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BREVET D'INVENTION Messieurs Gerald Gray FITZMAURICE et Francis John Kingdon HULL, 40, Grosvenor Garder, Londres SW 1, Angleterre, représentants légaux de Monsieur Christer Peter SANDBERG, décédé, et .', Monsieur Arthur John wood GRAHAM, 40 Grosvenor Garder, Londres SW 1, Angleterre, tous de nationalité anglaise.
METHODE ET APPAREIL PERFECTIONNES POUR LE TRAITEMENT THERMIQUE DE RAIIS D'ACIER Ayant fait l'objet d'une demande de brevet en Grande Bretagne n 6890/41 en dates des 29 mai 1941 (demande provisoire) et 10 décembre 1941 (demande définitive).
Dans le brevet anglais 406029 on a décrit un procédé pour durcir des rails, dans lequel on dirige sur la portion sujette à. usure de toute la longueur du rail, de l'eau pulvérisée dont la hauteur de charge est réduite d:une manière déterminée pendant le traitement du rail, afin d'atteindre à certains résultats déterminés.
EP particulier, le prohlème que l'on'cherche à résoudre par le procédé de ce brevet est de réaliser sur une profondeur raisonnable, mettons de 6 à 14 m/m, dans la protion. supérieure et les angles de la tête du rail, une structure qui est de la eorbite, ou un' mélange de sorbite et de trooetite, ou même de la martensite (par contraste avec la structure sorbitique recherchée anté- ri.eurement et consistant pour partie en sorbite et pour partie en perlite), tandis que la structure sorbitique est produite dans sensible- ment le restant de la tête.
Suivant ce brevet, le rail et les jets projetant l'agent de refroi- dissement restent stationnaires pendant toute l'opération de traitement.
Dans le brevet belge n 363.274, on a décrit un procédé pour le refroidissement différé de rails, que/ces rails soient ou non traités thermiquement entre certaines limites de température, et le brevet
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anglais 375.081 décrit l'appareil employé pour réaliser le procédé.
D'une façon générale, cet appareil comprend la combinaison avec une aire de support , pour recevoir les rails encore chauds du laminoir, d' une chambre, four ou voute comprenant deux ou un plus grand nombre de* parties dont une est capable de produire en substance l'uniformité de température dans l'ensemble de chaque rail qui y pénètre ou vient se placer sous elle, tandis qu'une ou plus d'une des parties restantes sont capables de produire un refroidissement ralenti de chaque bail . une température inférieure prédéterminée, avant que le rail quitte la chambre, four ou voute.
La présente invention concerne un perfectionnement apporté à la méthode décrite et revendiquée dans le brevet anglais 406.029 pour durcir des rails au moyen de jets qui projettent un agent de refroidissement sur un rail en traitement.
Conformément à l'invention, on prévoit des moyens grâce auxquels un déplacement alternatif est communiqué soit aux jets, soit au rail.
Le déplacement alternatif peut être communiqué en déplaçant la rangée de jets en arrière et en avant le long du rail pendant son traitement, ou bien, alternativement, la rangée de jets peut être maintenue dans une position fixe, tandis que le rail est déplacé en arrière et en avant sous les jets. Des guides et des rouleaux sont prévus entre le rail et les jets à l'effet de maintenir le rail dans sa position correcte par rapport aux jets.
Lorsqu'une dureté additionnelle est désirée aux extrémités ou dans une portion intermédiaire quelconque du rail, la hauteur de charge de l'eau à ou aux environs des extrémités, ou bien dans toute partie ou parties intermédiaires, est augmentée au delà de celle appliquée au restant du rail, à l'emplacement ou aux emplacements considérés, ou bien la durée d'application de l'agent de refroidissement y est accrue.
Si on le désire, tant la durée d'application que la hauteur de charge de l'eau peuvent 4tre convenablement augmentées.
Le déplacement alternatif entraine la fusion des parties sur-durcies aux extrémités du rail ou dans des emplacements intermédiaires, dans les parties moins durcies, normales au restant du rail.
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L'invention peut également être appliquée aux rails qui n'ont pas été durcis., dans leur ensemble, l'agent de refroidissement étant localisé dans la ou les parties où le durcissement est désiré.
