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Au moyen du chauffage usuel, depuis l'extérieur, des blocs bruts en acier, il est impossible d'obtenir d'une manière économiquement rentable un équilibre entre les températures intérieure et extérieure, si le bloc brut est placé à froid ou à une température essentiellement inférieure à la température de laminage à envisager dama chaque cas dans les fours de construction courante, par exemple des fours poussants et des bas fourneaux et est ensuite chauffé.
Ceci est tout particulièrement vrai lorsqu'il s'agit d'un bloc brut en acàer allié ou en acier non-allié contenant au moins 0,35 % de carbone et plus. De ce fait, la température intérieure d'un bloc chauffé de la manière usuelle, est considérablement inférieure à sa température extérieure. Jusqu'à présent il fal-
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lait toujours tenir compte de ce fait et, pour des raisons de sécurité, la tem- pérature extérieure d'un bloc brut était toujours maintenue considérablement plus élevée qu'il ne l'aurait fallu si aucune différence, ou seule une différence faible, avait existé entre les températures extérieure et intérieure.
De plus, ltinfluence prolongée et nécessaire des températures très élevées des fours donné fréquemment lieu à une large réduction de la qualité de la surface du bloc, et ce, en raison des criques dues aux oxydes, etc.. Toutefois, tout particulière- ment lorsqu'il s'agit de blocs bruts en acier hautement allié, résistant à la chaleur, un très grave inconvénient réside dans le fait que cette différence de température entre l'extérieur et l'intérieur du bloc brut peut entraner des dif- ficultés extraordinaires lors de la première déformation dans la cage de laminage ou lors du forgeage, étant donné qu'avec une différence plus élevée de tempéra- ture, obtenue de cette manière, l'acier ne résiste souvent pas à la déformation et la surface du bloc peut se rompre.
La présente invention se base sur la constatation que lorsqu'il s'agit d'un bloc brut constitué par les aciers mentionnés plus haut et qui est chauffé déjà, de la manière usuelle, à une température plus élevée, cette différence de / température, considérée jusqu'à présent comme inhérente à la nature même des choses, peut être éliminée relativement rapidement et d'une manière économique par un chauffage par résistance électrique additionnel.
Dans ce cas, le bloc, amené à l'extérieur àe la manière usuelle à environ deux tiers de la tempéra- ture exigée pour le début de:.la déformation, ou bien amené jusqu'à la tempéra- ture exigée pour le début de la déformation, est également amené à l'intérieur à la température nécessaire pour le début de la déformation ou, de préférence même à une température supérieure à cette dernière, et ce, au moyen du chauffage par résistance. Dans ce cas également, les extrémités de contact du bloc et, éventuellement, toute la surface du bloc sont, au moins périodiquement, soumises à un traitement à l'eau ou à la vapeur.
Ici il ne faut pas craindre que des phénomènes de brûlage se mani- festent sur la surface ou bien qu'il existe une tendance à la formation sup- plémentaire de crmques dues aux oxydes, ou de corrosion intercristalline, etc..
De cette manière il est également possible, sans aucun endommagement du bloc brut ou de sa surface, d'utiliser une température de chauffage maximum, agis- sant dans un minimum de temps, température d'une valeur considérée nécessaire,
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par exemple, pour écarter les inégalités de structure, éliminer le carbure, etc.. à l'intérieur du bloc:Le chauffage peut être effectué à l'air libre, ou dans une chambre mi-ouverte ou même en chambre close. Au besoin, l'atmosphère entou- rant le bloc peut être modifiée.
Le chauffage du bloc par un chauffage par ré- sistance peut être associé à une élimination des oxydes de la surface du bloc, agissant favorablement au point de vue de la qualité, A cette fin on amène à la surface du bloc, soit de l'air libre, éventuellement de l'air comprimé, soit un autre gaz oxydant dont le pouvoir d'oxydation peut être réglé suivant l'in- gensité voulue de l'oxydation, par exemple, par un enrichissement en oxygène de l'air, ou bien par le soufflage avec un oxygène à haute teneur.
