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'Perfectionnements aux procédés et aux appareils pour la fabrication de fer forgé ou corroyé"
La présente invention serapporte d'une façon générale à la fabrication de fer forgé ou corroyé, par le procédé d'ASTON et, d'une façon plus particulières aux appareils pour la mise en oeuvre des opérations nécessaires pour la fabrication du fer forgé ou corroyé conformément audit procédé.
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Le procédé d' ASTON pour la fabrica- tion du fer forgé ou corroyé est bien connu à l'heu- re actuelle et on peut dire en peu de mots qu'il consiste dans le fait qu'on verse la matière fer- reuse fondue dans un bain de scories de façon que les granules de matière ferreuse solidifiée ou par- tiellement solidifiée qui se forment pendant la cou- lée soient recouverts individuellement par la scorie et soudés ensemble de façon à former, au fond fu ré- cipient à scories, une masse ou loupe compressible de fer forgé ou corroyé. La loupe ainsi formée peut être pressée pour âtre réduite en un bloom qui peut être ensuite laminé ou transformé en une billette ou en produits de toute autre forme voulue.
Dans le brevet belge n 362 002 délivré le 31 Août 1929 à
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la demanderesse, on a expliqué qu'il convenait de donner une forme spéciale au récipient destiné à contenir les scories dans les- quelles on verse la matière ferreuse fondue et dans laquelle on distribue le jet de cette matière ferreuse dans tout le bain de: scories. Dans le but d'assurer une distribution uniforme de ladite matière ferreuse fondue dans toute la masse de scories et afin d'évi- ter le chauffage excessif d'une partie quelconque de ces scories, la demanderesse a imaginé un appareil des- tiné à verser automatiquement la matière ferreuse fondue dans un bain de scories, de façon à atteindre le résultat désiré.
L'invention vise également une nouvelle disposition de l'outillage nécessaire pour la fabrication du fer forgé ou corroyé par le procédé d' ASTON, de façon à faciliter les opérations néces- saires et à réduire la durée nécessaire pour l'achè-
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vemont de ces opérations afin que le procédé puisse être mis en oeuvre d'une façon plus efficace et plus expéditive.
Conformément à la présente invention, on a prévu une installation pour la fabrication de fer forgé ou corroyé, installation dans laquelle sont compris un ou plusieurs fourneaux destinés à produire des scories, une presse pour la loupe de métal et plusieurs machines destinées à produire les granules, machines qu'on a désignées dans ce qui suit par l'ex- pression " machines à granuler ". Chacune de ces machines à granuler est constituée de préférence par une plate-forme à mouvements alternatifs qui porte une table susceptible d'être animée d'un mouvement rotatif.
Une poche de coulée à renversement est supportée par la table et des moyens sont prévus pour déplacer la plate-forme d'un mouvement alternatif, pour faire tourner la table et pour incliner la poche de coulée, toutes ces opérations étant, de préférence, effectuées d'une façon automatique. La plate-forme à mouvements alternatifs est supportée, de préférence, par les poutres d'une bascule à plate-forme, de ma- nière qu'on puisse déterminer exactement la quantité de matières ferreuses versées par chacune des machi- nes dans un récipient à scories situé au-dessous de ladite plate-forme.
Dans l'installation mentionnée plus haut, on a prévu une voie pour relier le four à sco- ries, les machines à granuler et la presse destinée à comprimer la loupe, les wagonnets portant ses réci- pients à scories pouvant ainsi être rapidement dépla- cés d'un point d'installation à un autre point. En
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chantres termes, l'organisation est telle que des wagonnets portant les récipients à scories encore vides, viennent se placer dans le voisinage du four, de façon qu'ils reçoivent une charge de scories. Les wagonnets sont placés ensuite au-dessous des machines à granuler qui versent la quantité voulue de matière ferreuse fondue dans les scories et la distribuent dans la masse.
Les wagonnets portant les récipients à scories sont déplacés à partir des ma- chines à granuler à la presse à loupe, l'excès de cendre étant décanté desdits récipients et les loupes étant déchargées dans le voisinage de la presse pour y subir leur traitement. Afin d'accélérer la pro- duction, on utilise plusieurs maohines à granuler ce qui permet de versera dans plusieurs récipients à scories, une charge de matières ferreuses fondues dans les scories que contient chacun desdits ré- cipients.
La présente invention sera comprise plus clairement en se reportant au dessin annexé ainsi qu'à la description suivante.
Ledit dessin représente une forme préférée d'exécution de la présente invention, mais il est bien entendu que cette forme d'exécution est donnée simplement à titre d'exemple et que l'invention n'est pas limitée à cet exemple.
