"Dispositif de trempe isotherme pour le patentage de fils d'acier".
La présente invention est relative à un dispositif de
il trempe isotherme pour le patentage de fils d'acier, en par-; ticulier pour le patentage en ligne de fils d'acier ayant un diamètre inférieur à 10 mm.
<EMI ID=1.1>
therme" on entend le refroidissement rapide, jusque dans
<EMI ID=2.1>
sont constitués les fils, suivi d'un maintien isotherme <EMI ID=3.1>
plète de l'austénite et un détensionnement de l'acier.
Dans les installations de patentage en ligne de fils d'acier, connues jusqu'à présent, un problème se pose généràlement au niveau de la trempe isotherme en ce sens qu'on peut difficilement contrôler la température à laquelle l'a- . cier�dont sont constitués les fils,entre dans la zone des courbes de transformation TTT. Cette température est très impôt tante pour la structure et,par conséquent,les propriétés mécaniques de l'acier. C'est ainsi qu'il a été constaté qu'un résultat très favorable est obtenu si on parvient à refroidir les fils, après leur chauffage à la température:
de formation d'austénite, à la température correspondant au temps d'incubation minimum déterminé par le nez des cour-, bes de transformation TTT de l'acier en un temps tout au
plus égal audit temps d'incubation minimum et si,ensuite'
on maintient les fils à cette température pendant un temps, suffisamment long jusqu'à la transformation sensiblement complète de l'austénite en ferrite et cémentite.
Le but de l'invention consiste à présenter un dispositif de trempe isotherme permettant un refroidissement suf-
<EMI ID=4.1>
médiat dans un deuxième fluide maintenu à cette température sans que des perturbations puissent se produire au moment dudit passage qui pourraient influencer la structure de l'acier.' . '
En même temps, le dispositif suivant.l'invention permet un contrôle précis de la température des fils à la sortie du premier fluide.
A cet effet, suivant l'invention, le dispositif comprend une cuve destinée à contenir un.liquide de refroidissement, dans lequel plongent les fils d'acier sortant d'un four
à une température de formation d'austénite, et une chambre de maintien de température pour les fils ayant passé
<EMI ID=5.1>
adaptée à la surface. du liquide de refroidissement dans la cuve, à l'endroit où les fils sortent du liquide, de manière à créer, pour les fils, un passage étanche à l'atmosphère extérieure entre la cuve et la chambre susdite.
Avantageusement, le dispositif comprend des organes de guidage pour les fils pénétrant et sortant de la cuve, de position réglable par rapport à cette dernière, de manière à permettre de faire varier la distance parcourue par les fils dans le liquide de refroidissement.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre d'exemple non limitatif.d'une forme de réalisation particulière du dispositif de trempe isotherme suivant l'invention.
La figure 1 est une vue latérale et en coupe.suivant la ligne 1-1 de la figure 5,avec brisures partielles de cette forme de réalisation particulière du dispositif de trempe suivant l'invention. La figure 2 est une vue partielle en plan suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une coupe, suivant la ligne III-III de la figure 1. La figure 4 est une coupe,.suivant la ligne IV-IV de la figure 1:
La figure 5 est une coupe, suivant la ligne V-V de la figure 1. La figure 6 est une vue en élévation d'un accessoire de <EMI ID=6.1> La figure 8 est une vue schématique en élévation d'une position particulière de certaines parties de ladite forme de réalisation. La figure 9 est un graphique montrant schématiquement les courbes de transformation TTT de l'acier.
Dans les différentes figures, les mêmes chiffres de référence désignent les même éléments.
Le dispositif de trempe isotherme suivant l'invention
et montré en particulier aux figures susdites est raccordé directement à la sortie d'un four d'austénitisation 1.
Ce dispositif comprend une cuve 2,destinée à contenir un liquide de refroidissement 3,et une chambre de maintien de température 4,dans laquelle peut circuler un gaz à température sensiblement constante. L'entrée 5 de cette chambre 4 est adaptée à la surface du liquide de refroidissement de manière à créer un passage étanche à l'atmosphère entre
la cuve 2 et la chambre 4.
