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La présente invention est. relative à un procédé de traitement thermique continu d'un matériau très allongé, tel que des barres, des tubes, des fers profilés, des bandes de tô- le et des objets analogues, en particulier en des aciers déli- cats, par réchauffage du produit jusqu'à la température de trempe, par une trempe ou un refroidissement brusque consécu- tif et par un revenu dans un four de revenu.
Il est connu de réchauffer rapidement des barres ou tubes par passage à travers des fours en forme de tambour montés les uns derrière les autres, de les refroidir brusque-
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ment par arrosage avec de l'eau et de les faire revenir dans d'autres fours. Ce procédé n'est toutefois pas applicable avec les aciers délicats qui à basse température n'ont qu'une faible conductibilité calorifique ou qui pour d'autres rai- sons sont sensibles aux actions brusques de la chaleur, du fait qu'en cas d'une action brusque et intense de la chaleur il se produirait des fissures dans le produit.
C'ést pourquoi les aciers de ce genre doivent être portés lentement à une température d'environ 400 à 500 , au- dessus de laquelle il est ensuite possible de porter le pro- duit rapidement à la température finale*
C'est pourquoi on prévoit, selon la présente in- vention de porter le produit à traiter tout d'abord progres- sivement à une température d'environ 400 à 5000 dans un four de réchauffage préalable à fonctionnement continu, températu- re au-dessus de laquelle une élévation accélérée de la topera- ture du produit nTest pas nuisible, puis de porter le produit soit dans une seconde zone du four, soit au contraire par un procédé rapide, à la température de trempe,
et ensuite de le refroidir rapidement'par passage horizontal et finalement de le faire revenir progressivement dans un autre four de chauf- fage.
Les fours utilisés pour le réchauffage préalable selon le procédé de la présente invention sont exécutés, de préférence, sous la forme de fours à chambres avec table à rouleaux d'entrée, transport transversal et table à rouleaux de sortie. Dans- les fours de chauffage rapide exécutés, de préférence, en forme de tambour et disposés les uns derrière les autres, on fait chauffer le produit, d'une manière en el- le-même connue, au cours de son passage à travers les premiers fours à l'aide d'une température qui est en excès, pour trans-
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mettre la chaleur au produit en un temps très courts, tandis qu'après qu'a été atteinte la température maximum,
les fours restants servent au chauffage à coeur et à l'égalisation de la température dans le produit sans faire usage d'une tem- pérature notablement en excès.
L'invention consiste en autre à procéder également au revenu du produit, au cours du processus de réchauffage préalable, jusqu'à la limite de température où le produit n'est pas sensible à la formation de fissures, et ensuite à une allure accélérée ou par un procédé rapide jusqu'à la température finale, le trajet de chauffage rapide pouvant le cas échéant être disposé de façon à être en sens inverse du trajet de chauffage rapide qui porte le produit à la tem- pérature de trempe.
On ne peut obtenir une trempe uniforme de la pièce que si l'on refroidit brusquement la pièce de façon uniforme.
Un tel traitement est toutefois difficile à réaliser avec un produit très allongé, en particulier quand il s'agit d'un pro- duit d'une section faible seulement.
Lors de l'introduction d'un produirès allongé, par exemple d'aciers en forme de barres ou de tubes, dans tou- te sa longueur dans un bain liquide, il se'produit facilement des distorsions qui ,sont indésirables pour la suite du trai- tement. Si l'on retire du four de chauffage le produit qu'il s'agit de traiter en le prenant dans le sens de la longueur, il est impossible d'éviter une différence de température en- tre les deux extrémités.
C'est pourquoi, dans la trempe des tubes qu'on ne refroidit brusquement qu'avec de l'eau, on a fait passer les tubes, qui sortent du four dans le sens de la longueur, à travers une chambre cylindrique dans laquelle on les refroidit
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brusquement, au cours de leur passage, par arrosage avec de l'eau. Une trempe de ce genre n'est toutefois pas applicable quand on utilise de l'huile comme agent de refroidissement rapide, car l'huile s'allumerait au contact du produit à trem- per qui est incandescent.
Dans ces conditions, d'après la présente inven- tion, on conduit le produit très allongé à tremper, après sa sortie du four de chauffage, à travers une chambre de refroi.- dissement brusque, qui est fermée, qui est disposée devant la sortie du four et qui n'est munie que d'une ouverture d'entrée et d'une ouverture de sortie pour le produit, . dans laquelle on l'arrose d'huile au moyen de buses, et qui est munie d'un conduit d'amenée pour un gaz protecteur exempt d'oxygène ou contenant peu d'oxygène.