Sur ledit dessin:
La figure 1 est un schéma d'installation organisé pour la fabrication rapide et efficace du fer forgé ou corroyé par le procédé d' ASTON;
La figure 2 est une vue en plan à plus grande échelle d'une partie de l'installation repré.
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sentée sur la figure 1 ;
La figure 3 est une coupe suivant de la figure 2, certaines pièces étant montrées en élévation;
La figure 4 est une vue d'une des machi- nes granuler:
La figure 5 est une vue latérale corres- pondant à la figure 4 ;
Les figures 6, 7 et 8 représentent schéma- tiquement les chemins parcourus par le jet de matiè- res ferreuses pendant que les machines destinées à granuler versent leur contenu dans les bains de sco- ries contenues dans les récipients sus-mentionnés.
Si l'on se reporte au dessin représen- tant le mode préféré de la mise en oeuvre de la pré- sente invention, on voit que la figure 1 représente schématiquement une installation pour la fabrication de fer forgé ou corroyé. L'installation comprend un four 20, destiné à produire la scorie,un certain nombre de machines à granuler 21 et une presse 22.
Les machines à granuler 21, sont montées sur un plancher 23, placé au-dessus du niveau inférieur du four et de la presse. Des trains de wagonnets à ré- oipients à scories 24 sont organisés de façon qu'ils puissent passer devant les four, devant les ma- chines à granuler et devant les presses, en roulant sur une voie 25, lesdits wagonnets étant mûs par un système de force motrice approprié quelconque.
Une source convenable de matières ferreuses est constituée de préférence par des con-
E vertisseurs BESSMER ou par des fours MARTIN-SIEMENS situés dans le voisinage de l'emplacement désigné
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par 26. On a prévu des moyens de transports conve- nables tels qu'un pont roulant pour transporter le produitde l'installation chargé de fournir la ma- tière ferreuse dans les poches de coulée des machines à granuler, comme le montre, avec plus de détails, la figure 3.
Une voie 27 fait communiquer l'instal- lation à produire la matière ferreuse avec les machi- nes à granuler, afin de faciliter encore le transport de la matière ferreuse fondue aux poches de coulée. les machines à granuler proprement dites sont représentées sur les figures 2 à 5; les figures 2 et 3 montrent la disposition générale des machines dans l'installation et les figures 4 et 5 représentent des détails de leur cons- traction. En général, chacune des machines à granu- ler est constituée par une plate-forme 30 suscep- tible d'un mouvement alternatif, une table 31 sus- ceptible de tourner sur .,la plate-forme et une poche de coulée 32 qui peut basculer sur la table 31.
Dans la plate-forme 30 est pratiquée une ouverture 30a et elle est pourvue de roues qui reposent sur des rails 34, ce qui permet le mouvement alternatif de la plate-forme. Les rails 34 sont supportés par les poutrelles 35 de la plate-forme d'une bascule dont le cadran est désigné par 36. Des butées con- venables 37 représente sur la figure 4 limitent le mouvement alternatif de la plate-forme 30. Comme on le représente sur la figure 2, les machines à granuler 21 surplombent des ouvertures 21a pra- tiquées dans le plancher 23 et la table rotative 31 de chacune des machines présente une ouverture airou- laire 31a, de mêmes dimensions que l'ouverture 30a,
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de la plate-forme 30, de façon qu'on puisse, en in- clinant la poche de coulée 32,
verser du métal de ladite poche à travers louverture 31 de la table travers l'ouverture 30a de la plate-forme 30 et à travers l'ouverture 21a du plancher 23, dans un récipient à scories placé au-dessous de la machine.
Le dispositif utilisé pour donner le mouvement alternatif à la plate-forme somprend un moteur éleotrique 37 et des engrenages démultipli- cateurs 38 qui servent à relier le moteur à l'essieu sur lequel sont fixées les roues 33, à ltextrémité 30b de la plate-forme 30. Un interrupteur 39, re- lié aux engrenages démultiplicateurs 38 par une transmission à chaîne et roue à chaîne 40, provo- que le renversement de marche du moteur 37,aux po- sitions limites du déplacement de la plate-forme 30, de façon qu'il empêche la plate-forme de dépasser cette limite et qu'il assure continuellement un mouvement alternatif de ladite plate-formeo
La plate-forme 30 porte un chemin de roulement circulaire 41 qui entoure l'ouverture 30a de ladite plate-forme.
