<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements aux produits en fer forgé et à leur fabrication ".
La présente invention est relative aux produits en fer forgé laminé et à leur fabrication . Elle a en particulier pour objet un produit en fer forgé de qualité supérieure et un nouveau procédé de laminage à l'aide du- quel on obtient le produit en question.
Au cours de l'histoire de la fabrication du fer forgé, dans la pratique du laminage à chaud du fer for- gé, on laminait celui-ci lorsque la température était su- périeure à celle à laquelle les inclusions de scories dans le fer forgé sont à l'état plastique, cette tempéra- ture se trouvant aux environs de 1037 7C. On a considéré cette pratique comme étant nécessaire pour la production Cessai d'un fer forgé de haute qualité,étant donné qu'il a été né-/
<Desc/Clms Page number 2>
re d'allonger et d'effiler les inclusions de scories avec le métal qui les entourait pour donner au produit la texture désirée .
La limite de température qui a été jusqu'ici imposée dans le laminage à chaud du fer forgé a eu pour effet de fournir des limites à la longueur des produits laminés que l'on pouvait laminer sans réchauffage . De plus, quand on a laminé, à la manière habituelle, dans un seul sens, le fer forgé, ses propriétés dans le sens transversal diminuent considérablement , de telle sorte qu'une nouvelle limite se trouve ainsi imposée.
On a obtenu des feuilles et des plaques de fer forgé par laminage transversal, c'est-à-dire en laminant la feuille ou la plaque transversalement au sens de laminage de la barre destinée à donner naissance à la feuille ou du lopin destiné à fournir la plaque, et cela., en vue d'égaliser les propriétés (résistance à la traction et ductilité). Cependant, la longueur de la feuille ou de la plaque que l'on peut produire par un tel procédé de lami- nage transversal est également grandement réduite, car on obtient des propriétés sensiblement égales dans la feuil- le ou dans la plaque lorsque l'on réduit l'épaisseur de la barre ou du lopin au voisinage de 1/12 de sa valeur ini- tiale. Si l'on poursuit le laminage transversal, les pro- priétés deviennent à nouveau inégales.
La demanderesse a découvert comment laminer dans un seul sens du fer forgé présentant toute longueur désirée et une ductilité transversale supérieure à celle du fer forgé classique laminé dans un seul sens et une ductilité longi- tudinale comparable à celle du fer forgé classique laminé dans un seul sens. Elle a -.découvert que l'on obtenait des résultats surprenants et inattendus lorsqu'on lamine le fer forgé à des températures inférieures à celle à
<Desc/Clms Page number 3>
laquelle les inclusions de scories sont plastiques. Lors- qu'on lamine le fer forgé à des températures aussi basses, les fibres des scories se brisent et le fer de la matrice du fer forgé remplit les interstices compris entre les particules de scories qui ont été rompues, grâce à quoi on augmente considérablement la résistance et la ductilité transversales du fer forgé.
Ceci est contraire à toutes les conceptions antérieures.
La demanderesse peut préparer du fer forgé de qualité supérieure en le laminant dans un seul sens, au-dessous de la température à laquelle les inclusions de scories sont plastiques- Elle chauffe de préférence une billette ou une barre de fer forgé à la température habituelle pour le lami- nage à chaud, c'est-à-dire à 1315-1371 C, puis elle la lamine dans un seul sens et elle continue le laminage après que la température du fer forgé est tombée au-dessous de la tempé- rature à laquelle les inclusions de scories sont plasti- ques .
Comme on l'a dit plus haut, les inclusions de scories perdent leur plasciticé quand la température du fer forgé . descend au-dessous d'environ 1037 7C; à des températures plus basses, les scories se solidifient et, lors du lami- nage ultérieur, le métal qui les entoure est encore relati- vement plastique et les fibres de scories se faacturent ou se réduisent en petits fragments ; fer se fraie un chemin entre les masses de scories et il constitue une structure présentant des ponts transversaux ; qui augmente considérablement les propriétés transversales du fer forgé.
On a constaté que l'étendue des brisures des fibres de scories est fonction du degré de laminage au-dessous de 1037 7, et on a, en outre, observé que les fibres de scories se brisent dans une certaine mesure lorsque l'épaisseur du fer forgé, à la fin du-laminage, n'est pas égale à plus de
<Desc/Clms Page number 4>
la moitié environ de son épaisseur au début du laminage au-dessous de 1037 7.
