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" PROCEDE ET APPAREIL DE DECAPAGE SUPERFICIEL
D'UN CORPS METALLIQUE FERREUX PAR VOIE
THERMO - CHIMIQUE "
Cette invention concerne un procède et un appareil de décapage superficiel des corps métalliques ferreux et, en particulier, un procédé et un appareil permettant de projeter des jets de gaz de chauffage et d'oxydation contre une des surfaces d'un corps métallique pour en enlever une couche super-. ficielle de métal d'une manière extrêmement effiaace.
Dans l'art du décapage superficiel des corps métal- liques ferreux à l'aide d'un gaz oxydant, il est actuellement de pratique courante d'enlever la surface de lingots, billettes,
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etc.., par des saignées relativement peu profondes et relati- vement larges en projetant une série de courants juxtaposés et relativement volumineux de gaz oxydant sur une zone superfi- cielle qui est transversale à la direction suivant laquelle une saignée doit être effectuée, et suivant des angles aigus avec un plan qui est tangent à la surface aux points où ces jets frappent cette surface, l'application du gaz étant effectuée dans la direction générale de l'enlèvement du métal.
Le gaz oxydant utilisé peut être soit de l'oxygène de la pureté du commerce soit un mélange d'oxygène et de gaz neutre; et la vi- tesse que possède le gaz fourni à sa sortie de la buse est de préférence relativement faible. Une vitesse convenable de ce genre est celle dont la limite supérieure est égale à la vitesse de transmission des sons, et sa valeur peut généralement être comprise entre 60 et 300 mètres par seconde.
Pour effectuer un décapage satisfaisant, il est im- portant que chacun des chalumeaux projette d'une façon continue les jets convenables, afin que le groupe entier de chalumeaux constitue un courant de décapage uniforme et sensiblement ininterrompu sur toute la largeur de l'objet ou pièce à décaper.
Toutefois, la chaleur intense engendrée par cette opération, surtout lorsque la billette entière ou autre pièce est chaude, est susceptible de surchauffer un ou plusieurs chalumeaux des groupes et de les rendre impropres au service ; que d'au- tres difficultés, telles que des obstructions présentes sur la billette, sont susceptibles de mettre hors d'action un ou plu- sieurs des chalumeaux.
La présente invention a généralement pour objet un mode opératoire et des stades perfectionnés dans un procédé du genre sus-mentionné, ainsi qu'un appareil propre à permettre de les réaliser, grâce auxquels on obtient des caractéristiques et
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effets de travail perfectionnés. @
Un but plus particulier de l'invention est de seconder l'action de la tension superficielle de la flaque de réaction tendant à effectuer la conservation de chaleur désirée et à maintenir ladite flaque intacte dans une position centrale, par rapport au groupe de buses, sur le corps en cours de décapage.
L'invention a en outre pour objet de prévoir, dans le décapage superficiel à l'aide d'un appareil à plusieurs buses, une disposition perfectionnée de buses propre à fournir des composantes de force qui tendent à solliciter la flaque de réac- tion vers une position centrale et à l'y maintenir en avant de la zone de réaction.
D'autres buts de l'invention sont d'établir un appa- reil de décapage comprenant une rangée de chalumeaux construits de façon qu'ils soient moint sujets à être mis hors d'action pendant le décapage et associés de telle sorte qu'ils consti- tuent collectivement un large courant de décapage continu et plus uniforme ; unappareil à plusieurs chalumeaux dans lequel, si l'un quelconque des chalumeaux a été mis hors d'action, ce chalumeau peut être remplacé rapidement et exactement par un chalumeau en ordre de marche sans déranger les communications et réglages des autres chalumeaux de l'appareil ;
un appareil de décapage de ce type dans lequel les positions angulaires des chalumeaux par rapport à la pièce à décaper et les uns par rap- port aux autres peuvent être modifiés plus commédément.
Les buts ci-dessus et d'autres buts de l'invention et .ses caractéristiques seront mis en évidence au cours de la des- cription qui en sera donnée ci-après en se référant aux dessins annexés, sur. lesquels :
La figure 1 est une vue de côté représentant une dis- position se prêtant au décapage superficiel d'une billette à
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l'aide d'un appareil plusieurs buses .par le procédé suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en plan de la disposition de buses destinée à être utilisée dans la figure 1 et indique l'inclinaison mutuelle des courants de gaz oxydant utilisés pour mettre l'invention en pratique.
La figure 3 représente une disposition modifiée com- portant un nombre de buses différent de celui de la figure 2.
La figure 4 est une vue perspective avec arrachement partiel d'un appareil à plusieurs chalumeaux établi suivant l'invention.
La figure 5 est une vue de face fragmentaire de l'ap- pareil de la figure 4.
La figure 6 est une vue en plan partiellement brisée de l'appareil à chalumeaux et de ses éléments de support.
La figure 7 est une coupe longitudinale par la ligne IV- IV de la figure 8, montrant la construction d'un des chalu- meaux de l'appareil.
La figure 8 est une coupe transversale d'un chalu- meau , cette coupe étant prise par la ligne V-V de la figure 7.
La figure 9 est une vue d'arrière avec arrachement partiel de deux chalumeaux placés dans des positions telles qu'ils puissent agir de concert.
Les figures 10 et 11 sont deux vues de côté des cha- lumeaux de l'appareil et représentent deux types de supports destinés à ces chalumeaux.
La surface qui doit être enlevée par la réaction ther- mo - chimique du gaz oxydant projeté sur le corpsmétallique doit être portée initialement à la température à laquelle l'oxy- gène réagit, c'est-à-dire, au point d'inflammation de l'oxygène, pour que la réaction thermo- chimique puisse se produire. Onpeut
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effectuer ce chauffage de la surface à ce point d'inflammation en appliquant une flamme de gaz préchauffante convenable sur cette surfacedà un'instant et à un endroit qui précèdent quelque peu l'instant et la zone auxquels le gaz oxydant est appliqué.
Un mélange d'oxygène et d'acétylène convent à titre de mélange de gaz de chauffage destiné à être fourni dans la mise en pra- tique de cette invention. Lorsque le lingot ou billette doit être décapé à l'état chaud, à titre d'un des stades du procédé de fabrication réalisé dans une aciérie, il peut être inutile d'effectuer le préchauffage de la surface au point d'inflamma- tion puisque, à l'état non refroidi, la billette possède fré- quemment une température égale ou supérieure à ce point d'in- flammation.
Lorsqu'on commence une réaction de décapage, une fla- que ou masse fondue de laitier susceptible de contenir du fer fondu, se forme sur la surface, juste en avant de la zone frap- pée par le gaz oxydant. Dans le cas du décapage à l'aide d'un appareil à plusieurs buses, les buses sont usuellement placées si..près les unes des autres que les diverses flaques de réac- tion s'unissent sous forme d'une flaque ou bain unique qui se meut sur la surface à mesure que l'appareil à buses de décapage et le corps métallique sont déplacés l'un par rapport à l'autre.
Bien que la flaque ainsi constituée soit une masse relativement visqueuse et possède une tension superficielle relativement élevée, on constate dans la pratique que cette flaque a tendance à s'étaler latéralement, c'est-à-dire, transversalement et dans une direction parallèle à la zone frappée par le gaz oxydant.
Il en résulte que le laitier s'incline en talus sur les côtés, ce qui provoque une perte continuelle de la chaleur contenue dans la matière. En général, une partie assez grande de la flaque est en contact avec une surface considérable du corps
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métallique en avant des buses projetant le gaz et,par suite, cède conductivement une quantité de chaleur relativement grande à la surface à décaper. Il s'ensuit que la flaque contribue à réaliser l'effet de préchauffage désiré sur le métal de la suri'a- ce qui se trouve à l'avant de la bande en cours de décapage.