La table 31 est pourvue de roues 42 qui s'appliquent eur le chemin de rou- lement 41,'de façon qu'on puisse donner un mouvement rotatif à la-dite table par rapport à la plate-forme 30. Des butées 43 empêchent la table de dépasser certaines positions limites; la table est pourvue d'organes automatiques qui la font tourner sur son chemin de roulement et qui comprennent un moteur 44 et des engrenages de démultiplication 45 reliant le moteur à l'une des roues 42. Un interrupteur 46 fonctionnant aux limites du mouvement de la table
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est actionné à partir des engrenages démultiplicateurs et renverse périodiquement la marche du moteur 44 de façon que ladite table 31 exécute un mouvement oscillatoire.
La poche de coulée 32 est pourvue de tourillons 50 qui reposent sur des supports 47 disposés sur la plate-forme 31, laquelle porte des organes destinés à incliner la poche de coulée 32 et comprenant un moteur 48 ainsi que des engre- nages démultiplicateurs 49. Un arbre 51 destiné à incliner la poche de coulée, tourne dans une en- veloppe 52 et porte des engrenages 53 destinés également à incliner la poche de coulée et qui en- grènent; avec les engrenages de démultiplication 49.
Un embrayage 54 relie normalement l'arbre oscil- lant 51 et l'un des tourillons 50 de la poche de coulée. Un interrupteur 55 destiné à limiter le mouvement d'inclinaison est actionné par les engrenages démultiplicateurs 49 et empêche une inclinaison excessive de la poche de coulée 32.
Les différents organes démultiplica- teurs ainsi que les interrupteurs qui fonctionnent aux limites des déplacements et qui renversent la marche des appareils sont bien connus et, pour ce motif, ils ne seront pas décrits dans ce qui suit.
L'organisation des engrenages démultiplicateurs est indiquée sur le dessin et se comprend aisément à l'inspection de celui-ci. Les interrupteurs 39,46 et 55 destinés à limiter la course et à renverser les mouvements sont organisés de façon qu'ils soient actionnés respectivement par leurs engrenages démul- tiplicateurs 38, 45 et 49, à une vitesse qui assure
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le fonctionnement convenablement coordonné des diffé- ronts organes de la machine à granuler. Cette dispo- sition est toutefois susceptible d'être modifiée suivant l'importance de la charge et suivant l'impor- tance d'autres facteurs.
La course de la plate-forme 30, le mouvement angulaire de la table 31, et le mou- vement de bascule de la poche 32 peuvent être réglés conformément à des dimensions différentes du récipient à scories et suivant des poids différents de la char- ge. Les modifications des limites du mouvement de la machine à granuler entraînent des distributions différentes de la matière ferreuse dans le bain de scories, comme le montrent, d'une façon schéma- tique, les fig. 5, 7 et 8, dont il sera fait mention plus loin, à propos du fonctionnement du mécanisme décrit plus haut.
Dans la description suivante du mode de fonctionnement de l'appareil qui fait l'objet de la présente inventions, on admet qu'un récipient à scories, de la forme et des proportions représentées sur la fig. 6 est place, sur l'un des wagonnets 24 situé au-dessous du plancher 23 (voir Fig. 3). On suppose que la machine à granuler 21 est immobilisée dans la position que représente la fig. 3. Avant qu'on le place au-dessous de la machine à granuler, le récipient est rempli,jusqu'au point indiqué par la ligne 60, de scories provenant du four 20.
Lorsque ledit récipient que porte le chariot 24 a été rempli partiellement de scories et placé au-dessous de la machine à granuler 21, comme le montre la fige 3, on transvase une charge de la matière ferreuse fondée, provenant du four ou du convertisseur 26 dans la
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poche de coulée 32 de la machine à granuler au moyen d'une autre poche de coulée 61 qui peut être portée par un wagonnet 62, qui roule sur la voie 27. Un pont roulant 63 soulève la poche de coulée 61 et verse son contenu dans la poche de coulée 32. La quantité de matière ferreuse versée dans la poche de coulée 32 est évidemment marquée sur le cadran 36 de la bascule qui supporte la plate-forme 30. La machine à granuler est prête maintenant pour commenc.er à f onctionner.
Pour faire fonctionner la machine à gra- nuler, on commence par mettre en marche simultanément les moteurs 57, 44 et 48. Les circuits et les dispo- sitifs utilisés pour mettre en marche et pour régler la marche de ces moteurs sont du type ordinaire et ne seront pas décrits dans leurs détails. Lorsque les moteurs 57, 44 et 48 sont mis en marche, la plate-forme 30 se déplacer d'un mouvement alternatif, sur ses roues 33 le long des rails 34. On fait tourner en même temps la table 31 sur ses roues 42, qui reposent sur la voie 41.