Les masses de scories relativement petites ainsi obtenues présentent des propriétés de résis- tance efficace à la corrosion au moins aussi grandes que les fibres de scories qui existent dans le fer forgé obtenu par les procédés classiques- En même temps, les masses de scories relativement petites réduisent moins les propriétés physiques transversales du fer laminé que ne le font les fi- bres de scories relativement longues et filamenteuses qui sont caractéristiques du fer forgé laminé habituel.
La demanderesse peut produire de la manière ci-dessus décrite un produit en fer forgé constitué par du fer enrobé dans des masses de scories en alignement, masses qui présen- tent, dans le sens de l'alignement, une dimension égale à une faible fraction de la longueur des* fibres de scories relativement longues et filamenteuses, caractéristiques du fer forgé laminé classique ; les masses de scories consti- tuent des fragments de fibres de scories, à l'origine longues et filamenteuses ; masses de scories sont ali- gnées parallèlement au sens du laminage, mais la où il exis- tait une fibre longue et filamenteuse avant qu'elles ne se rompent, se trouve présent un nombre appréciable de masses relativement courtes de scories.
La demanderesse a découvert que, lorsque l'on recuit, par le nouveau procédé ci-dessus décrit, du fer laminé, le recuit étant conduit à une température qui n'est pas infé- rieure à la température à laquelle les masses de scories qui se trouvent dans le fer forgé deviennent plastiques,ces masses de scories fusionnent entre elles et prennent des formes plus ou moins sphériques ou globulaires- Cette coa- lescence des masses de scories augmente encore les propriétés du fer forgé, dans la mesure où elles sont encore plus effi- caces du point de vue résistance à la corrosion, tandis que
<Desc/Clms Page number 5>
l'on diminue leur effet pernicieux sur les propriétés du produit.
La laminage du fer forgé auxbasses températures préci- tées le durcit dans une certaine mesure et ce fer ainsi la- miné peut être recuit pour compenser cette dureté. Le recuit à des températures inférieures à 1037 7 adoucit d'une ma- nière avantageuse le fer considéré indépendamment des inclu- sions de scories et, dans certains cas, de telles basses tem- pératures de recuit, par exemple à au moins 593 C, suffisent.
Cependant, lorsqu'on exécute le recuit à 1037 7 ou un peu au- dessus, on n'obtient pas seulement l'adoucissement désiré du fer, mais on provoque également la coalescence des masses de scories enrobées dans le fer, ainsi qu'on l'a expliqué, avec les avantages précités.
On a représenté sur le dessin annexé des photomicro- graphies de fer forgé habituel et de fer forgé réalisé conformément au procédé perfectionné ci-dessus décrit- Sur le dessin annexé :
La fig. 1 est une photomicrographie d'une coupe de fer laminé à la manière habituelle , avec un grossissement de cent, la coupe étant prise parallèlement au sens du laminage.
La figure 2 est une photomicrographie, de grossissement cent, d'une coupe d'un fer laminé par le procédé classique, la coupe étant faite perpendiculairement au sens du laminage.
La figure 3 est une photomicrographie, de grossissement cent, d'une coupe de fer forgé réalisé conformément au procé- dé perfectionné ci-dessus décrit, cette coupe étant prise parallèlement au sens du laminage ; La figure 4 est une photomicrographie, de grossissement cent, d'une coupe de fer forgé réalisé selon le procédé ci- dessus décrit, cette coupe étant prise perpendiculairement au sens du laminage.
Sur la figure 1, on a représenté en 2 les fibres de sco-
<Desc/Clms Page number 6>
ries relativement longues et filamenteuses qui constituent la caractéristique du fer forgé laminé par le procédé classique. Ces fibres réduisent considérablement la résis- tance à la traction et la ductilité transversales du fer forgé. Sur la fig. 3, les fibres de scories relative- ment longues et filamenteuses, telles qu'on les voit sur la photomicrographie, ont été brisées ou: fracturées en série, dans le sens longitudinal des masses de scories
3 alignées, chacune de ces masses présentant, dans le sens de l'alignement, une dimension égale à une faible fraction de la longueur des fibres 2.
On voit également que les masses de scories 3 ont subi une réduction ou une coales- cence qui les a amenées à prendre des formes globulaires ou sphériques dans leur ensemble, grâce à quoi, comme on l'a expliqué plus haut, on a amélioré les qualités physi- ques du fer forgé.