De cette façon, on empêche l'accès de l'air et par conséquent un allumage de l'huile au contact de la matière incandescente. Le refroidissement brusque peut également se faire par circulation d'un liquide, opération dans laquelle on conduit le produit à traiter de façon continue et'dans le sens de la longueur à travers un.conduit plus ou moins rempli de l'agent drefroidissement et où on maintient l'agent de refroidissement constamnent en mouvement par brassage. Du fait que le produit chaud qui entre horizontalement soit baigné simultanément de toutes parts par l'agent de refroidissement, on évite une distorsion du produit très allongé.
On utilise, de préférence, comme gaz protecteur, du gaz de fumée Drove- nant des fours de chauffage, gaz qu'on aspire au moyen d'un ventilateur qui le dirige dans la chambre de refroidissement brusque.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, en avant de la chambre de refroidissement brusque
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est montée une chambre à gaz protecteur, qui sert de dispositif d'éclusage pour le pro-duit à tremper et dans laquelle on intro-
4 duit constamment du gaz protecteur sous une pression .en excès.
Suivant la constitution et la sensibilité de la ma- tière à traiter thermiquement, on peut également procéder à un refroidissement brusque mixte avec de l'huile et de l'eau ou des agents gazeux, dans des zones disposées les unes à la suite des autres. A cet égard, il est également possible de passer de l'huile à l'eau ou à un agent gazeux par remplacement de l'un de ces agents par le suivant.
Lorsqu'on veut éviter que le dispositif de trerape ait une.trop grande longueur, et par exemple poulies matériaux en forme de barres d'une section relativement plus grande et lorsqu'on veut obtenir de grands débmts, le refroidissement brusque du produit, au cours de sa traversée, peut d'autre part s'effectuer seulement jusqu'à une température déterminée, par exemple une température de 600 C et, pour le refroidissement restant, par transport et introduction du produit dans un bain.
Quant on atteint des températures plus basses, la structure est déjà développée à un degré tel que les différences de température qui se produisent encore, le cas échéant, à l'in- térieur du produit restent sans influence sur la qualité.
Le refroidissement brusque du produit dans des zones différentes s'effectue, selon l'invention, dans un dis- positif'de refroidissement brusque qui se raccorde directement au four de trempe, et qui comprend des chambres de refroidis- sement brusque montées les unes derrière les autres et qui possèdent des buses réglables individuellement servant à faire arriver l'agent liquide ou gazeux de refroidissement brusque,
L'objet de la présente invention consiste, en ou- tre,' dans l'utilisation, attitré d'huile de trempe, d'une huile
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soluble dans l'eau, qu'on sépare ou enlève du produit dans un dispositif de lavage ou de projection d'eau monté à la suite des chambres de refroidissement brusque.
Le dispositif d'ar- rosage avec de l'eau peut alors servir en même temps de dis- positif complémentaire de trempe. On sèche ensuite par de l'air chaud le produit trempé, au cours de son transport jusqu'au four de revenu.
Il suffit de pousser le refroidissement simplement jusqu'à ce que la chaleur qui existe encore à l'intérieur du produit devienne insuffisante pour modifier la structure obtenue par la trempe, de telle sorte qu'il ne se produise qu'un sécha- ge du produit.
Les chambres de refroidissement brusque montées les unes derrière les autres sont en outre reliées, selon la pré- sente invention, par des ouvertures de passage qu'on peut fer- mer, lors du passage du produit, par des éléments élastiques qui s'adaptent, comme des'volets basculants ou des organes ana- logues.
Lors du recuit dit isotherme, on refroidit le pro- duit chaud venant du four de trempe fonctionnant en four de re- cuit, dans une chambre horizontale de traversée en forme de canal, jusqu'à une température d'environ 550 'à 650 C, avec de l'air, de la vapeur, des gaz de fumée ou d'autres gaz appro- priés, et on le transporte directement dans le four de revenu, de préférence à travers un canal isolé, en évitant que sa tem- pérature continue de s'abaisser. A travers le canal, et en vue de maintenir la température du produit, on aspire à la sortie du four de recuit du gaz de fumée, ou bien on maintient le canal chaud d'une autre manière.
Divers modes de réalisation de l'invention sont présentés schématiquement et simplement à titre d'exemples sur les dessins annexés, dans lesquels:
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La fig. 1 représente une vue en plan d'une installation con- venant à la mise en oeuvre du procédé selon l'in- venti on.
La fige 2 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif qui convient pour le refroidissement brusque du produit au cours de sa traversée.
La fig. 3 est une vue en coupe transversale du dispositif selon la fig. 2.
La fig. 4 représente une vue eh coupe verticale et longitudi- nale d'un autre dispositif de refroidissement brus- que pendant la traversée du produit, avec subdivi- sion en zones.
