FR2497234A1 - Procede et appareil pour traiter des dechets d'usinage du titane - Google Patents

Abstract

L'APPAREIL POUR TRAITER DES DECHETS D'USINAGE DU TITANE AFIN D'EN ELIMINER LES FRAGMENTS DE CARBURE DE TUNGSTENE ET AUTRES INCLUSIONS SIMILAIRES DE DENSITE ELEVEE COMPORTE DES BROYEURS 26, 28 POUR REDUIRE ET UNIFORMISER LA GROSSEUR DES DECHETS, UNE MACHINE A LAVER ET A SECHER 30 POUR DEBARRASSER LES DECHETS DE L'HUILE DE COUPE ET AUTRES CONTAMINANTS SUPERFICIELS, DES CRIBLES CLASSEURS 34 POUR ELIMINER LES MORCEAUX SURDIMENSIONNES OU SOUSDIMENSIONNES, UN SEPARATEUR PNEUMATIQUE 24 QUI COMPORTE UNE TABLE VIBRANTE INCLINEE PERMEABLE A TRAVERS LAQUELLE UN COURANT D'AIR EST INSUFFLE POUR SEPARER LES PRODUITS "LOURDS" DES PRODUITS "LEGERS", DES SEPARATEURS MAGNETIQUES 32, 36 ET UN POSTE FINAL 40 D'INSPECTION AUX RAYONS X. LE PRODUIT ACCEPTE 22 PEUT ETRE UTILISE POUR LA FABRICATION DE PIECES DE HAUTE QUALITE.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé et à un

appareil pour traiter des déchets métalliques afin d'en éli-

miner les inclusions indésirables avant de les fondre et elle a trait plus particulièrement à un tel procédé et à un tel appareil qui ont spécifiquement pour objet d'éliminer les fragments de carbure de tungstène magnétiques et également

amagnétiques et les autres inclusions magnétiques et amagné-

tiques de densité élevée des déchets d'usinage du titane.

Le titane est un métal relativement onéreux qui possède

un certain nombre de propriétés telles que légèreté, résis-

tance à la corrosion, résistance à la chaleur, dureté et ré-

sistance mécanique qui en font la matière structurale préfé-

rée dans de nombreuses applications dans lesquelles des con-

ditions riguoureuses sont rencor.trées. Par exemple, ce métal est actuellement largement utilisé pour la fabrication des pièces tournantes des moteurs d'avion et d'autres pièces d'importance critique dans les avions, dont la défaillance pourrait être désastreuse.La matière utilisée peut être soit

du titane commercialement pur soit l'un quelconque des al-

liages de la famille des alliages à base de titane et,dans le

sens o il est utilisé dans la présente description et dans

les revendications annexées, le mot "titane" doit être consi-

déré comme désignant tout aussi bien un tel titane commerciale-

entfpar que l'un quelconque de tels alliages à base de titane.

Les lingots de titane à partir desquels on fabrique des

pièces sont produits habituellement dans des fours à arc élec-

triques qui utilisent des électrodes de titane consommables

dans des atmosphères inertes. Les électrodes elles-mêmes peu-

vent être fabriquées de diverses manières et elles peuvent

contenir à la fois du titane vierge et des déchets de titane.

Les déchets de titane utilisés dans la fabrication des électrodes sont habituellement divisés en deux catégories différentes. L'une de ces catégories de déchets constitue ce qu'on appelle les déchets "rmassifs" et elle est composée de morceaux massifs de titane relativement gros, tels que les chutes qui restent après découpage de pièces désirées dans

des tôles, plaques, tiges, barres ou analogues de titane.

Etant donné que ces morceaux sont massifs et relativement gros, on peut facilement les séparer d'une manière fiable des matières étrangères qui pourraient contaminer le métal fondu résultant. On fixe en général ces morceaux massifs de déchets entre eux par soudage ou mise en faisceau pour former

des électrodes ou des parties d'électrode.

L'autre catégorie de déchets utilisés dans la fabrica-

tion des électrodes est appelée ici "déchets d'usinage" et

on la désigne quelquefois sous l'appellation générique de "tour-

nures" ou "copeaux". Elle est constituée par les morceaux pro-

duits par une opération d'usinage, tels que les copeaux pro-

duits par une opération de fraisage ou de perçage ou les tour-

nures produites par une opération de tournage. Habituellement,

de tels morceaux sont petits mais,dans le cas des copeaux pro-

duits par une opération de tournage, leurs dimensions peuvent

varier considérablement et ils ont fréquemment une forme touf-

fue ou spiralée. Pour utiliser les déchets d'usinage afin de produire des électrodes, on les forme en briquettes soit seuls

soit en mélange avec du titane vierge ou de la mousse de ti-

tane et on soude ou fixe entre elles d'une autre manière ap-

propriée un certain nombre de briquettes pour former chaque électrode.