Des rails traités selon,la présente invention sont alors soumis aux conditions d'égalisation de''température et de refroidissement différé décrites dans le brevet belge 363.274, dans l'appareil décrit dans le brevet anglais 376.081, après quoi ils sont amenés au refroi- dissoir pour se refroidir jusqu'à la température ambiante.
L'application de l'invention permet l'emploi d'une teneur en carbone moins élevée dans les rails que celle qui leur est ordinaire- ment donnée, car le traitement non seulement accroît la dureté de la portion du rail sujette à l'usure, en augmentant ainsi sa résistance au matage, fluage et usure, mais accroit également la résistance et la raideur du rail.
Le traitement peut également être appliqué avec avantage aux- rails formés d'alliages à l'effet de rendre effective leur résistance accrue à l'usure. il a été antérieurement proposé, en relation avec le refroidissement ou re-durcissement de rails défectueux, d'appliquer un fluide de refroidissement aux rails, et de communiquer un mouvement de va et vient à l'appareil.contenant le fluide de refroidissement, à l'effet de modifier les points d'impact du fluide de refroidissement.
Le dessin annexé illustre une disposition constructive d'appareil pour la mise en oeuvre de l'invention, dans laquelle-les jets sont animés d'un déplacement alternatif et une disposition constructive dans laquelle le rail est amené à se déplacer d'un mouvement de va et vient.
Dans ce dess'in, a est une cellule ou hotte de'traitement qui est agencée au dessus du rail b à traiter, et qui peut être déplacée latéralement dans les deux directions d'une distance de quelques décimètres, comme il est indiqué en traits interrompus à la droite du dessin. La cellule ou hotte a qui est alimentée en air sous pression contient un nombre appréciable de conduits c dont chacun fourni de l' eau à l'un des jets d'un certain nombre de Jets d rapprochés l'un de l'autre, par des passages indépendants dans lesquels passent l'air venant de a et l'eau venant de c, l'eau étant pulvérisée par le choc de l'air qui s'échappe.
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Le mouvement est communiqué à la cellule a à l'aide d'un moteur e, de l'arbre-!, de la manivelle et de la bielle h. L'arbre! oui traverse la cellule peut se déplacer latéralement dans les deux directions, dans un guide j. Le rail b est supporté sur des rails ! s'étendant transversalement.
Dans les cas où le mouvement de va et vient doit être communiqué au rail et non à la cellule, on fait usage d'une bielle 1, (représentée en traits interrompus) fixée au rail, le restant du mécanisme étant le même que celui précédemment décrit,
Pendant le déplacement alternatif des jets, ou du rail, l'alimenta- tion de l'agent de refroidissement est réglée ainsi que défini dans le brevet anglais 406. 029.
Notamment,l'eau est amenée aux pulvérisateurs en quantité et sous une hauteur de charge telles qu'en raison de la . quantité accrue d'eau pulvérisée par unité de temps projetés grande vitesse contre la surface du rail, la vitesse de refroidissement dans la gamme des températures critiques est accrue d'au moins les 50% de celle indiquée dans l'exemple donné dans le brevet anglais 18972/14 -- la portion supérieure de la tête du rail est, dans cet exemple, rapidement refroidie d'une température d'environ 800 C à environ 800@C dans l'es- pace d'environ 1,1/2 minutes --, la @auteur de charge sous laquelle l'eau est débitée étant réduite au cours du traitement dans une mesure telle que lorsque la température de la prtie supérieure de la tête du rail est tombée à la température désirée,
cette température demeure sensi- blement constante jusqu'au moment où la structure sorbitique a été pro- duite dans la masse de la tête du rail, c'est à dire jusqu'à la fin de l'opération. Exemplativement l'extérieur de la tête d'un rail à champ:! - gnon de 47 kg par mètre, est refroidi de 810 C à 440 C dans un temps total de 35 secondes, pendant les premières 15 secondes la hauteur de charge de l'eau était de 15 mètres et pendant la seconde période de 20 secondes la hauteur de charge de l'eau était réduite à 0,9 mètre.
REVENDICATIONS @