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" PROCEDE D'ECROUTAGE DE CORPS METALLIQUES ET
APPAREIL PROPRE A SA MISE EN PRATIQUE ."
La présente invention a rapport au conditionnement des surfaces de corps métalliques et concerne plus particulièrement un procédé et un appareil pour écroûter thermochimiquement des demi-produits, ou formes demi-finies , en acier telles que billettes, blooms, barres et lopins .
;Au cours du laminage d'acier, des défauts et bavures apparaissent dans les surfaces des demi-produits et il est désirable de conditionner ces surfaces pour enlever ces défauts. On a déjà proposé un appareil pour conditionner simultanément deux faces latérales opposées de demiproduits d'acier au cours du travail de ceux-ci dans un laminoir à acier .
Pour écroûter toutes les surfaces laté- ales d'un corps dans cet appareil antérieur ou bien on doit
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disposer en série deux de ces dispositifs écroûteurs avec , entre eux, des moyens pour manipuler le corps de manière à présenter les faces non traitées aux buses de la seconde machine écroûteuse ou bien, lorsqu'on ne fait usage que d'une seule écroûteuse , on doit remettre le corps en position , après qu'il a passé une première fois dans la machine ,pour présenter au traitement deux surfaces de plus , après quoi on doit ramener le corps au côté d'entrée de la machine et le faire passer finalement une seconde fois dans celle-ci .
L'invention offre un procédé et un appareil grâce auxquels l'écroûtage de toutes les faces latérales de demiproduits peut être facilement effectué simultanément dans un seul passage pendant la production normale et progressive de l'acier demi-fini, ce qui réalise une réduction importante dans le prix de revient de produits en acier en supprimant la perte de temps que cause la manipulation .D'autrès économies sont réalisées, en enlevant le métal superficiel de toutes les surfaces simultanément, dans la consommation de gaz oxydant, la conservation de la chaleur et l'élimination de dépôts de scorie sur des surfaces adjacentes à celles en cours d'écroûtage
L'invention a pour objet principal d'offrir :
un procédé pour écroûter simultanément toutes les surfaces latérales de corps de métal ferreux, de préférence pendant que ces corps sont à une température élevée, ou au rouge , et qu'ils sont en cours de passage entre des opérations de laminage dans un laminoir à acier ; unappareil, pour la mise en pratique de ce procédé, qui peut être facilement incorporé à un laminoir conventionnel d'une aciérie, ce qui fait que l'écroûtage de demi-produits devient une opération
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faisant partie intégrante du travail et du conditionnement de l'acier;
un mécanisme pour arrêter et mettre en position des demi-produits successifs sur les rouleaux du transporteur avant que commence chaque opération d'écroûtage; des moyens pour lancer simultanément des courants de gaz oxydants obliquement contre les surfaces longitudinales des demi-produits successifs, ce qui fait que tous les côtés de ceux-ci sont entièrement écroûtés en un seul passage; un mécanisme pour amener les moyens lance-gaz en alignement et hors d'alignement avec la rangée de corps ou demi-produits ; un moyen de monter les dispositifs lance-gaz de telle manière qu'ils sont librement mobiles ou "flottent" comme une unité dans un sens transversal à la direction du mouvement des demi-produits, de manière à maintenir l'alignement des dispositifs lance-gaz avec les corps à mesure qu'ils passent;
des moyens de guidage, associés avec les dispositifs lancegaz, grâce auxquels ceux-ci sont toujours convenablement mis en position pour écroûter une face entière sur chaque côté du corps ou demi-produit, peu importe toute torsion ou tous changements dans le contour des demi-produits ; un ensemble de groupes de dispositifs lance-gaz avec un moyen distributeur de fluide commun, disposés et montés de façon que l'ensemble peut être rapidement détaché du mécanisme de support et remplacé par un autre ensemble, et un mécanisme grâce auquel un opérateur peut conduire effectivement l'opération d'écroûtage de corps en métal ferreux successifs en un seul point d'un laminoir pendant que les corps se meuvent dans le sens de leur longueur .
L'invention offre un procédé et un appareil pour enlever du métal d'un corps métallique allongé, tel qu'une
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billette d'acier, ayant une section polygonale et elle consiste à appliquer progressivement un courant de gaz oxydant obliquement contre une surface longitudinale dudit corps,et dans le sens de la longueur de cette surface, pendant que celle-ci est maintenue dans une position inclinée par rapport à un plan horizontal .
Sur les dessins ci-joints :
Figure 1 est un plan d'un appareil établi conformément à l'invention, représentant des parties d'un transporteur de laminoir à acier pour faire passer des corps métalliques successifs, dans une position pour qu'ils soient écroûtés sur tous leurs côtés simultanément, dans un dispositif écroûteur monté sur un chariot mobile dans un sens dans un plan perpendiculaire à la direction du mouvement du corps métallique ;
Figure 2 est une élévation à grande échelle avec arrachements, du dispositif écroûteur représenté sur la figure 1 ;
Figure 3 est une coupe verticale, suivant 3-3 , figure 2, représentant le mécanisme pour un réglage vertical des moyens écroûteurs ;
Figure 4 est une coupe, suivant 4-4, figure 2 , représentant une batterie de chalumeaux en position dans une tête écroûteuse ;
Figure 5 est une élévation, partie en coupe , du chariot latéralement mobile, le rail de support le plus proche du spectateur étant en grande partie arraché ;
Figure 6 est une coupe suivant 6-6 , figure 5 .
Figure 7 est une vue d'un fragment de pilier, avec arrachements, représentant une autre disposition des moyens
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faisant contrepoids ;
Figure 8 est une élévation de face de la moitié de droite du dispositif écroûteur, représentant la disposition des collecteurs et conduits pour la fourniture de fluide aux têtes écroûteuses et
Figure 9 est une élévation latérale de la moitié de droite du dispositif, représentant la disposition des conduits fournissant le fluide .
Dans la pratique de l'invention, des corps successifs en métal ferreux, se mouvant dans le sens de leur longueur, peuvent être écroûtés pendant, ou après, des opérations de laminage dans un laminoir à acier et tandis qu'ils sont à une température élevée, chaleur rouge ou température de laminage. Lorsqu'on opère sur des billettes, ou pièces du même genre, qui ont une section sensiblement symétrique, cela peut se faire en un point voulu d'un laminoir en appliquant progressivement de larges courants de gaz oxydant obliquement contre tous les côtés du corps dans le sens de leur longueur, simultanément, de manière à enlever une couche de métal progressivement de parties successives de chacun de ces côtés .
L'appareil écroûteur A ( voir figure 1) peut faire partie d'un laminoir à acier pour le travail et le conditionnement de demi-produits en acier. Dans les aciéries existantes, cet écroûteur perfectionné peut être substitué à une section d'un transporteur d'un laminoir continu et les sections B et C, situées immédiatement devant et derrière l'écroûteur, peuvent être placées sous le contrôle d'un unique opérateur qui contrôle également tout le mécanisme agissant de l'appareil écroûteur .
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Comme c'est représenté schématiquement sur la figure 1, les deux sections de transporteur B et C, situées sur les côtés d'entrée et de sortie de l'écroûteur A, peuvent comprendre plusieurs paliers 10 dans lesquels tourillonnent des rouleaux 11 pour supporter et mouvoir des corps ferreux successifs, tels que des billettes prismatiques carrées D, en acier, venant d'un train ébaucheur ou d'une cage de cylindre d'un laminoir continu, au-delà de l'appareil écroûteur A, dans la direction indiquée, à la cage de cylindres immédiatement suivante, ou aux cylindres finisseurs du laminoir. Les rouleaux 11 des sections de transporteur B et C peuvent être commandés par un moteur à vitesse variable relié à un arbre de commande 14 et pourvu de moyens régulateurs de vitesse non représentés.
Comme c'est représenté, chaque rouleau 11 est relié, par un engrenage d'angle 12 - 13,à l'arbre de commande 14 porté par le palier 15.
Il est prévu, pour l'opérateur, une plate-forme qui porte le mécanisme de commande tant pour les moteurs de transporteur que pour le dispositif écroûteur A, ci-après décrit, et qui est située de façon qu'un opérateur puisse facilement surveiller le progrès de l'écroûtage et l'état des billettes écroulées à mesure qu'elles quittent l'écroûteur .
L'écroûteur A comprend des moyens lance-gaz oxydant construits et disposés pour écroûter simultanément, en un seul passage, les quatre côtés des billettes D. Le billette, lorsqu'elle est carrée, est de préférence supportée dans une position "en losange", c'est-à-dire dans une position telle qu'une diagonale de sa section transversale est sensiblement verticale . Cette position dite en losange permet une grande simplification de la machine, comme on le
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verra dans la description détaillée.
Quatre têtes écroûteuses E peuvent être supportées et mues comme deux paires constituant chacune un ensemble, ce qui élimine ainsi la nécessité de plus de deux dispositifs moteurs pour les têtes, La position en losange permet de plus aux têtes E et aux connexions distributrices de fluide y associées d'être mues vers les surfaces des billettes et en s'éloignant de celles-ci dans une direction horizontale, ce qui est avantageux puisque toute autre direction de mouvement entraînerait à une complication plus grande de l'appareil, en particulier lorsque le dispositif écroûteur A doit être mobile hors d'alignement avec les transporteurs B et C.
