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Procédé et dispositif pour fabriauer des tubes et d'autres objets métalliques allongés. '
La présente invention concerne un procédé pour fabriquer des.objets métalliques allongés, tels que des barres ou des tu- bes, en extrudant d'abord dans une presse une billette à chaud en une ébauche de section analogue à celle de l'objet fini mais légèrement plus grande, et en soumettant ensuite cette ébauche à une opération de calibrage à chaud dans un laminoir réducteur ou dans un banc à étirer.
Auparavant on exécutait ces deux opérations indépendamment l'une de l'autre à des moments différents. Ceci était obligatoire en raison de la productivité limitée des presses à extruder de
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conception ancienne et à cause d'autres limitations. La producti- vité des presses à extruder modernes a toutefois nettement augmen- té et elles peuvent fabriquer des objets de tolérance uniforme.
Ceci permet d'exécuter actuellement les deux opérations successi- vement de sorte que les ébauches passent en continu; de la presse au dispositif de calibrage. On peut ainsi réaliser de'notables économies et il est par exemple possible maintenant d'utiliser le procédé s'effectuant en deux temps décrit ci-dessus pour produire à grande échelle des tubes sans soudure en acier au carbone ordi- naire ou faiblement allié que l'on ne pouvait fabriquer précé- demment que.par laminage exclusivement.
.Une installation pour l'exécution du procédé à deux temps ci-dessus comprend une presse à extruder à chaud et un dispositif de calibrage approprié tel qu'un bac à étirer ou un lamineur réducteur, par exemple un laminoir étireur-réducteur si les objets à fabriquer sont des tubes. Un four de réchauffage continu est disposé entre une presse et un dispositif de calibrage afin de compense-'les pertes de chaleur des ébauches. Le four est pourvu de rouleaux ou d'autres moyens pour transporter les ébauches.
Des métaux, tels que l'acier; qui sont extrudés à des températures de l'ordre de 1000 C et plus, doivent être lubrifiés dans la presse pour leur extrusion. A cette fin, l'utilisation de lubrifiants qui sont à la température d'extrusion est très ré- pandue. Une partie du lubrifiant adhère',aux ébauches extrudées et forme un mince revêtement. Pour enlever ce revêtement, on immerge habituellement l'objet extrudé dans un bain d'acide fluorhy- drique ce qui requiert de grandes installations coûteuses, dégage des fumées nocives et absorbe une grande quantité de chaleur.
Aussi a-t-on essayé de se dispenser d'enlever le revêtement de lubri- fiant résiduel de la manière précitée dans le cas d'une installa- .tion où les objets extrudés passent de la presse à un four de réchauffage et ensuite à un dispositif de calibrage dans l'espoir que le revêtement de lubrifiant ne soit pas préjudiciable à l'opé-
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rntion de calibrage et puisse en fait la faciliter* Il s'est toute- fois avéré que des ébauches tubulaires qui pénètrent dans un la- minoir étireur-réducteur, encore recouvertes d'un lubrifiant vis- queux résiduel y adhérant présentent fréquemment de sérieux défauts en ce que les ébauches sortant du laminoir sont attaquées ou piquées par endroits.
Ces défauts apparaissent seulement après le décapage des tubes finis, ce qui entraîne la mise au rebut d'une partie considérable de la production du laminoir.
On a découvert maintenant que ces défauts superficiels peuvent être attribués au revêtement de lubrifiant résiduel laissé sur les ébauches alors qu'elles se trouvent dansle four de réchauffage. On a observé que ce revêtement se ramollit lorsque les ébauches traversent le four et s'égoutte en formant des défauts irréguliers sur celles des parties du four qui se trouvent directement en dessous des ébauches eten contact avec elles,par exemple les rouleaux transporteurs. Comme chaque ébauche est complètement enveloppée par son revêtement, la quantité de lubri- fiant accumulée sur les rouleaux peut être considérable.
Le lubrifiant déposé sur les rouleaux par une ébauche est 2 son tour recueilli par une ébauche suivante traversant le four et forme des macules qui marauent de place en place toute la longueur de l'ébauche et qui peuvent être beaucoup plus épaisses que le revê- tement de lubrifiant résiduel avec leauel l'objet sort de la presse. Lorsque les ébauches traversent ensuite le dispositif de calibrage à chaud,en particulier passent entre les rouleaux d'un laminoir étireur-réducteur, les macules s'impriment en creux dans la surface des ébauches. Lorsqu'on décape ensuite les ébauches,le lubrifiant disparaît mais les creux subsistent.
Cela étant, la présente invention a pour but principal de perfectionner le procédé à deux temps décrit ci-dessus pour fabriquer des objets métalliques allongés par extrusion et calibrage à chaud, d'une manière telle que les objets finis après avoir quitté le dispositif de calibrage sont lisses et exempta d'importée-
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tiens superficielles provenant de macules de lubrifiant y imprimer.
