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"perfectionnements apportés aux procédés et dispositifs pour l'obtention de tubes, baguettes ou pièces planes en matières fusibles, notamment en métal".
Monsieur FAVRE (Pierre, André) 1, Avenue des Peupliers, à CROSNE (Seine & Oise)France.
L'invention est relative à des procédés et dispositifs pour l'obtention de tubes, baguettes ou pièces planes en matiè- res fusibles; et elle concerne plus spécialement (parce que o'est dans leur cas que son application parait devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclusivement, parmi ces procédés et dispositifs, ceux pour l'obtention de tubes, baguettes ou tôles métalliques, par exemple, en fonte ou en acier.
Il convient de noter que les diverses matières fusibles, avec lesquelles on fabrique ou on peut fabriquer des tubes, des baguettes, des pièces planes, ne se comportent pas toutes de la même manière et il y a lieu d'envisager, pour leur traitement, plusieurs variantes, parmi lesquelles on peut citer :
1 le cas où la matière fondue, telle que le verre, en se refroidissant,devient pâteuse et présente une viscosité plus
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ou moins grande, avant de se solidifier;
pendant cette phase intermédiaire on peut étirer la matière mais dès qu'elle devient solide, il n'est pas possible de la laminer;
2 le cas où la matière fondue, telle que la fonte, en se refroidissant, devient pâteuse mais sa viscosité n'est pas suffisante pour permettre un étirage et dès qu'elle est solide, il n'y a pas avantage à la laminer ;
3 le cas où la matière fondue, telle que l'acier, en se refroidissant, ne devient pas pâteuse et n'acquiert aucune viscosité mais, par contre, dès qu'elle est sollicitée et'encore chaude il y a avantage à la laminer pour lui donner une plus grande homogénéité.
Dans des brevets antérieurs, déposés par le même inventeur, celui-ci a proposé d'obtenir des tubes, des baguettes, ou des pièces de forme plane en une matière fusible, telle que du verre ou du métal, en faisant déborder, par dessus un déversoir, circulaire ou rectiligne, un excédent de matières que contient un bassin, alimenté d'une manière régulière et continue, de façon que lesdites matières puissent s'écouler régulièrement sous forme d'une nappe, par dessus ledit réservoir.
Cette manière de procéder présente de nombreux avantages, comparativement à ce qui se présente pour les procédés de coulée ou d'étirage habituels hors d'un bassin ou récipient contenant une masse plus ou moins grande de matière fondue, et parmi lesquels avantages on peut citer celui qu'à l'endroit du débordement agit toujours une charge constante et que la température de la masse d'apport reste toujours égale.
En outre, la matière, en étant reçue d'abord dans un bassin intermédiaire, peut subir un traitement thermique, par chauffage ou par refroidissement, pour lui donner une température qui convienne aux opérations ultérieures, notamment à l'étirage, sans qu'on ait à craindre que les organes ou mécanismes, néces- saires à ces opérations, risquent d'être abimés et, surtout , que la matière ait besoin d'un temps relativement long pour se
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solidifier.
Alors que le procédé, indiqué ci-dessus, convient très bien aux matières qui, avant solidification, présentent une certaine viscosité, favorable au traitement, il y a lieu de prévoir certaines dispositions auxiliaires pour l'adapter au traitement de matières, telles que l'acier par exemple, pour lesquelles la viscosité, à l'état fondu, est très réduite ou pratiquement nulle.toutefois il convient de noter, dès à présent,que ces dispositions auxiliaires peuvent être appliquées, d'une manière générale, à tout autre mode d'apport de la masse fondue, par exemple par déversement et comme à l'ordinaire, sans sortir de la portée de la présente invention.