Un autre avantage de la position en losange résulte de l'action de la pesanteur sur l'écoulement de scorie en avant des têtes E , ce qui fait que des quantités excessives de scorie s'écoulent facilement de chaque côté de la billette, Pour mainte- nir la position en losange du corps les rouleaux 11 du transporteur sont munis de collets 16 et 17 ayant des faces biseautées de dehors en dedans, 18, pour faire contact avec les côtés inférieurs de la billette, de manière à la maintenir en alignement et dans la position désirée. Le poids de la billette maintiendra, par conséquent, son axe horizontal au-dessus des axes des rouleaux 11. Les moyens lancegaz oxydants, comme c'est le mieux représenté sur les fig.
1, 2 et 4, peuvent consister en quatre têtes éoroù%euses , ' espacées et opposées, portant chacune une rangée de chalumeaux 20 et leurs buses 21 adjacents aux quatre c8tés des billettes à écroûter. Sur la figure 1, les chalumeaux sont supposés enlevés des têtes E ; mais, sur les fig. 2 et 4, ils sont représentés montés dans ces têtes. Chaque buse 21
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possède un passage central pour lancer un volume relativement grand de gaz oxydant, tel que l'oxygène, qui est déchargé de l'orifice de la buse de préférence sensiblement à la pression atmosphérique et frappe obliquement contre les surfaces à une vitesse de préférence comprise entre environ 60 et environ 300 mètres à la seconde. Toutefois , on peut employer, dans certaines circonstances, des pressions de décharge et des vitesses plus élevées.
Plusieurs orifices peuvent entourer le passage central à oxygène et lancer un mélange de gaz combustible, tel qu'un mélange d'oxygène et d'acétylène, pour donner des jets chauffants de haute température. Les buses sont disposées sous un angle aigu, de préférence entre 10 et 35 degrés, par rapport aux surfaces sur lesquelles elles opèrent, et les courants de gaz individuels sont lancés dans la direction générale de l'opération d'écroûtage.
Les chalumeaux 20, auxquels les buses 21 sont assujetties de manière à pouvoir en être détachées, sont de section rectangulaire et relativement étroits en comparaison de leur largeur de sorte que, quand ils sont assemblés , adjacents les uns aux autres, dans la tête E, comme c'est représenté sur la figure 2, les buses sont relativement tout près les unes des autres et les courants de gaz individuels arrivent sur la surface pour donner, en fait, des courants de gaz uniques qui s'étendent tout en travers de la largeur des côtés traités.
Les buses 21 sont disposées et supportées dans la tête E pour donner des courants de gaz étroitement adjacents, inclinés les uns vers les autres, les courants externes étant inclinés de dehors en dedans sous un plus grand angle dans le but de conserver et régler la fla-
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que de scorie sur chaque surface, comme cela a été indiqué dans le brevet .belge ? 421.182 du 21 Avril 1937 .
Les passages existant: uans les buses communiquant avec des passages prévus dans les chalumeaux 20 et les gaz, aussi bien que de l'eau de refroidissement qui est mise en circulation à traversles chalumeaux, sont fournis par des conriexions convenables à l'extrémité arrière des chalumeaux.
Les multiples cnalumeaux produisent une série de canaux parallèles contigus, très peu profonds, sur la surface apres que les défauts qui se trouvaient dans celle-ci ont été enlevés. Cette surface convient bien pour un autre laminage; cependant, si on désire avoir des surfaces unies on peut remplacer la rangée de ouses par une disposition convenable de buses produisant un courant d'oxygène uniforme, en forme de nappe.
La tête E affecte la disposition d'un protecteur ou enveloppe en forme de boite pour les chalumeaux qu'elle renferme sensiblement sur tous les côtés à l'exception du dessus où sont reliés les conduits d'alimentation. Les raccords sur la partie supérieure de chaque chalumeau comprennent (voir figure 4) une en-crée d'eau de refroidissement 22, une sortie d'eau 23, une entrée de gaz combustible 24 , une entrée 25 pour l'oogone de chauffage et une entrée 26 pour , le gaz oxydant ou oxygène écroûteur. La largeur de la tête E varie selon la largeur de surface à traiter, le nombre de cnalumeaux et de uuses qui se trouvent dans la tête variant en conséquence; par exemple : lorsqu'on écroule une face de 20 cm de large, on prévoit sept buses.
Les cnalu- meaux sont retenus par des moyens convenables, tels que les
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barres de retenue 27,qui sont assujetties à chaque chalumeau et des extrémités inférieures desquelles s'étendent des chevilles 28 s'engageant dans des emboitures prévues dans la partie inférieure de la tête E. Les parties supérieures des barres 27¯possèdent des oreilles 29 assujetties au bord supérieur de la partie arrière 30 de la tête par des vis 31. Les parties antérieures des chalumeaux sont retenues par une traverse 32 à laquelle elles sont tenues côte à côte par des chevilles 33. Les extrémités de la traverse 32 sont assujetties aux parois latérales de l'enveloppe par des vis convenables.
Les parties de buses sont retenues dans une position fixe désirée par la paroi avant de la tête E, qui est amovible et qui assujettit les buses entre elle et le fond 35 de la tête. Ce fond 22 porte sur la surface de la billette D et, pour éviter une usure excessive, est muni d'une couche de métal de revêtement dur 36.Sur la figure 2, les parois de devant 34 des têtes qui se trouvent à gauche sont enlevées pour laisser voir les chalumeaux et la relation convergente préférée des buses .
Les têtes E sont montées en relation fixe sur deux plaques en Y 37 ( fig. 2 et 4 ) par des vis . Les deux branches de chaque Y sont disposées à 90 degrés l'une par rapport à l'autre et les têtes E sont disposées pour que les fonds 35 soient à 90 degrés les uns par rapport aux autres et à 45 degrés par rapport aux diagonales horizontale et verticale de la billette, de manière à faire contact avec deux côtés adjacents de la billette , simultanément. Les tiges 39 des plaques en Y sont fixées par une grosse vis 40 aux coulisseaux horizontalement mobiles 41.
Les deux coulisseaux 41 sont individuellement montés, de façon à pouvoir se mouvoir ,
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sur une paire de supports 42 de manière que les coulisseaux et les parties portées par eux puissent être maintenus soit dans une position d'activité, avec les dessous 36 des têtes E portant contre les côtés d'une billette, ou dans une position d'inactivité avec les têtes E espacées à une distance considérable de ces côtés. A cet effet, chaque support 42 est de section en U, comme c'est représenté sur la figure 3, et dans les branches espacées de la face avant du support sont formées des rainures qui reçoivent les rebords supérieur et inférieur, 43 et 44, du coulisseau 41.
Dans l'espace existant entre la face arrière du coulisseau 41 et la face avant du support 42 est monté un dispositif actionné par fluide , tel qu'un cylindre hydraulique 45 dans lequel travaille un piston 46, pour mouvoir le coulisseau le long du support. Le cylindre ± est rigidement assujetti au côté arrière du coulisseau 41 et la tige 47 du piston 46 est élastiquement reliée, par son bout externe, à un bras 48 (figure 2) assujetti au support 42, La tige peut glisser dans le bras 48 à un degré limité, déterminé par des ressorts interposés entre ce bras et des colliers 50 prévus sur la tige de piston.
Du fluide livré dans l'espace à l'extrémité tige du piston 46 fait que le cylindre 45, le coulisseau 41 et les têtes E s'éloignent de la billette et prennent une position d'inactivité. Inversement, du fluide livré dans l'espa- ce existant du côté tête du piston 46 fait mouvoir le cylindre, le coulisseau et les têtes vers la billette de manière à mettre les buses N dans une position où elles sont adjacen- tes aux côtés de cette billette. Les ressorts 49 permettent aux têtes E de se mouvoir horizontalement d'une légère quantité sous l'influence de petites irrégularités de la surface de la billette et indépendamment du montage des cylindres
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hydrauliques 45.
Pour régler, ou limiter, le mouvement des têtes vers la billette, des arrêts 51 peuvent être assujettis aux supports 42 en l'un quelconque de plusieurs trous espacés 52, comme c'est représenté sur la figure 2. Contre les arrêts 51 sont capables de porter les extrémités de goujons filetés, ou prisonniers, 53 portés par des oreilles 54 assujetties aux coulisseaux 41. Les arrêts 51 peuvent être fixés à l'un quelconque des trous 52, selon la dimension des billettes en cours d'écroûtage et on peut régler exactement la position des prisonniers 53 sur les oreilles 54, ce qui permet ainsi d'amener et de maintenir convenablement les buses 21 à la position d'activité désirée .
Les supports 42 sont de préférence supportés de telle manière que les têtes E, portées par eux, sont librement ou universellement mobiles dans tous les sens dans un plan transversal à la direction de mouvement des billettes D, de façon qu'on puisse facilement amorcer l'écroûtage de billettes indépendamment de légères variations dans la position des billettes sur la section de transporteur B, Cela est effectué, comme c'est représenté sur la figure 3, en reliant à pivot les faces arrière des supports 42, en 55, aux extrémités antérieures de plaques ou bielles horizontalles 56 dont les. extrémités arrière sont articulées, en 57, à une platine verticale 58.