Dans la mise en pratique de la'présente invention, on a recours à une opération spéciale pour seconder l'effet de la tension supert'icielle créée dans la flaque de réaction dans une direction transversale , de façon à réduire au minimum la ten- dance à la formation de talus de laitier sur les côtés et, par ce moyeq conserver la chaleur de la flaque. Cette conservation assure aussi une plus grande uniformité dans l'épaisseur de la bande décapée.
Suivant l'invention, pour décaper un corps métalli- que on utilise une disposition de buses qui seconde la tension superficielle de la façon désirée par l'application d'une force extérieure supplémentaire dérivée de la vitesse du gaz appliqué.
A cet effet, une série de buses sont inclinées de petits angles les unes vers les autres autour d'axes sensiblement perpendi- culaires au plan tangentiel à la surface en cours d'enlèvement, de façon qu'elles projettent des jets de gaz exerçant des compo- santes de vitesse transversales par rapport à la surface de la flaque. De cette manière, les forces de cohésion normales de la tension superficielle de la flaque de réaction sont decondées extérieurement de telle sorte que la flaque est maintenue sous forme d'une masse unitaire qui se meut à l'avant de la zone de réaction, un mouvement étant communiqué au dispositif de projec- tion de gaz et au cors métallique l'un par rapport à l'autre.
Dans les dessins, eten particulier, la figure 1, B désigne une partie fragmentaire d'une billette dont on enlève
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la surface supérieure, par voie thermo- chimique, à l'aide d'une série de buses 10 disposées suivant l'invention. Ces buses peuvent être de toute forme convenable, par exemple du ty- pe habituel présentant des alésages cylindriques, comme celles qu'on utilise ordinairement dans cette industrie. Dans l'exem- ple représenté, les buses lo sont munies de conduits de commu- nication 11 servant à amener à la fois du gaz oxydant etdu gaz de chauffage aux conduits de la buse après que ces gaz ont traversé une tête 12, qui peut, si on le désire, être refroidie par de l'eau ( dont les tuyaux d'arrivée et de départ h'ont pas été représentés sur le dessin dans un but de clarté ).
Le gaz oxydant est représenté sous forme d'un courant 13 projeté sur la surface supérieure de la billette B et faisant, dans un plan vertical, un angle,aigu de 25 environ avec la trace de ce jet dans le plan de tangence, le courant 13 étant entouré d'une sé- tie de petits jets de gaz de chauffage 14 . La. zone de la sur- face frappée par les divers courants de gaz oxydant est celle où a lieu la réaction thermo-chimique qui " brûle " pour ainsi dire le métal superficiel à enlever sur une profondeur désirée, par exemple une profondeur moyenne de 1,6 mm. Il se forme à l'avant du gaz projeté dans la zone de réaction une flaque de lai- tier telle que celle indiquée en P, qui possède une crête R ana- -logue à une vague se mouvant en avant de la partie plus imrnédia- tement adjacente à la zone de réaction.
Sur la figure 2, on a représenté une disposition de buses à l'aide de laquelle des composantes de force extérieures sont appliquées sur la surface de la flaque P pour contribuer à maintenir cette flaque centralement sur la billette en cours de décapage. Dans ce cas, on a représenté et désigné respective- ,ment par 10a, 10b, 10c, et 10d un nombre pair de buses à jet
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de gaz oxydant. Les deux buses intérieures 10b, et 10c sont mutuellement inclinées vers la ligne axiale x-x de la billette suivant de petits angles, par exemple de à 15 degrés. Les buses extérieures 10a et 10d sont aussi mutuellement inclinées, mais d'angles plus grands que les buses intérieures, étant donné, que, de cette manière, on peut faire en sorte que les composantes supplémentaires possèdent des valeurs relativement grandes au bord de la flaque.
Dans la pratique, les buses 10a et lOd peu= vent être inclinées d'angles de 10 à 20 degrés. On peut utiliser tout dispositif d'espacement mécanique convenable, par exemple, une barre dentée, telle que celle indiquée en 15 , pour mainte- nir les buses convenablement espacées et dans les positions mutuellement inclinées désirées.
Pour pratiquer une saignée de décapage avec la dispo- sition des figures 1 et 2, on applique d'abord des flammes de gaz préchauffantes sur la zone où la saignée doit être commen- cée. Quand cette zone possède la température d'allumage de l'oxy- gène, on allume les courants de gaz oxydant. On communique ensuit te à la billette et aux têtes portant les buses de projection de gaz oxydant un mouvement relatif à une vitesse convenable, par exemple 18 mètres par minute.
Le gaz oxydant qui vient ainsi frapper la surface fait non seulement un angle aigu avec le plan de tangence de la surface de la billette au point où il vient frapper cette billette, mais il est incliné latéralement de petits angles dont les axes sont sensiblement perpendiculaires au plan de tangence, de façon à créer des composantes de force latérales qui sont exercées sur la surface de la flaque de réac- tion et dont l'effet s'ajoute, à celui des forces de cohésion normales agissant sur la surface de la flaque, ce qui donne des résultantes qui n'ont tendance à être équilibrées que suivant la
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ligne centrale de la billette mais dont la valeur augmente à mesure qu'on se rapproche du bord de la flaque.
Par conséquent, ces forces tendent à retenir la flaque sous forme d'une masse fondue unitaire ininterrompue qui se meut centralement en avant de la zone de réaction et qui est peu sujette à subir des pertes importantes par la formation de talus sur les côtés.
Sur la figure 3, on a représenté une disposition de buses comportant un nombre impair de buses. On a représenté cinq buses désignées respectivement par 10e, 10f, 10g, 10h et 10i, Dans ce cas, on voit que la buse centrale 10g n'est inclinée d'au- cun angle par rapport à un axe vertical et que sa projection est parallèle à la ligne axiale x'- x' de la billette. Les deux buses intérieures 10f et 10h sont mutuellement inclinées de petits angles vers la ligne centrale, comme l'étaient les buses 10b, et 10c de la figure 2, alors que les deux buses extérieures 10e et 10i sont inclinées d'angles un peu plus grands.
On voit ainsi qu'on obtient des composantes extérieures qui augmentent à mesu- re qu'on se rapproche des bords extérieurs de la flaque de réac- tion, ce qui a pour effet de retenir la flaque de réaction cen- tralement sous forme d'une masse fondue unitaire et ininterrom- pue qui se meut en avant de la zone de réaction, lorsqu'on pra- tique une saignée de décapage.
L'appareil dont on envisage l'application pour la mise en pratique de cette invention comprend un chalumeau et un ensemble comprenant un nombre suffisant de chalumeaux de ce genre pour créer un courant de décapage continu ayant appro- ximativement la même largeur que la billette ou autre pièce à décaper. Chaque chalumeau comprend une boite établie de façon à envelopper complètement les divers tuyaux servant à amener l'oxygène et l'acétylène et d'autres gaz convenables aux buses
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qui projettent les jets de préchauffage et d'oxydation coopé- rant de façon à constituer le courant de décapage. La boite constitue aussi une chambre permettant la circulation d'une quan- tité convenable d'agent réfrigérant en relation d'échange de cha- leur avec les tuyaux et avec les diverses pièces qui sont sou- mises à une chaleur intense.
La boite de chaque chalumeau est sensiblement rectangulaire en section transversale pour per- mettre aux divers chalumeaux d'être disposés d'une façon com- pacte les uns à coté des autres, chacun d'eux, présentant inté- rieurement l'espace nécessaire pour envelopper les tuyaux à gaz correspondants et recevoir le volume nécessaire d'agent réfrigé- rant. Chaque chalumeau comprend aussi un corps détachable permet- tant de relier facilement des collecteurs d'alimentation en gaz et une source d'agent réfrigérant au chalumeau.