L'invention a aussi pour but de procurer, dans une installa- tion où s'effectue le procédé à deux temps décrit ci-dessus, des moyens pour empêcher la formation de macules de lubrifiant visqueux -résiduel avant que les ébauches ne pénètrent dans le dispositif de calibrage.
Suivant l'invention dans un procédé pour fabriquer des ar- ticles métalliques allongés en extrudant une billette à chaud en une ébauche avec l'aide d'un lubrifiant qui est visqueux à la température d'extrusion.en réchauffant l'ébauche et en la soumettant à une opération de calibrage à chaud, on soumet sa surface à une abrasion , par raclage ou nettoyage par exemple, avant l'opération de calibrage à chaud. De cette manière, la surface de l'ébauche est exempte de lubrifiant résiduel qui autrement peut causer les imperfections indésirables précitées.
L'abrasion s'effectue de préférence après que les ébauches ont traversé, le four de réchauffage. Les macules de lubrifiant que les ébauches ont recueillies pendant leur passage à travers le four sont ensuite ramollies par la chaleur et peuvent assez facilement être enlevées, En outre, les ébauches avancent assez lentement à ce stade comparativement à la vitesse à laquelle elles sortent de la presse et l'abrasion peut se faire alors que les ébauches sont en mouvemen. L'avancement.des ébauches à travers l'installation n'est donc pas retardée-
En général, on préfère enlever tout le lubrifiant résiduel des ébauches, y compris ce qui reste du mince revêtement de lubri- fiant avec lequel les ébauches pénètrent dans le four.
Dans cer- tains cas toutefois, il suffit d'enlever uniquement les macules de lubrifiant que les ébauches ont recueillies pendant leur passage à travers le four, tout en laissant subsister le mince revête- ment de lubrifiant résiduel. On adopte '..ce processus lorsque le mince revêtement de lubriflant ne contrarie pas l'opération de ca- librage à chaud qui suit l'opération de chauffage.
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Au lieu d'abraser les ébauches après qu'elles ont traversé le four de réchauffage, on peut les abraser avant qu'elles ne pé- nètrent dans le tour, par exemple, avant la formation des macules sur les ébauches. Dans ce cas, l'abrasion s'effectue sur le revê-, tement de lubrifiant résiduel avec lequel les ébauchent sortent de la presse.
Le dispositif pour effectuer l'abrasion comprend des lames à arêtes abrasives épousant la surface des ébauches. Plusieurs . lames peuvent former un jeu, les arêtes abrasives des lames d'un jeu délimitant ensemble une ouverture de forme semblable à la section des ébauches. Lorsqu'on désire laisser une mince couche de lubrifiant résiduel sur les ébauches,on dispose les lames de sorte qu'il y ait un léger jeu entre leurs arêtes abrasives et les ébauches.
Afin d'assurer que les ébauches soient exemptes de macules sur toute leur circonférence, deux jeux de lames racleuses ou davan- tage peuvent être disposés successivement le long du trajet . suivi par' les ébauches, les lames d'un jeu étant inclinées autour de l'axe des ébauches par rapport à celles .d'un ou plusieurs autres jeux.
Comme on l'a dit précédemment, l'abrasion résulte du mouvement des ébauches passant devant les lames.Les lames peuvent ainsi rester immobiles pendant l'abrasion. Toutefois, on peut également déplacer les lames le long des ébauches dans le même sens' que le déplacement des ébauches ou en sens inverse ou laisser les ébauches immobiles alors que l'on déplace les lames.
De préférence, les lames sont rétractables'du trajet suivi par les ébauches, ce mouvement s'effectuant par exemple, à l'aide de vérins hydrauliques ou pneumatiques.
Les lames d'un jeu peuvent être montées dans un bâti commun avec des moyens pour les rétracter ainsi que pour pouvoir les rem- 'placer facilement. Comme les lames peuvent s'échauffer vu la proxi- mité des ébauches chauffées,'des moyens peuvent être prévus pour les
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refroidir* Ces moyens de refroidissement comprennent des jets d'eau sous pression élevée qui arrosent les lames.
L'eau de refroi- dissement 's'écoulant sur les lames a pour effet supplémentaire d' erilever par lavage les morceaux de lubrifiant résiduel raclés des ébauches, Qn peut également arroser directement les ébauches en envoyant desjets d'eau sous pression élevée, à partir de la même source que.les jets précités .ou d'une source différente,afin ' d'enlever par lavage le lubrifiant résiduel des ébauches.
L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La Figl.est une vue.schématique d'une installation pour la production de tubes en deux temps qui exécute le procédé suivant l'invention.