Du fait de ses propriétés, on usine habituellement le ti-

tane en utilisant des outils de coupe en carbure de tungstène et,du faitdela sévérité du processus de coupe, il n'est pas

rare que ces outils de coupe cessent de fonctionner partielle-

ment ou complètement en service du fait que des fragments ou morceaux de leur matière se brisent ou s'écaillent et tombent dans le réceptacle à déchets avec les déchets produits par

l'outil. Ces fragments de carbure de tungstène qui se mélan-

gent aux déchets par suite de leur séparation des outils de coupe et autres morceaux similaires de matières étrangères de densité élevée,tels que des pierres qui peuvent se mélanger accidentellement aux déchets,sont extrêmement indésirables

dans les déchets de titane recyclés en électrodes consommables.

La raison en est quelorsque les électrodes sont fondues, les

fragments de carbure de tungstène et de nombreuses autres in-

clusions similaires de densité élevée,à moins qu'ils aient de très petites dimensions, ne fondent pas à la température qui règne dans le four à arc et ils finissent par former des

points de faiblesse ou des anomalies génératrices de défail-

lances dans les pièces fabriquées avec le métal fondu. Il est

évident que de tels points de faiblesse ne peuvent être tolé-

rés dans les pièces tournantes des moteurs d'avion et dans d'autres pièces soumises à des conditions d'utilisation très dures et que, par conséquent, les déchets qui doivent être

utilisés pour produire de telles pièces doivent être débar-

rassés de telles inclusions non fusibles.

Certains alliages de carbure de tungstène utilisés pour les outils de coupe sont relativement magnétiques et on peut habituellement séparer de manière fiable les morceaux de ces

matières des déchets d'usinage du titane à l'aide de sépara-

teurs magnétiques. Cependant, d'autres alliages de carbure de

tungstène sont amagnétiques ou seulement faiblement magné-

tiques et, par conséquent, on ne connaissait pas jusqu'à ce jour de procédé ou appareil capable d'extraire de manière fiable et efficace des fragments d'un tel carbure de tungstène faiblement magnétique ou amagnétique des déchets d'usinage. Il est fréquemment impossible de garantir qu'une quantité donnée de déchets d'usinage ne contient pas d'inclusions de carbure de tungstène faiblement magnétique ou amagnétique ni d'autres inclusions faiblement magnétiques ou amagnétiques de densité élevée et, par conséquent, l'emploide tels déchets d'usinage pour la fabrication d'électrodes, au moins celles qui sont destinées à être utilisées pour produire des pièces de haute qualité, a souvent été empêchée et ces déchets ont dû être utilisés ou vendus comme une matière de qualité inférieure,de

valeur monétaire considérablement inférieure à celle des dé-

chets que l'on savait être exempts d'inclusions de densité élevée. Dans le sens o elle est utilisée ici, l'expression

"exempt de carbure de tungstène et autres inclusions de densi-

té élevée" signifie exempt de telles inclusions d'une gros-

seur supérieure à une grosseur donnée. De très petits morceaux de carbure de tungstène ou d'autres matières similaires de

densité élevée tels que des morceaux d'une grosseur infé-

rieure à 0,38 mm fondent ou se désintègrent dans le four à

arc et ne posent aucun problème de défaillance dans les pro-

duits finaux. Par conséquent, on peut considérer que les dé- chets d'usinage sont exempts d'inclusion de densité élevée

même s'ils peuvent contenir des particules de matière de den-

sité élevée d'une grosseur inférieure à 0,38 mm ou infé-

rieure à une autre faible grosseur spécifiée.

Par conséquent, l'un des principaux buts de la présente

invention est de réaliser un procédé et un appareil pour trai-

ter efficacement les déchets d'usinage du titane afin de pro-

duire un produit de déchets qui est exempt, de manière fiable, de fragments de carbure de tungstène et inclusions similaires de densité élevée et approprié pour être utilisé dans des masses de titane fondu destinées à la fabrication de pièces de haute qualité ou pour services sévères,telles que les

pièces tournantes des moteurs d'avion.