Les divers chalumeaux sont montés de façon indépendante et réglable sur une seule plaque ou autre support, ce qui permet de démonter un cha- lumeau quelconque et de le remplacer indépendamment des autres et permet en outre de modifier la position du groupe entier de chalumeaux par rapport à la pièce.
Le groupe de chalumeaux faisant partie de l'appareil à décaper représente sur la figure 4 comprend une rangée de chalumeaux Bl montés individuellement sur un support convenable tel que la plaque S et reliés individuellement aux divers collec- teurs D, E,F et G par lesquels l'acétylèhe, l'oxygène de pré- chauffage, l'oxygène de décapage et l'eau réfrigérante arrivent respectivement aux divers chalumeaux. Chacun des chalumeaux peut avantageusement être fixé au support S par une tringlerie arti- culée L par laquelle le chalumeau est suspendu de telle manière qu'on peut;.le déplacer soit verticalement, soit latéralement.
Un mécanisme convenable ( non représenté ) , peut être prévu
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pour élever ou abaisser la plaque de support S ou pour la faire mouvoir latéralement par rapport à la billette d'acier] ou autre pièce, de façon à placer le groupe de buses de chalu- meaux dans la position voulue pour le décapage. Bien entendu, le nombre de chalumeaux utilisé dépendra de la largeur de la couche superficielle à enlever. Un mécanisme convenable ( non repré- senté ) peut pire prévu pour faire mouvoir les billettes en suc- cession en regard de l'appareil à chalumeaux maintenu fixe; in- versement, on peut faire mouvoir la plaque S portant les collec- teurs des chalumeaux et les pièces associées dans la direction longitudinale de la billette.
Comme les divers chalumeaux et les dispositifs servant à les monter sur la plaque S sont de construction identique, on ne décrira ici en détail qu'un seul de ces cha- lumeaux et son montage.
Chaque chalumeau Bl.comprend un bloc arrière ou embase T , un bloc à buse M dans lequel unebuse N , est con- venablement disposée et une boite allongée constituant le corps 12 du chalumeau. Les blocs T et M sont munis de parties rec- tangulaires qui s'ajustent à l'intérieur des extrémités opposées de la boite et sont fixés hermétiquement à ces extrmités pour constituer une chambre close! destinée à contenir les divers tuyaux ou tubes à gaz et l'agent réfrigérant et son tube d'ali- mentation.
Pour loger tous ces tubes et obtenir un volume suf- fisant d'agent réfrigérant, tout en adaptant les divers chalu- meaux d'une manière propre à permettre leur disposition compacte et telle que leurs buses projettent collectivement un courant de décapage sensiblement uniforme et continu, on a donné à chacun des chalumeaux et à sa boite une forme rectangulaire en section transversale, un des côtés du rectangle étant beaucoup
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plus petit que l'autre. On peut par conséquent disposer ces chalumeaux étroits côte à côte avec leurs parois larges adja- centes, de façon que les buses ne soient pas éloignées les unes des autres d'une distance trop grande pour fournir le courant u- nitaire désiré en travers de la largeur de la billette.
Le bloc à buse M est muni d'un raccord ou tête à buse 110 qui fait corps avec le bloc et dans lequel est fixée la buse . La tête à buse est construite aussi légèrement que le permet une résistance mécanique convenable, afin que le fluide réfrigérant avec lequel elle est en contact soit étroitement as- socié à la buse N et lui emprunte rapidement sa chaleur.
Lorsque le chalumeau Bl est disposé avec son axe longitudinal vertical au dessus de la face horizontale de la billette à décaper B , la buse N est placée entre les plans des côtés larges du chalumeau et fait saillie vers l'avant du chalumeau et suivant un angle aigu avec la surface de la billette, sa position étant celle qui con- vient pour projeter sur cette surface un jet d'oxygène central de coupe ou de décapage et une rangée environnante de jets pré- chauffeurs d'un mélange de gaz combustible tel qu'un mélange d'a- cétylène et d'oxygène.
Le tuyau à oxygène de coupe ou de décapage 112 est relié à un conduit d'arrivée d'oxygène 111 de l'embase T et va de ce conduit à travers la chambre A jusqu'à la tête à buse 110, où un conduit à oxygène de coupe 113 prolonge le tuyau 112 jusqu'au conduit à oxygène de coupe de la buse N . Le tuyau 112 traverse la chambre sans coudes brusques de façon à n'offiir que le minimum de résistance au passage de l'oxygène de coupe.
L'embase! présente aussi un conduit 114 par lequel arrive de l'oxygène destiné à l'entretien de la combustion ou au préchauffage et allant de sa ace arrière à l'extrémité arrière
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d'un injecteur 115 disposé dans l'embase T ; et un conduit à air 16 allant de la face arrière de,l'embase à la chambre d'aspiration 17 de l'injecteur 115. Une gorge de mélange 18 partant de l'extrémité de sortie de l'injecteur 115 est dis- posée vers l'avant de l'embase T ; et il est évident que si un courant d'oxygène passe par l'injecteur 115 , ce courant en- trainera de l'air dérivé de la chambre d'aspiration 17 et l'in- troduira dans la gorge de mélange 18 .
L'extrémité réceptrice d'- un tuyau à mélange 19 destiné à l'entretien de la combustion ou au préchauffage est ajustée dans l'embase T à l'extrémité de la gorge de mélange 18 , et ce tuyau traverse la chambre A sans coudes brusques jusqu'à l'avant du chalumeau et revient à tra- vers ladite chambre à l'embase T . L'extrémité de sortie du tuyau à mélange 19 pénètre dans un conduit 20 de l'embase, ce conduit aboutissant à l'extrémité arrière d'un dispositif injec- teur et mélangeur 21 disposé dans l'embase T . En raison de sa longueur, le tuyau à mélange 19 offre la résistance nécessaire pour protéger le chalumeau contre les retours de flamme.
Un conduit à acétylène ou à gaz combustible 22 va de la face arrière de l'embase! à la chambre d'aspiration 23 de l'injecteur -mélangeur 21 . Ce dernier débouche dans une gorge 24 terminée par un tube de mélange et de détente 25, Ce tube est relié par un raccord 26 à un tuyau à mélange de chauffage 27, dont l'extrémité avant est reliée à la tête à buse 110 . Un conduit 28 ménagé dans la tête 110 va de l'extré- mité de sortie du tuyau 27 à l'extrémité arrière des conduits à gaz de préchauffage usuels de la buse N.
Par suite, le mélange entretenant la combustion aspire de l'acétylène hors de la cham- bre d'aspiration 23 et l'introduit dans la gorge 24 pour se mélanger avec lui dans le tube de mélange et de détente 25 et pas-
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ser par le tuyau 27 et le conduit 28 dans les conduits de préchauffage de la buse 1,1
Un tuyau à eau réfrigérante 30 va à travers la cham- bre d'un conduit d'arrivée d'eau réfrigérante 29 de l'embase! à un orifice d'échappement placé près de la tête à buse 110 ,à l'endroit où le chalumeau est exposé au maximum de chaleur.
Ce fluide réfrigérant peut être fourni indépendamment et sensi- ble:aent directement au bloc et à la buse N . En raison du nom- bre de tubes à gaz qu'il est nécessaire de placer près de la tête à buse 110, il peut être recommandable de déformer la sec- tion transversale de l'extrémité de sortie 31 du tuyau 30, comme cela est représenté sur la figure 7 . Le fluide réfrigé- rant qui est admis près de la tête à buse peut repasser généra- lenient à travers la chambre A,et un conduit d'échappement 32 part de la chambre !¯ et traverse l'embase pour aboutir sur la face arrière de celle-ci.