Dans l'installation représentée à la fige1, on fait avancer à travers lrorifice d'entrée 1, sur la table à rouleaux 2, d'un four 3 de réchauffage préalable exécuté sous la forme d'un four à chambres, les barres ou tubes ou autres produits très allongés, en acier délicat, auxquels il s'agit de faire subir un traitement thermique.
En même temps qu'on les réchauffe lentement jus- qu'à une température préalable d'environ 400 à 500 0, on trans' porte les barres ou tubes à l'aide d'un'dispositifde trans- port 4 ou d'une grille oblique, où ils sont placés les uns à côté des autres, dans le' sens transversal à travers le four jusqu'à une table à rouleaux 5 de sortie.
Le produit qui a subi le réchauffage préalable est transporté à travers l'orifice de sortie 6 dans plusieurs fours 7, 8, 9 de chauffage rapide, disposés les uns derrière les autres, dans lesquéls on le porte par le procédé de chauf fage rapide à la température de trempe. Le transport du pro- duit s'effectue par des galets d'entraînement 10 disposés devant l'entrée dans le premier four 7 et entre les fours 7 8 et 9 ainsi qu'après le dernier four9, ces galets d'entraî-
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nement provoquant, dans le cas où la matière est ronde, une rotation simultanée des barres ou tubes autour de leur axe.
Dans les premiers fours 7 de chauffage rapide exécutés le plus souvent en forme detambour, on fait chauf- fer le produit à l'aide d'une température en excès, en vue d'obtenir un réchauffage rapide. Dans les derniers fours 9 de chauffage rapide, il ne se produit alors plus qu'une éga- lisation de la température. Le réglage de latsmpérature exac- te de trempe s'effectue de la manière usuelle à l'aide d'ap- pareils électriques de réglage au moyen desquels on règle l'apport de chaleur aux fours.
Après la sortie du dernier four 9 de chauffage rapide, le produit parvient directement dans un dispositif de refroidissement brusque que le produit traverse, ce dis- positif se composant, dans le cas de la trempe à l'eau, et d'une manière connue, d'un grand nombre de buses de projec- tion qui sont disposées, sur une longueur correspondante, en anneau autour du produit qui passe à travers le dispositif,
Dans les figs 2 et 3 est représenté schématique- ment à une échelle plus grande le dispositif de refroidisse- ment rapide avec de l'huile.
Ce dispositif de refroidissement brusque se com- pose e ssentiellement d'un boîtier tubulaire 11. En avant du boîtier 11 se trouve montée une chambre 14 à gaz de protec- tion qui est munie d'un conduit d'arrivée 18 pour le gaz de protection, d'un orifice d'entrée 15 et d'un orifice de sor- ne tie 16. Les orifices 15 et 16/sont que légèrement supérieure aux dimensions du produit qu'il s'agit de faire passer à tra- vers ces ouvertures. La chambre 11 de refroidissement brusque présente un orifice de sortie 19 exécuté de la même manière.
Des deux côtés et le cas échéant aussi à l'intérieur de la
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chambre 11 de refroidissement brusque, le produit repose/sur des galets 2, de sorte qu'il bénéficie d'un bon guidage évitant une distorsion.
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Dans la chambre 11 de refrcidissement. 1irusque,. on projette sur le produit à l'aide de buses 13 de l'huile, ou bien on l'arrose d'une huile qu'on fait arriver par une con- duite 21 dans une chambre annulaire 24 à laquelle des tubes 22 sont reliés par des orifices 25. Il est également possible sans difficulté de disposer à la place des tubes individuels 22 une chambre en forme de double manteau sur laquelle sont raccordées les buses 13.
L'huile de trempe projetée sur le produit est en- levée par une conduite 23 raccordée au fond, et est refoulée, après avoir passé à travers un dispositif de refroidissement qui n'est pas représenté et des filtres, au moyen d'une pompa 20 dans la conduite d'arrivée 21.
Le gaz de protection introduit dans la chambre 14 parvient en partie à l'air libre par l'ouverture 15, et par l'ouverture 16 dans la chambre 11 de refroidissement brusqua, à la sortie de laquelle il parvient par l'orifice de sortie 19 à l'air libre, de sorte qu'on, empêche l'accès de l'air.
Comme gaz de protection, on utilise de préféren .ce le gaz d'échappement du four de chauffage 3, dans la me- . sure où il s'agit d'un gaz d'échappement ne contenant prati- quement aucun oxygène, et on le ramène au moyen d'un venti- lateur d'aspiration, par la conduite 18, dans le dispositif 11 de refroidissement brusque. Mais on peut aussi utiliser n'importe quel autre gaz protecteur exempt d'oxygène ou pauvre en oxygène.