Dans le mode de réalisation préféré du procédé objet de l'invention, la demanderesse peut chauffer la billette de fer forgé à environ 1371 C et laminer la billette jus- qu'à ce que la température du fer forgé soit tombée à une valeur sensiblement inférieure à 1037 7. Après que la température du fer forgé est descendue au-dessous de 1037 7, les inclusions de scories se solidifient et, lors d'un nouveau laminage, elles se brisent ou se frag- mentent, comme ci-dessus décrit, en masses présentant dans le sens de l'alignement une dimension égale à une faible fraction de la longueur de la fibre initiale.Les masses de scories sont alignées dans le sens du laminage et dans le sens de la longueur des fibres initiales.
On continue avantageusement le laminage jusqu'à ce que l'é- paisseur du fer forgé ne soit pas sensiblement supérieure à la moitié de celle du fer forgé au début de la partie du laminage qui suit le refroidissement du fer forgé à
<Desc/Clms Page number 7>
1037 7. On assure ainsi la fragmentation d'un nombre rela- tivement important de fibres de scories. Le fer ainsi laminé est de préférence recuit par chauffage à 1037 7 ou à une température quelque peu supérieure; pour provoquer la coalescence des fragments de scories avec obtention des avantages ci-dessus exposés.
Grâce à la présente invention, la demanderesse peut produire, par un laminage dans un seul sens et sans re- cuit, un fer forgé dont la ductilité transversale est de beaucoup supérieure à celle du fer forgé laminé dans un seul sens par les procédés classiques, et au moins égale à la ductilité, dans l'une ou l'autre direction transver- sale, du fer forgé laminé transversalement, fer dont la ductilité dans les deux sens rectangulaires de laminage est à peu près la même . La ductilité longitudinale du fer forgé perfectionné objet de l'invention est beaucoup plus grande que la ductilité dans les sens respectifs de laminage du fer laminé transversalement et elle est au moins égale à la ductilité longitudinale de la plupart des fers laminés dans un seul sens par les procédés clas- siques.
Le produit laminé peut être de toute longueur dési- rée, aucune limite n'étant imposée à sa longueur, si ce n'est la dimension de la billette qui peut être obtenue et laminée .
Le procédé perfectionné objet de l'invention est susceptible de nombreux usages et présente une grande utilité. A titre d'exemple, il convient d'une manière idéale aux tubulures d'échangeurs de chaleur , tubulures dont les parois sont minces et dont les extrémités passent à travers des trous pratiqués dans des plaques tubulai- res et sont rabattues par laminage contre les plaques.
Lorsque l'on utilise le procédé perfectionné objet de
<Desc/Clms Page number 8>
l'invention, on peut réaliser une tubulure d'échangeur de chaleur de toute longueur désirée et on peut la laminer contre la plaque porte-tube sans danger de fissuration.
Bien que l'on ait décrit et représenté un mode de réalisation préféré de la présente invention ainsi qu'un procédé de mise en oeuvre préféré, il est clair que cette invention ne doit pas être limitée aux exemples ou modes de mise en oeuvre décrits et que l'on peut y apporter divers changements sans pour cela s'écarter de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Produit en fer forgé laminé, caractérisé en ce qu'il est constitué par du fer dans lequel se trouvent enrobées des masses de scories placées en alignement, masses qui présentent, dans le sens de l'alignement,une dimension égale à une petite fraction de la longueur des fibres de scories relativement longues et filamenteu- ses, caractéristiques du fer forgé laminé classique.
2. Produit en fer forgé laminé suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que dans le fer forgé sont en- robées des masses de scories fondues et placées en ali- gnement.
3. Produit en fer forgé laminé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les masses de scories constituent des fragments des fibes de scories initiales longues et filamenteuses.
4. Produit en fer forgé laminé suivant la revendica- tion 2, caractérisé en ce que les masses de scories ali- gnées et fusionnées entre elles affectent généralement une forme globulaire.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"Improvements to wrought iron products and their manufacture".
The present invention relates to rolled wrought iron products and their manufacture. It relates in particular to a high quality wrought iron product and a new rolling process by which the product in question is obtained.
Throughout the history of wrought iron making, in the practice of hot rolling wrought iron, it was rolled when the temperature was higher than that at which slag inclusions in wrought iron are in the plastic state, this temperature being around 1037 7C. This practice was considered necessary for the Cessation production of a high quality wrought iron, since it was born- /
<Desc / Clms Page number 2>
re lengthening and tapering the slag inclusions with the surrounding metal to give the product the desired texture.
