enroulement refroidi du four conserve une température de beaucoup inférieure. Par ce procédé, on obtient une paroi qui forme, en même temps, un appui effectif, mais un peu souple, du creuset proprement dit et une bonne isolation thermique entre ce dernier et l'enroulement.
Cette paroi étant fixée, le corps servant au réchauffement est enlevé, et la surface intérieure de la paroi est, de préférence, couverte d'un vernis contenant de l'oxyde de zircone et du minerai de chrome, ce vernis servant, non seulement à empêoher la migration de l'humidité du creuset à la couche isolante pendant le reste du procédé de revêtissement, mais aussi à séparer ces deux couches mécaniquement après le séchage, de façon que le creuset proprement dit puisse être enlevé, éventuellement après être cassé, sans nuire à la couche isolante enveloppante.
La couche isolante peut, éventuellement, être construite d'une façon oonnue avec des cavités, en ajoutant à la matière fondamentale des substances organiques qui se volatilisent en se chauffant et forment ces cavités.
Four la formation du creuset proprement dit, on forme d'abord le fond en damant la masse, et on introduit ensuite de nouveau un gabarit inférieur, qui peut, de préférence, être tourné pour présenter une surface extérieure lisse, de façon à donner une surface intérieure lisse du creuset et à faciliter son enlèvement après la formation du creuset. On introduit, en la damant, dans l'espace intermédiaire, une masse neutre ou basique ayant un coefficient de dilatation
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bas et constant, mais qui peut posséder un coefficient de oonduotion thermique assez haut. Cette masse est, de préférence, humectée par quelques pouroent d'eau. Comme un exemple d'une masse appropriée, on peut nommer une combinaison chimique de l'oxyde de ziroone et des oxydes basiques, par exemple l'oxy- '.'de de baryum.
La masse doit être calcinée d'avance et ensuite broyée pour former des grains appropriés,- de façon à ne changer que faiblement son volume pendant sa fixation ou pendant le chauffage et refroidissement alternatifs, à l'usage, et à éviter donc les fissures. La fixation, qui peut éventuellement être poussée jusqu'à l'agglomération totale, se fait convenablement au moyen d'un gabarit encore plus petit, qui laisse un espace libre entre lui-même et la masse pour permettre le dégagement de l'humidité, et qui est ohauffé par des courants induits. Si l'on introduit la masse sans addition considérable d'humidité, le gabarit employé pour le moulage peut aussi servir au chauffage et éventuellement être fondu à la même occasion, d'une manière connue.
Dans les cas où le procès métallurgique réalisé dans le four exige un caractère plutôt spécial de la surface du creuset voisine du bain fondu, par exemple un caractère décidément basique, on applique convenablement dans le creuset, produit de la manière décrite, encore une couche d'une masse à composition appropriée, par exemple contenant du magnésite.
Il n'est pas nécessaire que cette couche soit d'une solidité appréciable, ni oontre les fissures, ni contre la corrosion, . vu qu'elle est destinée surtout à être consommée par le procès métallurgique, tandis que le creuset proprement dit reste essentiellement à l'abri de la corrosion.
Les dimensions données sont naturellement approximatives et valent pour un four de capacité moyenne, soit 1/2 - 1 tonne environ. Pour les fours d'une capacité de beaucoup supérieure,
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il faut les augmenter un peu, en général pourtant un peu moins, en proportion, que le diamètre du four.
REVENDICATIONS.
1.) Méthode de fabrication d'un recouvrement intérieur des fours électriques à courants de Fouoault par l'introduction dans le four d'une couche intérieure battue, formant le oreuset proprement dit et servant surtout de réfractaire contre une température haute et variable et contre des actions méoaniques et chimiques, ainsi que d'une couche extérieure servant essentiellement d'isolant contre la transmission de chaleur, caractérisée en ce que la couche extérieure isolante est fabriquée la première, au moyen d'un gabarit de diamètre supérieur et est fixée, et que la couche formant le creuset proprement dit est ensuite fabriquée en introduisant une masse entre la couche isolante déjà fixée et un gabarit inférieur.
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"Internal covering of electric eddy current furnaces and method of its manufacture".
The interior linings of electric eddy-current furnaces have heretofore been manufactured mainly by one or two methods. According to one of these methods, an insulated oreuset is constructed, either outside the furnace or in the furnace, and after being completed, this crucible is enveloped in one or more insulating layers, thermally and electrically, or by introducing the completed crucible into an insulator prepared in advance, or by introducing the crucible
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first in the oven - or by preparing it in the oven - and then introducing an insulating layer which can be tightened by tamping.
According to the other method, a more or less uniform layer of a material capable of being agglomerated is introduced into the winding of the furnace by tamping it, and the inner part of this material is then agglomerated by heating with means of the eddy currents induced in a metal jig, used during the introduction of the material, this jig then being either melted or removed after cooling. During the heating operation, the thickness of this layer was gradually increased.
Both methods described have been shown to be suitable for making an acidic oreuset, but on the other hand, it has been difficult to thus produce a basic or neutral crucible which does not crack easily, since most basic or neutral materials specific to crucible have a large and variable coefficient of heat expansion.
