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" PROCEDE POUR ENLEVEMENT DU METAL D'OBJETS METALLIQUES"
La présente invention concerne un procédé per- , mettant d'enlever le métal défectueux ou en excédent d'objets métalliques et particulièrement les bavures et autres défauts de surface des billettes d'acier avant de les soumettre au travail à chaud.
Un exemple d'application de ce procédé est fourni par la transformation de l'acier dans laquelle la surface des billettes est, pour chaque opération de laminage, prépa-
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rée en faisant disparaître de la surface les irrégularités, les criques et les parties métalliques défectueuses qui peuvent être fortement oxydées, ou présenter d'autres défauts de surface, On enlève ces parties de surface pour éviter que le laminage ne les fasse pénétrer dans la masse du métal en produisant des tapures et antres défauts cachés à l'ointe* rieur du métal laminé.
Ainsi que lé savent les lamineurs, les pentes de toutes les'saillies et de tous les creux de la surface du métal doivent être progressives et non abruptes à un point ' tel que les parois de ce creux ou de cette élévation soient repliées sous la pression du cylindre, En conséquence, lorsque l'on enlève du métal de la surface des billettes pour les préparer pour le laminage, il est nécessaire que cette sur- face soit débarrassée de ces pentes abruptes.
Jusqu'à ce jour, on préparait les surfaces des billettes pour le laminage en enlevant ces parties défec-= tueuses de la surface, par des procédés mécaniques tels que le burinage ou le fraisage. L'enlèvement de ces parties par ces procédés est très long et grève lourdement le prix du revient du métal laminé.
La présente invention a pour buts principaux de réaliser @
Un procédé permettant d'économiser du temps et de la main d'oeuvre pour enlever du métal de surfaces métalliques,
Un procédé permettant de pratiquer des rainures ou ' gorges dans la surface de métaux.
Un procédé permettant'd'utiliser un courant de gaz oxydant pour pratiquer, dans la surface d'un métal, une rai- nnre relativement lisse avec parois inclinées graduellement.
Un autre but plus spécifique de l'invention est dé brûler et d'enlever les surfaces défectueuses des billettes au moyen de la flamme d'un gaz et d'oxygène et ({flan courant
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très oxydant de gaz afin de rendre propre au laminage la surface de la billette.
Ces buts peuvent être atteints au moyen du procédé décrit plus bas que l'on peut mettre en application en utili- sant l'appareil représenté sur le dessin annexé sur lequel '
La Fig. 1 représente une vue de côté d'un chalumeau.
La Fig. 2 est une coupe longitudinale de la buse
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et de r'adapteur'du chalumeau de la Fig. 1.
La Fig. 3 est une coupe transversale suivant la
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ligne III-III de la Fig,. 2.
La Fig. 4 représente le coté sortie de la buse des
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Figs. 1 et 2. ' Lé.' Fig. 5 est une vue en bout du chalumeau montrant la position de cette dernière par rapport à la surface trai- tée, avec coupe longitudinale de la rainure pratiquée.
La Fig. 6 est une coupe, suivant la ligne VI-VI de la Fig. 5, dé la rainure pratiquée suivant l'invention.
'L'appareil de la Fig. 1 comporte un chalumeau' coupeur , de type connu, sauf en ce qui concerne l'adpateur et la buse qui sont représentés en détail sur les Fig, 2, 3 et 4 .¯Ce chalumeau est alimenté en oxygène par un tuyau, non'représentée fixé à un raccord10, et en gaz combustible
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tel que 1'lactylèa.e= par un autre tuyau, également non repré sente , fixé à un raccord 11 Un robinetégle l'arrivée de 1='.acétlène amené par le conduit 13. Ce conduit 13 traverse la poignée 1: et fait communiquer le raccord avec la tête :Êü .
