CH454935A - Procédé et installation pour le traitement thermique de fils d'acier - Google Patents

Description

Procede et Installation pour 1e traitement thermique de füs d'aeier

La prisente Invention est relative au traitement thermique de fils d'acier et notamment, mais non exclu sivement, ä cesui des fils d'acier destines ä la fabrication des- panneaux de treillis soudis.

Habituellement, 1e fil d'acier prealablement treiili ou lamme, puis cranie et dresse, est soude en panneaux de treillis qui sont traites dans un four de grandes. d'i mensions. Le träitement thermique dure plus de vingt minutes.

Suivant 1'invention, an a trouve qu'une montee en temperature rapide ap#pliquee au 'fil d'acier avant son assemblage en treillis permettamt de supprimer 1.e tral tement au fou r des panneaux de .treillis et de reailiser ainsi une importante economie tont en obtenant des produits Finis d'aussi boge qualite.

L'invention a donc #pour objet un procede de trai tement thermique de fils. d'acier tronronnes en Barres, ledit procede consistant ä se.Ter 1a Barre entre des mä choires de maniere ä ferme@.un circuit e1ectrique et ä faire passer ün courant ilectrque Jans cette Barre pen dant un temps .tres Court, de mänieW ä la. chauffer ä une tempesature ne deepässant;pas -3000 C.

L'invention a egalement pour objet une Installation pour la mise en Oeuvre de ce präcede, cette Installa tion., destinee ä -etie montee.pres dune machine ä dres ser 1e fil, comprenaht en combinaison :- un circuit & ec trique de ahäüffage' de la Barre, ce circut etant ferme par la Barre elle-meme ; en s6de sur ce circuit, un con tacteur d'ouverture et de fermeture et un circuit auxi liaire de regulation d'energie contrölant 1'ouverture et la fermeture du circuit de chauffage en fonction de 1'inergie traversant la baxre.

Gräce ä ce procide.et ä cette Installation, il est pos sible d'effectuer 1e traitement thennique du fil imm6dia tenment ä la suilte de la machine ä .dresser et tmngonnear et meine d'adapter 1'installation ä la machine ä dresser.

En outre, 1e traitement tahermique suivant 1'inven tion permet avantageusement d'arreter 1e pihenomene de vieilliss@ement de la baue d'acier lorsque les caracteris tiques mecaniques disiries (risistance et limite Oasti que) sont atteintes.

D'autres avantages apparaitront au cours de la des cription qui va suivre.

Au dessin annexe, donne uniquement ä titre d'exemple la fig. 1 est une vue schematique en plan dune Installation suivant 1'invention pour 1e traitement eher mique de fils d'acier ; la fig. 2 est un diagramme comparatif des courbes de traction d'un fil traite conformement ä 1'invention et d'un fil non traite avec, en abscisses, les allongements A % du fil et, en ordonnees, les charges C auxquelles est soumis 1e fil.

Sutvant 1'exemple d'execution reprisente ä la fig. 1, 1'invention est -appliquee ä un fil F lamine ou bien tre file, crante et enfin redresse. 0n voit ä la fig. 1 1e fil F sortant dune machine ä redresser R d'un type connu, constituäe par exemple par un cadre redresseur rotatif, precede et suivi de galets entraineurs. Le fil passe en suite@ sous une cisalle C pour etre coupe en une Barre 1 de longueur determinee qui doit subir 1e traitement thermique.

La Barre est transfer@ee ä une Installation de chauf fage par resistance et, plus precisement, est placee entre deux paires de mächoires qui la saisissent ä ses extre mites. Chaque paire de mächoires mit l l iques, par exemple en cuivre ou alliage cuivreux, comprend une mäehoire fixe 2, reliee ä un circuit electrique de chauf fage, et un.e mächoire mobile 3, montie ä 1'extremite de la tige de piston d'un verin V ä double effet, ä com mand'e pne@urnatique. Chaquie mädhoi!re mobile 3 est convenablemen;t iso]ie- electriquement de la tige de piston du virin V corres pondant.