Il,est préférable de prévoir une cloison raidis- seuse 33 disposée dans la direction longitudinale et à l'inté- rieur de la boite renfermant le chalumeau, à peu près en son milieu. Cette paroi peut être assujettie , à l'une de ses extré- mités, à l'embase T, comme indiqué en 34,son autre extré- mité pouvant être assujettie au bloc à buse M, comme indiqué en 22 . De préférence, la paroi raidisseuse règne en travers de la plus petite dimension de la boite 12 et peut être fixée , en des points 36 aux parois les plus larges de cette boite, par exem- ple par une soudure ou à l'aide de rivets. Cet organe raidisseur empêche ainsi le bombement desdites parois, en particulier sous 1 la pression du fluide réfrigérant, et l'on obtient ainsi une construction de chalumeau plus robuste et plus durable.
Des ouvertures 37,37 sont pratiquées dans la paroi 33 pour permet-
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tre le passage de certains des tubes à gaz à travers cette paroi, ces ouvertures étant de préférence de section suffisan- te' pour.)permettre au fluide réfrigérant de passer librement à 'travers l'organe raidisseur.
Pour permettre au chalumeau d'être rapidement démon- et remplacé par un chalumeau analogue, toutes les communica- tions de fluides sont établies par l'intermédiaire d'un bloc H auquel aboutissent tous les tuyaux flexibles et qui est percé de part en part de conduits 38, 39, 40, 41,42 et 43 placés dans des positions telles qu'ils coïncident respectivement avec le conduit 111 recevant l'oxygène de coupe, le conduit 114 recevant l'oxygène de préchauffage, le conduit à air 16 , le conduit à acétylène 22 , le conduit d'arrivée d'eau réfrigérante
29 et le conduit de départ d'eau réfrigérante 32. Des raccords
44, 45, 46, 47, 48 sont disposés dans les extrémités extérieures des conduits 38,39,40 41, 42 et 43 respectivement, pour permet- tre à des tuyaux flexibles ( qu'on décrira plus loin ) d'être raccordés au bloc H .
On remarquera qu'on n'a pas besoin dé rac- cord à l'extrémité extérieure du conduit d'admission d'air 40 '
Une garniture d'étanchéité 49 percée de trous convenables est disposée entre l'embase et le bloc H pour empêcher les fuites.
Des boulons 50 et 51 fixés dans l'embase T font saillie vers l'arrière de cette embase et sont destinés à traverser les trous
52 et 53 du bloc H , leurs extrémités filetées faisant saillie au delà de la face arrière. Par conséquent, en serrant les écrous 54 et 55 sur les extrémités filetéescorrespondantes, on peut presser fortement le bloc H ,vers l'embase T ce qui comprime la garniture 49 et assure l'étanchéité des communications par les conduits correspondants de l'embase avec les conduits du chalumeau.
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La tringlerie ou système de montage articulé L qui supporte chaque chalumeau B comprend une barre verticale 58 présen tant un trou taraudé vertical 59 dans sa partie supérieure et munie à sa partie inférieure d'un pied 60 qui s'étend vers l'avant et qui présente un trou vertical 61 . Des bras de sup- port 58 et, 57, fixés respectivement à la paroi arrière de la boite 12 près des extrémités supérieure et inférieure de cette boîte , sont munis d'éléments qui coopèrent avec la barre 58 pour permettre le démontage et la remise en place rapides du chalumeau Bl.
Une vis 62 traverse un trou du bras 56 et se visse dans le trou taraudé 59 de la barre 58 pour assembler la partie supérieure du chalumeau Bl avec la barre 58' et un pivot 64 faisant saillie sur la face de dessous du bras de sup- port 57 s'ajuste dans le trou 61 du pied 60 , ce qui assemble l'extrémité inférieure du chalumeau Bl arec la barre 58. La vis 62 et le pivot 64 ne sont pas disposés suivant le même axe, et, par conséquent, le chalumeau est fixé rigidement à la barre 58 lorsque la vis et le pivot sont en place. On peut démonter ra- pide;aent le chalumeau de la barre 58 ( et par conséquent de la tringlerie L ) en dévissant simplement la vis 62 et en soulevant le chalumeau jusqu'à ce que le pivot 64 se soit dégagé du trou 61 .
On peut tout aussi rapidement ajouter un chalumeau de remplacement à l'ensemble en effectuant la mise en position conve nable des bras 56 et 57 et en vissant la vis 62 dans son loge- ment.
La barre 58 est assemblée, près de ses extrémités supérieure et inférieure, avec une seconde barre verticale 65 à l'aide de biellettes horizontalement mobiles 66 et 67 qu'on peut faire pivoter autour de pivots, alignés verticalement, prévus près ds extrémités opposées dcsdites biellettes. La
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barre 65 est munie de deux pattes 68, 69 fixées sur sa face arri- ère prèsnde ses extrémités supérieure et inférieure, respec- tivement et deux biellettes pivotant verticalement 70, 71 sont reliées par des pivots horizontaux aux pattes 68 et 69, res- pectivement et à une paire correspondante de pattes analogues à la patte 72 de la plaque ou support S.
Comme les biellettes horizontalement mobiles 66 et 67 sont d'égale longueur, que leurs extrémités avant pivotent suivant le même axe, et que leurs extrémités arrière pivotent suivant le même axe, on peut faire pivoter horizontalement le chalumeau Bl pour l'amener à toute position désirée, qui peut être parallèle à sa position initiale ou inclinée par rap- port à cette position. En outre, comme lesbLellettes 70 et 71 sont parallèles et d'égale longueur, on peut faire pivoter le chalumeau vers le haut ou vers le bas, par rapport à la plaque S, pour l'amener à des positions parallèles successives.
Etant donné que les divers chalumeaux B1 du groupe sont montés de la même façon , il est évident qu'on peut éloi- gner un ou plusieurs des chalumeaux du groupe de la position de travail en les faisant mouvoir vers le haut pour diminuer la largeur du courant de décapage lorsqu'il s'agit de décaper une billette étroite . En outre, les biellettesborizontalement mo- biles 66 et 67 qui supportent chaque chalumeau permettent aux chalumeaux d'être espacés les uns des autres de la façon désirée ( voir figure 6)
Dans le décapage d'une billette ou pièce analogue les meilleurs résultats sont ordinairement ceux qu'on obtient lorsque l'oxyde et le métal fondus restent sur la surface en cours de décapage ou avancent le long de cette surface.
Par conséquent, les chalumeaux extérieurs du groupe sont de préfé- rence inclinés vers l'intérieur, comme cela est représenté sur les
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figures 5 et 6 . Les jets intérieurs font alors avancer l'oxyde et le ''''létal fondus le long de la surface, et les jets sortant des chalumeaux extrêmes font mouvoir le métal et l'oxyde fondus non seulement vers l'avant mais dans une direction qui les éloi- gne des bords de la billette.
Un dispositif convenable peut être prévu pour main- tenir les extrémités avant des divers chalumeaux dans des posi- tions fixes les unes par rapport aux autres tout en permettant à leurs extrémités arrière d'être placées à différentes dis- tances les unes des autres et en permettant aussi le remplace- ment d'un chalumeau quelconque sans déranger la position des autres chalumeaux.
Comme représenté, une patte 75 présentant un trou vertical est fixée à la paroi avant de la boite 12 de chaque chalumeau, et il est prévu un peigne ou barre entail- lée 73 présentant une rangée de dents rondes 74 qui s'engagent indépendamment de façon détachable, quoique précise, dans les trous des pattes 75 . En souleva-nt le peigne, on peut enlever les dents de leurs logements pour libérer les extrémités avant des chalumeaux, mais les divers chalumeaux sont maintenus dans des positions fixes les uns par rapport aux autres pendant le décapage.