Un robinet 1 règle le courant d'oxygène dans le conduit dérive 1Y faisant communiquer la conduite principale dlo3cy gène l8' avec la tête l5 dans laquelle l*oxygène du courant dérivé se mélange avec l'acétylène pour,former,, de la manière habituelle, le mélange combustible. Un robinet, manoeuvré au moyen d'un bouton 19 monté sur la poignée 14, règle le courant d'oxygène dans la conduite la allant du raccord 10
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à la tête 15 en traversant la poignée 14.
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Li,"adapteur '..0' est fixé à cette tête I2 en rempla cement de la buse ordinaire de chalumeau.
Les conduits 21 de mélange combustible de l'adapteur communiquent, commé
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dans la buse ordinaire , ' avec la conduite de mélange aombus=.' tible de la tête Ï5 et le conduit central d'oxygène 2É de ltdapteur 3 communique avec la conduite d'oxygène 1.8' reliée à la tête 15 , L"extrémité intérieure de l'tadapteur ?.'0 est pourvue d'une gorge circulaire â3L dans laquelle abou- tissent les conduits 21 de mélange combustible.
Une buse ±±'est fixée à l'adapteur 20 par un écrou de fixation 25. La buse est pourvue à son extrémité
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supérieure d'une rainure circulaire cofncidant avec la rainure 23 dans l'extrémité inférieure de r'adapteur 2C .
Un groupe'de conduits 27, ménagés dans la paroi extérieure de la buse* va de cette rainure 26 dans l'extrémité de raccordement de la buse à travers sa face de sortie. Un con- duit central court 88 pratiqué dans la buse 24, coïncide
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avec l'extrémité agrandie du conduit centrals oxygène 2h de 1*ladapteur ZO Un long conduit excentré agrandi'W va de l'extrémité du'conduit central court 28 à l'extrémité
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de sortie de la buse. Un grillage 30 est placé dans 1'<extréa mité supérieure du grand conduit à oxygène.' . afin de dimil nuer l'état d'agitation de l'oxygène dans ce conduit. Ce grillage 30 est maintenu en place par une bague µ friction 31.
L'adapteur et la buse sont calculés de façon à augmenter le volume et à réduire la vitesse de l'oxygène sortant des conduits de la tête 1:]. du chalumeau afin qu'un volume d'oxygène relativement grand, passe, à vitesse ré-
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dnite, par l'orifice de sortie de la buse 44. It3adapteufi et la buse doivent être également établis de façon à débiter
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un volume suffisant de mélange combustible pour produire une quantité relativement grande de chaleur à température élevée. On a obtenu de bons résultats avec un adapteur à cpnduits sans obstructions et une buse ayant un orifice de sortie d'environ 9,5 m/m de diamètre et quatre orifices, en groupe serré, pour le mélange combustible, ayant chacun un diamètre d'environ 11,8 m/m .
Pour se servir de l'appareil décrit pour l'enlève- ment du métal de surface des billettes, on ouvre le mélange combustible gazeux et on l'allume de la façon habituelle à sa sortie des conduits 27 de la buse 24. On maintient cette buse 24, par rapport à la surface traitée, de façon que la flamme se trouve en dessous du courant d'oxygène et du côté de cette surface, et que le courant d'oxygène soit projeté sur cette dernière en formant avec elle un angle aigu, de préférence un angle d'environ 30 par rapport à une tangente à cette surface (Fig. 5),
La flamme des gaz amène'rapidement, sur la surface du métal, un point à la température de combustion dans un courant d'oxygène.
Après réglage convenable, de la façon expliquée plus loin, de la pression de l'oxygène arrivant au brûleur , on fait sortie l'oxygène du conduit 29 en appuyant sur le bouton 19 du robinet d'oxygène. Le cour d'oxygène vient frapper le point chauffé et creuse une cavité arrondie dont la coupe transversale est du type représenté sur la Fig. 6 . Le métal enlevé passe à un état granuleux non adhérent êt èst soufflé en dehors de la cavité. On pratique une canne- lure lisse, à parois inclinées, du genre représenté sur la Fig. 6 , dans la surface du métal au fur et à mesure que l'on fait avancer la buse 24 par rapport au métal, le long de la surface de ce dernier; dans la direction du courant d'oxygène (Fig. 5 ) .