The temperature limit which has heretofore been imposed in hot rolling wrought iron has had the effect of providing limits on the length of the rolled products which can be rolled without reheating. In addition, when the wrought iron has been rolled in the usual way in one direction only, its properties in the transverse direction decrease considerably, so that a new limit is thus imposed.
Wrought iron sheets and plates were obtained by transverse rolling, that is to say by rolling the sheet or plate transversely to the direction of rolling of the bar intended to give rise to the sheet or the piece intended to provide the plate, and that., in order to equalize the properties (tensile strength and ductility). However, the length of the sheet or plate which can be produced by such a transverse rolling process is also greatly reduced, since substantially equal properties are obtained in the sheet or in the plate when the the thickness of the bar or the slug is reduced to around 1/12 of its initial value. If the transverse rolling is continued, the properties again become uneven.
The Applicant has discovered how to roll in one direction wrought iron having any desired length and a transverse ductility greater than that of conventional wrought iron rolled in one direction and a longitudinal ductility comparable to that of conventional wrought iron rolled in a single direction. meaning. She discovered that surprising and unexpected results were obtained when wrought iron was rolled at temperatures below that at
<Desc / Clms Page number 3>
which the slag inclusions are plastic. When rolling wrought iron at such low temperatures, the slag fibers break down and the iron in the wrought iron matrix fills the interstices between the broken slag particles, whereby the the transverse strength and ductility of wrought iron.
This is contrary to all previous conceptions.
Applicants can prepare superior quality wrought iron by rolling it in one direction only, below the temperature at which the slag inclusions are plastic. It preferably heats a billet or wrought iron bar to the usual temperature for hot rolling, ie at 1315-1371 C, then it rolls it in one direction and continues rolling after the temperature of the wrought iron has fallen below the temperature to which the slag inclusions are plastic.
As said above, the slag inclusions lose their plasciticity when the temperature of the wrought iron. drops below about 1037 7C; at lower temperatures the slag solidifies and, on subsequent rolling, the surrounding metal is still relatively plastic and the slag fibers break down or break down into small fragments; iron makes its way between the masses of slag and constitutes a structure with transverse bridges; which significantly increases the transverse properties of wrought iron.
It has been found that the extent of the breakage of the slag fibers is a function of the degree of rolling below 1037 7, and it has, moreover, been observed that the slag fibers break to some extent when the thickness of the slag. wrought iron, at the end of the rolling, is not equal to more than
<Desc / Clms Page number 4>
about half of its thickness at the start of rolling below 1037 7.
The relatively small slag masses thus obtained exhibit effective corrosion resistance properties at least as large as the slag fibers which exist in wrought iron obtained by conventional processes. At the same time, the relatively small slag masses reduce the transverse physical properties of rolled iron less than the relatively long, filamentous slag fibers which are characteristic of conventional rolled wrought iron.
The Applicant can produce in the manner described above a wrought iron product consisting of iron coated in masses of slag in alignment, masses which present, in the direction of alignment, a dimension equal to a small fraction. the length of the relatively long, filamentous slag fibers characteristic of conventional rolled wrought iron; the slag masses are fragments of slag fibers, originally long and filamentous; The slag masses are aligned parallel to the direction of rolling, but where there was a long, filamentous fiber before they broke, there is an appreciable number of relatively short masses of slag present.
The Applicant has discovered that, when annealing, by the new process described above, rolled iron, the annealing being carried out at a temperature which is not lower than the temperature at which the masses of slag which are found in the wrought iron become plastic, these masses of slag merge together and take more or less spherical or globular forms - This coalescence of the masses of slag further increases the properties of the wrought iron, insofar as they are still more efficient from the point of view of corrosion resistance, while
<Desc / Clms Page number 5>
their pernicious effect on the properties of the product is reduced.
Rolling wrought iron at the aforesaid low temperatures hardens it to a certain extent and this so-rolled iron can be annealed to compensate for this hardness. Annealing at temperatures below 1037 7 advantageously softens the iron under consideration regardless of the slag inclusions and, in some cases, such low annealing temperatures, for example at least 593 C, are enough.
However, when annealing is carried out at 1037 7 or a little above, not only the desired softening of the iron is obtained, but also the coalescence of the masses of slag embedded in the iron is obtained, as well as. explained it, with the aforementioned advantages.