Deux plaques horizontales 56 sont associées avec chaque support 42, comme c'est le mieux représenté sur les fig. 1 et 3, et les extrémités des quatre plaques 56 sont articulées à l'unique platine verticale 58.
Cette dernière s'étend transversalement à l'appareil, à l'arrière de celui-ci, et présente une ouverture centrale 59,
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en forme de U, représentée en pointillé sur la figure 2, ce qui fait que les billettes peuvent passer librement à travers l'appareil pendant l'écroûtage.
La platine est articulée en 60, en chacun de ses coins, aux extrémités arrière de bielles horizontales s'étendant vers l'avant, 61, comme c'est représenté sur les fig, 1 et 2, et les extrémités avant de ces bielles 61 sont articulées en 62 aux piliers 63 qui peuvent être assujettis à une plaque de fondation 64. Les parties descendantes ou pans, des supports 42 sont rigidement liées ensemble par une longue plaque de liaison horizontale 66, de sorte qu'elles peuvent se mouvoir à l'unisson. La plaque 66 est assujettie par des vis 67 qui peuvent être placés dans certains des différents trous 68 prévus pour elles dans le pan 65 pour régler l'écartement des supports 42 suivant la dimension de la billette sur laquelle on opère.
Avec cette construction, les plaques permettent un mouvement vertical de monte et baisse des têtes E et les bielles 61 permettent un mouvement transversal de ces têtes à l'unisson .
Pour que les têtes E, les coulisseaux 41 et les supports 42 soient librement mobiles verticalement et restent cependant supportés dans la marge d'activité désirée , leur poids est équilibré de toute manière convenable. A cet effet, les piliers 63 ont une section en U et à leurs extrémités supérieures sont assujettis des supports 69 qui s'en étendent de bas en haut et obliquement vers le devant de l'appareil, comme c'est représenté sur les fig. 1 et 2. Sur les bouts externes des supports 69 pivotent des bras de levier 70 aux extrémités opposées desquels sont articulées des chapes 71 et 72.
Un fort câble métallique 73, descendant
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de chaque chape 72, est assujetti par son extrémité inférieure, en 74, à la face arrière du support 42 et, à l'autre extrémité du bras de levier 70, une tige de piston 75 descend, de chaque chape 71, au piston d'un dash-pot ou cylindre à air 76 monté dans l'intérieur de chaque pilier 63.
L'extrémité inférieure du cylindre 76 est attaché à charnière au bas du pilier 63 par une chape 77 (figure 2) pour permettre un mouvement en ligne droite de la tige 75 par rapport au cylindre 76.
Le mécanisme d'équilibrage que l'on vient de décrire est pourvu de moyens stabilisateurs qui font également que les têtes flottent à l'unisson dans leur position d'activité désirée. Le moyen prévu de préférence ici comprend un poids 78 sous la forme d'une barre de fonte horizontale pourvue de deux câbles souples 79 assujettis à son côté supérieur.
Les extrémités opposées des câbles 79 sont reliées à la plaque de liaison 66 et le poids 78 repose normalement sur la plaque de fondation 64. Si on le désire, on peut faire usage de chaînes au lieu de câbles pour avoir une plus grande souplesse. La longueur des câbles 79 est telle que le poids 78 touche juste la plaque de base 64 lorsque les têtes E flottent dans la position d'activité désirée. La pression de l'air appliqué à la partie supérieure du cylindre 76 est maintenue à une valeur constante qui, lorsqu'elle agit sur la surface effective du piston, exerce une force légèrement supérieure à celle nécessaire pour soulever l'ensemble de devant du mécanisme écroûteur, y compris les têtes E, mais insuffisante pour soulever tant le mécanisme écroQteur que tout le poids de la masse pesante 78.
Les têtes E flotteront par conséquent au niveau désiré et il ne faudra que peu de force addition-
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nelle pour les déplacer au-dessus ou au-dessous de ce niveau, par exemple, la force ajoutée pour soulever les têtes est égale à cette partie du poids de la masse pesante qui n'est pas équilibrée par la force exercée par le cylindre 76 et peut être d'environ 22 kg si la masse pesante 78 pèse 45 kg. La force ajoutée pour abaisser les têtes E à partir de la position où elles flottent est alors au moins 22 kg , ou cette partie de la masse pesante 78 qui est normalement équilibrée .
Dans certaines circonstances, il peut être incommode que les poids, ou masses pesantes, 78 soient situés sous les têtes E et on peut prévoir, pour faire flotter les têtes au niveau désiré, d'autres moyens tels que des dispositifs niveleurs spéciaux conjointement avec les cylindres à air 76.
Une variante est représentée sur la figure 7 où un poids 78 ', pourvu d'une ouverture centrale 110 le traversant, entoure la tige de piston 75 du cylindre à air 76.
Le poids 78' est normalement supporté à peu près au milieu de la tige 75 par une plaque de support horizontale 111 dont les bords sont assujettis aux parois latérales internes du pilier 63. La plaque 111 présente également un trou à travers lequel passe la tige 75 et qui est plus grand que le trou 110. Pour cueillir ou prendre le poids 78' lorsque la tige 75 vient à une position plus élevée que le niveau auquel les têtes flottent, un collier 112 est assujetti sur la tige 75, sous le poids. La plus grande dimension horizontale du collier 112 est plus grande que le diamètre du trou 110, mais plus petite que le trou de la plaque 111, de sorte que le collier passera au travers pour venir en prise avec
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le poids 78'. Un poids 78' est disposé dans chacun des piliers 63.
Cette disposition fonctionne d'une manière similaire à celle déjà décrite, sauf que les poids sont cueillis lorsque les têtes 78 sont déplacées de haut en bas à partir de leur niveau normal. Ainsi, les cylindres à air exercent , ensemble, une force qui, lorsqu'elle est aidée par les deux poids 78', est suffisante pour élever les têtes et le mécanisme de support au niveau désiré. Lorsque ce niveau est atteint, les poids 78' touchent les plaques 111, de sorte que les poids n'aident plus les cylindres. La pression d'air est maintenue à une valeur constante telle que la force exercée n'est pas suffisante pour élever les têtes E au-dessus du niveau désiré sans l'aide des poids 78'. Les têtes E reviendront par conséquent toujours au niveau normal désiré lorsqu'elles en auront été déplacées .
Pour supporter la billette à mesure qu'elle passe dans l'appareil écroûteur, un rouleau guide 80 est prévu immédiatement derrière les têtes E. Ce rouleau est supporté par un palier 81 monté sur la plaque de fondation 64. Un moyen moteur peut, si on le désire, être prévu pour actionner positivement le rouleau 80, par exemple lorsque l'on a à écroûter des corps très courts qui, autrement, pourraient demeurer dans la machine. Le rouleau 80 empêche des billettes longues et très chaudes de s'infléchir en raison de leur poids et de leur mollesse .
La plaque de fondation 64 de l'appareil écroûteur fait partie d'un chariot pour amener l'appareil en position d'activité et l'en retirer. Ce chariot, désigné dans son ensemble par F, est représenté plus en détail sur les fig. 5 et
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6 et comprend un bâti horizontal en caisson, 82, supportant la plaque de fondation 64. Ce bâti est supporté par deux essieux transversaux, 83, tournant dans des paliers 84 montés dans les parois latérales du bâti. Des roues à boudin 85 sont portées par les parties extrêmes des essieux pour rouler sur une paire de rails 86 qui sont perpendiculaires à l'axe des transporteurs B et C et sont supportés sur une fondation présentant, entre les rails, une dépression 87 en forme d'auge.
Il est prévu, pour mouvoir le chariot horizontalement le long des rails, un moyen actionné de préférence par un moteur électrique indiqué en 88. Le moteur 88 est accouplé à un arbre horizontal 89 longitudinalement supportée centralement, sous le bâti 82 par des paliers 90, sous chaque essieu, une vis sans fin 91 est clavetée à un arbre 89 de manière à engrener avec une roue hélicoïdale 92 qui est clavetée au milieu de chaque essieu 83. Le moteur, qui est réversible, est ainsi relié, par engrenage, aux deux essieux de manière à.actionner le chariot dans l'un et l'autre sens , Des arrêts sont prévus pour limiter la course dans chaque sens et sont disposés pour tenir rigidement le chariot sur les rails lorsqu'il est dans ses positions extrêmes. Ces arrêts consistent en deux taquets 93 descendant du dessous du bâti 82 .
Ces taquets possèdent des bras 94 s'étendant horizontalement l'un vers l'autre, qui s'accrochent sous une console 95, s'étendant horizontalement, attachée à la paroi latérale de l'auge 87. Des moyens commutateurs sont également prévus pour ralentir et arrêter automatiquement le moteur 88 et sont actionnés au moyen de deux jeux de rampes 96 et 97 portées par la plaque de fondation 64, sur l'un des côtés de celle-ci.