Des fils d'acier 6 s'étendant en nappe sortent du four d'austénitisation 1 et passent sur une pièce rainurée 7� servant de guide aux fils, réalisée en fonte ou en acier coulé et montée à l'entrée de la cuve 2. Ensuite, les fils sont déviés vers le bas dans le liquide de refroidissement 3 au moyen d'un autre organe de guidage constitué d'un rouleau 8 tournant autour de son axe. De cette cuve les fils passent alors immédiatement dans la chambre 4.
Une hotte 35 relie,d'une façon sensiblement étanche, le four 1 à l'endroit de pénétration 36 des fils dans la cuve 2. Ainsi, les fils sortant du four ne sont pas en. contact avec une atmosphère autre que celle fixée dans la dernière zone
du four.
La cuve est divisée en deux compartiments 9 et 10 par
une cloison 11. Une circulation du liquide de.refroidissement est produite entre ces deux compartiments au moyen d'une pompe 12 aspirant le liquide de refroidissement du fond du compartiment 9,par l'intermédiaire d'une conduite 13,-et refoulant celui-ci dans le compartiment 10, du côté opposé par rapport au compartiment 9. Un déflecteur 14, agencé au-dessus de l'ouverture de déversement,de la pompe, permet de créer un courant de liquide de refroidissement.à travers le compartiment 10 dans le sens de la flèche 46.Le liquide de refroidissement circule du compartiment 10 au compartiment 9 en passant par un déversoir 47 ménagé dans le bord supérieur de la cloison
11, en regard de l'endroit où entrent les fils dans la cuve 2, créant ainsi à cet endroit un contre-courant très turbulent de liquide de refroidissement.
Un échangeur de chaleur 15, comman� dé par un système de régulation approprié non représenté
aux figures, permet de maintenir le liquide de refroidissement à une température constante prédéterminée.
Un trop-plein 16 permet de maintenir le niveau de liquide de refroidissement à un niveau constant, afin de ne pas influencer le temps d'immersion des fils dans le liquide de refroidissement pour une position prédéterminée dû-bouleau
8, et un bouchon d'évacuation 37 prévu à proximité du fond
du compartiment 10 permet de vider ce dernier.
La chambre de maintien de température 4 est eseentiellement constituée par une gaine tubulaire isolée thermiquement, à parois multiples entre lesquelles circule un gaz à température sensiblement constante.
Cette gaine ccmprend un canal central 17 dans lequel se déplacent les fils parallèlement à son axe. Deux caissons
18 et 19 s'étendent latéralement de part et d'autre de ce
<EMI ID=7.1> canal 17 par des perforations 20 prévues dans les parois latérales de ce dernier et, d'autre part, par des ouvertures 24,avec un collecteur 21 destiné à l'amenée de gaz
vers le caisson 18.
De la même manière, le caisson 19 présente, dans sa
paroi de séparation avec le canal 17, des perforations 20
et communique avec un collecteur analogue 23, par l'inter- médiaire d'ouvertures 24.
Le collecteur d'amenée 21 est raccordé, par l'intermédiaire d'une conduite 25, avec la sortie 26 d'un générateur de chaleur 27, tandis que le collecteur de retour 23 est branché, par l'intermédiaire d'une conduite 28, sur une entrée 29 du générateur permettant ainsi une recirculation d'une partie
des gaz introduits dans la chambre 4 par la conduite 25.
Des clapets 30 et 31, agencés à l'entrée du collecteur 21, permettent de créer un réglage de débit de gaz dans ce dernier pour la stabilisation de la température dans le canal
17. Par l'ajustement de ces.clapets, on peut donc, soit répartir le courant de gaz suivant deux sens opposés en ouvrant au moins partiellement les deux clapets, soit créer un sens unique en fermant un des clapets,suivant la température mesurée
à différents points dans le canal. La mesure de cette température a lieu à travers des trous d'accès 22 au canal 17 prévus-en des endroits régulièrement répartis le long de
tqute la gaine de la chambre 4.
