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Procédé pour la fabrication de rails de chemins de fer et de tramways au moyen de lingots d'acier compound. -
On a déjà proposé de fabriquer des rails de chemins de fer au moyen de lingots compound composés de couches de différentes espèces d'acier. Pour autant qu'il est à notre connaissance, ces essais n'ont pas conduit à l'adoption de tels rails dans la pratique, parce que ces procédés de fabrication connus présen- tent en eux-mêmes une série d'inconvénients et entraînent des inconvénients inhérents au rail fini.
La plupart des propositions connues consistent essentielle- ment à couler d'abord, dans une seule et même lingotière, d'une manière appropriée quelconque, une couche de l'une des espèces d'acier employées et de remplir ensuite l'espace resté libre de la lingotière en y coulant l'autre espèce d'acier prévue.
Tous ces procédés, qui ont déjà été proposés sous les formes les plus diverses, présentent cet inconvénient que la surface - limite entre les deux espèces d'acier est extrêmement irrégu-
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liere, sans qu'il soit possible d'empêcher cet inconvénient de se manifester ni de le supprimer ultérieurement. Aussi les rails finis fabriqués au moyen de tels lingots compound présen- tent-ils des irrégularités correspondantes. Ces rails n'ont alors pas, en tous points de leur longueur, la même constitu- tion de section. Il existe alors, avant tout, dans diverses sections, un rapport différent entre les surfaces de section des deux espèces d'acier différentes. Ces rails sont, à cause du danger de rupture occasionné par ces irrégularités, inuti- lisables dans la pratique.
On ne peut, en particulier, fabri- quer des rails à gorge utilisables d'après les propositions connues, parce que, dans ce cas-ci, l'uniformité de la compo- sition de structure dans toutes les sections doit répondre à des exigences toutes particulières.
L'objet de la présente invention consiste en un nouveau procédé destiné à supprimer ces inconvénients, ce qui s'obtient du fait que le rail fini reçoit automatiquement, dans toutes les sections de sa longueur entière, pratiquement la même struc- ture et, en particulier, la même répartition de structure et la même répartition de composition. On obtient cet effet en pre- nant des mesures pour que le rapport de section qu'on désire avoir, dans le rail fini, entre les deux espèces d'acier, soit déjà réalisé avec sûreté dans toutes les sections du bloc com- pound.
A cet effet, on .constitue, d'après l'invention, le lin- got destiné au laminage du rail en unissant avec de l'acier plus doux, dans une lingotière, une ou plusieurs armatures d' acier ayant une grande résistance, lesquelles ont été spécia- lement fabriquées et servent à constituer les surfaces de rou- lement ou exposées à l'usure. Ces armatures peuvent être intro- duites dans la lingotière, selon le caractère de chaque cas particulier, à l'état froid ou bien après avoir été réchauffées .
Leur position à l'intérieur de la lingotière est utilement assurée par des moyens analogues à ceux qu'on emploie habituelle-
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ment pour les noyaux dans la fonderie. @
On réalise avantageusement le procédé en fabriquant l'ar- mature d'acier ayant une grande résistance dans une lingotière spéciale dont une surface de paroi correspond, dans sa forme, à la forme de l'une des surfaces de parois de la lingotière et dont les sections ont, à toutes les hauteurs, le même rapport avec les sections correspondantes de la lingotière servant à la coulée du lingot compound, de telle sorte qu'on obtient égale- ment partout, dans le rail fini, le même rapport de section entre les parties consistant en acier résistant à l'usure et celles consistant en acier plus doux.
Il est, en cela, parti- culièrement avantageux, ainsi que l'ont démontré des essais, de faire en sorte que l'armature en acier résistant à l'usure soit, de plusieurs côtés, entouré par l'acier plus doux et, en parti- culier aussi, de choisir pour les aciers employés des espèces d'acier se laissant particulièrement bien souder.
Une forme de réalisation particulière du nouveau procédé tient compte des exigences particulières auxquelles ont à sa- tisfaire les rails à gorge, en particulier les rails à gorge destinés aux courbes. Dans ce but particulier, on réalise le nouveau procédé en employant plusieurs armatures d'acier résis- tant à l'usure et en leur donnant, dans la lingotière qui sert à la fabrication du lingot compound, une position telle que l' une des armatures constitue dans le rail fini la partie supéri- eure du champignon proprement dit, tandis que l'autre armature fournit la zone du contre-champignon exposée à l'usure.
On ob- tient ici l'avantage de pouvoir, pour le champignon et la zone d'usure du contre-champignon, choisir précisément, indépendam- ment l'une de l'autre, les espèces d'acier les mieux aptes à remplir la mission qui leur est assignée, du fait des proprié- tés de résistance particulières qu'elles possèdent.
L'invention s'étend encore à ce qu'on donne d'avance aux armatures destinées au lingot compound une forme de section
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telle et, dans la lingotière, une position telle qu'à la suite de l'opération de laminage les zones de la section du rail ex- posées à une usure particulière consistent seules en un acier résistant à l'usure, tandis qu'une section aussi grande que possible du rail est conservée pour l'utilisation des proprié- tés de résistance favorables de l'acier plus doux.