Les rampes rencontrent des bras de contact pivotants 98 et
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99 et soulèvent ceux-ci lorsque le chariot F approche d'une position extrême, pour ralentir d'abord le moteur puis pour l'arrêter. Avec un des bras soulevé, le moteur est ralenti et avec les deux bras tenus soulevés, il est arrêté et la commande du moteur est conditionnée pour un mouvement dans la direction inverse lorsqu'on le désire. Les bras 98, 99 et le mécanisme commutateur sont portés par une cage fixe 100. Le moteur 88 est supporté par un support 101 s'étendant de l'extrémité du bâti 82 .
Lorsque l'appareil écroûteur est amené à la position d'inactivité, il est désirable qu'un rouleau de support soit substitué au rouleau 80. Le rouleau de remplacement;102, est sensiblement identique aux rouleaux 11 et peut être dépourvu de moyens de commande bien que, si on le désire, un moteur puisse y être relié pour l'actionner positivement. Le rouleau 102 tourne dans des paliers 103 supportés sur la plaque de fondation 64 le long de l'appareil écroûteur A. Les arrêts 93, pour le chariot F, sont situés de telle façon,par rapport à la console 95, que le rouleau 102 se trouvera en ligne avec les transporteurs b et C dans une des positions extrêmes du chariot et que les têtes E et le rouleau 80 se trouveront en ligne avec les transporteurs B et C dans l'autre position extrême, comme c'est représenté sur la figure 1.
La disposition des moyens formant un tout pour fournir du gaz et un liquide refroidisseur à chaque tête E d'une paire de ces têtes est représentée sur les fig . 8 et 9.
Seule, la moitié de droite du dispositif écroûteur A est représentée et décrite ici, puisque la moitié de gauche en est l'image réfléchie comme dans un miroir. L'ensemble distributeur de fluides pour une paire de têtes comprend un jeu de
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cinq collecteurs verticalement disposés, 114, 115, 116 , 117 et 118, qui sont assujettis côte à côte... en une rangée, sur un porte-collecteurs 119. Ce dernier affecte la forme d'un prisme rectangulaire vertical creux, les collecteurs étant assujettis, par soudage en leurs milieux, à la paroi extérieure de ce prisme.
La paroi intérieure du porte-collecteur 119 est pourvue d'un rebord 120, s'étendant d'un des côtés vers les têtes E, par lequel le porte-collecteurs et l'ensemble sont assujettis à la partie de tige 39 de la plaque en Y 37, précédemment décrite, par deux vis à tête 121 .
Les parties supérieures et inférieures des collecteurs 114, 115, 116, 117 et 118 sont pourvues, chacune, d'autant de raccords 122 qu'il y a de chalumeaux dans une tête E.
Les parties extrêmes des collecteurs sont également coudées sous un angle de 45 degrés vers la tête E correspondante de façon que des conduits 123, prévus entre les chalumeaux 20 de chaque tête E et les raccords 122, puissent être convena- ,blement disposée et que ceux de chaque rangée puissent être d'égale longueur. Les conduits 123 sont disposés de telle façon que chaque raccord 122 du collecteur 118 communique avec l'entrée de gaz de chauffage 24 d'un chalumeau 20, le collecteur 118 distribuant ainsi du gaz de chauffage. Les raccords 122 du collecteur 117 communiquent par un autre jeu de conduits 123 avec l'entrée d'oxygène de chauffage 25 de chaque chalumeau.
Le collecteur 116 est relié d'une manière similaire aux entrées d'eau 22, le collecteur 115 est relié d'une manière similaire aux entrées d'oxygène d'écroûtage 26 et le collecteur 114 est relié d'une manière similaire, par le jeu de conduits 123 situés le plus en arrière, aux sorties d'eau 23. Les conduits 123 n'exigent pas d'être flexibles ,
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puisque les têtes E et les collecteurs correspondants sont montés en relation fixe les unes par rapport aux autres sur la plaque 37, ce qui donne un ensemble qui se meut comme un tout .
Pour permettre le mouvement d'un tel ensemble, les conduits d'alimentation amenant du fluide aux collecteurs 114, 115 116, 117 et 118 et l'emmenant de ceux-ci sont disposés pour être flexibles et présenter des boucles pendantes, Ainsi, un conduit flexible 124 emmène l'eau de refroidissement usée du collecteur 114 auquel il est, relié sous son milieu.
De même, un conduit 125 amène de l'oxygène d'écroû- tage au collecteur 115 auquel il est relié en un point situé au-dessus du conduit 124 ; un conduit 126 fournit de l'eau de refroidissement au collecteur 116, auquel il est relié en son milieu; un conduit 127 fournit de l'oxygène de chauffage au conduit 117 auquel il est relié en un point situé audessus dm conduit 126 et un conduit 128 fournit du gaz de chauffage au conduit 118 et y est relié au-dessus du conduit 127.
Chacun de ces conduits flexibles 124, 125, 126 , 127 et 128 communique avec un appareil de commande situé l'intérieur d'une cage 129 qui est disposée en un endroit adjacent au pilier 63 et à l'arrière de celui-ci. L'appareil de commande situé dans la cage 129 peut être actionné par des moyens de commande à distance, d'un poste d'opérateur. Au poste d'opérateur, ces moyens de commande à distance peuvent de préférence être solidarisés dans leur action avec les commandes du moteur du transporteur et les commandes du moteur du chariot transversal de façon que l'écoulement des gaz et de l'eau de refroidissement puisse être mis en route
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et arrêté aux bons moments et dans l'ordre de succession désiré.
Ainsi, lorsqu'on éloigne les têtes E de la billette D, l'arrivée de gaz aux chalumeaux peut être interrompue et être reprise, dans l'ordre de succession voulu, lorsqu'on rapproche les têtes E de la billette. Le passage de fluides peut être interrompu d'une manière similaire lorsque le chariot F est mû pour mettre le dispositif écroûteur A hors d'alignement avec le transporteur .
Lorsque le mécanisme écroûteur est dans la position d'activité, pour écroûter des billettes successives qui lui sont livrées sur le transporteur B, avec de l'air sous pression constamment appliqué aux cylindres 76, de sorte que les têtes E flottent dans la position d'activité et sont tenues écartées par une pression hydraulique dans les extrémités tige des cylindres 45, on conduit le mécanisme de commande du transporteur B de manière à mouvoir l'extrémité de la billette entre les têtes E et à l'amener au repos dans une position telle que son extrémité avant se trouve de 7 à 12 cm au-delà du plan des extrémités des buses 21 .
On applique une pression hydraulique aux extrémités tête des cylindres ± pour amener les têtes E en contact avec les quatre côtés de la billette. On admet alors les flammes de préchauffage et, quand la surface est à la température d'ignition, on applique les gaz oxydants et on met en,route les transporteurs B et C. La billette est alors entraînée à travers les têtes E avec relativement peu de résistance et ses quatre côtés sont écroûtés simultanément à l'exception de la courte partie extrême antérieure, qui est coupée ou enlevée en un autre point de la ligne des transporteurs .
Si les billettes ne doivent pas être coupées, on commence
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l'écroûtage au bout extrême en arrêtant les billettes avec l'extrémité tout près des orifices des buses. On peut, si on le désire, prévoir un mécanisme convenable pour arrêter exactement les billettes dans une telle position par rapport aux têtes E. Un tel mécanisme peut comprendre un moyen élec- trique qui donne au moteur de commande du transporteur B de courtes impulsions telles que la billette peut être gra- duellement mue en avant ou en arrière par une série de courts mouvements. Dès que l'extrémité arrière de la billette at- teint les têtes E après avoir passé à travers l'écroûteur , on coupe les gaz et on écarte les têtes de façon qu'une au- tre billette puisse être amenée en position et écroûtée .
Les jets chauffants à haute température et les cou- rants relativement volumineux de gaz oxydant sortant des bu- ses frappent obliquement contre les surfaces et se perdent sur celles-ci en travers de toutes leurs largeurs, le gaz oxydant réagissant avec le métal de surface chaud et fai- sant qu'il s'allume et brûle. Cette combustion ou oxydation du métal de surface se produit progressivement à mesure que les parties successives du métal de surface chaud sont soumises à l'influence du gaz oxydant, une zone ou "mare" de réaction continue étant constamment maintenue au point où le gaz frappe sur les surf aces. Une couche de métal est ainsi enlevée, simultanément, de chaque surface de la billette et cela produit plusieurs canaux ou rainures contigus, peu profonds, ayant des côtés qui vont graduellement en pente .
Toutefois, on réduit beaucoup la variation de profondeur en prévoyant un plus grand nombre de jets plus petits plus étroitement adjacents les uns aux autres. Le courant de gaz oxydant chasse le métal oxydé et fondu de la zone de réaction
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et c'est ce mélange qu'on a appelé une "scorie". Bien que l'on puisse réduire complètement le métal de surface à un état oxydé, on a trouvé, en pratique, qu'on peut enlever une partie de ce métal de surface pendant qu'il est dans un état partiellement oxydé et une autre partie dans un état non oxydé et à l'état fondu, en réalisant ainsi une économie considérable dans la quantité de gaz oxydant consommée.