Une cheminée 32 est prévue à l'entrée de'la chambre 4, au-dessus de l'endroit où sortent les fils du liquide de refroidissement 3.
La chambre 4 est montée de manière à pouvoir se déplacer horizontalement au-dessus de la cuve 2, dans la direction
de déplacement des fils, comme indiqué par la flèche 33.
Le rouleau 8 est monté sur un support 34, solidaire de l'extrémité libre d'un prolongement de la gaine susdite
qui est incliné vers le bas, de manière à être au moins en contact avec la surface de liquide de refroidissement dans la cuve 2 et à créer ainsi le passage étanche susdit entre celle-ci et la chambre 4.
Comme dans la gaine proprement dite, son prolongement susdit présente également des caissons latéraux 18 et 19.
(voir figure 3) .
L'angle (3 qu'il forme avec la surface du liquide de refroidissment correspond sensiblement à celui formé par
les fils sortant de ce liquide.
Un rouleau 38 est prévu dans le canal 17, à proximité
de l'endroit où le prolongement 5 est raccordé à la partie horizontale de la chambre 4, afin de permettre que les fils 6 se déplacent successivement dans l'axe du prolongement incliné et ladite partie horizontale.
Le fait que de cette façon les rouleaux 8 et 38 sont fixes l'un par rapport à l'autre permet de maintenir constant l'angle de sortie du liquide de refroidissement 3 des fils 6 et ceci pour n'importe quelle position de la cham-
bre 4 par rapport à la cuve 2.
Pour permettre de maintenir également l'angle de pénétration a des fils dans le liquide de refroidissement à
une valeur toujours constante indépendamment de la position de la chambre 4 par rapport à la cuve 2, on prévoit, suivant l'invention, un rouleau 39, sensiblement de même diamètre que le rouleau 8 qui est agencé de manière à pouvoir occuper la même place dans la cuve 2 que le rouleau 8 au moment où ce dernier est éloigné d'une distance au moins égale à son diamètre de sa position la plus rapprochée
<EMI ID=8.1>
chambre 4 au-dessus de la cuve 2.
<EMI ID=9.1>
dessous d'un châssis 40 pouvant se poser librement sur les bords latéraux de la cuve 2.
La figure 7 montre schématiquement le chemin suivi par les fils 6 dans la cuve 2 lorsque la chambre 4 a été reculée par rapport au four 1 et que le rouleau de guidage amovible
39 est placé dans le liquide de refroidissement.
Pour éviter des frottements trop importants des fils sur
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
<EMI ID=13.1>
Pour permettre, le cas échéant, l'accès à l'endroit de pénétration des fils dans le liquide de refroidissement, la hotte 35 présente une visière rabattable 41 articulée au-
<EMI ID=14.1>
Pour une raison analogue, le prolongement 5 de la cham-. bre de maintien de température 4 peut tourner autour d'un axe, de manière à pouvoir être soulevé facilement.
Le fonctionnement du dispositif de trempe isotherme, suivant l'invention, peut être décrit sur base de la figu-
<EMI ID=15.1> isotherme TTT d'un acier dont seraient constitués les fila. courbe t. montre l'apparition d'une transformation de 1%, tandis que la courbe t99 montre une transformation de
99%.Sien traite des fils d'un diamètre de l'ordre de. 1 mm, on peut admettre que la température est sensiblement homogène dans toute la section des fils, la courbe(a) représentant donc cette température en fonction du temps.