La commande des deux verins V est constituee de la maniere suivante : aux extreniites des cylindres de Ces verins deboudhent, de paart et d'Iautre du pis ton, deux condüits 4 et 5 servant alternativement de conduit d'amenee de fluide sous Pression et de & char ge. Les conduits 4 et 5 sont Tolles ä un robinet de dis tribution 6 ä quatre voies. Deux de Ces voies sont pr6ci sement los conduits 4 et 5. Les deux autres voies sont, dune Part, un conduit d'alimentation 7 en fluide sous Pression et, d'autre Part, un conduit de decharge B.

Le circuit electrique servant au traitement thermi que de la Barre 1 conformement ä 1'invention es:t cons titue, par :exemple, de la maniere suivante Une ligne d';allitnenlbation bifiladrle 9, reheie au rieseau, amene du courant alternatif aux mächoires metalliques fixes 2 ä travers un contacteur 10, un transformateur 11 et des conducteurs 12. Le contacteur 10 est commande par un electro-aimant 13, alimente par un circuit auxiliaire 14 de regulation de Fenergie envoyee Jans la Barre 1. Ce circuit 14 regoit du courant induit d'un fil du circuit 12 ä travers un bobinage d'induction 15. Sur 1e circuit 14 est monte un regulateur d'energie 16 de type commer cialis6 couramment utihse dann, los maehines ä sonder. Ce regulateur consiste essentiellement en un conden sateur dont 1a Charge est fonction de 1'intensite et dhi temps et est tel quo le produit de Fintensite par 1e temps est maintenu constant de maniere quo chaque Barre reroive une energie constante pour assurer la r6 P <B>cr -</B> lariti du traitement. Le fonctionnement <B>de</B> ce r6gula tour 16 dopend de F@nerggiie qui ia tnavens6 la berme 1. Si la tension d'alimentation .de la ligne 9 varie, l'ener gie traversant la Barre 1 varie Jans 1e meme sens mais 1e delai d'intervention du regulateur 16 varie en sens contraire, ainsi quo, par voie de consequence, la duree de mise en tension de la baue 1. C'est pourquoi, 1e re gulateur d'energie 16 assure la regularite du traitement thermique des Barres 1.

Au moyen de cette installation, an.p,rocede au trai tement thermique dune Barre 1 de la maniere suivante: Apres avoir trongonn6 une Barre 1, olle est amenee entre los mädhoires 2 et 3. Le robinet 6 est actionne de maniere ä fermer los mäahoires 2 et 3. Cell'es-ci se resserrent su r la bamre 1. Le corltaoteur 10- est fiemnn ä son tour. Le fil d'acier regoit alors un courant electri que sous basse tension, par exemple de Fordre de 10 volts sous fo e inAmsite, de: Pomdine de 400 ampeme ä la frequence du reseau Pendant 20 ä 30 secondes.

Le temps de traitement est fonction de 1'energie qui a traverse la Barre 1. Comme an 1'a va plus. haut, 1e regulateur 16 regle 1e temps de mise en tension de la Barre 1, de maniere qu'.elle soit traversde par une energie predetermin@e. Cette energie est la meme pour toutes los Barres traitees d'un diametre donne.

Si 1'on utilise une puissance elecinque de dhauffage plus elevee, 1e temps de chauffage peut etre reduit. Avec une puissance appro#priee, an peut, par exemple, ramener le temps de ehauffage ä quelques seco,ndes, soit 4 ä 10 secondes, de mamere ä adapter fe traitement thermique suivant Finvention ä la manche de la madhi ne R ä dresser 1e fil.

Le fil est ainsi port6 ä une temperature de fordre de 3000. Il prend une Couleur jaune paille. Au bout du temps precite, 1e regulateur d'energie 16 agissant sur 1'electro-aimant 13 provoque Fouverture du contacteur 10. Simultanement ä Pouverture de ce contacteur, 1e robinet 6 est actionne de maniere ä desserrer los mä choires 3 et ä libdrer la Barre.