On retient la mare sur chaque surface et on la confine au mi- lieu de celle-ci en inclinant légèrement les buses externes de chaque rangée vers les buses centrales .
Puisque les têtes E se meuvent en contact avec les quatre côtés de la billette, on voit que tout léger changement dans l'épaisseur de celle-ci fera que les paires de têtes seront mues horizontalement en antagonisme à la pression des ressorts 49 et que toute variation dans la rectitude de la billette ou toute cambrure latérale, fera que les têtes E monteront ou descendront ou se mouvront horizontalement à l'unisson, de manière à maintenir le contact sans causer de résistance importante au passage de la billette.
Puisque le poids de l'appareil écroûteur est presque complètement équilibré, les pressions, sur les têtes E, nécessaires pour produire les mouvements transversaux sont faibles.
Après que la billette est complètement écroûtée , elle quitte l'appareil A sur la section de transporteur, ' actionnée par force motrice, C et puisqu'une chaleur considérable a pénétré dans la billette au cours de l'écroûtage et spécialement dans le cas où cet écroûtage est effectué juste avant la cage de cylindres suivante, les billettes successivés sont à une température de laminage à chaud augmentée et passent immédiatement à ces cylindres finisseurs
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sans qu'il soit nécessaire de mettre les billettes dans des fours à réchauffer.
Les collets 16 et 17 des rouleaux 11 des deux sections de transporteur B et C, aussi bien que le rouleau guide 80, sont en alignement et coopèrent pour guider la billette en ligne droite pendant son passage à travers l'espace délimité par les têtes écroûteuses E
Dans le cas où l'on substitue le présent appareil écroûteur à une section d'une ligne de transporteur de billette, dans un laminoir existant, l'écroûteur A peut être situé si près d'une cage de cylindres que la billette pénètre entre les cylindres, qui présentent une cannelure quadrangulaire pendant qu'elle passe encore dans 1'écroûteur.
Par exemple, la cage de cylindres peut se trouver dans la position ocoupée par la section (le transporteur C. Dans de tels cas, lavitessede mouvement de la billette dans l'appareil sera fixée par la vitesse des cylindres et on choisit des facteurs tels que l'inclinaison des buses et la vitesse des gaz pour donner la profondeur de coupe, ou de passe, désirée lorsque les billettes chaudes se meuvent à la vitesse prédéterminée. C'est possible dans le présent cas, puisque l'allure de réaction sur des billettes chaudes, avec un réglage convenable des facteurs mentionnés, est très grande de sorte que la billette peut se mouvoir relativement vite.
Lorsqu'on désire faire passer une billette dans les cages de cylindres sans traitement superficiel, ou dans le cas où l'on désire faire passer le long de la ligne du transporteur un corps d'une dimension ou d'une forme différente, qui ne passerait pas à travers les têtes E ,on met rapidement 1'écroûteur A hors d'alignement avec le transporteur B et on amène le rouleau 102 en alignement avec celui-
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ci en excitant le moteur 88 du chariot F. Les commandes électriques pour le transporteur et le moteur 88 sont solidarisées entre elles dans leurs actions de façon que des billettes situées sur le transporteur B ne puissent se mouvoir pendant que le chariot se meut, afin d'éviter une avarie à l'appareil.
Lorsque le moteur 88 est excité, le chariot F se meut à une allure rapide jusqu'à ce qu'il soit ralenti par l'engagement àe l'une ou l'autre rampe 96 avec le contacteur 98 correspondant et arrêté par le soulèvement du second contacteur correspondant et l'engagement de l'un ou l'autre des arrêts avec la console 95. Les rampes et les arrêts sont situés de telle façon que le rouleau 102 ou les têtes E sont en alignement exact avec les transporteurs B et C, comme c'est désiré. Des formes, telles que des lopins de section rectangulaire peuvent être transportées par les parties cylindriques des rouleaux 11 et du rouleau 102 .
Si on le désire, un autre dispositif écroûteur , similaire au dispositif A mais ayant des têtes similaires aux têtes E capables d'écroûter des billettes de forme ou de dimensions différentes, peut être monté sur le chariot F à la place du rouleau 102. Une telle disposition permet d'écroûter deux variétes de billettes dans la ligne du transporteur d'un laminoir qui travaille plus d'une variété , Le changement peut se faire avec très peu d'interruption du mouvement des formes en acier .
On propose également, conformément à l'invention , de pouvoir faire usage pour enlever la surface de deux faces adjacentes seulement du corps, d'un ensemble de deux têtes E montées pour se mouvoir à l'unisson, avec des moyens pour distribuer du gaz aux buses de chaque tête,cet
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ensemble étant disposé pour être supporté pour un mouvement latéral par rapport au corps à écroûter.
Les deux têtes E sont alors également montées dans la même relation angulaire l'une par rapport à l'autre, que celle existant entre les surfaces adjacentes; par exemple, si le corps est rectangulaire, les têtes doivent être perpendiculaires l'une à l'au- tre . Si le corps à écrouler est polygonal , possédant plus de quatre côtés, on peut prévoir une tête pour chaque côté à traiter et la monter pour qu'elle se meuve à l'unisson en se rapprochant et s'éloignant de celles des surfaces qui se trouvent toutes sur l'un des côtés d'un plan passant par l'axe du corps.
Dans le cas où l'on a à traiter des barres rondes, les têtes E peuvent être arquées pour correspondre à la surface cylindrique et les têtes en forme de segment situées sur un des côtés du plan axial de la surface cylindrique peuvent être montées pour se mouvoir à l'unisson en se rapprochant et s'éloignant de la surface . Dans le cas où l'on n'a à écroûter des côtés que sur une moitié seulement du corps, ce dernier peut être supporté de façon que ces surfaces se trouvent en dessus et les têtes peuvent se mouvoir verticalement en se rapprochant et s'éloignant des surfaces .
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"METAL BODY SCRUBBING PROCESS AND
APPARATUS SPECIFIC TO ITS PRACTICE. "
The present invention relates to the conditioning of metal body surfaces and more particularly relates to a method and apparatus for thermochemically peeling semi-finished products, or semi-finished shapes, made of steel such as billets, blooms, bars and slips.
During the rolling of steel, defects and burrs appear in the surfaces of the semi-finished products and it is desirable to condition these surfaces to remove these defects. An apparatus has already been proposed for simultaneously conditioning two opposite side faces of steel semi-products during the working of the latter in a steel rolling mill.
In order to scour all the lateral surfaces of a body in this anterior apparatus either one must
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have two of these peeling devices in series with, between them, means for handling the body so as to present the untreated faces to the nozzles of the second peeling machine or, when only one peeling machine is used, the body must be put back in position, after it has passed through the machine for the first time, to present two more surfaces for treatment, after which the body must be brought back to the inlet side of the machine and finally passed. a second time in this one.
The invention provides a method and apparatus whereby the peeling of all side faces of semi-finished products can be easily performed simultaneously in a single pass during normal and progressive production of semi-finished steel, which achieves a significant reduction. in the cost price of steel products by eliminating the waste of time caused by handling. Further savings are made, by removing surface metal from all surfaces simultaneously, in the consumption of oxidizing gas, the conservation of heat and removal of slag deposits from surfaces adjacent to those being peeled
The main object of the invention is to offer:
a method of scaling all side surfaces of ferrous metal bodies simultaneously, preferably while these bodies are at an elevated temperature, or red hot, and being passed between rolling operations in a steel rolling mill ; an apparatus, for the practice of this process, which can be easily incorporated in a conventional rolling mill of a steel mill, whereby the peeling of semi-finished products becomes an operation
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an integral part of working and conditioning steel;
a mechanism for stopping and positioning successive semi-finished products on the conveyor rollers before each peeling operation begins; means for simultaneously launching streams of oxidizing gases obliquely against the longitudinal surfaces of successive semi-finished products, so that all sides thereof are completely peeled in a single pass; a mechanism for bringing the throttle means into alignment and out of alignment with the row of bodies or semi-finished products; a means of mounting the throttle devices in such a way that they are freely movable or "float" as a unit in a direction transverse to the direction of movement of the semi-finished products, so as to maintain the alignment of the launchers gas with bodies as they pass;
guide means, associated with the gas lance devices, thanks to which these are always suitably placed in order to peel an entire face on each side of the body or semi-finished product, regardless of any twisting or any changes in the contour of the halves products; a set of groups of throttle devices with a common fluid dispensing means, arranged and mounted so that the set can be quickly detached from the support mechanism and replaced by another set, and a mechanism by which an operator can operate effectively the operation of peeling successive ferrous metal bodies at a single point of a rolling mill while the bodies are moving lengthwise.
The invention provides a method and apparatus for removing metal from an elongated metal body, such as a
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steel billet, having a polygonal section and it consists in gradually applying a stream of oxidizing gas obliquely against a longitudinal surface of said body, and in the direction of the length of this surface, while the latter is maintained in an inclined position relative to a horizontal plane.