En outre, à cette fin il est possible de procéder à un arrosage uni- que ou répété de la surface du bloc au moyen d'eau sous pression, par exemple à 100 atm., avantageusement pendant le processus de chauffage avec ou sans dé- connexion du courant. Le refroidissement de la surface du bloc brut, obtenu de cette manière, représente en même temps une sécurité contre les suites d'un trop fort accroissement de la température intérieure du bloc. L'eau sous pres- sion nécessaire agit avantageusement au moyen d'amenées de courant exécutées sous la forme de canalisations d'amenée d'eau sous pression, équipées de tuyè- res d'arrosage appropriées et disposées, pour des raisons d'économie de courant réactif, parallèlement par rapport au bloc brut, ainsi qu'il ressort des dessins.
Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée aux dessins annexés, illustrant un dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé.
La fige 1 est une coupe longitudinale de l'installation de serrage et de contact de l'appareillage.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne 1-1 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue latérale de l'ensemble du dispositif.
Ainsi qu'il ressort de la fige 1, le bloc 1 est serré axialement entre les mandrins 2, respectivement 2', mobiles axialement. Des cylindres individuels 4, portant les corps de contact 3, sont disposés concentriquement autour du mandrin 2. Ces cylindres 4 peuvent être appliqués contre l'extrémité du bloc 1.
Du c8té droit, un porte-contact 5 à corps de contact 3t disposés concentriquement autour du mandrin 2', entoure le dit mandrin. Un manchon de contact 6 est relié, en conduisant le courant, au porte-contact 5 et le dit manchon de contact est
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relié aux conducteurs) de courant 7 qui sont orientés parallèlement par rapport à la surface du blac. Les pointes 8, respectivement 8t des mandrins. 2, respecti- vement 2' sont iselées contre tout passage de courante et ce, par les couches isolamies 9, respectivement 9'. A proximité des contacts 3, respectivement 3', des tuyères d'arrosage 10,sont disposées annulairement et arrosent depuis l'ex- térieur les différents points de contact.
En outre, tous les points de contact sont refroidis séparément depuis la face dorsale, et ce, par les espaces creux 11, respectivement 11', au moyen d'une eau refroidie,
La fig. 2 représente tout particulièrement l'arrosage du bloc 1 à l'aide d'eau sous pression. A cette fin les conducteurs de courant 7 sont munis de tuyères orientées vers la surface du bloc et traversant l'enveloppe 12. La dite enveloppe 12 forme une sorte de puits ouvert vers le haut avec le clapet 13 prévu dans le bas à droite. L'eau sous pression est amenée aux conducteurs 7 par l'amenée 14. Tous les conducteurs de courant, ou seulement quelques-uns, peuvent être utilisés en même temps pour l'amenée de l'eau sous pression. De l'air comprimé, éventuellement enrichi en oxygène, ou de l'oxygène pur, peut être amené depuis le bas dans l'espace formé.par l'enveloppe 12.
En outre, on prévoit ici également un dispositif 15 servant au déplacement vertical du bloc, ainsi qu'un dispositif d'évacuation 16 servant à amener le bloc chauffé sur le train de rouleaux 17,
A la fige 3, les pièces représentées aux figures mentionnées plus haut portent les mêmes références. Dans cet assemblage sont représentés avant tout les mécanismes d'actionnement pour les mandrins 2, respectivement 2= et les gui- dages 4, respectivement 5 des corps de contact, ainsi que le manchon de contact 6 fixe, divisé verticalement et, en schéma, le flux de courant depuis le trans- formateur, à travers l'ensemble de chauffgge jusqu'au bloc. Un cylindre de pres- sion 18 est prévu pour le mandrin 2. Les cylindres de pression 4, portant les corps de contact 3, sont encastrés dans un dispositif de support fixe 19.
L'avan- cement des cylindres 4 est obtenu au moyen de pistons fixes 20 dont le point de fixation est situé sur le dispositif de support 19.
Le mandrin 2' est déplaçable de manière identique à l'aide du cylindre de prezaion 18', tandis que le porte-contact 5 est déplaçable à l'aide d'un pis- ton annulaire. Le tout est suspendu de manière déplaçable dans un bras 22 qui se prolonge par une colonne fixe, verticale 23. Sur cette colonne 23 sont également
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situés les points de fixation 24 du piston fixe 21 par rapport auquel se dé- place l'extrémité exécutée sous forme de cylindre du porte-contact 5.