Un autre but plus spécifique de l'invention est de réa-

liser un procédé et un appareil économiquement efficace,tels que cidessus mentionnés, pour traiter les déchets d'usinage

du titane afin d'en éliminer les fragments de carbure de tung-

stène et autres inclusions de densité élevée, ce procédé et cet appareil étant nettement plus efficaces que tous les autres procédés et appareils antérieurement proposés aux mêmes

fins, en particulier en ce qui concerne leur capacité d'élimi-

ner les inclusions amagnétiques ou faiblement magnétiques ain-

si que les inclusions plus fortement magnétiques.

D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de

la description qui va suivre du dessin annexé qui se rappor-

tent à un mode de réalisation préféré de l'invention.

La présente invention a pour objet un procédé et un ap-

pareil pour traiter des déchets d'usinage du titane afin d'en

accroître la valeur en en éliminant de manière fiable les mor-

ceaux de carbure de tungstène et autres inclusions similaires

de densité élevée susceptibles de produire des points de fai-

blesse dans des pièces fabriquées avecdes masses de titane fondu produites en utilisant les déchets. Une caractéristique

importante de l'invention consiste dans l'emploi dans le pro-

cédé et dans l'appareil d'un séparateur pneumatique pour sépa-

rer le produit traité en un produit "lourd" rejeté représen-

tant une faible fraction de la matière introduite dans le sé-

parateur et contenant la quasi-totalité de toutes les inclu-

sions de forte densité indésirées et un produit "léger" qui

est soumis aux autres étapes du traitement.

L'invention a également pour objet un procédé qui com-

porte des étapes et un appareil qui comporte des moyens pour broyer, laver et classer le produit traité avant de l'envoyer

dans le séparateur pneumatique de sorte que le séparateur re-

çoit,en tant que matière d'entréeune matière particulaire lavée et séchée dont les morceaux se rangent à l'intérieur

d'un étroit intervalle de grosseurs prescrit. Des moyens sé-

parateurs magnétiques, ou une étape de séparation magnétique,

peuvent être également utilisés pour contribuer à l'extrac-

tion des inclusions magnétiques et un poste d'inspection aux rayons X final est utilisé pour contrôler si des inclusions résiduelles sont présentes et pour rejeter les parties de la

matière traitée qui comportentde telles inclusions.

Plus précisément encore, l'invention a également pour objet le séparateur pneumatique utilisé dans le procédé ou qui fait partie de l'appareil, ce séparateur étant du type qui comporte une table inclinée vibrante perméable à l'air

sur laquelle la matière d'entrée est déposée et à travers la-

quelle un courant d'air dirigé vers le haut est insufflé d'o

il résulte que les "lourds" morceaux de matière sont trans-

portés vers le haut jusqu'au bord supérieur de la table sous l'influence des vibrations de cette dernière tandis que les

morceaux "légers" sont relativement plus dissociés de la sur-

face de la table et se déplacent vers l'extrémité inférieure

de cette dernière.

On décrira Maintenant 'L'invention de manière plus détail-

lée en se référant au dessin annexé dans lequel: la Figure unique représente,sous forme d'un schéma-bloc,

un appareil mettant en oeuvre l'invention.

Sur le dessin auquel on se référera maintenant, on a re-

présenté les éléments qui constituent un appareil ou un sys-

tème selon un mode de réalisation préféré de l'invention et

qui permettent l'exécution du procédé de l'invention. Cet ap-

pareil traite une matière d'entrée, désignée par la référence générale 20, constituée par des déchets d'usinage du titane,

c'est-à-dire par des morceaux ou particules de titane habi-

tuellement de petites dimensions produits par un processus d'usinage,tel qu'une opération de tournage, de fraisage ou

de perçage.

Les déchets d'entrée sont, en outre, tels qu'on soup-

çonne ou qu'on sait qu'ils ont été produits par l'emploi

d'outils de coupe en carbure detungstène de sorte qu'ils peu-

vent contenir de petits fragments ou morceaux de carbure de tungstène ou qu'on soupçonne qu'ils peuvent contenir,pour une autre cause quelconque, des fragments de carbure de tungstène

ou autre inclusions similaires de densité élevée.

