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"Procédé et appareil pour le traitement par la chaleur de fil et ruban métallique et de matériel étiré similaire".
La présente invention concerne en ordre principal des perfectionnements dans les appareils servant au traitement par la chaleur de matériel métallique étiré, tel du fil ou du feuillard, en une opération continue, et du genre dans lesquels le matériel est progressé longitudinalement dans et , travers un bain préliminaire de chauffe ou de contact contenant un liquide électriquement conducteur et dans et à travers un bain adoucisseur de métal en fusion, en relation espacéeau précé- dent, un courant électrique de chauffage passant à travers la section de matériel se trouvant entre ces bains.
Dans ces appareils, il est prévu une cuve d'adoucissement à travers laquelle on fait passer le matériel étiré et dans
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laquelle, après avoir été chauffé ainsi à une température rela- tivement élevée, le dit matériel étiré est soudainement réduit ou abaissé à une température plus basse afin de produire dans le métal du matériel en traitement des conditions et qualités physiques voulues et définitives.
Un second bain, dans lequel l'opération d'adoucissement débute, est garni sur la partie de sa surface 4 travers laquelle le matériel quitte le métal en @ fusion, d'un bain d'huile adoucissante qui s'étend au delà du bain de métal en fusion et travers lequel passe le matériel progressant en vue d'effectuer une seconde phase de l'opération d'adoucissement.Il est généralement d'importance, et particu- lièrement ainsi dans pareil traitement de matériel d'acier au carbone, que la température à laquelle le produit chauffé est ainsi réduit soit située dans des limites étroites déterminées, afin que le matériel, par exemple du fil d'acier, puisse avoir une texture et des qualités physiques uniformes dans toute sa longueur.
Le dispositif d'adoucissement décrit ci-devant est conçu pour réduire le fil chauffé à une température substantiellement plus basse dans le voisinage de 425 F., l'effet métallurgique sur du matériel d'acier étant de recuire celui-ci. Le bain dans l'appareil d'adoucissement en question peut par conséquent être désigné de façon appropriée comme un bain de recuit.
Cependant, pour le traitement de matériel d'acier dans le but de recuire ou soi-disant "patenter", le matériel exige d'être réduit en température pour une quantité substantiellement moin- dre, soit entre 9500 F. et 1100 F.
Etant donné que la construction et l'installation d'appa- reils de chauffage du genre désigné ci-devant implique une dépense très considérable, la présente invention a pour but de construire un appareil dans lequel à la suite de ce chauffage, le fil peut être passé au choix à travers un bain d'adoucisse-'' ment convenable pour le recuire, soit pour le malléabiliser ou "patenter" selon le désir. Il est ainsi rendu possible
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d'exécuter chacune de ces opérations dans le traitement de matériel étiré par la chaleur avec emploi d'une quantité mini- mum d'équipement.
Conformément à l'invention, il est prévu une pluralité de bains d'adoucissement de caractères différents, le bain préliminaire de contact ou de chauffage étant monté pour accom- plir un mouvement de translation, de façon qu'il puisse être amené en relation opérative avec chacun des dits bains d'adoucis-, sement selon qu'on le dé sire.
Une forme illustrative de réalisation de la présente inven- tion est décrite et montrée dans les dessins.
Les figures 1, 2 et 3 sont des vues en élévation latérale de sections successives d'une installation comportant les pré- sents perfectionnements;
La figure 4 est une vue en coupe longitudinale brisée de la cuve ou bain de contact à travers lequel on fait passer initialementle fil ou article similaire pour le chauffer sur son parcours vers le bain de refroidissement ou d'adoucissement, soit que celui-ci est pour le réduit ou malléabilisation;
La figure 5 est une vue similaire en coupe longitudinale rompue de la cuve ou bain d'adoucissement perfectionné nouveau conçu soit pour une opération de recuit, soit comme un bain d'étirage en conjonction avec une opération d'adoucissement; et
La figure 6 est une vue en coupe transversale de pareille cuve d'adoucissement, le plan de la coupeétant indiqué par la ligne 6-6 de la figure 5.