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
refroidissement 3 pendant un temps tel que l'on atteigne la température idéale pour traverser les courbes en S de l'acier considéré. Ce temps a été indiqué par la référence
<EMI ID=18.1>
Le temps de refroidissement dans la cuve 2 est, pour une vitesse de défilement donnée des fils, fonction de l'espace parcouru par les fils dans le liquide de refroidissement et de la température de ce dernier. Ainsi, pour un liquide de refroidissement donné ayant une certaine viscosité et un coefficient d'échange déterminés, le temps de refroidissement des fils, se déplaçant à vitesse constante à travers le liquide de refroidissement, est fixé par la position de la chambre 4 par rapport à la cuve 2 pour une même température du liquide de refroidissement. Ce temps de refroidis�ement peut donc être réglé grossièrement en faisant varier la position de la chambre 4 par rapport à la cuve 2,tandis qu'un réglage fin peut être obtenu en faisant varier la température du liquide de refroidissement 3 au moyen de l'échangeur de chaleur 15.
Par le dispositif, suivant l'invention, on vise à amener très rapidement, c'est-à-dire pendant un temps L.,
<EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1>
<EMI ID=22.1>
pérature se situer au-dessus ou éventuellement légère, ment en dessous du point de formation martensitique Ms.
La'distance parcourue par les fils à travers le liquide de refroidissement et la température de ce dernier doivent être tels qu'au moment où les fils sortent du liquide de refroidissement pour entrer dans la chambre isotherme 4 ' iil
aient la température idéale t.. Dans cette chambre 4, les ;
fils doivent conserver cette température pendant tout le
<EMI ID=23.1>
et également pendant un laps.de temps déterminé après cette traversée. Ce temps est donné sur la figure 8 par la distan-
<EMI ID=24.1>
froidis jusqu'en dessous de leur température d'oxydation, comme montré schématiquement par la partie de la courbe (a)
<EMI ID=25.1>
De la figure 8, il résulte donc qu'il est très important de pouvoir contrôler,d'une façon relativement précise, la 'température des fils sortant du liquide de refroidissement.
Le dispositif.de refroidissement permet un contrôle assez aisé et ceci grace à la puissance calorifique de la chambre de maintien de température 4 et la conception de cette dernière. Cette chambre est réalisée de telle sorte qu'uniquement les déperditions calorifiques soient compen-
<EMI ID=26.1>
avec les fils proprement dits.
Ainsi, les mesures de température à l'entrée de la chambre
4 permettront d'enregistrer les variations éventuelles de température. Si on constate une augmentation de température, on
peut conclure que les fils apportent des calories et sont
donc insuffisamment refroidis. Si la température baisse,
les fils absorbent les calories et sont donc trop refroidis.
Suivant ces variations de température, on peut donc
agir soit sur la température du liquide de refroidissement
dans le bain, soit sur la distance parcourue par les fils
à travers le liquide de refroidissement.
Pour obtenir une température constante et sensiblement uniforme sur; toute la longueur de la chambre 4, les caissons
18 et 19 ainsi que les collecteurs 21 et 23 sont entourés
par une paroi isolante épaisse 43, tandis que la sortie est obturée par un amas de sable 44 à travers lequel les fils
<EMI ID=27.1>
Les gaz de combustion produits par le générateur 27
<EMI ID=28.1>
ils passent, d'une façon également répartie, à travers les ouvertures 24 dans le caisson 18. Ainsi, on peut admettre qu'on obtient une pression de gaz de combustion sensiblement constante sur toute là longueur du caisson 18. Le gaz passe alors à travers les perforations 20, transversalement dans le canal 17 pour lécher les fils 6. Une partie de ces gaz est aspirera travers les perforations de la face opposée, dans le caisson 19 pour retourner,à travers le collecteur
23 et la conduite 28,vers le générateur 27. Il se produit ainsi une recirculation d'une partie des gaz de combustion permettant une intervention relativement souple sur la température reignant dans le canal 17. Une partie importante
des gaz de combustion, formant en fait l'excès, est évacuée
à contre-courant avec les fils 6 dans le canal 17 vers la cheminée 32,à l'entrée.de la chambre 4.
Le sens du courant des gaz de combustion recyclés est donné par les flèches 45 aux figures 4 et 5.