A la suite de ce traitement thermique, si la Charge de rupture et la limite elastique du fil F ne sont prati quement pas modifiees, par contre, les allongements sont sensiblement augmentes. L'augmentation des ca raetirzstiques d'allongement Paz rapport au fil non trai te peut atteindre un ordre de grandeur de 40 %.

Si 1'on examine maintenant (fig. 2) los courbes de tractIon comparees d'un fil traite conformement ä Fin vention (courbe I en traft plein) et d'un fil non trait6 (courbe Il-en traft interrompu), an constate 1'existence pour 1e fil traue dune limite elastique franche au point a et 1'apparition d'un palier horizontal a b ou zone de Luders qui correspond ä un allongement saus augmen tation de la Charge. Ce palier est suivi. dune courbe dallongement en arc de cercle b c precedant la rupture qui se produit au point c.

Ce palier montre un accroissement consid erable de la deformation plastique du produit.

n constate donc quo 1e fil chauffe uniformement ä une temp6aature ne depassant pas 3000 presente des caracteristiques d'allongement tres ameliorees sans va riations notables des. hmites elastiques et des charges de rupture.

Gräce ä ses caracteristiques d'allongement augmen tees, 1e fil traite conformement ä Pinvention est appli cable ä la frappe ä- froid. Il est donc possible, dans certains cal, de remplacer un acier Martin de qualite < c Trappe ä froid par un acier Thomas de composition classnquie, trailbe conformemlenlt ä Finvention. L'acler Tho, mal ainsi traue, qui est plus dconomique quo Facier Martin precite, -est ässez solide pour des emplois tels quo la frappe ä ffroid oü 1'on exige assez de pl'asrticite pour eviter des tapures lors de la deformation.

Gräce aus mächoires de serrage 2 et 3 qui admet t-ent des Barres 1 de differents diamUres et gräce :au re gulateur d'energie 16 qui regle I'energie de traitement ä une valeur constante, Finstallation permet de traiter des fils de tous diametmes corapris par @exemplle entre 2 et 12 mm.

Par ailleurs, Finstallation de traitement proprement dito est extremement economique puisque son prix de revient est de fordre du dixieme du prix de revient d'un four. En outre, Fencombrement au sol es t derisoire par rapport ä celui des fours de traltement de panneaux de treillis soudes. En effet, comme 1e montre la fig. 1, la longueur de, 1'installation ne depasse pas celle dune b-arre 1 ä traiter, alors quo los, dimensions d'un four pou r panneaux de treillis. soudes sont beaucoup plus grandes, en largeur, pour contenir los panneaux de treil lis de maniere progressive.

De plus, 1e traftement est extremement rapide, puis qu'il ne dune quo 5 ä 30 sccondes, beaucoup plus Tapi de quo le traitement au Tour qui Bure envi:ron 20 minu tes.

Il est ä noter egalement quo lorsque le traitement est applique ä un fil lamine, 1e fil obtenu est parfaite ment propre. En effet, l@e redhauffage <B>du</B> fil jusqu'au jaune paille (moins de 30011 C) fall distiller 1'huile de laminage. La minuscule couche d'oxyde qui recouvre 1e fil n'a aucun nöle nuisible au soudage pour la fabri cation de treillis soud6s.

Il .en resulte, par la suite, pour la fabrication des treillis soudes, une manche beaucoup plus reguliere des machines ä sonder qui demand'ent moins d'energie pour effectuer des soudures. presentant moins de dispersion et moins de rebut lots des essais de reception. Ce traite ment fournit donc un produit de tres haute quakte. Enfin, le treillis soudé obtenu à partir de fils traités conformément à l'invention, ne présente plus aucun phénomène de vieillissement notable. Il en est de même pour les. barres dressées: 1 sllelles sont employées: telles quelles sans être utltérieurement montées en treillis.