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La pression de l'oxygène arrivant au brûleur doit être réglée de façon que, lorsque l'on ouvre le robinet principal d'oxygène en appuyant sur le bouton 19 , la vitesse de ltoxygène sortant par le conduit 29 soit supérieure à environ 60 mètres par seconde mais pas assez grande pour que du métal liquide s'entasse devant le courant et soit chassé du trajet de la coupure dans cet état ou avant qu'il soit amené, par oxydation, à l' état voulu pour ne pas adhérer à la masse métallique. Les vitesses courantes de l'oxygène pour couper les métaux et supérieures à 300 mètres par secon- de, sont trop grandes. Des courants de gaz oxydant à vitesses plus élevées font couler le métal plus vite qu'il ne s'oxyde.
Lorsque le métal coulé sans être rapidement oxydé, il est soufflé ou chassé à l'état liquide en dehors de la coupure sur la surface du métal, par suite de la vitesse élevée du courant d'oxygène et, parfois, revient dans cette coupure et, une fois refroidi, adhère fortement à la masse métallique.
Cette manière de faire laisse, naturellement, la surface du métal mouchetée de parties de métal fortement adhérentes imparfaitement oxydées. De plus, un courant oxydant à vitesse si grande produit une cannelure à parois abruptes laissant, en outre, les contours de la surface dans un état ne conve- nant pas pour le laminage.
Au contraire, un courant dtoxygène dont la vitesse est supérieure à environ 60 mètres par seconde sans être suffisamment grande pour produire une boule de métal liquide en avant de ce courant, oxyde rapidement le métal et le chasse à l'état de particules non adhérentes, et on obtient une surface propre à contours convenant pour le laminage, en brossant le métal oxydé non adhérent.
Ces vitesses de sortie du gaz oxydant utilisé ici,
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sont calculées en présumant que le courant de ce gaz est à la pression atmosphérique et à environ 21 C lorsqu'il quitte l'orifice de sortie de la buse.
Il doit être bien entendu que ce procédé suivant la présente invention, d'oxydation et d'enlèvement de par- ties de métal de pièces métalliques, n'est pas limité à l'ap- pareil qui vient d'être décrit, Ce procédé peut être appliqué au moyen d'autres appareils pouvant débiter, à une vitesse relativement faible, un courant de gaz oxydant accompagné d'une chaleur suffisamment élevée pour chauffer le métal pour amorcer la coupure et pour chauffer ensuite le métal et le courant oxydant afin de donner une coupe nette. Dans l'exemple spécifique décrit plus haut, on a utilisé environ 1000 litres d'acétylène à l'heure. On peut modifier les orifices à mélange combustible gazeux ainsi que la quantité de¯¯mélange utilisée suivant le genre de métal traité, ou bien l'importance du courant de gaz oxydant.
En outre, le courant d'oxygène peut être entouré par la flamme qui, dans le cas présenta ne se trouve qu'en dessous de ce courant.
L'invention n'a été décrite ci-dessus et représen- tée sur le dessin annexé qu'à titre explicatif et non limi- tatif, et il doit être bien entendu qu'elle peut recevoir toute variante ou modification de détail conforme à son esprit.
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"PROCESS FOR REMOVING METAL FROM METAL OBJECTS"
The present invention relates to a method for removing defective or excess metal from metal objects and particularly burrs and other surface defects from steel billets before subjecting them to hot working.
An example of application of this process is provided by the transformation of steel in which the surface of the billets is, for each rolling operation, prepared.
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by removing from the surface the irregularities, cracks and defective metal parts which may be strongly oxidized, or have other surface defects, These surface parts are removed to prevent the rolling causing them to penetrate into the mass of the metal producing tapures and other defects hidden at the edge of the rolled metal.