On the attached drawings:
Figure 1 is a plan of an apparatus prepared in accordance with the invention, showing parts of a steel rolling mill conveyor for passing successive metal bodies, in a position so that they are peeled on all their sides simultaneously, in a peeling device mounted on a carriage movable in one direction in a plane perpendicular to the direction of movement of the metal body;
Figure 2 is an enlarged view, broken away, of the peeling device shown in Figure 1;
Figure 3 is a vertical section on 3-3, Figure 2, showing the mechanism for vertical adjustment of the peeling means;
Figure 4 is a section, on 4-4, Figure 2, showing a battery of torches in position in a scouring head;
Figure 5 is an elevation, partly in section, of the laterally movable carriage, the support rail closest to the viewer being largely broken away;
Figure 6 is a section on 6-6, Figure 5.
Figure 7 is a view of a pillar fragment, with cutaways, showing another arrangement of the means
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counterbalancing;
Figure 8 is a front elevation of the right half of the peeling device, showing the arrangement of the manifolds and conduits for the supply of fluid to the peeling heads and
Figure 9 is a side elevation of the right half of the device, showing the arrangement of the conduits supplying the fluid.
In the practice of the invention, successive bodies of ferrous metal, moving in the direction of their length, may be peeled during, or after, rolling operations in a steel rolling mill and while they are at a temperature. high, red heat or lamination temperature. When working on billets, or similar pieces, which have a substantially symmetrical section, this can be done at a desired point of a rolling mill by gradually applying large streams of oxidizing gas obliquely against all sides of the body in the direction of their length, simultaneously, so as to gradually remove a layer of metal from successive parts of each of these sides.
The peeling device A (see figure 1) can be part of a steel rolling mill for working and packaging steel semi-finished products. In existing steel plants, this advanced crusher can be substituted for a section of a conveyor in a continuous rolling mill and sections B and C, located immediately in front of and behind the crusher, can be placed under the control of a single operator. which also controls all the working mechanism of the peeling device.
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As shown schematically in Figure 1, the two conveyor sections B and C, located on the inlet and outlet sides of the crusher A, may include several bearings 10 in which rollers 11 journal to support and moving successive ferrous bodies, such as square prismatic billets D, made of steel, coming from a blanking train or a roll stand of a continuous rolling mill, past the crusting apparatus A, in the direction indicated , to the immediately following roll stand, or to the finishing rolls of the rolling mill. The rollers 11 of the conveyor sections B and C can be controlled by a variable speed motor connected to a drive shaft 14 and provided with speed regulating means not shown.
As shown, each roller 11 is connected, by an angle gear 12 - 13, to the control shaft 14 carried by the bearing 15.
A platform is provided for the operator, which carries the control mechanism both for the conveyor motors and for the peeling device A, hereinafter described, and which is located so that an operator can easily monitor the progress of the peeling and the condition of the collapsed billets as they leave the crusher.
The crusher A comprises oxidizing gas launcher means constructed and arranged to simultaneously peel, in a single pass, all four sides of the billets D. The billet, when square, is preferably supported in a "diamond-shaped" position. , that is to say in a position such that a diagonal of its cross section is substantially vertical. This so-called diamond position allows a great simplification of the machine, as can be seen from
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will see in the detailed description.
Four E crusher heads can be supported and rotated as two pairs each constituting an assembly, thus eliminating the need for more than two driving devices for the heads, The diamond-shaped position further allows the E heads and the fluid distributor connections y associated with being moved towards the surfaces of the billets and away from them in a horizontal direction, which is advantageous since any other direction of movement would lead to a greater complication of the apparatus, in particular when the device crusher A must be movable out of alignment with conveyors B and C.
Another advantage of the diamond-shaped position results from the action of gravity on the slag flow ahead of the E heads, so that excessive amounts of slag easily flow from either side of the billet. - end the diamond-shaped position of the body the rollers 11 of the conveyor are provided with collars 16 and 17 having faces bevelled from outside to inside, 18, to make contact with the lower sides of the billet, so as to keep it in alignment and in the desired position. The weight of the billet will therefore maintain its horizontal axis above the axes of the rollers 11. The oxidizing gas launcher means, as best shown in FIGS.
1, 2 and 4, may consist of four spaced and opposed heads, each carrying a row of torches 20 and their nozzles 21 adjacent to the four sides of the billets to be scaled. In Figure 1, the torches are assumed to be removed from the heads E; but, in fig. 2 and 4, they are shown mounted in these heads. Each nozzle 21
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has a central passage for launching a relatively large volume of oxidizing gas, such as oxygen, which is discharged from the nozzle orifice preferably at substantially atmospheric pressure and strikes obliquely against surfaces at a rate preferably of between about 60 and about 300 meters per second. However, higher discharge pressures and speeds may be employed in certain circumstances.
Several orifices can surround the central oxygen passage and initiate a mixture of combustible gas, such as a mixture of oxygen and acetylene, to provide high temperature heated jets. The nozzles are disposed at an acute angle, preferably between 10 and 35 degrees, to the surfaces on which they operate, and the individual gas streams are initiated in the general direction of the peeling operation.
The torches 20, to which the nozzles 21 are attached so as to be able to be detached therefrom, are of rectangular section and relatively narrow compared to their width so that, when they are assembled, adjacent to each other, in the head E, as shown in figure 2, the nozzles are relatively close to each other and the individual gas streams come to the surface to give, in effect, single gas streams which extend all the way across the width of the treated sides.
The nozzles 21 are arranged and supported in the head E to give closely adjacent gas streams, inclined towards each other, the external streams being inclined outward inward at a greater angle for the purpose of maintaining and regulating the flow. -
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how much slag on each surface, as indicated in the .belge patent? 421.182 of April 21, 1937.
The existing passages: in the nozzles communicating with the passages provided in the torches 20 and the gases, as well as cooling water which is circulated through the torches, are provided by suitable connections at the rear end of the torches. torches.
The multiple lumens produce a series of contiguous, very shallow, parallel channels on the surface after the defects that were therein have been removed. This surface is well suited for further rolling; however, if it is desired to have smooth surfaces the row of lugs can be replaced by a suitable arrangement of nozzles producing a uniform stream of oxygen in the form of a web.
Head E affects the arrangement of a protector or box-shaped casing for the torches which it encloses substantially on all sides except the top where the supply conduits are connected. The fittings on the top of each torch include (see figure 4) a cooling water inlet 22, a water outlet 23, a fuel gas inlet 24, an inlet 25 for the heating oogone and an inlet 26 for the oxidizing gas or scouring oxygen. The width of the head E varies according to the width of the surface to be treated, the number of cnalumeaux and uuses which are in the head varying accordingly; for example: when a face 20 cm wide is collapsed, seven nozzles are provided.
The alumni are retained by suitable means, such as
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retaining bars 27, which are attached to each torch and from the lower ends of which extend pegs 28 engaging in sockets provided in the lower part of the head E. The upper parts of the bars 27 have ears 29 attached at the upper edge of the rear part 30 of the head by screws 31. The front parts of the torches are retained by a cross member 32 to which they are held side by side by dowels 33. The ends of the cross member 32 are secured to the walls sides of the casing by suitable screws.
The nozzle parts are retained in a desired fixed position by the front wall of the head E, which is removable and which secures the nozzles between it and the bottom of the head. This bottom 22 bears on the surface of the billet D and, to avoid excessive wear, is provided with a hard coating metal layer 36. In Figure 2, the front walls 34 of the heads which are on the left are removed to show the torches and the preferred converging relationship of the nozzles.
The heads E are mounted in fixed relation on two Y-plates 37 (fig. 2 and 4) by screws. The two branches of each Y are arranged at 90 degrees relative to each other and the heads E are arranged so that the bottoms 35 are at 90 degrees relative to each other and 45 degrees relative to the horizontal diagonals. and vertical of the billet, so as to make contact with two adjacent sides of the billet, simultaneously. The rods 39 of the Y-plates are fixed by a large screw 40 to the horizontally movable slides 41.
The two slides 41 are individually mounted, so as to be able to move,
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on a pair of brackets 42 so that the slides and the parts carried by them can be held either in an active position, with the undersides 36 of the heads E bearing against the sides of a billet, or in a position of inactivity with the E heads spaced a considerable distance from these sides. To this end, each support 42 has a U-shaped section, as shown in FIG. 3, and in the branches spaced from the front face of the support are formed grooves which receive the upper and lower edges, 43 and 44, of slide 41.
In the space existing between the rear face of the slider 41 and the front face of the support 42 is mounted a fluid actuated device, such as a hydraulic cylinder 45 in which a piston 46 works, for moving the slider along the support. The ± cylinder is rigidly secured to the rear side of the slide 41 and the rod 47 of the piston 46 is elastically connected, by its outer end, to an arm 48 (figure 2) secured to the support 42, The rod can slide in the arm 48 to a limited degree, determined by springs interposed between this arm and collars 50 provided on the piston rod.
Fluid delivered into the space at the rod end of piston 46 causes cylinder 45, slide 41, and heads E to move away from the billet and assume a position of inactivity. Conversely, fluid delivered to the space existing on the head side of piston 46 moves the cylinder, slide and heads towards the billet so as to place the nozzles N in a position where they are adjacent to the sides of the billet. this billet. The springs 49 allow the heads E to move horizontally a slight amount under the influence of small irregularities in the surface of the billet and independently of the mounting of the cylinders.