It has now been found that there are materials of a basic or neutral character and with a low and fairly constant coefficient of expansion, so as to be suitable for the production of crucibles, from this point of view, but that these materials have a coefficient of expansion. very high heat conduction, so as to agglomerate too quickly; this agglomeration not only causes the risk of cracks, but also excessive heat loss. On the other hand, these materials are recommended in combination with special enveloping layers for thermal insulation.
Unlike the aforementioned methods, this combination is manufactured, according to the present invention, in the oven itself and, successively, from the outside to the inside, so that each outer layer has time to acquire sufficient strength. before the application of the interior adjaoente layer
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had. In this way, / the different layers form a whole of a much more solid character than that obtained by inserting a crucible into a separate insulating layer, and at the same time one will have the freedom of choice of the material of the crucible, without with regard to heat conduction.
The production of a complete interior covering of the oven winding is carried out, by way of example, as follows: Immediately on the winding, a 2 - 5 mm layer of a deorite paste is applied. in Patent No. 423,257, and this paste is set in the manner described therein.
Between the surface thus created and a template introduced into the oven, as well as between a base prepared in advance and the base of the template, which is separated from the layer already applied by a free space of about 40 mm, we introduce, by tamping it, a mass of such consistency that it becomes very porous on heating to a certain temperature. This mass can consist of a mixture of grains of alumina sprayed with an organic adhesive and of an enveloping mass of alumina silicate, this mixture being at the same time very refractory and very little variable in volume for variations in temperature. . After being applied in place, the mass is first heated, by means of the jig, enough not to stick to the latter, which can then be removed without the mass, compressed in a wet state, losing its shape.
We can then introduce the lower jig, intended to mold the crucible proper, or another metal body of a corresponding size, and heat it by induction, enough to expel by the radiant heat any moisture from the insulating mass. . By the relatively large space (30 - 40 mm) between the mass and the jig, this moisture can be released uniformly from the entire surface of the mass, and thus the clearance does not produce any deformation of the mass.
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the mass. After drying, the heating of the mass is preferably pushed until the adhesive of the grains is decomposed and goes away, while the rest of the mass is fixed.
The temperature of the inner surface can reach around 10,000 C, but the outer surface adjacent to the cooled furnace coil keeps a much lower temperature. By this process, a wall is obtained which forms, at the same time, an effective, but somewhat flexible, support of the crucible itself and good thermal insulation between the latter and the winding.
This wall being fixed, the body serving for heating is removed, and the interior surface of the wall is preferably covered with a varnish containing zirconia oxide and chromium ore, this varnish serving not only for to prevent the migration of moisture from the crucible to the insulating layer during the remainder of the coating process, but also to separate these two layers mechanically after drying, so that the crucible itself can be removed, possibly after being broken, without harm the enveloping insulating layer.
The insulating layer can optionally be constructed in a known way with cavities, adding to the ground material organic substances which volatilize on heating and form these cavities.
For the formation of the actual crucible, the bottom is first formed by tamping the mass, and then a lower jig is introduced again, which can preferably be rotated to present a smooth outer surface, so as to give a smooth inner surface of the crucible and to facilitate its removal after formation of the crucible. We introduce, by tamping it, into the intermediate space, a neutral or basic mass having a coefficient of expansion
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low and constant, but which can have a fairly high thermal wave coefficient. This mass is preferably moistened with a few percent of water. As an example of a suitable mass, a chemical combination of ziroone oxide and basic oxides, for example barium oxide, can be named.
The mass must be calcined in advance and then crushed to form suitable grains, - so as to only slightly change its volume during its fixation or during alternative heating and cooling, with use, and therefore to avoid cracks. The fixing, which can possibly be pushed to the total agglomeration, is suitably done by means of an even smaller template, which leaves a free space between itself and the mass to allow the release of moisture, and which is heated by induced currents. If the mass is introduced without considerable addition of moisture, the template used for the molding can also be used for heating and possibly be melted at the same time, in a known manner.
In cases where the metallurgical process carried out in the furnace requires a rather special character of the surface of the crucible near the molten bath, for example a decidedly basic character, suitably applied in the crucible, produced as described, a further layer of 'a mass of suitable composition, for example containing magnesite.
This layer does not need to be of appreciable strength, neither against cracks, nor against corrosion,. since it is intended above all to be consumed by the metallurgical process, while the crucible itself remains essentially protected from corrosion.
The dimensions given are of course approximate and are valid for an oven of average capacity, ie approximately 1/2 - 1 ton. For ovens with a much higher capacity,
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they must be increased a little, in general however a little less, in proportion, than the diameter of the furnace.
CLAIMS.
1.) Method of manufacturing an internal covering of electric Fouoault current furnaces by the introduction into the furnace of a beaten internal layer, forming the oreuset proper and serving above all as a refractory against a high and variable temperature and against mechanical and chemical actions, as well as an outer layer serving essentially as an insulator against the transmission of heat, characterized in that the outer insulating layer is manufactured first, by means of a template of larger diameter and is fixed, and that the layer forming the actual crucible is then manufactured by introducing a mass between the insulating layer already attached and a lower jig.