As laminators know, the slopes of all protrusions and valleys in the surface of the metal should be gradual and not so steep that the walls of that trough or elevation are bent under pressure. Therefore, when removing metal from the surface of the billets to prepare them for rolling, it is necessary that this surface be free of such steep slopes.
Heretofore, the surfaces of billets for rolling have been prepared by removing these defective parts from the surface, by mechanical methods such as chiselling or milling. The removal of these parts by these methods is very long and places a heavy cost on the cost of the rolled metal.
The main objects of the present invention are to achieve @
A time and labor saving process for removing metal from metal surfaces,
A method of making grooves or grooves in the surface of metals.
A method of using a stream of oxidizing gas to form a relatively smooth groove in the surface of a metal with gradually sloping walls.
Another more specific object of the invention is to burn off and remove the defective surfaces of the billets by means of the flame of gas and oxygen and ({current blank
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very oxidizing gas in order to make the surface of the billet clean for rolling.
These objects can be achieved by means of the method described below which can be carried out using the apparatus shown in the accompanying drawing in which
Fig. 1 shows a side view of a torch.
Fig. 2 is a longitudinal section of the nozzle
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and the torch adapter of FIG. 1.
Fig. 3 is a cross section along the
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line III-III of FIG. 2.
Fig. 4 represents the exit side of the nozzle of
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Figs. 1 and 2. 'Lé.' Fig. 5 is an end view of the torch showing the position of the latter with respect to the treated surface, with longitudinal section of the groove made.
Fig. 6 is a section taken on the line VI-VI of FIG. 5, of the groove made according to the invention.
The apparatus of FIG. 1 comprises a cutting torch, of a known type, except as regards the nozzle and the nozzle which are shown in detail in Figs, 2, 3 and 4. This torch is supplied with oxygen by a pipe, not ' shown attached to a fitting10, and in combustible gas
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such as lactylèa.e = by another pipe, also not shown, attached to a connector 11 A valve regulates the arrival of 1 = '. acetlene supplied by the pipe 13. This pipe 13 passes through the handle 1: and makes connect the fitting with the head: Êü.
A valve 1 regulates the flow of oxygen in the bypass line 1Y communicating the main line dlo3cy gene 18 'with the head 15 in which the oxygen from the bypass stream mixes with acetylene to form in the usual manner. , the combustible mixture. A valve, operated by means of a button 19 mounted on the handle 14, regulates the flow of oxygen in the line 1a from the fitting 10
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to the head 15 by passing through the handle 14.
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Li, "adapter '..0' is attached to this head I2 replacing the ordinary torch nozzle.
The fuel mixture ducts 21 of the adapter communicate, as
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in the ordinary nozzle, 'with the aombus mixing line =.' tible of the head Ï5 and the central oxygen pipe 2E of the sensor 3 communicates with the oxygen pipe 1.8 'connected to the head 15, The inner end of the adapter?.' 0 is provided with a circular groove â3L into which the conduits 21 for the combustible mixture end.
A nozzle ± ± 'is fixed to the adapter 20 by a fixing nut 25. The nozzle is provided at its end
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upper of a circular groove coinciding with the groove 23 in the lower end of the adapter 2C.
A group of conduits 27, formed in the outer wall of the nozzle * goes from this groove 26 in the connection end of the nozzle through its outlet face. A short central duct 88 formed in the nozzle 24, coincides
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with the enlarged end of the central oxygen duct 2h from 1 * ZO adapter A long enlarged eccentric duct 'W goes from the end of the short central duct 28 to the end
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outlet of the nozzle. A screen 30 is placed in the upper end of the large oxygen conduit. . in order to decrease the state of agitation of oxygen in this conduit. This mesh 30 is held in place by a µ friction ring 31.