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hydraulic 45.
To adjust, or limit, the movement of the heads towards the billet, stops 51 may be secured to supports 42 at any of several spaced holes 52, as shown in Figure 2. Against the stops 51 are capable of being used. to carry the ends of threaded studs, or prisoners, 53 carried by ears 54 secured to the slides 41. The stops 51 can be fixed to any of the holes 52, depending on the size of the billets being peeled and we can adjust exactly the position of the prisoners 53 on the ears 54, which thus allows to properly bring and maintain the nozzles 21 at the desired position of activity.
The supports 42 are preferably supported in such a way that the heads E, carried by them, are freely or universally movable in all directions in a plane transverse to the direction of movement of the billets D, so that one can easily start the ball. peeling of billets regardless of slight variations in the position of the billets on the conveyor section B, This is done, as shown in Figure 3, by pivotally connecting the rear faces of the supports 42, at 55, at the ends anterior plates or horizontal connecting rods 56 including. rear ends are articulated, at 57, to a vertical plate 58.
Two horizontal plates 56 are associated with each support 42, as is best shown in FIGS. 1 and 3, and the ends of the four plates 56 are articulated to the single vertical plate 58.
The latter extends transversely to the apparatus, at the rear thereof, and has a central opening 59,
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U-shaped, shown in dotted lines in Figure 2, so that billets can pass freely through the apparatus during peeling.
The plate is articulated at 60, in each of its corners, to the rear ends of horizontal connecting rods extending towards the front, 61, as shown in FIGS, 1 and 2, and the front ends of these connecting rods 61 are hinged at 62 to the pillars 63 which can be secured to a foundation plate 64. The descending parts, or sides, of the supports 42 are rigidly linked together by a long horizontal connecting plate 66, so that they can be moved at the same time. 'unison. The plate 66 is secured by screws 67 which can be placed in some of the different holes 68 provided for them in the panel 65 to adjust the spacing of the supports 42 according to the dimension of the billet on which one operates.
With this construction, the plates allow vertical movement of the heads E up and down and the connecting rods 61 allow transverse movement of these heads in unison.
So that the heads E, the slides 41 and the supports 42 are freely movable vertically and however remain supported within the desired activity margin, their weight is balanced in any suitable manner. To this end, the pillars 63 have a U-shaped section and at their upper ends are secured supports 69 which extend from the bottom up and obliquely towards the front of the apparatus, as shown in FIGS. 1 and 2. On the outer ends of the supports 69 pivot lever arms 70 at the opposite ends of which are articulated yokes 71 and 72.
A strong metal cable 73, descending
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of each yoke 72, is secured by its lower end, at 74, to the rear face of the support 42 and, at the other end of the lever arm 70, a piston rod 75 descends, from each yoke 71, to the piston d 'a dash-pot or air cylinder 76 mounted in the interior of each pillar 63.
The lower end of cylinder 76 is hinged to the bottom of pillar 63 by a yoke 77 (Figure 2) to allow straight line movement of rod 75 relative to cylinder 76.
The balancing mechanism just described is provided with stabilizing means which also cause the heads to float in unison in their desired activity position. The means provided preferably here comprises a weight 78 in the form of a horizontal cast iron bar provided with two flexible cables 79 secured to its upper side.
The opposite ends of the cables 79 are connected to the link plate 66 and the weight 78 normally rests on the foundation plate 64. If desired, chains can be used instead of cables for greater flexibility. The length of the cables 79 is such that the weight 78 just touches the base plate 64 when the heads E float into the desired activity position. The air pressure applied to the upper part of cylinder 76 is maintained at a constant value which, when acting on the effective area of the piston, exerts a force slightly greater than that required to lift the front assembly of the mechanism. scaler, including the E heads, but insufficient to lift both the scaler mechanism and the full weight of the heavy mass 78.
The E heads will therefore float at the desired level and little additional force is required.
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nelle to move them above or below this level, for example, the force added to lift the heads is equal to that part of the weight of the heavy mass which is not balanced by the force exerted by the cylinder 76 and can be about 22 kg if the heavy mass 78 weighs 45 kg. The force added to lower the heads E from the position where they float is then at least 22 kg, or that part of the heavy mass 78 which is normally balanced.
In some circumstances, it may be inconvenient for the weights, or heavy masses, 78 to be located under the heads E, and other means such as special leveling devices in conjunction with the heads may be provided to float the heads to the desired level. air cylinders 76.
A variant is shown in Figure 7 where a weight 78 ', provided with a central opening 110 passing therethrough, surrounds the piston rod 75 of the air cylinder 76.
The weight 78 'is normally supported at about the middle of the rod 75 by a horizontal support plate 111, the edges of which are secured to the inner side walls of the post 63. The plate 111 also has a hole through which the rod 75 passes. and which is larger than the hole 110. To pick up or take the weight 78 'when the rod 75 comes to a position higher than the level at which the heads are floating, a collar 112 is secured on the rod 75, under the weight. The larger horizontal dimension of collar 112 is larger than the diameter of hole 110, but smaller than the hole in plate 111, so that the collar will pass through to engage.
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weight 78 '. A weight 78 'is arranged in each of the pillars 63.
This arrangement works in a manner similar to that already described, except that the weights are picked up when the heads 78 are moved up and down from their normal level. Thus, the air cylinders together exert a force which, when aided by the two weights 78 ', is sufficient to raise the heads and the support mechanism to the desired level. When this level is reached, the weights 78 'touch the plates 111, so that the weights no longer help the cylinders. The air pressure is kept at a constant value such that the force exerted is not sufficient to raise the heads E above the desired level without the aid of the weights 78 '. The heads E will therefore always return to the desired normal level when they have been moved therefrom.
To support the billet as it passes through the peeler, a guide roller 80 is provided immediately behind the heads E. This roller is supported by a bearing 81 mounted on the foundation plate 64. Motor means may, if it is desired, to be provided to positively actuate the roller 80, for example when one has to peel very short bodies which, otherwise, could remain in the machine. Roller 80 prevents long hot billets from sagging due to their weight and softness.
The foundation plate 64 of the peeling apparatus forms part of a carriage for bringing the apparatus into and out of the active position. This carriage, designated as a whole by F, is shown in more detail in FIGS. 5 and
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6 and comprises a horizontal box frame, 82, supporting the foundation plate 64. This frame is supported by two transverse axles, 83, rotating in bearings 84 mounted in the side walls of the frame. Flanged wheels 85 are carried by the end parts of the axles for rolling on a pair of rails 86 which are perpendicular to the axis of the carriers B and C and are supported on a foundation having, between the rails, a depression 87 in the form trough.
There is provided, in order to move the carriage horizontally along the rails, a means actuated preferably by an electric motor indicated at 88. The motor 88 is coupled to a horizontal shaft 89 longitudinally supported centrally, under the frame 82 by bearings 90, under each axle, a worm 91 is keyed to a shaft 89 so as to mesh with a helical wheel 92 which is keyed in the middle of each axle 83. The motor, which is reversible, is thus connected, by gear, to the two axles so as to actuate the carriage in either direction. Stops are provided to limit the stroke in each direction and are arranged to hold the carriage rigidly on the rails when it is in its extreme positions. These stops consist of two cleats 93 descending from the underside of the frame 82.
These cleats have arms 94 extending horizontally towards each other, which hook under a console 95, extending horizontally, attached to the side wall of the trough 87. Switching means are also provided for automatically slow down and stop the engine 88 and are actuated by means of two sets of ramps 96 and 97 carried by the foundation plate 64, on one side thereof.
The ramps meet swivel contact arms 98 and
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99 and raise these when the carriage F approaches an extreme position, first to slow the engine and then to stop it. With one of the arms raised the engine is slowed down and with both arms held up it is stopped and the engine control is conditioned for reverse direction movement when desired. The arms 98, 99 and the switch mechanism are carried by a fixed cage 100. The motor 88 is supported by a support 101 extending from the end of the frame 82.
When the peeling apparatus is brought to the inactive position, it is desirable that a roll of support be substituted for the roll 80. The replacement roll 102 is substantially identical to the rollers 11 and may be devoid of control means. although, if desired, a motor can be connected to it to positively actuate it. The roller 102 rotates in bearings 103 supported on the foundation plate 64 along the peeling apparatus A. The stops 93, for the carriage F, are located in such a way, with respect to the bracket 95, that the roller 102 will be in line with the conveyors b and C in one of the extreme positions of the carriage and that the heads E and the roller 80 will be in line with the conveyors B and C in the other extreme position, as shown in the figure. figure 1.
The arrangement of the means forming a whole for supplying gas and a cooling liquid to each head E of a pair of these heads is shown in FIGS. 8 and 9.
Only the right half of the scaler device A is shown and described here, since the left half is the image reflected as in a mirror. The fluid dispenser assembly for a pair of heads includes a set of
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five vertically arranged collectors, 114, 115, 116, 117 and 118, which are secured side by side ... in a row, on a collector holder 119. The latter takes the form of a hollow vertical rectangular prism, the collectors being subjected, by welding in their centers, to the outer wall of this prism.