L'invention oonsiste,principalement-- pour ce qui est des procédés du genre en question--à suppléer au défaut de viscosité, que peuvent présenter les matières à traiter dans l'intervalle qui sépare leur phase liquide de leur phase solide, en faisant passer lesdites matières fondues dans un passage dont la forme et les dimensions-- compte tenu du retrait-correspondant à celles de la pièce à obtenir-- et dont la longueur est telle qu'à la sortie dudit passage, la pièce ait acquis une solidification suffisante pour qu'elle puisse être abandonnée à elle-même et subir, le cas échéant, les opérations de laminage et de façonnage jugées nécessaires, et-- pour ce qui est des dispositifs du genre en question -- à constituer le passage, dans lequel on déverse la matière fondue, par deux parois verticales équidistantes,
présentant vers le haut une entrée pour recevoir ladite matière en phase liquide et vers le bas une sortie pour ladite matière solidifiée.
L'invention consiste, mise à part ces dispositions principales, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
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Elle vise plus particulièrement certains modes d'application ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs du genre en question, comportant application desdites dispositions les éléments et outils spéciaux propres à leur établissement, les installations comportant de semblables dispositifs ainsi que les tubes, baguettes, fils ou pièces planes, en matière fusible, obtenue à l'aide de ces procédés et dispositifs .
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin, sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
La fig, 1 montre, en coupe verticale, une partie d'un dispositif pour l'obtention d'une pièce tubulaire, ce dispositif étant établi selon l'invention.
La fig. 2 montre, semblablement, une disposition analogue pour l'obtention d'une pièce cylindrique pleine, ce dispositif étant également établi selon l'invention.
La fig, 3 montre, en coupe verticale schématique, l'ensemble d'un appareil convenant à la fabrication de pièces tubulaires en une matière fondue, ledit appareil étant établi conformément à l'invention.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant de fabriquer une pièce métallique, par exemple en acier, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
On considèrera, tout d'abord, le cas de la fabrication d'un tube, la matière à traiter s'écoulant par débordement, par dessus un déversoir, dans un orifice ménagé dans le fond d'une cuvette circulaire, comme visible sur la fig. 3 .
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Dans ce cas, la matière fondue, utilisée pour la fa- brication du tube, s'écoule, hors d'un bassin 1, intermédhire ou non, et, par le passage 2, dans une cuvette circulaire 4, le débit régulier et constant du bassin 1 étant assuré par un pro- cédé quelconque approprié, par exemple par un registre, par bas- culement du bassin 1, par une masse qu'on fait descendre à la vitesse voulue dans la matière fondue. La ouvette 4 est montée sur un châssis 15 qui est indépendant des autres parties du four, de façon qu'on puisse régler aisément sa position horizon- tale par l'intermédiaire de vérins 16 .
En outre, pour obtenir une répartition régulière de la matière qui s'écoule dans la cuvette,,on peut avantageusement faire tourner celle-ci autour de son centre, par exemple par l'intermédiaire d'une oouronne dentée 17 et d'un pignon moteur 18. On ménage au centre de la- dite cuvette 4, un orifice 5 dont les bords forment, déversoir.
La chambre 7, dans laquelle est établie la cuvette 4, est sé - parée en deux parties par un fourreau tubulaire central 9, dont le bord inférieur se trouve à proximité de la surface libre de la matière que contient la cuvette, par exemple un peu au-dessus de ladite surfaoe .Le fourreau prend appui sur la face supé - rieure ou couvercle de la chambre 7, de préférence par l'inter- médiaire de vis 19 ou analogues, de façon que ledit fourreau soit réglable en hauteur. La partie 71 de la ohambre 7, qui se trouve à l'intérieur du fourreau, et qui se trouve au-dessus de l'orifice de débordement 5, communique plus ou moins, à sa partie supérieure, avec l'air extérieur.
Par contre, la partie 72 de la chambre 7, qui se trouve autour du fourreau central et dans laquelle se fait l'alimentation de la cuvette 4, est isolée de l'extérieur et contient, avantageusement, des élé- ments de refroidissement, voire de chauffage, pour régler, à vo- lonté ou automatiquement, la température de ladite chambre 72 et, par oonséquent, de la matière que contient la cuvette 4 .
Cette chambre 7 peut également être remplie, le cas échéant, d'un gaz inerte ou neutre, plus spécialement inoxydant .