Référant à la vue générale de l'appareil montré par les figures 1, 2 et 3, il y est montré le fil W passant premièrement dans et % travers un bain de chauffe ou de contact A contenant un liquide électriquement conducteur, de préférence de métal en fusion, tel un alliage de plomb ayant un point de fusion infé- rieur à celui du plomb, ensuite dans et à travers un bain B de plomb ou alliage de plomb en fusion et un adoucisseur d' huile contigu C qui constituent ensemble les moyens d'adoucissement
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pour recuire le fil ; etfinalement travers un bain de plomb en fusion D qui est adapté . servir comme bain d'étirage en adoucissant ou comme adoucisseur direct pour recuire ou "paten- ter" le fil.
Des connections électriques convenables (non illustrées) sont prévues pour les bains respectifs A et B, ou alternativement pour les bains A et D, ou alternativement pour les bains A, B, et D, de façon qu'un courant électrique peut être passé à travers la section de matériel progressant située entre les deux bains en question, en vue de chauffer ce matériel progressivement à une température maximum voulue à son entrée dans le bain d'adou- cissement.
Il sera donné une description détaillée de la construction du bain de contact tel qu'illustré dans la figure 4 et de la cuve illustrée dans les figures 5 et 6 contenant le bain de plomb D employé pour amcer une opération de recuit ou comme adoucisseur direct pour recuire ou "patenter". Cependant avant de procéder à pareille description détaillée de ce bain de con- tact et adoucisseur à plomb, on doit remarquer que le premier est monté sur un chariot à roues a lequel est capable de rouler sur une voie de rpulement a' qui s'étend longitudinalement ce bain et de là lelong du bain adoucisseur aligné B.
Par conséquent le dit bain de contact, en plus qu'il peut occuper la position montrée en lignes pleines dans la figure 1, peut être déplacé dans la position montrée en lignes pointillées dans la figure 2, et dans laquelle le fil, comme il progresse partir du dit bain de contact, est directement introduit dans le bain de recuit D au lieu d'être introduit dans le bain adoucisseur B, élimi- nant ainsi de l'opération ce bain d'adoucissement B aussi bien que l'adoucisseur huile contigu C. Par conséquent, on se rend compte que le même appareil peut s'adapter facilement et rapide- ment pour l'opération d'adoucir le fil ou matériel étiré sembla- ble ou pour le recuire ou "patenter".
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Dans les figures 4,5 et 6 il est supposé que le bain de contact contenu dans une cuve 1 a donc été déplacé en avant pour oceuper cette position mentionnée en dernier lieu, comme montré dans la figure 2, de façon que le fil W (ou plutôt une pluralité de fils disposés en relation parallèle) puisse passer de là directement dans le bain adoucisseur D contenu dans la cuve 2. Ces cuves seront de préférence dans la forme de réci- pients en tôle métallique, étroits et allongés et elles seront convenablement supportées dans un soubassement isolant tel qu'illustré. Chacune d'elles,en outre,contiendra un métal, tel du plomb ou alliage de plomb qui se trouvera à l'état de fusion à la température opérative impliquée.
Le niveau approximatif de ce bain en fusion est indiqué par la ligne pointillée 3 dans la figure 4 et par la ligne pointillée 4 dans la figure 5, et afin de maintenir le fil en dessous de ce niveau pendant qu'il traverse les bains respectifs, il est prévu un guide ou plon- geur 5 dans le bain de contact et un guide semblable 6 dans le bain adoucisseur. Ces plongeurs, tel qu'illustré dans la figure 6 consisteront de préférence en des barres transversales ayant des séries de rainures 5a dans l'un des cas et 6a dans l'autre pratiquées sur leur côté inférieur et correspondant en nombre avec les fils que l'appareil est destiné à traiter.