L'enrou- lement secondaire 25 du transformateur est relié, d'une part, aux différents cy- lindres de cohtact 4 et, d'autre part, au porte-contact 5, par l'intermédiaire des conducteurs 7 et du manchon de contact 60
Des dessins il ressort que le recouvrement de la chambre de chauffage et d'arrosage, fixé avantageusement aux amenées de courant, procure une chambre mi-ouverte dans laquelle tous ces processus peuvent se dérouler.
De cette ma- nière l'ensemble mis en oeuvre pour l'exécution de tout le processus permet de réunir, de manière économique, l'accroissement de la température intérieure du bloc brut jusqu'à la température extérieure ou supérieure à cette dernière et jusqu'au degré de chauffage voulu pour la déformation par laminage ou forgeage, ainsi qu'une large élimination des oxydes, améliorant la qualité, et une amélio- ration de la structure par l'accroissement de la pression à l'intérieur du bloc.
Lors du chauffage par résistance électrique de lourds blocs bruts, il est enfin avantageux que la mise en place du bloc brut et la transmission de courant au dit bloc soient effectuées au moyen de dispositifs séparés, iso- lés l'un de l'autre, et ce, au moyen de mandrins de serrage prévus des deux c8- tés de ses extrémités (par exemple, tête et pied), déplaçables dans l'axe longi- tidinal par rapport au bloc et de corps de contact, également mobiles, disposés concentriquement sur les dits mandrins de serrage, respectivement portés par eux.
Suivant le procédé de l'invention, le bloc brut est chauffé de la ma- nière usuelle jusqu'à une température extérieure dont la valeur correspond en- viron aux deux tiers ou même plus de la température utilisée jusqu'à, présent, et ce, suivant la qualité ou la composition de l'acier envisagé.
Ensuite, en vue du chauffage par résistance, le bloc brut chauffé de cette façon est serré du coté tête et pied d'une manière connue en soi entre des corps de contact re- froidis directement ou indirectement à l'eau; dans ces conditions, on peut accep4 ter sans plus un refroidissement relativement fort des parties de bloc appliquées contre les corps de contact..Simultanément avec ce chauffage pendant lequel la température intérieure s'accroît jusqu'à atteindre ou à dépasser la température extérieure du bloc, la surface de ce dernier est débarrassée des oxydes de la manière décrite plus haut.
Il est évident que les durées du chauffage normal (de la manière usuelle jusqu'à présent), du chauffage par résistance électrique
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du bloc brut et de l'élimination des oxydes par eau sous pression, doivent être synchronisées les unes par rapport aux autres de manière qu'il soit possible de garantir, d'une part, l'accroissement voulu de la température intérieure et, d'autre part, le maintien d'une température extérieure voulue.
le progrès technique obtenu par ce nouveau procédé de chauffage et l'élimination des oxydes est évident et ne réside-pas seulement dans l'amélio- ration de la qualité, mais également dans le fait qu'avec une température in- térieure accrue par rapport à la température extérieure, il est possible de négliger une température de début de laminage ou de forgeage qui, pour des rai- sons de sécurité, devait être plus élevée qu'il n'aurait été nécessaire, et il est également possible de négliger un autre traitement spécial de la surface du bloc.
De cette manière on obtient un procédé à chaud et d'usinage très écono- ' mique, étant donné que les blocs bruts, pré-chauffés de la manière usuelle, à une température intermédiaire relativement faible avec un large équilibre de chaleur entre l'intérieur et l'extérieur, exige des dépenses de chaleur essen- tiellement moindres.
Le procédé décrit et revendiqué ci-après pour des blocs bruts en acier peut également être utilisé pour de l'acier qui n'est plus à l'état de bloc brut, mais qui a déjà été soumis à une déformation à chaud plus ou moins pous sée, par exemple des barres de laminage ou de forgeage, des brames, des largets, des billettes, etc.. De ce fait il faut comprendre sous le terme "bloc brut" également de telles pièces premières.
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By means of the usual heating, from the outside, of raw steel blocks, it is not possible to obtain in an economically efficient manner a balance between the interior and exterior temperatures, if the raw block is placed cold or at a temperature substantially lower than the rolling temperature to be considered in each case in furnaces of common construction, for example push furnaces and blast furnaces and is then heated.