The adapter and the nozzle are calculated to increase the volume and reduce the speed of the oxygen leaving the ducts of the head 1:]. torch so that a relatively large volume of oxygen passes, at re-speed
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dnite, through the outlet of the nozzle 44. It3adapteufi and the nozzle must also be established so as to deliver
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sufficient volume of combustible mixture to produce a relatively large amount of heat at elevated temperature. Good results have been obtained with an unobstructed duct adapter and a nozzle having an outlet port of about 9.5 m / m in diameter and four ports, in a tight group, for the combustible mixture, each having a diameter of d. 'about 11.8 m / m.
In order to use the apparatus described for removing the surface metal from the billets, the gaseous combustible mixture is opened and it is ignited in the usual manner as it exits the conduits 27 of the nozzle 24. This is maintained. nozzle 24, relative to the treated surface, so that the flame is below the stream of oxygen and on the side of this surface, and the stream of oxygen is projected onto the latter forming an acute angle with it , preferably an angle of about 30 with respect to a tangent to this surface (Fig. 5),
The flame of the gases rapidly brings up a point on the surface of the metal at the temperature of combustion in a stream of oxygen.
After suitable adjustment, as explained below, of the pressure of the oxygen arriving at the burner, the oxygen is released from the conduit 29 by pressing the button 19 of the oxygen valve. The oxygen stream strikes the heated point and hollows out a rounded cavity, the cross section of which is of the type shown in FIG. 6. The removed metal turns to a loose, grainy state and is blown out of the cavity. A smooth groove with inclined walls of the type shown in FIG. 6, in the surface of the metal as the nozzle 24 is advanced relative to the metal, along the surface of the latter; in the direction of the oxygen flow (Fig. 5).
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The pressure of the oxygen arriving at the burner must be regulated so that, when the main oxygen valve is opened by pressing the button 19, the speed of the oxygen leaving through the pipe 29 is greater than about 60 meters per second but not large enough for liquid metal to pile up in front of the current and to be driven from the path of the cut in this state or before it is brought, by oxidation, to the desired state so as not to adhere to the mass metallic. Common oxygen speeds for cutting metals, over 300 meters per second, are too high. Streams of oxidizing gas at higher velocities cause the metal to flow faster than it oxidizes.
When the metal is cast without being rapidly oxidized, it is blown or driven in the liquid state out of the cut on the surface of the metal, due to the high velocity of the oxygen flow, and sometimes back into that cut and , once cooled, adheres strongly to the metal mass.
This procedure naturally leaves the surface of the metal speckled with strongly adherent parts of metal imperfectly oxidized. In addition, such a high velocity oxidizing current produces a steep walled flute further leaving the contours of the surface in an unsuitable state for rolling.
On the contrary, a stream of oxygen, the speed of which is greater than about 60 meters per second without being large enough to produce a ball of liquid metal in front of this stream, rapidly oxidizes the metal and drives it out to the state of non-adherent particles, and a clean, contoured surface suitable for rolling is obtained by brushing off the non-adherent oxidized metal.
These output speeds of the oxidizing gas used here,
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are calculated assuming that the flow of this gas is at atmospheric pressure and about 21 C as it leaves the nozzle outlet.
It should of course be understood that this method according to the present invention, for the oxidation and removal of metal parts from metal parts, is not limited to the apparatus which has just been described. can be applied by means of other apparatus capable of delivering, at a relatively low velocity, a stream of oxidizing gas accompanied by sufficient heat to heat the metal to initiate the cut and then to heat the metal and the oxidant stream to give a clean cut. In the specific example described above, about 1000 liters of acetylene were used per hour. The fuel gas mixture orifices as well as the amount of mixture used can be varied depending on the type of metal being processed or the magnitude of the oxidizing gas flow.
In addition, the oxygen stream can be surrounded by the flame which in this case is only found below this stream.
The invention has been described above and shown in the accompanying drawing for explanatory and non-limiting purposes only, and it must of course be understood that it can accommodate any variant or modification of detail in accordance with its specification. mind.