On imprime égale- ment un mouvement d'inclinaison à la poche de coulée
3Z, de façon que cette dernière soit animée d'un mouvement alternatif longitudinal en même temps que la plate-forme 50, qu'elle oseille autour de l'axe vertical de la table 31 et qu'elle s'incline autour de son propre axe horizontal. Il est clair que par le réglage approprié des interrupteurs destinés à li- miter la course de la plate-forme et de la table, le jet de matière ferrugineuse versé dans la poche de coulée 32 doit être .amené. à trouver des chemins de formes différentes. Les fig. 6, 7 et 8 donnent des exemples de ces chemins.
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Si l'on se reporte plus particulièrement à la fig. 6 et si l'on suppose que la poche de coulée 31 est inclinée d'une façon suffisante pour commencer à verser lorsque la plate-forme 30 se trouve au bout de sa course, on voit que le jet de substance ferreuse provenant de la poche de coulée 32 frappera d'abord la surface de la scorie au point 1 du côté gauche de ladite poche de coulée,, représentée aur ladite figure.
Du fait de la simultanéité du mouvement alternatif de la plate-forme et du déplacement angulaire de la table 31, le jet de la matière ferreuse suit le trajet 1-1-1, etc.. dans le sens des flèches. Il est clair que ce mouvement du jet de matière ferreuse exige que les in- terrupteurs- qui opèrent le renversement des moteurs dont dépendent les mouvements alternatifs et les déplacements angulaires soient ajustés de façon que la table 31 exé- cute deux déplacements angulaires complets pendant que la plate-forme 30 se déplace d'une extrémité de sa cour- se à l'autre extrémité. Les extrémités de la course de la plate-forme 30 sont indiquées par les lignes en traits mixtes 64 et 65 de la fig. 3.
Pendant le mouvement de retour de la plate-forme 30, le jet de matière ferreuse parcourt le trajet 2-2-2, etc... représenté sur la fige 6,
Au cours du mouvement suivant de la plate- forme vers 1"extérieur, le jet de matière ferreuse suit le trajet 5-3-3, etc.. Ce trajet n'est pas identique à celui de la première course 1-1-1, etc.. comme on peut s'y attendre car, en raison du fait que la poche de cou- lée 52 est inclinée autour de son a@e horizontal par le moteur 48, la distance horizontale entre une ligne ver- ticale passant à travers l'axe de la poche de cou- lée et une ligne verticale passant par le point con-
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tact du trajet de matière ferreuse avec le bain de scorie augmente.
Cet effet continue à mesure que la po- che de coulée est inclinée davantage et il empêche la matière ferreuse de parcourir deux fois le même trajet au cours de mouvements alternatifs successifs de la plate- forme 30. Le tracé en pointillé désigné par 66 sur la fig. 4 montre le trajet que parcourt le bec de la poche de coulée après que celle-ci a été inclinée par rapport à sa position verticale primitive. il est clair que l'inclinaison de la poche de coulée provoque un déplace- ment du point de contact du jet de matière ferreuse avec la surface du bain de scories.
La fig. 6 montre un trajet suivi par le jet de matière ferreuse lorsqu'on fabrique une loupe de 4.350 Kgs. Conformément à l'un des modes préférés de mise en oeuvre de la présente invention, on organise l'ap- pareillage de réglage de la machine à granuler de façon que la plate-forme exécute un mouvement d'avance et un mouvement de recul complets en deux minutes, c'est- à-dire qu'elle fasse une simple course par minute. Lappa- reillage de contrôle pour la table est réglé de façon que cette dernière fasse quatre déplacements de 90 , c'est-à- dire deux cycles complets par minute. Avec ce réglage on a trouvé que les 4.350 Kgs de matière ferreuse peuvent être versés dans le bain de scories en dix minutes.
Lorsqu'on veut produire une loupe de 2700 Kgs environ, on utilise un récipient à scories dont le contour extérieur est représenté sur la fig. 7 et on règle l'appa- rcillage de contrôle de la machine à granuler, de façon que la table fasse un.'cycle et demi de déplacements angu- laires, soit trois mouvements de 90 dans les deux sens- pendant le déplacement longitudinal de la plate-forme,
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lequel est évidemment limité par la longueur du ré- cipient à scories. Ainsi gu'on l'a expliqué plus haut, le jet de métal suit le trajet 1-1-1, etc..au cours du premier mouvement de la plate-forme vers l'extérieur.
Le mouvement de retour de la plate-forme amène le jet à parcourir le trajet 2-2-2, etc.. et ainsi de suite jusqu'à ce que le nombre nécessaire de courses et de. déplacements angulaires ait été exécuté de façon à fournir la quantité voulue de métal au bain pour la formation d'une loupe de 2700 Kgs. On obtient un résultat satisfaisant lorsque la vitesse à laquelle on incline la poche de coulée est telle que le métal puisse être versé en six minutes environ.