Chaque fil en quittant cette cuve de contact 1 est guidé par dessus une poulie 7 dans un tube isolant 8 incliné vers le bas, mais sans venir en contact avec ce tube, et en sortant à l'extrémité inférieure de ce tube, il entre directement dans le bain de métal en fusion de la cuve d'adoucissement 2. A l'inter- vention de conducteurs appropriés (non illustrés) ces cuves de contact et d'adoucissement, et par suite les bains de métal en @@ fusion contenus respectivement dans ces cuves, sont en connec- tion dans un circuit électrique de façon qu'on peut faire passez un courant d'électricité à travers la partie du matériel, soit le fil W, qui s'étend du premier bain au second, courant qui chauffera le matériel avançant progressivement à une température
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voulue au moment d'entrer dans le bain d'adoucissement.
Qu'il soit chauffé par des moyens électriques tel qu'exposé ou par le four plus familier, le fil, au point où il entre dans le second bain ou cuve d'adoucissement, sera amené à une tempéra- ture relativement élevée, soit au voisinage de 1500 F., et quand il s'agit de recuire ou "patenter" du fil d'acier, cette température doit être réduite, comme énoncé ci-devant, jusqu'en- tre 9500 et 1100 F.. Dans le cas où, tel qu'envisagé, une plura- @ lité de fils est traitée/simultanément et afin d'obtenir des résultats uniformes, il est d'importance que la température à travers tout le bain adoucisseur soit maintenu aussi uniforme que possible, transversalement aussi bien que longitudinalement.
Il est d'ailleurs évident qu'il est nécessaire que le corps de métal qui constitue le bain sera initialement élevé à une tempé- rature où il se trouvera à l'état de fusion, sinon l'appareil ne pourrait pas du tout fonctionner. Par conséquent, dans la présen- te construction perfectionnée, il est prévu des moyens de chauffe et de refroidissement interconnectés, ces derniers de construc- tion spéciale.
Les moyens de chauffage comprennent une pluralité de réchauf- feurs d'immersion 10 qui s'étendent transversalement et sont disposés longitudinalement en relation espacée, près du fond du récipient en tôle 2 qui constitue la cuve d'adoucissement, ces réchauffeurs sont introduits dans celle-ci travers l'une des parois latérales et sont de préférence du type de résistance électrique, avec lesquels on peut régler de près la quantité de rendement en chaleur. En outre on emploiera un nombre suffisant de ces unités, de façon que non seulement le corps de métal dans le récipient ou cuve puisse être rapidement rendu à, l'état de fusion, mais qu'il puisse tout aussi vite être amené approxima- tivement à la température à laquelle il est nécessaire de mainte- nir la bain pour le traitement en instance.
De plus, comme eette température est substantiellement moindre que celle des fils entrants fortement chauffés, la température du bain pourrait
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maintenant augmenter 4 un point où l'on n'obtiendrait pas d'action de refroidissement effective, même si l'on devait couper entière- ment ces unités chauffantes.
Les moyens de refroidissement prévus pour éliminer l'excès de chaleur introduit ainsi dans le bain par les fils entrants forte- ment chauffés, comprennent en premier lieu une série multiple de passages 12 qui s'étendent longitudinalement à.,. la paroi de fond ou soubassement à partir d'un conduit d'alimentation 13 adjacent à l'extrémité antérieure de la cuve ou récipient, soit l'extrémi- té où les fils W pénètrent dans le bain, jusqu'à un point qui se trouve à une distance substtielle de cette extrémité et où ces passages sont en connection avec un conduit d'évacuation 14.
Une série multiple de conduits similaires 15 s'étend de la même manière lelong des parois latérales respectives de la cuve ou récipient à partir d'un collecteur commun 16 connecté avec un conduit d'ali- mentation 17, ces passages conduisant avantageusement au même con- duit d'évacuation 14 comme le font les passages mentionnés en pre- mier lieu, ou si on le désireils peuvent être munis avec un échap- pement séparé. Des conduits 13 et 17 formant un conduit divisé communiquent avec un tuyau d'alimentation commun 18 pour de l'air ou autre fluide réfrigérant sous pression suffisante pour qu'il soit chassé par les passages 12 et 15.