Lors du refroidissement brusque avec de l'eau, on peut diriger le produit directement vers le four de revenu 26 le - après séchage dans courant d'air chaud. Lors du refroidisse..,
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ment brusque avec de l'huile, selon l'exemple d'exécution, on a monté à la suite du dispositif 11, 14 de refroidisse- - - ment brusque un déshuileur 27 qui se compose d'un disposi- tif de pulvérisation pour le liquide de lavage en vue d'en- lever l'huile résiduelle, et d'un dispositif consécutif de pulvérisation pour de l'eau très chaude en vue d'enlever le liquide de lavage.
A la sortie du déshuileur 27, le produit par- vient sur une table à rouleaux 28 qui le transporte dans le sens transversal dans le four de revenu 26 exécuté sous la forme d'un four à chambres, en passant par l'intermédiaire d'un dispositif de transport 29 ou d'une grille oblique cor- respondante. Pendant l'introduction du produit depuis la ta- ble à rouleaux 28 et par l'intermédiaire du dispositif de transport 29 dans le four de revenu 36, on fait sécher le produit à l'aide d'un courant d'air chaud. Après le revenu du produit dans le four 26, dans lequel il est porté pro- gressivement à une température d'environ 500 C ou davantage, le produit parvient à un emplacement 30 de prélèvement.
Lorsque le produit doit être traité, pour le revenu, à une température sensiblement supérieure à 500 C environ, il peut être avantageux de disposer à la place de l'emplacement 30 de prélèvement une table à rouleaux qui correspond à la table à rouleaux 28, et par laquelle le. produit est alors transporté dans des fours de réchauffage rapide qui ne sont pas représentés, qui correspondent aux iours de réchauffage rapide 7, 8, 9 et dans lesquels il est de nouveau porté rapidetnt à la température nécessaire de revenu, cependant qu'il passe au travers de ce four d'une manière continue.
Le dispositif de refroidissement brusque repré-
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sente dans la fig. 4 se compose de trois chambres 35 de re- froidissement brusque reliées les unes aux autres, à travers lesquelles on fait passer le produit qui repose sur des rou- leaux 34. Les chambres 35 de refroidissement brusque présen- tent à leurs extrémités des orifices 36 d'entrée et de sor- tie qui peuvent être fermés par exemple par des volets bascu- lants 37 chargés par des poids et qui s'adaptent à la forme du produit. Chaque chambre 35 de refroidissement brusque est munie d'une série de buses 38 supérieures et inférieures pour l'agent de refroidissement, ces buses étant reliées les unes aux autres par des conduites de communication 39.
Sur les con- duites 39 de communication est branchée une conduite commune
40 d'alimentation.
L'agent de refroidissement est amené sous une pres- sion élevée telle qu'il traverse la vapeur qui prend naissance.
Du fait 'qu'on fait arriver le liquide contre le produit par tous les côtés, on évite, grâce au refroidissement régulier, une distorsion.
Les buses 38 présentent des orifices orientés obli- quement par rapport à la direction suivant laquelle le produit traverse le dispositif. Les vapeurs qui prennent naissance sont évacuées par une cheminée d'évacuation 41. Le liquide de re- froidissement qui s'accumule est dirigé par un écoulement 42 vers un réservoir collecteur qui n'est pas représenté et à partir duquel il est renvoyé dans la conduite 40¯'au moyen d'une pompe après filtration et refroidissement jusqu'à la tempéra- ture du début.
Dans les trois chambres 35 de refroidissement brusque représentées dans l'exemple d'exécution, on peut re- froidir bousquement suivant les conditions demandées le produit qui traverse les chambres. C'est ainsi par exemple que, dans la
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première chambre de refroidissement brusque, on peut pro- céder à un refroidissement rapide et intense au moyen d'eau et cela jusqu'à un degré déterminé, tandis que dans la se- conde chambre qui y fait suite a lieu éventuellement un nouveau refroidissement, avec de l'huile, par exemple avec une huile soluble dans l'eau, cependant que dans la der- nière chambre de refroidisse ent brusque on enlève cette huile par lavage.
Mais il est également possible, dans les différents étapes, de ne procéder au refroidissement qu'a- vec de l'eau ou seulement avec de l'huile ou avec un agent gazeux ou sous tonne de vapeur ou avec un mélange d'agents de refroidissement et cela dans un ordre de succession éche- lonnà, suivant que le demandent les conditions.
On peut également refroidir brusquement de cette manière avec un dispositif de pulvérisation exécuté d'une façon correspondante d'autres pièces comme par exemple des pièces estampées, auquel cas on suspend les pièces à un transporteur suspendu, ou bien on les pose sur un autre dispositif de transport.
On peut alors assurer la répartition des buses de façon que dans le cas de pièces présentant une matière d'une épaisseur inégale comme par exemple, des bielles, on dirige sur la partie plus épaisse une plus grande quantité d'agent de refroidissement que sur la partie plus légère.