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On prolonge le bord de l'orifice ou déversoir 5, vers le bas, par une pièce tubulaire 3, de hauteur appropriée ,et qui constitue en quelque sorte, une lingotière sans fond, ali- mentée, d'une manière continue, à sa partie supérieure, par l'excédent de matière qui déborde. Ladite lingotière se vide continuellement à sa partie inférieure par la descente, facil- tée ou non, de la matière solidifiée.
On a recours à un mandrin vertical 6, fixe ou rotatif, en une matière à point de fusion élevé, par exemple en un allia- ge nickel-chrome. Le mandrin est disposé de manière telle que son axe passe par le centre de l'orifice de débordement 5 et il comporte,à l'endroit où il traverse.ledit orifice 5, un ren- flement 11, qui peut avantageusement être constitué par un man- chon en graphite ou en oarborandum, et dont la paroi, à la par- tie supérieure et comme bien visible sur la fig, 1, est équi- distante du bord de l'orifice 5. La partie inférieure dudit renflement est légèrement conique de façon que sa forme d'adap- te au retrait transversal et radial'..de la matière pendant sa solidification.
L'intervalle, ainsi formé entre le bord de l'orifice 5 et la paroi du mandrin 6 constitue ainsi un passage vertical 12 dont la partie supérieure constitue l'entrée de la matière fondue,qui coule librement par dessus le déversoir 5. En un point intermé- diaire 13 dudit passager la matière commence à se cristalliser par refroidissement et cette matière, semi-solide, repose li- brement sur une partie solidifiée de la pièce 20 qui se trouve au-dessus de la sortie dudit passage 12. Par le retrait, les faces latérales de ladite partie solidifiée s'écartent automa- tiquement des parois voisines du passage 12, comme bien visible sur la fig. 1, ce qui faoilite l'avancement de la pièce en cours de fabrication.
Au début de l'opération on engage, par le bas, dans le passage 12, une pièce tubulaire qui obture temporairement la sortie dudit passage de façon que la matière fondue, qui pé- nètre dans celui-ci,puisse se solidifier et constituer ainsi.-. /))
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l'extrémité de la pièce à obtenir.Dès que la place est ainsi amorcée, le tube obturateur est écarté.
Pour permettre à la matière, que contient le passage 12, de se solidifier avant la sortie de celui-ci sans qu'on soit obligé de donner à la lingotière sans fond 5 une hauteur exagérée, il y a lieu de donner au passage 12 une largeur relativement faible, le procédé tel que décrit convenant donc plus particulièrement à la fabrication de pièces ayant une paroi peu épaisse.
Le mandrin 6 porte, en outre, des masselottes 8, par exemple de position réglable, auxquelles on peut donner, avantageusement, la forme d'un ellipsoïde ou d'une olive. Les masselottes 8 coopèrent avec des organes entraîneurs et/ ou lamineurs, constitués par exemple par des galets à gorge 10, établis par paires de part et d'autre de la pièce 20 à obtenir.
Les masselottes occupent des positions relatives telles, par rapport aux galets correspondants, que leurs points de contact avec la pièce tubulaire se trouvent sensiblement dans le même plan horizontal.
L'un au moins des galets de chaque paire peut être entraîné par un mécanisme moteur, par exemple une chaîne (non montrée).Bien entendu on peut prévoir des dispositifs appropriés pour régler la pression avec laquelle les galets prennent appui sur la pièce à façonner.On peut également établir entre les paires de galets des calibres façonneurs.
Pour obtenir une forme cylindrique régulière, il est avantageux d'avoir recours à plusieurs paires de galets et de les établir dans des plans diamétraux différents, décalés par exemple de 90 . En outre, au lieu de façonner la pièce 20 de façon à lui donner dès le début le diamètre extérieur désiré, il est préférable de prévoir entre les paires de galets sue- cessifs, des écartements allant progressivement en diminuant depuis le début de la zone de solidification jusqu'à l'endroit où, la pièce est suffisamment refroidie pour conserver sa for-
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me avec les dimensions transversales voulues.