Des conduits 20 qui s'étendent lelong des côtés respectifs de la cuve ou récipient sont similairement en communication avec un tuyau d'alimentation commun 21 pour de l'air ou autre fluide réfri- gérant équivalent et conduisant de ces conduits il est prévu une sér rie de tubes de refroidissement 22 disposés transversalement. Ces derniers , comme montré au mieux dans la figure 6, s'étendent vers le bas dans le bain, ensuite transversalement et possèdent des bouts d'échappement 23 dirigés vers le haut. De préférence, comme montré dans la figure 5, ces tuyaux réfrigérants 22 seront disposés en groupes de deux ou trois, et ces groupes seront alternativement en communication avec le conduit 20 d'un côté et le conduit corres- pondant de l'autre côté de la cuve ou récipient.
Il sera entendu
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que le nombre de tubes de réfrigération dans ces groupes peut être varié aussi bien que leur espacement longitudinalement à la cuve, de façon à produire un plus grand effet de refroidissement l'extrémité antérieure de celle-ci, où les fils entrent dans le bain. Dans tous les cas, en mettant ces tubes de refroidisse- ment en communication de la manière décrite, le fluide réfrigé- rant sera obligé de circuler à travers de tubes sùccessifs ou de groupes de tubes en directions opposées et d'assurer ainsi une action réfrigérante uniforme . travers toute l'étendue transver- sale du bain. Par conséquent, ce dernier peut être maintenu à la même température pour tous les fils entrants W malgré leur espace- ment latéral.
Dans le but de contrôler les différents moyens de réfrigéra- tion aussi bien que les moyens de chauffage ainsi appliqués, il sera prévu un thermostat (non illustré) qui répondra de la tempé- rature en un ou plusieurs points du bain. Ce thermostat sera réglé de façon qu'en chauffant initialement le bain pour l'amener à l'état de fusion requis, les unités de chauffe 10 seront inter- rompues, par exemple à une température de 1000 F.. Ensuite les fils W étant amenés à une température, par exemple de 1475 C., seront obligés de traverser le bain et l'effet de la chaleur d'addition ainsi suppléée à ce dernier, fera immédiatement augmen- ter sa température.
Aussitôt que cet accroissement est égal à un nombre prédéterminé de degrés, le thermostat mettra en circuit l'alimentation en fluide réfrigérant dans les conduits 20 et ce fluide circulera alors transversalement en directions opposées à travers les tuyaux alternants 22 ou de groupes de ces tuyaux.
Si la température du bain continue encore à monter, le thermostat mettra en circuit l'alimentation en fluide réfrigérant aux conduit 13 et 17 de façon que ce fluide sera obligé de traverser les pas- sages 12 et 15 qui s'étendent lelong du fond et des parois laté- rales de la cuve ou récipient. Quand la température du bain tombe en dessous d'un maximum prescrit, par exemple 1010 F., le ther- mostat interrompra l'alimentation en fluide réfrigérant aux conduits mentionnés en dernier lieu et si nécessaire l'alimentati-
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on de ce fluide aux conduits 20.
De cette façon la température du bain peut être contrôlée dans des limites très étroites cependant qu'en même temps cette température est maintenue substantiellement uniforme dans le bain entier, de sorte que tous les fils passant par celui-ci seront refroidis la température propre pour produire l'effet de recuit ou de"patenté" voulu.
REVENDICATIONS.
1.-Appareil pour le traitement 4 chaud de matériel métallique étiré, tel du fil ou feuillard, du,genre dans lequel le matériel est progressé longitudinalement dans et , travers un bain prélimi- naire de chauffage ou-de contact contenant un liquide électrique- ment conducteur et dans et %. travers un bain d'adoucissement de métal en fusion en relation espacée avec le premier, un courant électrique de chauffage étant passé µ travers la section de maté- riel entre ces bains, caractérisé en ce qu'il comporte une plura- lité de bains d'adoucissement de caractère différent, et en ce que le bain préliminaire de chauffage ou de contact est monté pour avoir un mouvement de translation, de façon qu'il puisse être amené en relation opératoire avec chacun des dits bains d'adoucissement selon qu'on ledésire.