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" Perfectionnements aux procédés et installations our l'étirage, en particulier pour celui des tubes d'acier",
L'étirage des tubes, qu'il soit fait à chaud ou à froid, nécessite toujours le réohauffage du métal à une température voi- sine de 900 @à 1000 .
Dans le cas d'étirage à chaud, ce réchauffage a lieu avant passage dans la filière pour faciliter l'écoulement du métalAfin d'éliminer l'écrouissage, il s'opère au contraire après étirage, lorsque la déformation est faite à froid.
Dans les deux cas, le réchauffage du métal se fait habi-
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-tuellement dans des fours chauffés électriquement ou par des com- bustibles solides, liquides ou gazeux.
Ces fours sont toujours des constructions importantes en raison de la grande longaeur des produits à traiter et ils pré- sentent une inertie calorifique considérable ; leur mise en tem- pérature est donc longue et onéreuse ; deplus, la régularité du chauffage obtenu est incertaine.
D'autre part, dans de tels fours, même lorsque le labora- toire est à bonne température, le chauffage de la charge est tou- jours lent et il en résulte une oxydation importante, d'où perte de métal et obligation de redécaper les produits avant réétirage.
Il existe des fours dits de "recuit blano" permettant de chauffer sans oxydation, mais ces fours ont une inertie oalorifi- que encore plus grande que ceux à chauffage direct et leur construc- tion est très coûteuse,
En outre, du fait de la discontinuité des opérations, les prodédés actuellement en usage nécessitant une main d'oeuvre consi- dérable.
D'après ce qui précède, on voit que la technique actuelle de l'étirage présente de multiples inconvénients ; la présente in- vention a pour objet un procédé et une installation perfectionnés permettant de remédier dans une mesure importante aux inconvénients susvisés.
Le procédé perfectionné est essentiellement caractérisé par l'application, dans le circuit normal des tubes, d'un dispositif de chauffage ultra-rapide, éventuellement complété par une enceinte de refroidissement remplie de gaz neutre ou réducteur.
Le dispositif de chauffage ultra-rapide peut utiliser tout appareil permettant d'obtenir de très hautes températures et, no- tamment, le chalumeau oxyacétyléniques ou oxydrique, la torche à hydrogène atomique, l'aro voltaïque, etc..
On pput aussi recourir au chauffage par résistance, par paw- sage de courant à bas voltage et à très forte intensité dans la @ même du métal. Le courant est alors amené par des frotteurs appro- @
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-priés ou par deux, quatre ou six paires de galets roulant sur le tube.
Le procédé objet de la présente invention consiste à uti- liser du courant alternatif à haute fréquence pour produire l'élé- vation de température désirée rapidement et avec un encombrement réduit au strict minimum,,
Le courant à haute fréquence envoyé dans un solénolde ,en- tourant, sans le toucher, l'objet métallique à traiter permet, lors- que cette fréquence est suffisamment élevée et dépasse 100.000 pé- riodes, d'obtenir l'élévation de température presque instantanée et sur un espace très réduit, par conséquent, espace qui est de l'ordre du sixième, au maximum, de celui qui est nécessaire au chauffage par les moyens actuellement employés.
Il convient de noter que, du fait de l'absence de contact entre les appareils qui apportent le courant et le métal à réchauffer, on peut donner à la vitesse d'a- vancement dudit métal une valeur très grande et augmenter ainsi la rapidité de l'opération et le tonnage réchauffé dans un même temps.
De plus, ce procédé offre cet avantage qu'il permet de réa- liser le chauffage sur le banc même où se fait l'étirage, ce qui diminue encore l'encombrement total de l'installation.
Sur le d@ssin annexé, on a représenté d'une manière tout à fait schématique des exemples de modes de mise en oeuvre de l'in- vention
La fig. 1 montre, en coupe, l'organisation générale d'un dispositif de chauffage par induction;
La fig. 2 est une vue en élévation et la fig. 3 une vue en plan d'une installation d@étirage à chaud utilisant le dispositif de la fig. 1;
La fig. 4 montre, en plan, une installation d'étirage à froid dans le cas du travail "à creux" ou sur mandrin court;
La fig. 5 représente, à plus grande échelle, le détail d'un dispositif de réchauffage utilisé dans l'installation de la fig. 4; @
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La fig. 6, enfin, est une vue en plan d'une installation pour l'étirage à froid sur mandrin long.