This is especially true when it comes to a raw block of alloy steel or non-alloy steel containing at least 0.35% carbon and more. As a result, the internal temperature of a block heated in the usual manner is considerably lower than its external temperature. So far it fal-
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milk always take this fact into account and, for safety reasons, the outside temperature of a raw block was always kept considerably higher than it would have been necessary if no difference, or only a small difference, had existed between outdoor and indoor temperatures.
In addition, the prolonged and necessary influence of very high furnace temperatures frequently results in a large reduction in the quality of the block surface, due to cracking due to oxides, etc. However, particularly when 'these are raw blocks of highly alloyed, heat-resistant steel, a very serious drawback lies in the fact that this temperature difference between the outside and the inside of the raw block can cause extraordinary difficulties during of the first deformation in the rolling stand or during forging, since with a higher temperature difference, obtained in this way, the steel often does not resist the deformation and the surface of the block can to break up.
The present invention is based on the observation that in the case of a crude block formed by the steels mentioned above and which is already heated, in the usual manner, at a higher temperature, this difference in temperature, heretofore considered to be inherent in the very nature of things, can be eliminated relatively quickly and economically by additional electric resistance heating.
In this case, the block, brought outside in the usual manner to about two-thirds of the temperature required for the start of:. Deformation, or else brought up to the temperature required for the start of. the deformation, is also brought inside to the temperature necessary for the start of the deformation or, preferably even to a temperature higher than the latter, and this, by means of resistance heating. Also in this case, the contact ends of the block and, optionally, the entire surface of the block are, at least periodically, subjected to a treatment with water or with steam.
Here it is not to be feared that burning phenomena will appear on the surface or that there is a tendency for additional cracks to form due to oxides, or intercrystalline corrosion, etc.
In this way it is also possible, without any damage to the raw block or its surface, to use a maximum heating temperature, acting in a minimum of time, temperature of a value considered necessary,
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for example, to eliminate structural inequalities, eliminate carbide, etc. inside the block: The heating can be carried out in the open air, or in a half-open chamber or even in a closed chamber. If necessary, the atmosphere surrounding the block can be changed.
Heating of the block by resistance heating can be associated with removal of the oxides from the surface of the block, acting favorably from the point of view of the quality. To this end, either of the block is brought to the surface of the block. free air, possibly compressed air, or another oxidizing gas, the oxidizing power of which can be regulated according to the desired resistance of the oxidation, for example, by enriching the air with oxygen, or well by blowing with high oxygen content.
In addition, for this purpose it is possible to carry out single or repeated spraying of the surface of the block by means of pressurized water, for example at 100 atm., Advantageously during the heating process with or without decay. current connection. The cooling of the surface of the raw block, obtained in this way, at the same time represents a security against the consequences of an excessive increase in the internal temperature of the block. The necessary pressurized water works advantageously by means of current feeds in the form of pressurized water feed pipes, equipped with suitable sprinkler nozzles and arranged, for reasons of economy. of reactive current, parallel to the raw block, as shown in the drawings.
One embodiment, given by way of non-limiting example, is shown in the appended drawings, illustrating a device serving to implement the method.
Figure 1 is a longitudinal section of the device for clamping and contacting the apparatus.
Fig. 2 is a section taken along line 1-1 of FIG. 1.
Fig. 3 is a side view of the entire device.
As emerges from the pin 1, the block 1 is clamped axially between the mandrels 2, respectively 2 ', movable axially. Individual cylinders 4, carrying the contact bodies 3, are arranged concentrically around the mandrel 2. These cylinders 4 can be applied against the end of the block 1.
On the right side, a contact holder 5 with a contact body 3t arranged concentrically around the mandrel 2 ', surrounds said mandrel. A contact sleeve 6 is connected, by conducting the current, to the contact holder 5 and said contact sleeve is
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connected to the current conductors 7 which are oriented parallel to the surface of the blac. The tips 8, respectively 8t of the mandrels. 2, respectively 2 'are insulated against any passage of current and this, by the insulated layers 9, respectively 9'. Near the contacts 3, respectively 3 ', sprinkling nozzles 10 are arranged annularly and spray the various points of contact from the outside.