Les clapets 30 et 31 permettent le réglage du débit
de gaz dans le canal 17 en fonction de variations éventuelles de la température dans ce dernier.
<EMI ID=29.1>
Un fil d'acier d'un diamètre d'1 mm est chauffé à la température de 10200C dans un four d'austénitisation 1 et est dévié dans la cuve 2 pour passer dans le liquide de
<EMI ID=30.1>
par la société Hougthon sous le nom de "sel 275". Ce sel
est maintenu à la température de 250[deg.]C. La vitesse de déplacement du fil est de 35 m/min.. tandis que la distance parcourue dans le liquide de refroidissement est de l'ordre de 70 cm. De ceci résulte que le temps de refroidissement dans ledit liquide est de 1,3 secondes environ. Là tempé-
<EMI ID=31.1>
Immédiatement après la sortie du bain, le fil est maintenu à cette température dans la chambre 4. La longueur de cette chambre étant de 10 m.. le temps de maintien est de l'ordre de 20 à 25 sec.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre du présent brevet.
C'est ainsi, par exemple, que les moyens pour maintenir une température constante dans la chambre 4 peuvent être formés par un lit fluidisé.
REVENDICATIONS.
1.- Dispositif de trempe isotherme. pour le patentage
de fils d'acier, caractérisé en ce qu'il comprend une cuve
1
destinée à contenir un liquide de refroidissement,.' dans lequel plongent les fils d'acier sortant d'un four 4 une température de formation d'austénite; et une chambre de maintien de température pour les fils ayant passé dans ce'liquide, l'entrée de cette chambre étant adaptée à la surface du liquide de refroidissement dans la cuve, à l'endroit où les fils sortent dudit liquide;de manière à créer un passage pour les fils sensiblement étanche à l'atmosphère extérieure entre la cuve et la chambre.
"Isothermal quenching device for patenting steel wires".
The present invention relates to a device for
it isothermal quenching for the patenting of steel wires, in part; Particular for the in-line patenting of steel wires having a diameter less than 10 mm.
<EMI ID = 1.1>
therme "means rapid cooling, even in
<EMI ID = 2.1>
the wires are made up, followed by an isothermal hold <EMI ID = 3.1>
plete of austenite and stress relieving of steel.
In installations for the on-line patenting of steel wires, known hitherto, a problem generally arises at the level of isothermal quenching in that it is difficult to control the temperature at which a-. cier, of which the threads are made, enters the area of the TTT transformation curves. This temperature is very taxing for the structure and, therefore, the mechanical properties of steel. Thus it has been observed that a very favorable result is obtained if it is possible to cool the wires, after their heating to the temperature:
of austenite formation, at the temperature corresponding to the minimum incubation time determined by the nose of the TTT transformation curves of the steel in a time throughout
plus equal to said minimum incubation time and if, then '
the wires are maintained at this temperature for a sufficiently long time until the substantially complete transformation of the austenite into ferrite and cementite.
The object of the invention is to present an isothermal quenching device allowing sufficient cooling.
<EMI ID = 4.1>
mediated in a second fluid maintained at this temperature without disturbances being able to occur at the time of said passage which could influence the structure of the steel. ' . '
At the same time, the device according to the invention allows precise control of the temperature of the wires at the outlet of the first fluid.
To this end, according to the invention, the device comprises a tank intended to contain a cooling liquid, in which the steel wires coming out of a furnace are immersed.
at an austenite formation temperature, and a temperature-maintaining chamber for the wires having passed
<EMI ID = 5.1>
suitable for the surface. cooling liquid in the tank, where the wires come out of the liquid, so as to create, for the wires, a passage sealed to the external atmosphere between the tank and the aforesaid chamber.
Advantageously, the device comprises guide members for the wires entering and exiting the tank, with an adjustable position relative to the latter, so as to make it possible to vary the distance traveled by the wires in the cooling liquid.