La fig. 1 représente schématiquement et à titre d'exemple 1' installation de chauffage par induction réalisée de manière connue avec un adénoïde 1 constitué par un tube en cuivre, adénoïde dont l'axe coïnciderait avec celui du tube à chauffer, le solénolde étant parcouru par le courant alternatif et étant refroidi par un courant d'un fluide quelconque.
Le solénolde précité est monté de manière qu'il soit libre de se déplacer perpendiculairement à l'axe du tube à traiter dans le cas où celui-ci ne serait pas parfaitement rectiligne ; que ce dépla- cement soit rendu possible, le courant est amené au solénoïde par des conducteurs souples. C'est donc le tube 2 en cours d'échauffement qui guidera le solénolde. Afin qu'il ne puisse pas y avoir de contact entre les deux pièces, on-interpose entre le adénoïde et le tube des guides 3 en une ou,plusieurs parties faits en un matériau isolant et réais- tant à haute température (silice fondue, par exemple). Des butées 4 en matière isolante et réfractaire sont maintenues par des supports 5 et sont placées de part et d'autre du solénoïde afin que ce dernier ne puisse pas se déplacer longitudinalement.
Si le système de chauffage qui vient d'être décrit est placé en avant d'une filière 6, il est bien certain que l'on aura constitué une installation idéale d'étirage à chhud. En effet, le chauffage étant très rapide, l'oxydation sera très faible et on pourra même la réduire, en introduisant un gaz inerte ou réducteur dans le solénoïde; les produits obtenus ne seront donc pas rayés comme cela se produit très souvent lorsqu'on utilise des fours ordinaires ; de plus, les fi- lières auront une durée beaucoup--plus longue .
Comme ce système de chauffage n'a pour ainsi dire aucune inerti calorifique, il permet d'étirer à un moment quelconque, sans avoir à tenir compte du temps d'échauffement du four ni de la dépense de com- bustible qui en résultera, -comme c'est le cas actuellement. D'autre part, il y a lieu de noter que le chauffage par induction en haute fréquence permet de réduire considérablement la longueur du dispositif
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de réchauffage, Ceci est particulièrement intéressant lorsqu'on a à étirer de faibles quantités de produits.
Dans l'installation d'étirage à chaud utilisant l'appareil- lage venantd'tre décrit et que montrent les fig. 2 et 3, le tube 2 en cours d'étirage est tiré à une vitesse uniforme, au moyen d'un mécanisme approprié 9, à travers le adénoïde 1 et s'échauffe, par conséquent, d'une manière régulière. La réduction de section se fait aussi régulièrement, ce qui n'a pas toujours lieu actuellement, du fait de la difficulté d'obtention d'une température uniforme sur toute la longueur des four? utilisés.
Des galets 10 facilement démontables et commandés par un mo- teur à vitesse variable 11, entraînent le tube à étirer 2'pendant le passage de son extrémité avant à travers le dispositif de chauf- fage.
Il est évident que les vitesses des tubes 2 et 2' doivent âtre proportionnelles afin que la température de l'avant du tube soit la même que celle des autres parties.
Sur les figues 2 et 3, les flèches indiquent le trajet suivi par les tubes en cours de travail; les tubes à étirer sont placés en A et les tubes finis sont reçus en B.
En ce qui concerne l'étirage à froid, il faut distinguer le cas du travail "à creux" ou sur mandrin court et le cas du travail sur mandrin long.
Dans le travail "à creux" ou sur mandrin court (fig.4), les tubes t, après étirage sur le banc 12, sont éjectés dans la rigole 13, puis introduits automatiquement dans la machine à dresser ou dresseuse 14. Celle-oi est, de préférence, du type à hyperboloïde de révolution.
A la sortie de la dresseuse se trouve le dispositif de ré- chauffage 15 complété éventuellement par une enceinte de refroidis- semeht 16, dispositif représenté schématiquement et à titre d'exem- ple sur la fig. 5.