En fait, on peut arrêter à n'importe quel moment le phénomène de vieilissement qui dure environ un mois. I#1 suffit de faire subir ,au fi<B>l</B> le traitement thermique <B>de</B> l'in, vention. On peut donc arrêter le vieillissement lorsque les caarctéristiques mécaniques recherchées (résistance et limite élastique) sont atteintes. Elles restent invaria bles après traitement. Seules la plasticité et les valeurs d'allongement du métal augmentent, comme on l'a vu plus haut.

Quelques exemples numériques illustreront l'appli cation du procédé de l'invention

<I>Exemple 1</I> Echantillon témoin non traité. Echantillon de fil d'acier laminé, cranté, redressé, de diamètre 6 mm. Résistance à la rupture .................. 51,5 à 57 kg/me Limite élastique . <B>------------- -----------</B> 47,6 à 54,5 kg/mm2 Allongement mesuré sur une longueur de 5 diamètres 11 à 18,3 % Allongement mesuré sur une longueur de 10 .diamètres 9,2 à 10,8 % <I>Exemple 2</I> Echantillo:n du même fil d'acier laminé, cranté, redressé et traité suivant l'invention par chauffage par résistance par effet Joule, en appliquant un courant électrique pendant 20 secondes (10 volts - 400 ampè res - fréquence du réseau).

Résistance à la rupture <B>.............. . .</B> 51,5 à 55,8 kg/mm. Limite élastique .. <B>............ - ..........</B> 46 à 52 kg/me Allongement mesuré sur une longueur de 5 diamètres. 17 à 21,7 % Allongement mesuré sur une longueur de 10 diamètres 11,6 à 15 0/0 <I>Exemple 3</I> Edhantnllon identique de fil laminé, cranté, redressé et traité en le faisant traverser par un courant électrique de mêmes caractéristiques que dans l'exemple 2, pen dant 25 secondes.

Résistance à la rupture <B>... - - ---- -----</B> 50,8 à 55,5 kg/mid Limite élastique <B>.............. ............ _</B> 46,7 à 51,5 kg/min-2 Allongement mesuré sur une longeur de 5 diamètres 13,3 à 21,7 % Allongement mesuré sur une longueur de 10 diamètres 10 à 15 % <I>Exemple 4</I> Echantillon du même fil tréfilé, cranté, redressé et chauffé par un courant électrique de mêmes caractéris- tiques que dans l'exemple 2, pendant 30 secondes.

Résistance à la rupture .................. 50,6 à 55 kg/me Limite élastique <B>-------------------- ---------</B> 45,8 à 51,2 kg/me Allongement mesuré sur une longueur de 5 diamètres 13,5 à 21 11/o Allongement mesuré sur une longueur de 10 diamètres 11 à 16

Claims (2)

1. REVENDICATIONS I. Procédé de traitement thermique de fil d'acier en barres, destinés en particulier à la fabrication de pan neaux de treillis soudés, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à serrer la barre entre des mâchoires de manière à fermer un circuit électrique et à faire passer un courant électrique dans cette barre pendant un temps très court, de manière à la chauffer à une température ne dépassant pas 3000 C. II. Installation de traitement thermique pour la mi se en oeuvre du procédé suivant la revendication I, ca ractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison : un circuit électrique de chauffage de la barre, ce circuit étant fermé par la barre elle-même; en série sur ce circuit, un contacteur d'ouverture et de fermeture et un circuit auxiliaire de régulation d'énergie contrôlant l'ou- vreture et la fermeture du circuit de chauffage en fonc tion de l'énergie traversant .la barre. III. Fil d'acier obtenu par le procédé suivant la revendication I et caractérisé en ce qu'il présente une limite élastique franche et l'apparition d'un palier ou zone de Luders qui correspond à un, allongement sans augmentation de la charge. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on chauffe la barre par résistance par effet Joule en la faisant traverser par un courant électrique de farte intensité, sous faible tension, à<B>là</B> fréquence normale du réseau, pendant un temps inférieur à 30 secondes.
2. 2. Installation suivant la revendication II, caractéri sée en ce qu'il est prévu des mâchoires de serrage de la barre à traiter.