Un dispositif peut être prévu pour modifier l'angle vertical que fait chaque buse du chalumeau avec la pièce lors- que certaines conditions, telles que différentes compositions du métal, exigent une telle modification. A cet effet, on peut allonger soit la biellette supérieure, horizontale, mobile, soit la biellette inférieure, horizontale, mobile, comme repré- senté sur les figures 10 et 11. Dans des constructions de ce genre, la barre 58 n'est modifiée en aucune façon, mais il est nécessaire de prévoir des trous plus grands dans les biel-
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lettes horizontales pour recevoir les vis ou pivots à l'aide desquels elles sont reliées à la barre 58.
Les collecteurs D, E, F et G par lesquels arrivent l'acétylène, l'oxygène de préchauffage, l'oxygène de décapage et l'eau réfrigérante peuvent être supportés par la construc- tion qui supporte la plaque S . Des tuyaux souples conduisent des divers collecteurs aux divers chalumeaux B1 les quatre fluides indiqués. Comme ces tuyaux souples sont les mêmes pour tous les chalumeaux, on ne décrira que ceux qui relient, les collecteurs au chalumeau le plus éloigné de l'observateur sur la figure 4. Ainsi, les tuyaux 76, 77,78 et 79 transfèrent l'acé- tylène, l'oxygène de préchauffage, l'oxygène de coupe et l'eau réfrigérante des divers collecteurs aux raccords 46, 45, 44 et
47 du bloc H , respectivement.
Le débit des fluides passant dans ces tuyaux peut être réglé à l'aide de robinets 80,81, 82 et
83 représentés schématiquement sur les collecteurs correspon- dants. Un tuyau souple, non représenté, peut être relié à chacun des racchrds 48 du bloc H pour rejeter l'eau réfrigérante en tout lieu convenable.
Des robinets principaux 84, 85, 86 et 87 sont pré- vus respectivement sur les collecteurs D, E, F et G pour régler la quantité de fluide amenée aux collecteurs. Ainsi, si le ro- binet principal 84 est fermé, l'admission dit acétylène à tous les chalumeaux Bl est coupée, alors que la fourniture d'acétylè- ne aux divers chalumeaux individuels est réglée à l'aide des robinets tels que le robinet 80 monté sur le collecteur D . Les autres fluides sont commandés d'une façon analogue par des robi. nets principaux et des robinets individuels. Tous les robinets sont placés dans des positions telles qu'ils puissent être manoeuvrés commodément par l'ouvrier desservant l'appareil.
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En fonctionnement, on place l'appareil avec les buses des chalumeaux à la distance voulue au dessus de la surface supé- rieure de la billette B , en prévoyant un nombre suffisant de chalumeaux pour obtenir un courant de décapage sensiblement continu en travers de la face entière de la billette à décaper.
Si l'on n'a pas besoin de certains chalumeaux du groupe pour cons- tituer un courant de décapage de la largeur nécessaire, on peut élever verticalement des chalumeaux en faisant mouvoir les biellettes pivotant verticalement 70 et 71 et couper l'admission des gaz et du liquide réfrigérant par la manoeuvre des robinets individuels correspondants sur les divers collecteurs. S'il est nécessaire de faire varier l'inclinaison ordinaire du jet, on peut remplacer les biellettes horizontalement mobiles de longueurs usuelles par d'autres de la longueur nécessaire. On place ensui- te les chalumeaux à la distance voulue les uns des autres et aux angles voulus les uns par rapport aux autres en les faisant tour- ner autour des pivots des biellettes horizontalement mobiles et on ouvre les robinets principaux.
On règle alors les robinets de commande pour fournir les quantités désirées de fluides aux divers chalumeaux et on enflamme les gaz sortant des buses. On communique alors à la billette et au groupe de chalumeaux un mouvement l'un par rapport à l'autre de façon que la première se meuve par rapport au second dans le sens de la flèche de la figure 4. et on fait passer .le jet complètement sur le corps en métal. Après qu'une des faces a été décapée, on amène successi- vement les autres faces près des buses des chalumeaux, jusqu'à ce que la pièce entière ait été décapée.
Il ressort de ce qui précède que la présente inven- tion offre un appareil à décaper de construction simple, robuste, facile à entretenir et pouvant facilement être adapté en vue de
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son emploi avec des pièces métalliques de dimensions diffé- rentes et de différentes compositions.
Il est bien entendu qu'on pourrait utiliser un gaz combustible autre que l'acétylène et que, lorsque le mot " acétylène " est utilisé dans cette description, ce mot est supposé comprendre n'importe quel gaz combustible approprié.
De même, il est bien entendu que les expressons, "oxygène de préchauffage " et " oxygène de décapage " n'ont été utilisées que dans un but de commodité et parce que c'est l'oxygène qu'on utilisé ordinairement pour le préchauffage et le décapage, ces termes n'excluant pas toutefois les autres fluides susceptibles d'être utilisés d'une manière analogue. Finalement, l'expression eau réfrigérante " a été utilisée parce que l'eau est l'agent réfrigérant dont on envisage actuellement l'utilisation dans cet appareil, mais cette expression n'exclue,pas d'autres fluides réfrigérants.
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"SURFACE PICKLING PROCESS AND APPARATUS
OF A FERROUS METAL BODY BY TRACK
THERMO - CHEMICAL "
This invention relates to a method and apparatus for surface stripping ferrous metallic bodies and, in particular, to a method and apparatus for projecting jets of heating and oxidizing gases against one of the surfaces of a metallic body to remove it. a super layer. fade of metal in an extremely efficient manner.
In the art of surface pickling of ferrous metal bodies using an oxidizing gas, it is currently common practice to remove the surface of ingots, billets, etc.
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etc., by relatively shallow and relatively wide slits by projecting a series of juxtaposed and relatively large streams of oxidizing gas over a surface area which is transverse to the direction in which a bleed is to be made, and following acute angles with a plane which is tangent to the surface at the points where these jets strike that surface, the application of the gas being in the general direction of the metal removal.
The oxidizing gas used can be either oxygen of commercial purity or a mixture of oxygen and neutral gas; and the rate of the gas supplied as it exits the nozzle is preferably relatively low. A suitable speed of this kind is one whose upper limit is equal to the speed of transmission of sound, and its value can generally be between 60 and 300 meters per second.
In order to achieve satisfactory stripping, it is important that each of the torches continuously spray the correct jets, so that the entire group of torches forms a uniform and substantially uninterrupted stripping current across the width of the object or part to be stripped.
However, the intense heat generated by this operation, especially when the entire billet or other part is hot, is likely to overheat one or more torches of the groups and make them unfit for service; that other difficulties, such as obstructions present on the billet, are liable to put one or more of the torches out of action.
The present invention generally relates to an improved operating mode and stages in a process of the aforementioned type, as well as to an apparatus capable of enabling them to be carried out, thanks to which characteristics and characteristics are obtained.
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sophisticated work effects. @
A more particular object of the invention is to assist the action of the surface tension of the reaction puddle tending to effect the desired heat preservation and to maintain said puddle intact in a central position, relative to the group of nozzles, on the body being stripped.
A further object of the invention is to provide, in surface stripping using a multi-nozzle apparatus, an improved arrangement of nozzles capable of providing force components which tend to urge the reaction puddle towards it. a central position and to keep it there in front of the reaction zone.
