<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et installation de découpage à l'oxygène des métaux et leurs alliages, utilisant l'énergie cinétique de particules à grande vitesse.
Lorsqu'un métal ou un alliage de métaux est dé- coupé au moyen d'un chalumeau utilisant une source de chaleur et de l'oxygène pour le découpage, il se forme des oxydes. Ces oxydes en fusion constituent un laitier qui doit être évacué au moment où il se forme, afin de permettre la progression régulière du coupage.
Pour certains métaux et alliages, ce laitier peut être aisément évacué sous l'action du jet d'oxygène de coupe.
Pour d'autres, le jet d'oxygène de coupe est impuissant à assurer cette évacuation.
Dans ce dernier cas, les oxydes forment un lai- tier visqueux adhérant aux parois de la saignée, ce laitier, s'il n'est pas évacué, ne permet plus à l'oxygène de rencontrer du métal ou de l'alliage à vif et l'oxydation s'arrête.
La présente invention réside dans le fait, qu'en injectant dans le jet d'oxygène de coupe des particules de ma- tières solides généralement quelconques, on communique à ces particules une énergie cinétique suffisante pour assurer ra- pidement et complètement l'évacuation, avec le jet d'oxygène, des laitiers formés.
<Desc/Clms Page number 2>
Si, d'autre part, l'on envisage le mode de formation des oxydes dans le découpage d'un métal ou d'un alliage quelconque au moyen d'un chalumeau utilisant une source de chaleur et un jet d'oxygène, on remarque que les oxydes engendrés se présentent sous la forme de gouttelet- tes ou de filets de laitier en fusion.
Ces gouttelettes et ces filets, même lorsque le métal ou l'alliage donne un laitier suffisamment fluide pour être évacué par le jet d'oxygène, suivent des trajec- toires quelconques.
Le laitier en fusion creuse le métal le long de ces trajectoires, par suite de phénomènes divers qui se manifestent, et des stries parfois très fortes se produisent sur les parois de la saignée. On se rend immédiatement compte qu'en aidant à l'évacuation rapide des laitiers, on peut di- minuer la profondeur des stries et modifier leur orientation.
Un arrive même, pour des conditions de règlage déterminées, à les supprimer pratiquement, si, suivant la présente inven- tion, l'on introduit dans le circuit d'oxygène de coupe, des particules solides de matière généralement quelconques, aux- quelles le dit oxygène de coupe communique une énergie ciné- tique suffisante pour que les particules lancées, entrant au contact des laitiers, entrainent ceux-ci mécaniquement hors de la saignée.
Les avantages du procédé sont:
1. Possibilité de couper des métaux ou alliages donnant à l'oxydation des laitiers visqueux ou réfractaires.
2. Possibilité de réduire ou d'éliminer pra- tiquement les stries dans les parois de la saignée et ceci au cours du coupage de n'importe quel métal ou alliage.
Dans le coupage avec particules à grande vites- se suivait le principe mentionné ci-dessus, il faut noter que les caractéristiques et la vitesse des particules ( forme, dimensions, masse spécifique, etc. ) doivent être fixées en- tre certaines limites pour chaque cas, et cela suivant les caractéristiques physiques ( viscosité, température approxi- mative de fusion etc. ) des laitiers à évacuer au moment du coupage.
Une forme d'exécution, donnée à simple titre d'exemple non limitatif ; est représentée schématiquement aux dessins annexés dans lesquels: la fig.l est un ensemble schématique de l'instal- lation de découpage; les fig. la et lb sont des variantes de dispo- sition des becs de chauffe et du bec de coupe;
<Desc/Clms Page number 3>
la fig. 2 est une variante du distributeur de particules.
L'installation comprend, essentiellement. un chalumeau spécial et un distributeur de particules inséré dans le circuit d'oxygène de coupe.
Le chalumeau peut être tenu à la main ou être monté sur une machine à couper. L'opération est donc manuelle ou automatique.
Le chalumeau 7 est raccordé à une distribu- tion d'oxygène 12, à une distribution d'acétylène 10 et au distributeur 15 par le conduit 13 ( oxygène de coupe + particules.)
Le règlage des gaz de chauffe se fait par les robinets 9 et 11.
Dans le cas où le chalumeau est monté sur une machine à couper, il est prévu un support 8.
Le chalumeau est équipé d'une tête et de becs. Les becs peuvent être amovibles ou non. La fig.l représente une tête 1 à laquelle les becs de chauffe 2, 3, 4 et le bec d'oxygène de coupe 5 sont incorporés. Le bec d'oxygène de coupe est constitué d'un ou plusieurs canaux amenant l'oxygène. Ce ou ces becs peuvent être en- tourés de becs de chauffe répartis sur la périphérie des conduits d'oxygène, comme représenté à la fig. lb.
Ils peuvent aussi être précédés de becs de chauffe comme indiqué aux figures la et lb.
Les becs de chauffe distribués autour du conduit d'oxygène de coupe, peuvent être remplacés par une amenée annulaire du gaz de chauffe concentrique au conduit amenant l'oxygène de coupe.
Enfin, le bec d'oxygène de coupe peut être prévu comme l'indique la figure la ; chauffe se faisant uniquement par les becs 2',3' et 4'. de coupe
Le nombre de bec de chauffe et de becs d'oxygène n'est pas limité.
La tête et les becs du chalumeau sont refroi- dis à l'air ou par circulation d'eau.
Le conduit 13 amène à la tête du chalumeau l'oxygène de coupe contenant les particules ; ce con- duit les particules acquièrent une vitesse suffisante pour remplir leur office.
Ce conduit 13 est alimenté par le réservoir 15 contenant les particules 16.
Le réservoir 15 reçoit l'oxygène par le conduit 14.
<Desc/Clms Page number 4>
Ce réservoir 15, fixe ou mobile, peut être conçu soit avec dispositif vibrant 17, tamis 19, couronne de réglage de débit des particules 18 ( le tamis 19, la couronne de règlage 18 sont alors fixés à un support 23 intérieur au réservoir ), soit avec écoulement des parti- cules réglé par un robinet spécial 20 placé entre le réser- voir 15' et le mélangeur 21. La capacité du réservoir 15 est fonction des travaux de coupage à effectuer.
L'opération de coupage s'effectue comme avec un chalumeau coupeur ordinaire, la tête 1 se déplaçant dans le sens indiqué par la flèche au-dessus de la pièce 22 à couper. il est également possible de déplacer la pièce à couper sous le chalumeau immobilisé.
A titre d'exemple il est à signaler qu'avec le procédé décrit ci-dessus, on a pu découper, même en for- tes épaisseurs, le l'acier inoxydable 18/8, en employant, comme particules solides lancées par le jet d'oxygène de coupe, du sable quartzeux calibré ( 0,2 à 0,3 mm.)
Le débit de particules était de l'ordre de 40 grammes à la minute, ces particules étaient lancées par un jet d'oxygène de coupe, dont la pression à l'amont du bec était de 5 kgs/cm2, pour un bec d'un diamètre intérieur de 1,5 mm.
R e v e n d i c a t i o n s .
1.- Procédé de découpage à l'oxygène des métaux et leurs alliages, caractérisé par le fait que les oxydes et laitiers formés au cours de l'opération de coupe sont évacués par des particules solides de matières généralement quelconques animées par le jet d'oxygène de coupe d'une éner- gie cinétique suffisante.