Other details and features of the invention will emerge from the description given below, by way of non-limiting example, of a particular embodiment of the isothermal quenching device according to the invention.
Figure 1 is a side view and in section following line 1-1 of Figure 5, with partial breaks of this particular embodiment of the quenching device according to the invention. FIG. 2 is a partial plan view taken along line II-II of FIG. 1. FIG. 3 is a section taken along line III-III of FIG. 1. FIG. 4 is a section taken along line IV -IV of figure 1:
Figure 5 is a section taken along the line VV of Figure 1. Figure 6 is an elevational view of an accessory of <EMI ID = 6.1> Figure 8 is a schematic elevational view of a particular position of certain parts of said embodiment. Fig. 9 is a graph schematically showing the TTT transformation curves of steel.
In the various figures, the same reference numerals designate the same elements.
The isothermal quenching device according to the invention
and shown in particular in the aforementioned figures is connected directly to the outlet of an austenitization furnace 1.
This device comprises a tank 2, intended to contain a cooling liquid 3, and a temperature maintaining chamber 4, in which a gas can circulate at a substantially constant temperature. The inlet 5 of this chamber 4 is adapted to the surface of the cooling liquid so as to create an atmosphere-tight passage between
tank 2 and chamber 4.
Steel wires 6 extending in a sheet come out of the austenitizing furnace 1 and pass over a grooved part 7 � serving as a guide for the wires, made of cast iron or cast steel and mounted at the inlet of the tank 2. Then, the wires are deflected downwards into the cooling liquid 3 by means of another guide member consisting of 'a roller 8 rotating around its axis. From this tank the wires then immediately pass into chamber 4.
A hood 35 connects, in a substantially sealed manner, the oven 1 to the point 36 of penetration of the wires into the tank 2. Thus, the wires coming out of the oven are not in. contact with an atmosphere other than that fixed in the last zone
from the oven.
The tank is divided into two compartments 9 and 10 by
a partition 11. A circulation of the cooling liquid is produced between these two compartments by means of a pump 12 sucking the cooling liquid from the bottom of the compartment 9, via a pipe 13, -and forcing the latter. ci in compartment 10, on the opposite side with respect to compartment 9. A deflector 14, arranged above the discharge opening, of the pump, allows a flow of coolant to be created. through compartment 10 in the direction of the arrow 46. The coolant circulates from compartment 10 to compartment 9 passing through a weir 47 formed in the upper edge of the partition
11, opposite the place where the wires enter the tank 2, thus creating at this place a very turbulent counter-current of coolant.
A heat exchanger 15, comman � die by an appropriate regulation system not shown
in the figures, makes it possible to maintain the coolant at a predetermined constant temperature.
An overflow 16 keeps the coolant level at a constant level, so as not to influence the immersion time of the wires in the coolant for a predetermined birch position.
8, and a drain plug 37 provided near the bottom
compartment 10 enables the latter to be emptied.
The temperature maintaining chamber 4 is essentially constituted by a thermally insulated tubular sheath with multiple walls between which a gas circulates at a substantially constant temperature.
This sheath ccmprend a central channel 17 in which the wires move parallel to its axis. Two boxes
18 and 19 extend laterally on either side of this
<EMI ID = 7.1> channel 17 by perforations 20 provided in the side walls of the latter and, on the other hand, by openings 24, with a manifold 21 intended for the gas supply
to box 18.
Similarly, the box 19 has, in its
partition wall with channel 17, perforations 20
and communicates with a similar manifold 23, through openings 24.
The supply manifold 21 is connected, via a pipe 25, with the outlet 26 of a heat generator 27, while the return manifold 23 is connected, via a pipe 28 , on an input 29 of the generator thus allowing recirculation of a part
gases introduced into chamber 4 through line 25.
Valves 30 and 31, arranged at the inlet of the manifold 21, make it possible to create a gas flow rate adjustment in the latter for the stabilization of the temperature in the channel.