Further objects of the invention are to provide a pickling apparatus comprising a row of torches so constructed that they are less susceptible to being put out of action during pickling and associated in such a way that they. collectively constitute a large continuous and more uniform stripping current; an apparatus with several torches in which, if any of the torches have been put out of action, this torch can be replaced quickly and accurately by a torch in working order without disturbing the communications and adjustments of the other torches of the apparatus ;
such a pickling apparatus in which the angular positions of the torches relative to the workpiece and relative to each other can be changed more conveniently.
The above objects and other objects of the invention and its characteristics will become apparent during the description which will be given hereinafter with reference to the accompanying drawings, on. which :
Figure 1 is a side view showing an arrangement suitable for surface pickling of a billet billet.
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using an apparatus with several nozzles .by the method according to the invention.
Figure 2 is a plan view of the nozzle arrangement for use in Figure 1 and indicates the mutual inclination of the oxidizing gas streams used to practice the invention.
FIG. 3 shows a modified arrangement comprising a number of nozzles different from that of FIG. 2.
FIG. 4 is a perspective view partially cut away of an apparatus with several torches established according to the invention.
Figure 5 is a fragmentary front view of the apparatus of Figure 4.
Figure 6 is a partially broken plan view of the torch apparatus and its supporting members.
Figure 7 is a longitudinal section taken on line IV-IV of Figure 8, showing the construction of one of the torches of the apparatus.
Figure 8 is a cross section of a torch, this section taken by the line V-V of Figure 7.
Figure 9 is a rear view partially cut away of two torches placed in positions such that they can act in concert.
Figures 10 and 11 are two side views of the torches of the apparatus and show two types of supports intended for these torches.
The surface which is to be removed by the thermo-chemical reaction of the oxidizing gas projected onto the metallic body must be initially brought to the temperature at which the oxygen reacts, that is to say, at the point of ignition. oxygen, so that the thermochemical reaction can take place. We can
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effect this heating of the surface to this point of ignition by applying a suitable preheating gas flame to that surface at a time and place which somewhat precedes the time and area to which the oxidizing gas is applied.
A mixture of oxygen and acetylene conventional as a heating gas mixture for use in the practice of this invention. When the ingot or billet has to be pickled in the hot state, as one of the stages of the manufacturing process carried out in a steel mill, it may be unnecessary to preheat the surface to the point of ignition since , in the uncooled state, the billet frequently has a temperature equal to or greater than this ignition point.
When a pickling reaction is started, a slag or slag melt which may contain molten iron forms on the surface just in front of the zone struck by the oxidizing gas. In the case of pickling using a multi-nozzle apparatus, the nozzles are usually placed so ... close to each other that the various reaction puddles unite in the form of a single puddle or bath. which moves on the surface as the pickling nozzle apparatus and metal body are moved relative to each other.
Although the puddle thus formed is a relatively viscous mass and has a relatively high surface tension, it is found in practice that this puddle tends to spread out laterally, that is to say, transversely and in a direction parallel to the area affected by the oxidizing gas.
The result is that the slag tilts in a slope on the sides, which causes a continual loss of the heat contained in the material. Usually a fairly large part of the puddle is in contact with a considerable area of the body
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metal in front of the nozzles projecting the gas and therefore conductively transfers a relatively large quantity of heat to the surface to be etched. As a result, the puddle helps to achieve the desired preheating effect on the metal of the surface which is at the front of the strip being stripped.
In practicing the present invention, a special operation is used to assist the effect of the superficial tension created in the reaction puddle in a transverse direction, so as to minimize the tendency. to the formation of slag embankments on the sides and, by this means, retain the heat of the puddle. This conservation also ensures greater uniformity in the thickness of the pickled strip.
According to the invention, to etch a metallic body a nozzle arrangement is used which assists the surface tension as desired by the application of an additional external force derived from the velocity of the gas applied.
To this end, a series of nozzles are inclined at small angles towards each other about axes substantially perpendicular to the plane tangential to the surface being removed, so that they project jets of gas exerting pressure. velocity components transverse to the surface of the puddle. In this way, the normal cohesive forces of the surface tension of the reaction puddle are decounded outwardly so that the puddle is held as a unitary mass which moves forward of the reaction zone, a movement being communicated to the gas jetting device and to the metal body relative to each other.
In the drawings, and in particular, Figure 1, B denotes a fragmentary part of a billet from which is removed
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the upper surface, thermochemically, using a series of nozzles 10 arranged according to the invention. These nozzles may be of any suitable shape, for example of the usual type with cylindrical bores, such as are commonly used in this industry. In the example shown, the nozzles lo are provided with communication conduits 11 for supplying both oxidizing gas and heating gas to the conduits of the nozzle after these gases have passed through a head 12, which may. , if desired, be cooled by water (the inlet and outlet pipes of which have not been shown in the drawing for the sake of clarity).
The oxidizing gas is represented in the form of a stream 13 projected onto the upper surface of the billet B and forming, in a vertical plane, an acute angle of about 25 with the trace of this jet in the plane of tangency, the stream 13 being surrounded by a series of small jets of heating gas 14. The area of the surface affected by the various streams of oxidizing gas is that where the thermochemical reaction takes place which "burns" so to speak the surface metal to be removed to a desired depth, for example an average depth of 1. , 6 mm. A slag puddle such as that indicated at P is formed in front of the gas projected into the reaction zone, which has a peak R analogous to a wave moving in front of the more immediate part. directly adjacent to the reaction zone.
In Figure 2, there is shown a nozzle arrangement with the aid of which external force components are applied to the surface of the puddle P to help maintain this puddle centrally on the billet during pickling. In this case, there is represented and designated respectively by 10a, 10b, 10c, and 10d an even number of jet nozzles
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oxidizing gas. The two inner nozzles 10b, and 10c are mutually inclined towards the axial line x-x of the billet at small angles, for example from 15 degrees. The outer nozzles 10a and 10d are also mutually inclined, but at greater angles than the inner nozzles, since, in this way, the additional components can be made to have relatively large values at the edge of the puddle. .
In practice, the nozzles 10a and 10d may be inclined at angles of 10 to 20 degrees. Any suitable mechanical spacing device, for example, a toothed bar, such as that indicated at 15, can be used to keep the nozzles properly spaced and in the desired mutually inclined positions.
In order to perform a stripping bleeding with the arrangement of Figures 1 and 2, preheating gas flames are first applied to the area where the bleeding is to be started. When this zone has the ignition temperature of oxygen, the streams of oxidizing gas are ignited. The billet and the heads carrying the oxidizing gas spray nozzles are then imparted to a relative movement at a suitable speed, for example 18 meters per minute.
The oxidizing gas which thus strikes the surface not only makes an acute angle with the plane of tangency of the surface of the billet at the point where it strikes this billet, but it is inclined laterally by small angles whose axes are substantially perpendicular to the surface. tangent plane, so as to create lateral force components which are exerted on the surface of the reaction puddle and whose effect is added to that of the normal cohesion forces acting on the surface of the puddle, which gives results which tend to be balanced only according to the
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center line of the billet but which increases in value as one approaches the edge of the puddle.
Therefore, these forces tend to hold the puddle as an uninterrupted unitary melt which moves centrally forward of the reaction zone and which is unlikely to suffer significant losses from side slope formation.
FIG. 3 shows a nozzle arrangement comprising an odd number of nozzles. Five nozzles have been shown designated respectively by 10e, 10f, 10g, 10h and 10i. In this case, it can be seen that the central nozzle 10g is not inclined at any angle with respect to a vertical axis and that its projection is parallel to the axial line x'- x 'of the billet. The two inner nozzles 10f and 10h are mutually inclined at small angles towards the center line, as were the nozzles 10b, and 10c of figure 2, while the two outer nozzles 10e and 10i are inclined at slightly more angles. big.