In addition, all the contact points are cooled separately from the dorsal face, and this, by the hollow spaces 11, respectively 11 ', by means of cooled water,
Fig. 2 particularly shows the watering of the block 1 using pressurized water. To this end, the current conductors 7 are provided with nozzles oriented towards the surface of the block and passing through the casing 12. Said casing 12 forms a sort of well open at the top with the valve 13 provided at the bottom right. The pressurized water is supplied to the conductors 7 through the supply 14. All current conductors, or only a few, can be used at the same time for the supply of the pressurized water. Compressed air, possibly enriched with oxygen, or pure oxygen, can be brought from below into the space formed by the envelope 12.
In addition, there is also provided here a device 15 for the vertical movement of the block, as well as an evacuation device 16 for bringing the heated block to the roller train 17,
In fig 3, the parts shown in the figures mentioned above bear the same references. In this assembly are shown above all the actuating mechanisms for the mandrels 2, respectively 2 = and the guides 4, respectively 5 of the contact bodies, as well as the fixed contact sleeve 6, divided vertically and, in diagram, current flow from the transformer, through the heater assembly to the block. A pressure cylinder 18 is provided for the mandrel 2. The pressure cylinders 4, carrying the contact bodies 3, are embedded in a fixed support device 19.
The advancement of the cylinders 4 is obtained by means of fixed pistons 20, the fixing point of which is situated on the support device 19.
The mandrel 2 'is movable in an identical manner with the aid of the prezaion cylinder 18', while the contact holder 5 is movable with the aid of an annular piston. The whole is suspended in a movable manner in an arm 22 which is extended by a fixed, vertical column 23. On this column 23 are also
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located the fixing points 24 of the fixed piston 21 in relation to which the end in the form of a cylinder of the contact holder 5 moves.
The secondary winding 25 of the transformer is connected, on the one hand, to the different cohtact cylinders 4 and, on the other hand, to the contact carrier 5, by means of the conductors 7 and the contact sleeve. 60
From the drawings it emerges that the covering of the heating and sprinkling chamber, advantageously fixed to the current leads, provides a half-open chamber in which all these processes can take place.
In this way, the assembly implemented for the execution of the whole process makes it possible to combine, in an economical manner, the increase in the internal temperature of the raw block up to the external temperature or higher than the latter and up to to the degree of heating desired for rolling or forging deformation, as well as extensive removal of oxides, improving quality, and improving structure by increasing the pressure inside the block.
When heating heavy raw blocks by electric resistance, it is finally advantageous that the positioning of the raw block and the current transmission to said block are carried out by means of separate devices, isolated from each other, and this, by means of clamping mandrels provided on both sides of its ends (for example, head and foot), movable in the longitudinal axis with respect to the block and contact bodies, also movable, arranged concentrically on said clamping chucks, respectively carried by them.
According to the process of the invention, the raw block is heated in the usual manner to an outside temperature the value of which corresponds to approximately two-thirds or even more of the temperature used up to now. , depending on the quality or the composition of the steel envisaged.
Then, with a view to resistance heating, the raw block heated in this way is clamped on the head and foot side in a manner known per se between contact bodies cooled directly or indirectly with water; under these conditions, one can accept without more a relatively strong cooling of the parts of block applied against the contact bodies. Simultaneously with this heating during which the internal temperature increases until reaching or exceeding the external temperature of the block. , the surface of the latter is freed of oxides in the manner described above.
It is obvious that the times of normal heating (in the usual way until now), of electric resistance heating
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of the raw block and the removal of the oxides by pressurized water, must be synchronized with respect to each other so that it is possible to guarantee, on the one hand, the desired increase in the internal temperature and, d on the other hand, maintaining a desired outside temperature.
the technical progress obtained by this new method of heating and the removal of oxides is evident and does not lie only in the improvement of the quality, but also in the fact that with an increased internal temperature compared to at the outside temperature, it is possible to neglect a temperature at the start of rolling or forging which, for safety reasons, should be higher than would have been necessary, and it is also possible to neglect a other special treatment of the block surface.
In this way a very economical hot and machining process is obtained, since the raw blocks, preheated in the usual way, to a relatively low intermediate temperature with a wide heat balance between the interior and the exterior, requires essentially less heat expenditure.
The process described and claimed below for raw steel blocks can also be used for steel which is no longer in the raw block state, but which has already been subjected to more or less hot deformation. pus sée, for example rolling or forging bars, slabs, beams, billets, etc. It is therefore to be understood under the term "raw block" also such raw parts.