17. By adjusting these valves, it is therefore possible either to distribute the gas flow in two opposite directions by at least partially opening the two valves, or to create a one-way direction by closing one of the valves, depending on the temperature measured.
at different points in the channel. The measurement of this temperature takes place through the access holes 22 to the channel 17 provided in places regularly distributed along the
close the duct of chamber 4.
A chimney 32 is provided at the entrance to chamber 4, above the place where the wires of the coolant 3 exit.
Chamber 4 is mounted so as to be able to move horizontally above tank 2, in the direction
wire displacement, as indicated by arrow 33.
The roller 8 is mounted on a support 34, integral with the free end of an extension of the aforementioned sheath
which is inclined downwards, so as to be at least in contact with the surface of the cooling liquid in the tank 2 and thus to create the aforesaid sealed passage between the latter and the chamber 4.
As in the sheath itself, its aforementioned extension also has side boxes 18 and 19.
(see figure 3).
The angle (3 that it forms with the surface of the cooling liquid corresponds substantially to that formed by
the wires coming out of this liquid.
A roll 38 is provided in channel 17, nearby
from where the extension 5 is connected to the horizontal part of the chamber 4, in order to allow the son 6 to move successively in the axis of the inclined extension and said horizontal part.
The fact that in this way the rollers 8 and 38 are fixed with respect to each other makes it possible to maintain constant the angle of exit of the cooling liquid 3 from the wires 6 and this for any position of the chamber. -
bre 4 in relation to tank 2.
To allow also to maintain the angle of penetration has threads in the coolant to
a value always constant regardless of the position of the chamber 4 relative to the tank 2, according to the invention, a roller 39 is provided, substantially of the same diameter as the roller 8, which is arranged so as to be able to occupy the same place in the tank 2 that the roller 8 when the latter is removed by a distance at least equal to its diameter from its closest position
<EMI ID = 8.1>
chamber 4 above the tank 2.
<EMI ID = 9.1>
below a frame 40 which can rest freely on the side edges of the tank 2.
Figure 7 shows schematically the path followed by the wires 6 in the tank 2 when the chamber 4 has been moved back from the furnace 1 and the removable guide roller
39 is placed in the coolant.
To avoid excessive friction of the wires on
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
<EMI ID = 12.1>
<EMI ID = 13.1>
To allow, where appropriate, access to the point of penetration of the wires into the cooling liquid, the hood 35 has a folding visor 41 hinged to the-
<EMI ID = 14.1>
For a similar reason, the extension 5 of the cham-. temperature-maintaining bre 4 can rotate around an axis, so that it can be lifted easily.
The operation of the isothermal quenching device, according to the invention, can be described on the basis of FIG.
<EMI ID = 15.1> isothermal TTT of a steel from which the fila are made. curve t. shows the appearance of a transformation of 1%, while the curve t99 shows a transformation of
99% .Sien treats wires with a diameter of the order of. 1 mm, it can be assumed that the temperature is substantially homogeneous throughout the section of the wires, the curve (a) therefore representing this temperature as a function of time.
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1>
cooling 3 for a time such that the ideal temperature is reached for crossing the S-shaped curves of the steel in question. This time was indicated by the reference
<EMI ID = 18.1>
The cooling time in the tank 2 is, for a given running speed of the wires, a function of the space traversed by the wires in the cooling liquid and of the temperature of the latter. Thus, for a given coolant having a certain viscosity and a determined exchange coefficient, the cooling time of the wires, moving at constant speed through the coolant, is fixed by the position of the chamber 4 with respect to to tank 2 for the same coolant temperature. This cooling time can therefore be adjusted roughly by varying the position of chamber 4 relative to vessel 2, while fine adjustment can be obtained by varying the temperature of coolant 3 by means of heat exchanger 15.
By the device according to the invention, the aim is to bring very quickly, that is to say for a time L.,
<EMI ID = 19.1>
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1>
<EMI ID = 22.1>
temperature be above or possibly slightly below the point of martensitic formation Ms.