It can thus be seen that one obtains external components which increase as one approaches the external edges of the reaction puddle, which has the effect of retaining the reaction puddle centrally in the form of a unitary, uninterrupted melt which moves forward of the reaction zone when a pickling bleeding is performed.
The apparatus contemplated for application in the practice of this invention comprises a torch and an assembly comprising a sufficient number of such torches to create a continuous stripping stream having approximately the same width as the billet or. other part to be stripped. Each torch includes a box designed to completely surround the various pipes used to deliver oxygen and acetylene and other suitable gases to the nozzles.
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which project the preheating and oxidation jets cooperating so as to constitute the stripping current. The box also constitutes a chamber allowing the circulation of a suitable quantity of coolant in heat exchange relation with the pipes and with the various parts which are subjected to intense heat.
The box of each torch is substantially rectangular in cross section to allow the various torches to be placed in a compact manner next to each other, each of them internally having the necessary space for each torch. wrap the corresponding gas pipes and receive the necessary volume of coolant. Each torch also includes a detachable body allowing easy connection of gas supply manifolds and a source of coolant to the torch.
The various torches are independently and adjustable mounted on a single plate or other support, which allows any torch to be dismantled and replaced independently of the others and furthermore allows the position of the entire torch group to be changed in relation to the torch. piece.
The group of torches forming part of the pickling apparatus shown in FIG. 4 comprises a row of torches B1 individually mounted on a suitable support such as the plate S and individually connected to the various manifolds D, E, F and G by which acetylene, preheating oxygen, pickling oxygen and cooling water respectively arrive at the various torches. Each of the torches can advantageously be fixed to the support S by an articulated linkage L by which the torch is suspended in such a way that it can be moved either vertically or laterally.
A suitable mechanism (not shown) can be provided
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to raise or lower the support plate S or to move it laterally with respect to the steel billet] or other part, so as to place the group of torch nozzles in the desired position for pickling. Of course, the number of torches used will depend on the width of the surface layer to be removed. A suitable mechanism (not shown) may worse be provided for moving the billets in succession opposite the torch apparatus kept fixed; Conversely, the plate S carrying the torch manifolds and the associated parts can be moved in the longitudinal direction of the billet.
As the various torches and the devices used to mount them on the plate S are of identical construction, only one of these torches and its assembly will be described in detail here.
Each torch B1 comprises a rear block or base T, a nozzle block M in which an N nozzle is suitably disposed and an elongated box constituting the body 12 of the torch. The T and M blocks have rectangular parts which fit inside the opposing ends of the box and are hermetically attached to these ends to form a closed chamber! intended to contain the various gas pipes or tubes and the refrigerant and its supply tube.
To accommodate all these tubes and obtain a sufficient volume of coolant, while adapting the various torches in a manner suitable for their compact arrangement and such that their nozzles collectively project a substantially uniform and continuous pickling current , we gave each torch and its box a rectangular shape in cross section, one of the sides of the rectangle being much
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smaller than the other. These narrow torches can therefore be arranged side by side with their adjacent wide walls so that the nozzles are not too far apart from each other to provide the desired unit flow through the pipe. billet width.
The nozzle block M is provided with a fitting or nozzle head 110 which is integral with the block and in which the nozzle is fixed. The nozzle head is constructed as lightly as a suitable mechanical strength permits, so that the refrigerant with which it comes in contact is closely associated with the nozzle N and rapidly borrows its heat from it.
When the torch B1 is arranged with its longitudinal axis vertical above the horizontal face of the billet to be stripped B, the nozzle N is placed between the planes of the wide sides of the torch and protrudes towards the front of the torch and at an angle acute with the surface of the billet, its position being that suitable for projecting on this surface a central jet of cutting or stripping oxygen and a surrounding row of jets preheating a mixture of combustible gas such as a mixture of acetylene and oxygen.
The cutting or stripping oxygen pipe 112 is connected to an oxygen inlet duct 111 of the base T and goes from this duct through the chamber A to the nozzle head 110, where a duct to cutting oxygen 113 extends the pipe 112 to the cutting oxygen conduit of the nozzle N. Hose 112 passes through the chamber without sharp bends so as to provide only minimal resistance to the passage of cutting oxygen.
The base! also has a duct 114 through which oxygen arrives for combustion maintenance or preheating and going from its rear ace to the rear end
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an injector 115 arranged in the base T; and an air duct 16 extending from the rear face of the base to the suction chamber 17 of the injector 115. A mixing groove 18 extending from the outlet end of the injector 115 is provided. towards the front of the T-base; and it is evident that if a stream of oxygen passes through injector 115, this stream will entrain air bypassed from suction chamber 17 and enter it into mixing throat 18.
The receiving end of a mixture pipe 19 intended for combustion maintenance or preheating is fitted in the base T at the end of the mixing groove 18, and this pipe passes through chamber A without elbows abruptly up to the front of the torch and returns through said chamber to the base T. The outlet end of the mixture pipe 19 enters a duct 20 of the base, this conduit terminating at the rear end of an injector and mixer device 21 arranged in the base T. Due to its length, the mixing pipe 19 provides the strength necessary to protect the torch against backfire.
An acetylene or combustible gas duct 22 runs from the rear face of the base! to the suction chamber 23 of the injector-mixer 21. The latter opens into a groove 24 terminated by a mixing and expansion tube 25, This tube is connected by a connector 26 to a heating mixture pipe 27, the front end of which is connected to the nozzle head 110. A duct 28 formed in the head 110 goes from the outlet end of the pipe 27 to the rear end of the usual preheating gas ducts of the N nozzle.
As a result, the combustion sustaining mixture draws acetylene out of the suction chamber 23 and introduces it into the groove 24 to mix with it in the mixing and expansion tube 25 and passes through it.
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ser through pipe 27 and pipe 28 in the preheating pipes of the nozzle 1.1
A cooling water pipe 30 goes through the chamber of a cooling water inlet pipe 29 of the base! to an exhaust port placed near the nozzle head 110, where the torch is exposed to maximum heat.
This refrigerant can be supplied independently and sensitive: aent directly to the block and to the N nozzle. Due to the number of gas tubes that need to be placed near the nozzle head 110, it may be advisable to deform the cross section of the outlet end 31 of the pipe 30, as is required. shown in figure 7. The refrigerant which is admitted near the nozzle head can generally pass back through chamber A, and an exhaust duct 32 leaves the chamber! ¯ and passes through the base to terminate on the rear face of the chamber. this one.
It is preferable to provide a stiffening partition 33 disposed in the longitudinal direction and inside the box containing the torch, approximately in its middle. This wall can be secured, at one of its ends, to the base T, as indicated at 34, its other end being able to be secured to the nozzle block M, as indicated at 22. Preferably, the stiffening wall reigns across the smallest dimension of the box 12 and can be fixed, at points 36 to the widest walls of this box, for example by welding or by means of rivets. . This stiffening member thus prevents the bulging of said walls, in particular under the pressure of the refrigerant fluid, and a more robust and more durable torch construction is thus obtained.
Openings 37, 37 are made in the wall 33 to allow
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be the passage of some of the gas tubes through this wall, these openings preferably being of sufficient cross section to allow the refrigerant fluid to pass freely through the stiffening member.
To allow the torch to be quickly dismantled and replaced by a similar torch, all fluid communications are established through a block H to which all the flexible pipes terminate and which is drilled right through. conduits 38, 39, 40, 41, 42 and 43 placed in positions such that they respectively coincide with the conduit 111 receiving the cutting oxygen, the conduit 114 receiving the preheating oxygen, the air conduit 16, the acetylene pipe 22, the refrigerant water inlet pipe
29 and the cooling water outlet pipe 32. Fittings
44, 45, 46, 47, 48 are disposed in the outer ends of conduits 38,39,40 41, 42 and 43 respectively, to allow flexible hoses (which will be described later) to be connected to the block H.