Les galets peuvent eux-mêmes être refroidis ou peuvent être logés dans une enceinte (non montrée) traversée par un courant gazeux réfrigérant, par exemple de l'air ou un gaz neutre ou tout au moins non-oxydant.
Comme les différents galets agissent sur une même pièce, dont le diamètre diminue progressivement ce qui oblige la matière à s'allonger, il est nécessaire de donner aux galets, au fur et à mesure que progresse l'étirage, des vitesses périphériques croissantes, en agençant leurs moyens d'entraînement en conséquence.
Autour de la lingotière sans fond 3 on établit, avantageusement, des moyens refroidisseurs tels qu'un bassin 14 dans lequel on provoque une circulation d'un fluide froid, par exemple de l'eau. En outre, on constitue, de préférence, le mandrin 6 par une pièce tubulaire dans laquelle on produit la circulation d'un fluide réfrigérant, par exemple de l'eau. Dans certains cas il peut être avantageux de faire abstraction de tout moyen thermique extérieur ou de prévoir des dispositifs de réchauffage suivant la matière utilisée et la nature du produit qu'on désire obtenir.
Dans le cas où, comme montré sur la fig. 2, on veut obtenir une baguette ou un fil métallique, on supprime le mandrin 6, la matière s'écoulant librement dans la lingotière sans fond 3, convenablement refroidie en 14, la pièce 20 étant entraînée, laminée et redressée par des galets tels que 10 .
On procèderait de même dans le cas où on voudrait obtenir des pièces de forme plane, telles que des tôles ou feuilles. Dans ce cas on donne au passage 12 de la fig. 2, non pas une section transversale circulaire, polygonale ou autre, mais bien oelle d'une fente allongée ayant des dimensions en rapport avec celles de la pièce à obtenir et les galets 10 étant remplacés par des cylindres ou rouleaux.
Comme déjà. dit au début et pour les raisons indi-
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quées,il est préférable que l'alimentation du passage, dans l'un ou l'autre des cas susindiqués, ait lieu par débordement par dessus un déversoir, mais on peut prévoir aussi une autre alimentation, par exemple celle pour laquelle la ouvette 4 est remplacée par une trémie ou un entonnoir dans lequel on verse directement la matière fondue hors d'un réservoir (cubilot) ou d'un récipient intermédiaire.
Il est à noter que le bord inférieur du fourreau vertical 9, pour l'exemple montré sur le dessin, peut constituer un écran ou une chicane en le faisant plonger plus ou moins dans la matière fondue pour empêcher que des scories , pellicules d'oxydation ou autres impuretés, aient accès au passage 12 .
On peut compléter l'ensemble du dispositif par des moyens propres à sectionner la pièce obtenue, de loneur indéterminée,en tronçons ayant une longueur voulue, Ces mo- yens peuvent être constitués par des chalumeaux ou brûleurs oxhydriques ou cxy-acétyléniques portés; par exemple, par une oouronne entourant la pièce à tronçonner, Quels que soient les moyens utilisés on monte lesdits moyens sur un support (non montré) qui se déplace avec la pièce, à la vitesse d'avancement de celle-ci et qui, aussitôt le sectionnement effeotué, revient à son point de départ, de préférence à une vitesse plus élevée et, avantageusement, avec extinction partielle des brûleurs ou chalumeaux.
Les mécanismes, nécessaires à la réalisation d'une telle disposition, peuvent être constitués sans difficulté par tout homme de métier et pour cette raison ils n'ont pas été décrits en détail ni montrés sur les dessins.
En procédant de la manière indiquée plus haut, on peut fabriquer, d'une manière simple et économique, des tubes, barres, baguettes, fils, plaques, panneaux ou tôles en métal ou autre matière appropriée, ces éléments ayant des formes et dimensions transversales bien déterminées, ainsi que des longueurs voulues. En outre, l'action des organes lami-
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neurs donne toute sécurité en ce qui concerne l'homogénéité et la régularité de forme des pièces obtenues.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limie aucunement à ceux des modes d'application ainsi qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
Résumé.
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