The distance traveled by the wires through the coolant and the temperature of the latter must be such as at the moment when the wires leave the coolant to enter the isothermal chamber 4 'iil
have the ideal temperature t .. In this room 4, the;
son must maintain this temperature throughout the
<EMI ID = 23.1>
and also for a determined period of time after this crossing. This time is given in figure 8 by the distance
<EMI ID = 24.1>
cooled to below their oxidation temperature, as shown schematically by part of the curve (a)
<EMI ID = 25.1>
From FIG. 8, it therefore follows that it is very important to be able to control, in a relatively precise manner, the temperature of the threads leaving the cooling liquid.
The cooling device allows fairly easy control, thanks to the calorific power of the temperature-maintaining chamber 4 and the design of the latter. This chamber is designed in such a way that only the heat losses are compensated for.
<EMI ID = 26.1>
with the actual threads.
Thus, the temperature measurements at the entrance to the chamber
4 will record any temperature variations. If there is an increase in temperature, we
can conclude that sons provide calories and are
therefore insufficiently cooled. If the temperature drops,
the threads absorb the calories and are therefore too cooled.
Depending on these temperature variations, we can therefore
act either on the temperature of the coolant
in the bath, either on the distance traveled by the wires
through the coolant.
To obtain a constant and substantially uniform temperature on; the entire length of chamber 4, the boxes
18 and 19 as well as collectors 21 and 23 are surrounded
by a thick insulating wall 43, while the outlet is blocked by a mass of sand 44 through which the wires
<EMI ID = 27.1>
The combustion gases produced by the generator 27
<EMI ID = 28.1>
they pass, in an equally distributed manner, through the openings 24 in the box 18. Thus, it can be assumed that a substantially constant combustion gas pressure is obtained over the entire length of the box 18. The gas then passes through through the perforations 20, transversely in the channel 17 to lick the son 6. A part of these gases is will suck through the perforations of the opposite face, in the box 19 to return, through the manifold
23 and line 28, towards the generator 27. There is thus a recirculation of part of the combustion gases allowing a relatively flexible intervention on the temperature reigning in the channel 17. A significant part
of combustion gases, in fact forming the excess, is discharged
against the current with wires 6 in channel 17 towards chimney 32, at the entrance to chamber 4.
The direction of the flow of the recycled combustion gases is given by arrows 45 in Figures 4 and 5.
The valves 30 and 31 allow the flow rate to be adjusted
gas in channel 17 as a function of possible variations in temperature in the latter.
<EMI ID = 29.1>
A steel wire with a diameter of 1 mm is heated to the temperature of 10200C in an austenitizing oven 1 and is deflected in the tank 2 to pass into the liquid of
<EMI ID = 30.1>
by the Hougthon company under the name "sel 275". This salt
is maintained at the temperature of 250 [deg.] C. The speed of movement of the wire is 35 m / min .. while the distance traveled in the cooling liquid is of the order of 70 cm. As a result, the cooling time in said liquid is about 1.3 seconds. There temp-
<EMI ID = 31.1>
Immediately after leaving the bath, the wire is maintained at this temperature in chamber 4. The length of this chamber being 10 m .. the holding time is of the order of 20 to 25 sec.
It is understood that the invention is not limited to the embodiment described and that many variants can be envisaged without departing from the scope of the present patent.
Thus, for example, the means for maintaining a constant temperature in the chamber 4 can be formed by a fluidized bed.
CLAIMS.
1.- Isothermal quenching device. for patenting
of steel wires, characterized in that it comprises a tank
1
intended to contain a cooling liquid ,. ' in which the steel wires coming out of a furnace 4 are immersed at an austenite formation temperature; and a temperature-maintaining chamber for the wires having passed through this liquid, the inlet of this chamber being adapted to the surface of the cooling liquid in the tank, at the place where the wires exit from said liquid; so as to create a passage for the son substantially sealed to the external atmosphere between the tank and the chamber.