Il en résul- te, en même temps, une fabrication plus économique que dans les procédés connus, du fait qu'on évite, aux endroits correspon- dants de la section, l'emploi superflu et parfois mène désavan- tageux de l'acier spécial ayant une grande résistance à l'usure, lequel est particulièrement précieux dans certains cas.
L'invention porte encore sur la mesure consistant à aug- menter la sûreté de l'introduction convenable du lingot dans les cannelures, afin que le champignon du rail soit effective- ment la partie constituée par 1'armature résistant , l'usure.
Dans ce but, on rend la position de l'armature facilement re- connaissable dans le lingot compound et encore pendant l'opéra- tion entière de laminage en faisant en sorte que 1' armature ou une allonge de composition quelconque dépasse la surface de champignon du lingot compound. Il est ainsi plus facile au la- mineur d'introduire, en bonne position, la pièce a lariner dans la passe.
Le dessin ci- j o int illustre diverses formes d'exécution du nouveau procédé.
Ainsi, les figures 1,2 et 3, dont les deux dernières sont respectivement une coupe suivant la ligne A-A et suivant la li- ,-ne B-B de la fig.l, représentent un lingot compound fabriqué d'après le nouveau procédé et destiné au laminage du rail. Son armature ¯a a été fabriquée par coulée dans une lingotière spé- ciale, l'une des surfaces latérales b de cette lingotière cor- respondant, au point de vue de la forme, à la surface latérale c de la lingotière du lingot compound d.
L'armature finie a peut alors, par sa surface b correspondante, s'appliquer parfai-
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tement contre la paroi c de la lingotière, de sorte qu'elle forme directement la surface supérieure du lingot compound fi- ni. L'armature a, et l'acier doux e ont, dans le lingot compound, le même rapport de section 'La toutes les hauteurs, et ce rapport constant reste maintenu pendant toute l'opération de laminage jusqu'à l'obtention du rail fini.
La fig. 4 montre la coupe transversale d'un lingot com- pound avec une armature l'acier résistant 1.1 l'usure incorpo- rée dans l'acier doux ±..
La fig. 5 représente un rail de chemin de fer laminé dans le lingot compound de la fig. 4.
La fig, 6 montre un rail à ,-orge laminé dans la même sec- tion de lingot compound ayant une couche de champignon en acier résistant à l'usure a et une section restante en acier doux e.
La fig. 7 montre une autre forme d'exécution de l'armature en acier spécial a incorporée dans l'acier plus doux e.
Les figures 8 et 9 montrent les rails de chemin de fer et à gorge, respectivement, fabriqués au moyen du lingot compound de la fig.7, et permettent de se rendre compte, sans autres explications, de ce qu'on peut, avec cette forme spéciale de l' armature en acier spécial incorporée dans le bloc compound, laminer un profil de rail de chemin de fer particulièrement f avo rabl e.
La fig.11 montre un rail à gorge qui a été laminé au moyen du lingot compound représenté en coupe transversale à la fig.10 Cette disposition de l'acier résistant à l'usure a dans l'acier doux e convient particulièrement à la fabrication de rails à gorge.
La fig.12 est une coupe transversale d'une autre forme d' exécution du lingot compound. Celui-ci possède deux armatures f et g en acier résistant à l'usure incorporées dans l'acier plus doux e. Les armatures f et g peuvent consister en des a- ciers différents et sont disposées de façon à donner après
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laminage un rail à gorge conforme à la fig.13 ; dont la zone de champignon - du moins la zone exposée à l'usure - est formée par l'armature g, tandis que le contre-champignon - également dans les parties exposées à l'usure - est constitué par l'ar- mature f.
La fig.14 montre la coupe transversale d'un lingot com- pound dans lequel les armatures f et 1, sont disposées de façon à donner au laminage un profil de rail à gorge conforme à la fig.15, dont la zone de champignon entière est formée par l'ar- mature .± et le contre-champignon entier par l'armature f. La lettre d désigne, dans toutes les figures, la lingotière.
Il importe de mentionner, pour être complet, qu'on peut employer comme armatures de l'acier résistant à l'usure ayant une résistance de 100 kg/mm2 et plus, dont les propriétés de résistance sont réalisées,d'une manière quelconque connue, par une teneur appropriée en chrome, nickel, manganèse, silicium, titane, carbone ou autres additions durcissantes augmentant la résistance à l'usure. Comme acier plus doux conviennent des es- pèces d'acier - surtout l'acier Thomas moins coûteux - ayant une résistance de 50 à 65 kg/mm2, ou encore du fer fondu.
Des essais soigneux ont démontré qu'il est possible de fabriquer économiquement, d'après le nouveau procédé, des rails de chemins de fer et des rails à gorge ayant une grande résis- tance à l'usure au moyen d'acier Thomas avec une armature d'a- cier Martin aux surfaces exposées à l'usure, et"'que les rails ainsi fabriqués sont supérieurs, au point de vue de leurs di- 'verses propriétés de résistance, tant aux rails en acier doux qu'aux rails en acier spécial. Comme la plus grande partie de la section consiste en acier doux, d. e tels rails peuvent être facilement dressés et pliés sans danger de rupture.
REVENDICATIONS.
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