There is shown in the accompanying drawing photomicrographs of customary wrought iron and of wrought iron produced in accordance with the improved process described above. In the attached drawing:
Fig. 1 is a photomicrograph of a section of iron rolled in the usual manner, with a magnification of one hundred, the section being taken parallel to the direction of rolling.
Figure 2 is a photomicrograph, at one hundred magnification, of a section of an iron rolled by the conventional method, the section being taken perpendicular to the direction of rolling.
FIG. 3 is a photomicrograph, at one hundred magnification, of a section of wrought iron made in accordance with the improved method described above, this section being taken parallel to the direction of rolling; FIG. 4 is a photomicrograph, at one hundred magnification, of a section of wrought iron produced according to the method described above, this section being taken perpendicular to the direction of rolling.
In Figure 1, there is shown in 2 the fibers of sco-
<Desc / Clms Page number 6>
Ries relatively long and filamentous which constitute the characteristic of wrought iron rolled by the conventional process. These fibers greatly reduce the transverse tensile strength and ductility of wrought iron. In fig. 3, the relatively long and filamentous slag fibers, as seen on the photomicrograph, have been broken or: fractured in series, in the longitudinal direction of the slag masses
3 aligned, each of these masses having, in the direction of alignment, a dimension equal to a small fraction of the length of the fibers 2.
It can also be seen that the slag masses 3 have undergone a reduction or a coalescence which has led them to take globular or spherical shapes as a whole, thanks to which, as explained above, the physical qualities of wrought iron.
In the preferred embodiment of the process which is the subject of the invention, the applicant can heat the wrought iron billet to about 1371 C and roll the billet until the temperature of the wrought iron has fallen to a substantially lower value. to 1037 7. After the temperature of the wrought iron has dropped below 1037 7, the slag inclusions solidify and, upon re-rolling, they break or fragment, as described above. in masses having in the direction of alignment a dimension equal to a small fraction of the length of the initial fiber. The masses of slag are aligned in the direction of rolling and in the direction of the length of the initial fibers.
Rolling is advantageously continued until the thickness of the wrought iron is not appreciably greater than half that of the wrought iron at the start of the part of the rolling which follows the cooling of the wrought iron to.
<Desc / Clms Page number 7>
1037 7. This ensures the fragmentation of a relatively large number of slag fibers. The iron thus rolled is preferably annealed by heating to 1037 7 or to a somewhat higher temperature; to cause the coalescence of the slag fragments with obtaining the advantages described above.
Thanks to the present invention, the Applicant can produce, by rolling in one direction and without annealing, a wrought iron whose transverse ductility is much greater than that of wrought iron rolled in one direction by conventional methods, and at least equal to the ductility in either transverse direction of the transversely rolled wrought iron, the ductility of which in the two rectangular rolling directions is approximately the same. The longitudinal ductility of the improved wrought iron object of the invention is much greater than the ductility in the respective rolling directions of the transversely rolled iron and is at least equal to the longitudinal ductility of most irons rolled in one direction only by conventional processes.
The rolled product can be of any desired length with no limit being imposed on its length other than the size of the billet which can be obtained and rolled.
The improved method which is the subject of the invention is capable of numerous uses and has great utility. For example, it is ideally suited for heat exchanger pipes, pipes with thin walls, the ends of which pass through holes in tube sheets and are folded down by rolling against the tubes. plates.
When using the improved process object of
<Desc / Clms Page number 8>
According to the invention, a heat exchanger tubing of any desired length can be made and can be laminated against the tube carrier plate without danger of cracking.
Although a preferred embodiment of the present invention has been described and shown as well as a preferred method of implementation, it is clear that this invention should not be limited to the examples or embodiments described and that various changes can be made to it without departing from the spirit of the invention.
CLAIMS
1. Rolled wrought iron product, characterized in that it consists of iron in which are coated masses of slag placed in alignment, masses which have, in the direction of alignment, a dimension equal to a small fraction of the length of the relatively long, filamentous slag fibers characteristic of conventional rolled wrought iron.
2. Rolled wrought iron product according to claim 1, characterized in that in the wrought iron are encased masses of molten slag and placed in alignment.
3. Rolled wrought iron product according to either of claims 1 and 2, characterized in that the slag masses constitute fragments of the initial long and filamentous slag fibers.
4. Rolled wrought iron product according to claim 2, characterized in that the masses of slag aligned and fused together generally have a globular shape.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.