La fige 8 représente le trajet suivant le- quel on peut faire la coulée lorsqu'on désire fabriquer une loupe de 2000 Kgs., ce qui peut être effectué en quatre minutes et demie environ. Dans ce cas, les déplacements angulaires de la table se font sur un angle de 45 seulement et la course de la plate- forme est déterminée par la longueur du récipient à scories.
En raison du fait que des quantités différente; de métal sont nécessaires pour la formation des loupes de différents poids;, il est clair que la coulée com- mencera en différents points d'inclinaison de la po- che de coulée, suivant la quantité de métal contenu dans ladite poche,
Celle-ci peut être inclinée et amenée à la position de coulée avant que le mouvement alternatif de la plate-forme et le mouvement d'oscillation de la table ne commencer afin qu'on soit sûr que le jet vien- dra toujours frapper la surface du bain au même pointa
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au commencement de chaque opération complète. La. vitesse de l'inclinaison de la poche de coulée est réglée de préférence de façon que le débit de métal versé soit d'environ 450 Kgs. par minute.
Au comnen- cement de la coulée, la poche de coulée est à peu près à moitié pleine et, à la fin de la coulée, la scorie et la loupe remplissent pratiquement la poche de coulée jusqu'à son bord supérieur.
Suivant un des modes préférés de réalisa- tion de la présente invention, on a prévu un maximum de trajet de la plate-forme de 2,50 mètres. Lorsqu'on désire fabriquer des loupes plus petites, on peut ré- duire la course de 5 la plate-forme en réglant, d'une façon appropriée, les interrupteurs qui limitent les déplacements et qui renversent la marche.
Après qu'on a versé la quantité voulue de métal dans le récipient à scories, le wagonnet 24 dudit récipient est déplacé pour l'amener dans le voi- sinage de la presse 22. En ce point, l'excès de sco- ries est décanté du récipient et la loupe qui reste dans le récipient à scpries est déchargêe ensuite devant la presse @2 afin qu'elle soit traitée dans ladite presse. Dans cette dernière, on donne à la loupe la forme d'un bloom de fer forg auquel on peut faire subir ensuite un traitement voulu quelcon- que tel que, par exemple, un laminage, pour fabriquer des articles en fer forgé.
Après que les ,récipients à scories ont été vidés de l'excès de scories et de la loupe, on les renvoie au four à scories 20, on les remplit partiellement de scories et on les fait pas. ser de nouveau sous une machine à granuler pour former de nouvelles loupes.
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Le déplacement de la machine à granuler est évidemment arrêté avant Que les récipients à scories soient retirés de dessous. les machines. La poche de coulée 32 est ramenée à sa position vertica- le afin qu'elle reçoive une nouvelle charge de métal ferreux de la poche de coulée 61 et tout le cycle d'opérations peut alors recommencer.
La description qui précède montre que l'ap- pareil qui fait l'objet de la présente invention peut effectuer rapidement, et d'une manière efficace, le procédé ASTON, pour la fabrication du fer forgé ou corroyé. Le fonctionnement des machines est en grande partie automatique et, seul, un minimum de contrôle manuel est nécessaire. Ceci permet de faire conduire des installations comparativement grandes par un petit nombre d'ouvriers, ce qui abais- se le coût de la production. Le plan de l'installa- tion est tel que les opérations se succèdent le long du trajet de la matière, de sorte qu'aucun transport inutile de la matière mise en oeuvre ne soit néces- saire.
Le déplacement des machines à granuler assure la distribution uniforme de métal dans toute la masse de scories et il en résulte une qualité su- périeure de fer forgé...
Bien que dans ce Qui précède, on ait décrit un seul mode de réalisation préféré de la présente invention, il est bien entendu que celle-ci nest pas limitée a détails concrets de cette description, car ladite invention peut être mise en oeuvre d'au- tres façons. On peut y apporter des petites modifi- cations, mais il sera clair, aux hommes de métier, que ces modifications peuvent être effectuées sans
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qu'on s'écarte de l'esprit de la présente invention.
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de fer forg ou corroyé par coulée du métal ferreux, contenu dans une poche de coulée, dans un bain de scories, le procédé étant caractérisé par le fait que les positions relatives de la poche de coulée et du bain sont modi- fiées dans deux plans différents.
2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que les positions relatives de la poche de coulée et du bain sont modifiées au cours de la coulée de façon que le jet déchargé décrive un trajet continu sans recouvrement appréciable à la surface des scories.