L'appareil représenté fonctionne de manière à éliminer

tous les fragments de carbure de tungstène ou fragments simi-

laires de matière de densité élevée contenus dans la matière d'entrée pour produire une matière acceptée, désignée par la référence 22,exempte d'inclusions de densité élevée et qui convient, de ce fait, pour être utilisée pour produire des masses fondues destinées à être utilisées pour la fabrication

de pièces de haute qualité. Les parties ou éléments de l'appa-

reil peuvent être et sont, de préférence, agencés de telle

sorte que la matière traitée passe automatiquement d'un élé-

ment au suivant, par exemple, grâce à l'emploi de transpor-

teurs entre les éléments ou du fait que la sortie d'un élé-

ment alimente directement l'élément suivant. Ceci, cependant, n'est pas nécessaire pour la mise en oeuvre de l'invention

et, si désiré, les éléments de l'appareil peuvent être utili-

sés à des moments différents, une charge de matière d'entrée étant traitée dans sa totalité dans un élément particulier puis la charge traitée étant transportée jusqu'à l'élément

suivant pour y être soumise à une nouvelle étape de traite-

ment.

De même, l'appareil représenté sur le dessin peut compor-

ter des moyens pour préparer la matière d'entrée 20 sous

forme d'un mélange de matières choisies provenant de diffé-

rentes sources et pour soumettre cette matière d'entrée à des essais afin de déterminer sa composition chimique et divers

autres moyens peuvent être prévus pour contrôler et détermi-

ner la nature chimique de la matière traitée à divers points différents de l'appareil et également après qu'elle a quitté l'appareil. De tels moyens relatifs à la nature chimique de la matière traitée ne présentent, cependant, pas d'importance en ce qui concerne l'invention ou une partie quelconque de l'invention et, par conséquent, on ne les a pas représentés

sur le dessin et on ne les décrira pas ici.

Un élément d'importance critique de l'appareil est un séparateur pneumatique 24 quiccmme décrit ci-après en plus de détail, fonctionne de manière à séparer la matière qui y

est introduite en morceaux "lourds" et en morceaux "légers".

Pour rendre le séparateur efficace pour séparer et extraire de manière fiable les fragments de carbure de tungstène et

autres inclusions de densité élevée en tant que partie du pro-

duit "lourd", on lave ou sèche et on classe tout d'abord la matière d'entrée 20 de sorte que la matière qui entre dans le séparateur pneumatique 24 est dans une condition propre, sèche,

débarrassée d'huile de coupe et autres contaminants superfi-

ciels et de sorte que toutes les particules de cette matière

se rangent dans un intervalle de grosseurs relativement étroit.

Les moyens utilisés pour traiter la matière d'entrée peuvent varier et les éléments individuels de tels moyens peuvent être

agencés de façon à agir suivant des ordres de succession dif-

férents sur la matière traitée, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Dans le cas représenté,cependant, ces moyens comprennent, dans l'ordre, un premier broyeur 26, un second broyeur 28, une machine à laver et à sécher 30, un pré-crible

magnétique 32 et un jeu de cribles classeurs 34.

Le premier broyeur 26 est un broyeur grossier et il est destiné principalement à hacher ou à briser les gros morceaux,

tels que les tournures longues ou touffues,de la matière d'en-

trée 20 en des morceaux plus petits, plus faciles à traiter par le second broyeur 28. A titre d'exemple, le broyeur 26 peut être le broyeur modèle 4800 fabriqué par la société

American Pulverizer Company, St Louis, Missouri, EUA.

Le second broyeur 28 réduit à nouveau les dimensions au

moins des plus grosses pièces de la matière qui sortent du pre-

mier broyeur 26 pour produire un produit de sortie dont les particules ont une grosseur approximativement uniforme. De

préférence, les morceaux introduits dans le séparateur pneu-

matique 24 se rangent à l'intérieur d'un intervalle de gros-

seurs compris entre environ 1,6 mm et 7,9 mm et il est encore plus préférable que ces particules se rangent à l'intérieur d'une plage encore plus étroite de cet intervalle, par exemple

une plage allant d'approximativement 3,2 mm à approximative-

ment 6,4 mm. Par conséquent, le second broyeur 28 est conçu ou réglé de façon qu'une proportion aussi élevée que possible

de la matière qui en sort soit comprise à l'intérieur de l'in-

tervalle ou de la plage désirée de grosseurs ou dimensions particulaires. A titre d'exemple, ce broyeur peut être un broyeur modèle WS-40 fabriqué par la société American

Pulverizer Company, St Louis, Missouri, EUA.

La matière traitée qui quitte le second broyeur 28 est introduite dans la machine 30 à laver et à sécher. Dans cette

machinela matière est tout d'abord lavée avec un agent de la-

vage approprié, tel que de l'eau et un détergent. Elle est

ensuite séchée par essorage dans une centrifugeuse puis sé-

chée à la chaleur dans un étage de traitement final. A titre d'exemple, la machine 30 peut être la machine "Chip Washer" (Lave-copeaux) fabriquée et vendue par la société Jenson

Fabricating Engineers, Inc., East Berlin, Connecticut, EUA.