Deux galets 17 commandés par un moteur à vitesse variable entraînent les tubes dans la gouttière 18 à la marne allure que la machine à dresser, dès que celle-ci n'intervient plus.
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De la gouttière 18, les produits sont éjectés dans des berceaux par un dispositif quelconque.
L'ensemble 15 précité est sensiblement identique à celui re- présenté sur la fig, l, mais il comporte des guides fixes d'entrée et de sortie (19 et 20) en métal non magnétique placés à une distance suffisante des extrémités du solénoïde.
De même que dans le mode de réalisation décrit plus haut, le solénoïde est alimenté en courant par des câbles souples et il peut, par conséquent, se déplacer transversalement, tandis qu'il est ar- rêté longitudinalement par les pièces formant butées.
Si l'on veut obtenir un recuit sans oxydation, on prolonge le dispositif 15 par une enceinte 16 refroidie par un fluide cir- culant entre deux tubes concentriques 21 et 21'. Cette enceinte est remplie d'un gaz neutre ou réducteur légèrement en pression, a- mené par la canalisation 22.
A la sortie de l'enceinte 16, un guide 23 spécialement amé- nagé évite le fouettement des tubes pendant leur rotation.
Dans le cas d'étirage sur mandrin long ( fig. 6), les tubes t, après leur étirage sur le banc 25, sont éjectés dans la gouttière 26, puis introduits dans la machine à rouler 27, qui, en allongeant transversalement le métal des tubes, permet de les décoller de sur les mandrins. Les tubes sont reçus sur le berceau 28, puis envoyés sur le banc 29 sur lequel on procède ensuite au démandrinage.
Les mandrins m sont alors dirigés vers le banc deétirage, tandis que les tubes t sont acheminés sur une rigole 30, à partir de laquelle deux galets 31, commandés par un moteur à vitesse va- riable, les poussent à travers un dispositif 15-16, identique à ce- lui de-la fig. 5.
A la sortie de ce dispositif, deux autres galets 32, comman- dés à la même vitesse que les galets 31, évacuent les produits finis sur une goulotte 33 d'où ils sont éjectés dans des berceaux B pour leur reprise au pont roulant.
D'après ce qui précède, on se rend facilement compte que des installations telles que celles représentées sur les fig. 2,3, 4, et 6 permettent :
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a) de supprimer les fours de réchauffage et de recuit dont la mise en température est très lente et qui donnent un cha.uffage ir régulier et oxydant; b) d'améliorer l'aspect et la qualité des produits obtenus; c) de diminuer la consommation de métal; d) de réduire les frais de main d'oeuvre; e) de supprimer les opérations de décapage entre les dif- férents passes d'étirage à froid; f) de réduire sensiblement la consommation d'acide; g) d'obtenir une très grande souplesse dans le travail.
Les exemples qui viennent d'être décrits et qui se rapporten à des tubes d'acier ne sont nullement limitatifs. Les procédés et installations perfectionnés conformément à l'invention peuvent très bien être appliqués à tous les cas d'étirage ou de profilage à chaud ou à froid, de n'importe quel métal, les outils de déformation pou- vant être des filières ou des cylindres. Toutes ces applications rentrent dans le cadre de la présente invention lorsque l'installa- tion comporte un dispositif de chauffage ultra-rapide du produit traité, dispositif pouvant, dans certains cas, être combiné avec une enceinte de refroidissement.
L'invention peut s'appliquer aussi à n'importe quelle ins- tallation, continue, semi-continue ou discontinue, par exemple, au tréfilage à chaud et à froid des fils de tous métaux, à la fa- brication des profilés à partir de bandes, au laminage à froid des feuillards, etc.. etc..
Il convient de signaler, en outre, que dans chaque appli- cation, il y a à considérer deux constantes, à savoir :
1 / la vitesse de passage des produits à travers le dispo- sitif de chauffage;
2 / la température d'échauffement.
Il faudra donc que l'énergie calorifique dégagée, dans les dispositifs identiques au dispositif 15, soit par combustion de gaz soit par courants électriques, soit suffisante pour que les cons- tantes n'aient pas à être réduites.
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Au besoin, pn pourra placer les uns à la suite des autres deux ou trois dispositifs de chauffage.