La Fig. 2 est une coupe d'un dispositif servant à enlever l'excédent de lubrifiant , qui peut être utilisé dans l'installa- ' tion de la Fig.l.
La Fig.3 est une autre coupe du dispositif de la Fig.2 appli- qué à l'installation de la Fig. l.
L'installation montrée sur la Fig.l comprend une presse 2 servant à extruder des ébauches 'tubulaires, une table d'évacuation sur laquelle les ébauches passent en sortant de la presse, un four de réchauffage continu 6 dans lequel les ébauches pénètrent . en quittant la table d'évacuation. 4, et un laminoir étireur-ré- ducteur 8. Ces différents dispositifs peuvent avoir n'importe .quelle forme connue et appropriée.
L'installation est conduite de manière que des billettes chauffées soient introduites successivement dans la presse 2 et extrudées en ébauches tubulaires avec l'aide d'un lubrifiant qui est visqueux à une température d'extrusion. Lorsque les ébauches sortent de la presse 2, elles sont recouvertes sur toute leur longueur d'un mince revêtement de lubrifiant résiduel. La table d'évacuation 4 reçoit les ébauches et les amène dans le four de réchauffage 6. Le four est du type continu et est équipé à cette
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fin de rouleaux qui font avancer les ébauches à traverr le four*
On peut prévoir d'autres moyens de transport au lieu de rouleaux .
Les perdes de chaleur que subissent les ébauches après qu'elles sont sorties de la presse sont compensées dans le four de réchauffage, et les ébauches sortent- du four à la bonne température pour être . travaillées dans le laminoir étireur-réducteur,
Le diamètre des ébauches extrudées est légèrement plus grand que leur diamètre final et elles sont amenées à leur diamètre final par l'opération de calibrage dans le laminoir étireur-réducteur.
Le revêtement de lubrifiant qui-recouvre les ébauches se solidifie rapidement après -qu'elles sont sorties de la presse, -mais se ramollit de nouveau dans le four. Des plaques de lubrifiant s'égouttent des ébauches et forment des macules irrégulières sur les; rouleaux ou d'autres parties du four qui se trouvent directement en-dessous des ébauches et en contact avec elles* Comme chaque ébauche est complètement revêtue de lubrifiant,la quantité de lu- brifiant qui s'accumule ainsi sur les rouleaux peut être considé- rable. Le lubrifiant déposé est recueilli , par l'ébauche suivante passant dans le four et forme des macules qui marquent toute sa longueur de place en pl ce.
Ces macules sont réparties au hasard et certaines d'entre elles sont considérablement plus épaisses que le revêtement de lubrifiant résiduel recouvrant l'ébauche au sortir de la presse, Ces macules peuvent abîmer là surface de l'objet terminé parce, qu'elles peuvent s'y imprimer lorsque les ébauches traversent le laminoir*étireur-réducteur.
Pour y pallier, un dispositif 10 est prévu près de l'extré mité de sortie du four 6, comme montré sur la Fig.1. en vue d'en- ' lever les macules de lubrifiant des ébauches comme le montre la
Fig.2, le dispositif comprend un bloc 12 présentant quatre fentes
14 disposées en croix. Des lames racleuses sont disposées dans chaque'fente. Les lames présentent une arête abrasive 22 en forme d'arc concave d'un diamètre excédant légèrement celui de l'ébauche
T (Fig.3).' Les lames 16 sont sollicitées vers l'intérieur, c'est-à-
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dire vers l'axe des ébauches T, par des pistons pneumatiques 20 coulissant dans des cylindres 18.
Cela étant, les arêtes 22 enlèvent le lubrifiant résiduel , y compris les macules, des ébauches qui traversent le dispositif 10. Dans le cas pu un mince revêtement de lubrifiant n'est pas préjudiciable à l'opération d'étirage- réduction, les lames 16 peuvent être disposées de manière à ne pas être en contact direct avec les ébauches.
Comme le montre la Fig.3, des ajutages 24 sont disposés près des lames du côté opposé'au four 6. Ces ajutages envoient sur les lames des jets d'eau sous pression élevée qui frappent égale- ment la surface des ébauches. L'eau refroidit les lames qui autre- ment peuvent s'échauffer et entraîne aussi les fragments de lu- brifiants raclés par les lames . Les jets ont encore pour effet, vu leur force, de fragmenter le lubrifiant qui adhère en couche mince sur la surface des ébauches.
On peut prévoir des ajutages supplémentaires pour envoyer . de l'eau sous pression élevée directement sur les ébauches afin d'enlever le lubrifiant résiduel.
Différentes modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention. Le dispositif 10 peut, par exemple être placé du côté entrée du four, auquel cas il enlèvera tout le revê- tement de lubrifiant résiduel des ébauches.En outre, les lames peuvent être disposées différemment et être de forme différente de celles montrées et décrites ci-dessus.
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