Note that there is no need to connect to the outer end of the air intake duct 40 '.
A seal 49 pierced with suitable holes is arranged between the base and the block H to prevent leaks.
Bolts 50 and 51 fixed in the base T protrude towards the rear of this base and are intended to pass through the holes
52 and 53 of the H block, their threaded ends projecting beyond the rear face. Consequently, by tightening the nuts 54 and 55 on the corresponding threaded ends, the block H can be strongly pressed towards the base T which compresses the gasket 49 and seals the communications through the corresponding conduits of the base with the conduits of the torch.
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The linkage or articulated mounting system L which supports each torch B comprises a vertical bar 58 having a vertical tapped hole 59 in its upper part and provided at its lower part with a foot 60 which extends forward and which has a vertical hole 61. Support arms 58 and 57, respectively fixed to the rear wall of the box 12 near the upper and lower ends of this box, are provided with elements which cooperate with the bar 58 to allow disassembly and re-installation. rapid torch place Bl.
A screw 62 passes through a hole in the arm 56 and screws into the tapped hole 59 of the bar 58 to assemble the upper part of the torch B1 with the bar 58 'and a pivot 64 protruding on the underside of the support arm. port 57 fits into hole 61 of leg 60, which assembles the lower end of torch Bl with bar 58. Screw 62 and pivot 64 are not arranged along the same axis, and therefore torch is rigidly attached to bar 58 when screw and pivot are in place. The torch can be quickly removed from the bar 58 (and therefore from the linkage L) by simply unscrewing the screw 62 and lifting the torch until the pin 64 has disengaged from the hole 61.
A replacement torch can just as quickly be added to the assembly by placing the arms 56 and 57 in the proper position and by screwing the screw 62 into its housing.
The bar 58 is assembled, near its upper and lower ends, with a second vertical bar 65 by means of horizontally movable links 66 and 67 which can be rotated about vertically aligned pivots provided near the opposite ends of said bar. connecting rods. The
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bar 65 is provided with two legs 68, 69 fixed on its rear face near its upper and lower ends, respectively and two vertically pivoting links 70, 71 are connected by horizontal pivots to the legs 68 and 69, respectively and to a corresponding pair of tabs similar to the tab 72 of the plate or support S.
As the horizontally movable rods 66 and 67 are of equal length, their front ends pivot along the same axis, and their rear ends pivot along the same axis, the torch Bl can be horizontally pivoted to bring it to any position desired, which may be parallel to its initial position or inclined relative to this position. Further, since the shells 70 and 71 are parallel and of equal length, the torch can be rotated up or down, relative to the plate S, to bring it to successive parallel positions.
Since the various torches B1 of the group are mounted in the same way, it is evident that one or more of the torches of the group can be moved away from the working position by moving them upwards to reduce the width of the torch. pickling current when it comes to pickling a narrow billet. In addition, the horizontally movable links 66 and 67 which support each torch allow the torches to be spaced apart from each other as desired (see figure 6).
In pickling a billet or the like the best results are usually those obtained when the molten oxide and metal remain on the surface being pickled or advance along that surface.
Therefore, the outer torches of the group are preferably inclined inward, as shown in the drawings.
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figures 5 and 6. The interior jets then move the molten oxide and lethal along the surface, and the jets emerging from the extreme torches move the molten metal and oxide not only forward but in a direction that keeps them away from the edges of the billet.
A suitable device may be provided to hold the front ends of the various torches in fixed positions with respect to each other while allowing their rear ends to be placed at different distances from each other and at different distances from each other. also allowing the replacement of any torch without disturbing the position of the other torches.
As shown, a tab 75 having a vertical hole is attached to the front wall of the box 12 of each torch, and there is provided a notched comb or bar 73 having a row of round teeth 74 which independently engage. detachable, although precise, in the holes of the tabs 75. By lifting the comb, the teeth can be removed from their housings to free the front ends of the torches, but the various torches are held in fixed positions relative to one another during stripping.
A device may be provided to modify the vertical angle which each nozzle of the torch makes with the workpiece when certain conditions, such as different compositions of the metal, require such modification. For this purpose, it is possible to lengthen either the upper, horizontal, movable link, or the lower, horizontal, movable link, as shown in FIGS. 10 and 11. In constructions of this kind, the bar 58 is not modified. in any way, but it is necessary to provide larger holes in the connecting rods.
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horizontal slats to receive the screws or pivots by means of which they are connected to the bar 58.
The collectors D, E, F and G through which the acetylene, preheating oxygen, pickling oxygen and cooling water arrive can be supported by the structure which supports the plate S. Flexible hoses lead from the various collectors to the various torches B1 the four fluids indicated. As these flexible pipes are the same for all the torches, we will describe only those which connect the manifolds to the torch furthest from the observer in FIG. 4. Thus, the pipes 76, 77, 78 and 79 transfer the acetylene, preheating oxygen, cutting oxygen and cooling water from the various manifolds at fittings 46, 45, 44 and
47 of block H, respectively.
The flow rate of the fluids passing through these pipes can be regulated using valves 80, 81, 82 and
83 schematically represented on the corresponding manifolds. A flexible pipe, not shown, can be connected to each of the hooks 48 of the block H to reject the cooling water at any suitable location.
Main valves 84, 85, 86 and 87 are provided on the manifolds D, E, F and G, respectively, to regulate the amount of fluid supplied to the manifolds. Thus, if the main valve 84 is closed, the so-called acetylene inlet to all the torches B1 is cut off, while the supply of acetylene to the various individual torches is regulated using the valves such as the valve. 80 mounted on manifold D. The other fluids are controlled in a similar fashion by robi. main nets and individual taps. All valves are placed in such positions that they can be conveniently operated by the worker servicing the appliance.
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In operation, the apparatus is placed with the torch nozzles at the desired distance above the upper surface of the billet B, providing a sufficient number of torches to obtain a substantially continuous stripping current across the face. entire billet to be stripped.
If some torches of the group are not needed to constitute a stripping current of the necessary width, torches can be raised vertically by moving the vertically pivoting links 70 and 71 and shutting off the gas inlet. and refrigerant liquid by operating the corresponding individual taps on the various manifolds. If it is necessary to vary the ordinary inclination of the jet, the horizontally movable links of usual lengths can be replaced by others of the necessary length. The torches are then placed at the desired distance from each other and at the desired angles with respect to each other by rotating them around the pivots of the horizontally movable links and the main valves are opened.
The control valves are then adjusted to supply the desired quantities of fluids to the various torches and the gases exiting the nozzles are ignited. The billet and the group of torches are then given a movement relative to each other so that the first moves relative to the second in the direction of the arrow in FIG. 4. spray completely on the metal body. After one of the faces has been pickled, the other faces are successively brought near the torch nozzles, until the entire part has been pickled.
It emerges from the foregoing that the present invention offers a stripping apparatus of simple construction, robust, easy to maintain and which can easily be adapted with a view to
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its use with metal parts of different sizes and different compositions.
It is understood, of course, that a fuel gas other than acetylene could be used and that when the word "acetylene" is used in this specification, this word is intended to include any suitable fuel gas.
Likewise, it is understood that the expressons, "preheating oxygen" and "pickling oxygen" have been used only for the sake of convenience and because it is the oxygen which is ordinarily used for the preheating. and pickling, these terms not however excluding other fluids capable of being used in a similar manner. Finally, the term refrigerant water "was used because water is the refrigerant agent currently contemplated for use in this apparatus, but this term does not exclude other refrigerant fluids.