The inner wall of the manifold holder 119 is provided with a flange 120, extending from one side towards the heads E, by which the manifold holder and the assembly are secured to the rod portion 39 of the plate. in Y 37, previously described, by two head screws 121.
The upper and lower parts of the manifolds 114, 115, 116, 117 and 118 are each provided with as many fittings 122 as there are torches in a head E.
The end parts of the manifolds are also bent at an angle of 45 degrees towards the corresponding head E so that conduits 123, provided between the torches 20 of each head E and the fittings 122, can be suitably arranged and those of each row may be of equal length. The conduits 123 are arranged such that each connector 122 of the manifold 118 communicates with the heating gas inlet 24 of a torch 20, the manifold 118 thus distributing heating gas. Fittings 122 of manifold 117 communicate through another set of conduits 123 with the heating oxygen inlet 25 of each torch.
The manifold 116 is connected in a similar fashion to the water inlets 22, the manifold 115 is connected in a similar manner to the peeling oxygen inlets 26, and the manifold 114 is connected in a similar manner, through the set of conduits 123 located furthest back, at the water outlets 23. The conduits 123 do not need to be flexible,
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since the heads E and the corresponding collectors are mounted in a fixed relationship with respect to each other on the plate 37, which gives an assembly which moves as a whole.
In order to allow the movement of such an assembly, the supply conduits bringing fluid to the collectors 114, 115 116, 117 and 118 and leading it therefrom are arranged to be flexible and have hanging loops. flexible conduit 124 takes the used cooling water from the collector 114 to which it is, connected below its middle.
Likewise, conduit 125 supplies scouring oxygen to manifold 115, to which it is connected at a point above conduit 124; a pipe 126 supplies cooling water to the manifold 116, to which it is connected in its middle; a duct 127 supplies heating oxygen to the duct 117 to which it is connected at a point above the duct 126 and a duct 128 supplies heating gas to the duct 118 and is connected there above the duct 127.
Each of these flexible conduits 124, 125, 126, 127 and 128 communicates with a control apparatus located inside a cage 129 which is disposed at a location adjacent to the pillar 63 and to the rear thereof. The control device located in the cage 129 can be operated by remote control means, from an operator station. At the operator's station, these remote control means may preferably be integral in their action with the controls of the motor of the conveyor and the controls of the motor of the transverse carriage so that the flow of gases and of the cooling water can be started
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and stopped at the right times and in the desired order of succession.
Thus, when the heads E are moved away from the billet D, the gas supply to the torches can be interrupted and be resumed, in the desired order of succession, when the heads E are brought closer to the billet. The passage of fluids can be interrupted in a similar manner when the carriage F is moved to bring the scaler A out of alignment with the conveyor.
When the peeler mechanism is in the active position, for peeling successive billets delivered to it on the conveyor B, with pressurized air constantly applied to the cylinders 76, so that the heads E float in the position d 'activity and are held apart by hydraulic pressure in the rod ends of the cylinders 45, the control mechanism of the conveyor B is driven so as to move the end of the billet between the heads E and bring it to rest in a position such that its front end is 7 to 12 cm beyond the plane of the ends of the nozzles 21.
Hydraulic pressure is applied to the head ends of the cylinders ± to bring the heads E into contact with the four sides of the billet. The preheating flames are then admitted and, when the surface is at the ignition temperature, the oxidizing gases are applied and the transporters B and C are started. The billet is then drawn through the heads E with relatively little resistance and its four sides are peeled simultaneously with the exception of the short anterior end part, which is cut or removed at another point in the line of the carriers.
If the billets should not be cut, we start
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peeling at the extreme end by stopping the billets with the end close to the nozzle orifices. A suitable mechanism can, if desired, be provided for exactly stopping the billets in such a position relative to the heads E. Such a mechanism can comprise electrical means which gives the drive motor of the conveyor B short pulses such as. that the billet can be gradually moved forward or backward by a series of short movements. As soon as the rear end of the billet reaches the heads E after passing through the crusher, the throttle is turned off and the heads moved apart so that another billet can be brought into position and peeled.
The high temperature heated jets and the relatively large streams of oxidizing gas exiting the nozzles strike obliquely against surfaces and are lost on them across all widths, the oxidizing gas reacting with the hot surface metal and causing it to ignite and burn. This combustion or oxidation of the surface metal occurs gradually as successive parts of the hot surface metal are subjected to the influence of the oxidizing gas, a continuous reaction zone or "pool" being constantly maintained at the point where the gas strikes. on the surf aces. A layer of metal is thus removed, simultaneously, from each surface of the billet and this produces several contiguous, shallow channels or grooves having sides which gradually slope.
However, the variation in depth is greatly reduced by providing a greater number of smaller jets more closely adjacent to each other. The stream of oxidizing gas drives the oxidized and molten metal from the reaction zone
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and it is this mixture that has been called a "slag". Although the surface metal can be completely reduced to an oxidized state, it has been found in practice that part of this surface metal can be removed while it is in a partially oxidized state and another part. in an unoxidized state and in a molten state, thereby realizing a considerable saving in the amount of oxidizing gas consumed.
The pond is retained on each surface and confined in the middle of it by slightly tilting the outer nozzles of each row towards the central nozzles.
Since the heads E move in contact with the four sides of the billet, it can be seen that any slight change in the thickness of the latter will cause the pairs of heads to be moved horizontally in antagonism to the pressure of the springs 49 and that any variation in the straightness of the billet or any lateral camber, will cause the heads E to move up or down or move horizontally in unison, so as to maintain contact without causing significant resistance to the passage of the billet.
Since the weight of the peeler is almost completely balanced, the pressures on the heads E required to produce the transverse movements are low.
After the billet is completely peeled, it leaves the apparatus A on the conveyor section, driven by motive power, C and since considerable heat has penetrated into the billet during peeling and especially in the case where this peeling is carried out just before the next roll stand, the successive billets are at an increased hot rolling temperature and pass immediately to these finishing rolls
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without the need to put the billets in heating ovens.
The collars 16 and 17 of the rollers 11 of the two conveyor sections B and C, as well as the guide roll 80, are in alignment and cooperate to guide the billet in a straight line as it passes through the space delimited by the peeling heads. E
In the event that the present crusher apparatus is substituted for a section of a billet conveyor line, in an existing rolling mill, the crusher A may be located so close to a roll stand that the billet enters between them. cylinders, which have a quadrangular groove while still passing through the crusher.
For example, the roll stand may be in the position cut off by the section (the conveyor C. In such cases, the speed of movement of the billet in the apparatus will be fixed by the speed of the rolls and factors such as inclination of the nozzles and gas velocity to give the desired depth of cut, or pass, when the hot billets are moving at the predetermined speed. This is possible in this case, since the rate of reaction on hot billets, with proper adjustment of the factors mentioned, is very large so that the billet can move relatively quickly.
When it is desired to pass a billet through the cylinder cages without surface treatment, or in the case where it is desired to pass along the conveyor line a body of a different size or shape, which does not would not pass through the heads E, the crusher A is quickly brought out of alignment with the conveyor B and the roll 102 is brought into alignment with it.
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ci by energizing the motor 88 of the carriage F. The electric controls for the conveyor and the motor 88 are secured to each other in their actions so that billets located on the conveyor B cannot move while the carriage is moving, in order to '' prevent damage to the device.
When motor 88 is energized, carriage F moves at a rapid rate until it is slowed down by engaging either ramp 96 with corresponding contactor 98 and stopped by lifting the corresponding second contactor and engagement of either stop with console 95. Ramps and stops are located such that roller 102 or heads E are in exact alignment with conveyors B and C , as desired. Shapes, such as slugs of rectangular cross section can be transported by the cylindrical parts of rollers 11 and roll 102.
If desired, another peeling device, similar to device A but having heads similar to heads E capable of peeling billets of different shape or size, can be mounted on carriage F in place of roller 102. One such arrangement allows two varieties of billets to be crusted in the conveyor line of a rolling mill which works more than one variety. The change can be done with very little interruption of the movement of the steel forms.
It is also proposed, according to the invention, to be able to use, to remove the surface of only two adjacent faces of the body, of a set of two heads E mounted to move in unison, with means for distributing gas. to the nozzles of each head, this
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the assembly being arranged to be supported for lateral movement with respect to the body to be peeled.
The two heads E are then also mounted in the same angular relationship with respect to each other, as that existing between the adjacent surfaces; for example, if the body is rectangular, the heads must be perpendicular to each other. If the body to be collapsed is polygonal, having more than four sides, we can provide a head for each side to be treated and mount it so that it moves in unison, approaching and away from those of the surfaces that are all found on one side of a plane passing through the axis of the body.
In the case where round bars are to be processed, the heads E can be arched to match the cylindrical surface and the segment-shaped heads located on one side of the axial plane of the cylindrical surface can be mounted to fit. move in unison moving closer and further away from the surface. In the event that only one half of the body has to be scaled from the sides, the body can be supported so that these surfaces are on top and the heads can move vertically, moving closer and further away. surfaces.