A sa sortie de la machine 30 à laveret à sécher, la ma-

tière traitée est déplacée en un courant sur le pré-crible ma-

gnétique 32 qui attire et extrait magnétiquement du courant les morceaux fortement magnétiques tels que les morceaux de

fer ou d'acier qui peuvent avoir été accidentellement mélan-

gés avec les morceaux de titane de lamatière d'entrée. Le pré-

crible magnétique 32 peut également attirer et extraire une partie des fragments de carbure de tungstène magnétiques du courant de matière traitée qui passe sur lui. Dans tous les cas, les morceaux magnétiques quels qu'ils soient qui sont extraits du courant de matière sont rejetés du processus comme indiqué sur la figure et ne font pas partie de la ma-

tière envoyée au crible classeur 14. A titre d'exemple, le pré-

crible magnétique 32 peut être un séparateur à aimant perma-

nent, tel que celui fabriqué et vendu comme modèle "Brute"par la société Eriez Company, Erie, Pennsylvanie, EUA.En outre,la

position représentée du pré-crible dans l'appareil est sa po-

sition préférée mais ceci ne présente pas une importance cri-

tique et il pourrait être situé à un autre emplacement.

Les cribles classeurs 34 classent le produit traité sor-

tant du pré-crible magnétique 32 de façon à ne transmettre que des particules qui ce rangent à l'intérieur de l'intervalle ou plage de grosseurs désiré au séparateur pneumatique 24. Comme déjà indiqué, ces particules classées se rangent, de préférence, à l'intérieur d'un intervalle de grosseurs compris entre une

grosseur minimale des particules d'environ 1,6 mm et une gros-

seur maximale des particules d'environ 7,9 mm et il est encore plus préférable que la grosseur des particules soit restreinte

à une plage plus étroite à l'intérieur de ce large intervalle.

Une plage étroite actuellement préférée des particules classées s'étend entre une grosseur minimale des particules d'environ

3,2 mm et une grosseur maximale des particules d'environ 6,4mm.

Pour produire des particules acceptées qui entrent à l'inté-

rieur de cette plage préférée, les cribles classeurs 34 com-

prennent un crible dont les mailles soht dimensionnées pour

laisser passer les particules d'une grosseur inférieure à envi-

ron 3,2 mm et retenir les particules d'une grosseur supérieure

à 3,2 mm et un second crible dont les mailles sont dimension-

nées pour laisser passer les particules d'une grosseur infé-

rieure à environ 6,4 mm et pour retenir les particules d'une

grosseur supérieure à environ 6,4 mm. Les particules que lais-

sent passer le premier crible sont des morceaux sousdimension-

nés, c'est-à-dire des morceaux qui ont des dimensions infé-

rieures à environ 3,2 mm et ils sont rejetés du processus.Les

morceaux retenus par le second crible sont des morceaux surdi-

mensionnés,c'est-à-dire que leurs dimensions sont supérieures à environ 6, 4 mm et ils sont retournés au second broyeur pour être à nouveau broyés. La matière qui ne passe pas à travers le premier crible et qui traverse le second crible est le produit traité accepté. Naturellement, on pourrait utiliser des cribles ayant d'autres ouvertures de maille pour obtenir un produit traité accepté compris à l'intérieur

de l'intervalle de grosseurs de produit qui peut être désiré.

Le produit traité acceptable qui sort des cribles clas-

seurs 34 est introduit dans le séparateur pneumatique 24 qui le sépare en morceaux ou produits "lourds" et "légers". Le séparateur 24 est du type dans lequel un courant d'air est insufflé dans l'ensemble vers le haut à travers le produit traité pour le stratifier en une couche inférieure qui contient des morceaux qui ne sont soulevés au plus que très legèrement par le courant d'air et en une couche supérieure qui contient des morceaux soulevés d'une distance nettement plus grande, et dans lequel de telles couches supérieure et inférieure sont déplacées transversalement l'une par rapport à l'autre pour effectuer la séparation désirée. Les morceaux qui forment la couche inférieure sont les morceaux "lourds" qui tendent à rester dans cette couche du fait de leur poids relativement plus grand ou densité supérieure et les morceaux qui forment la couche supérieure sont les morceaux "légers" qui tendent à atteindre cette couche du fait de leur poids relativement plus faible ou densité inférieure; cependant, la forme des

morceaux a également une légère influence sur leur degré d'é-

lévation et constitue un facteur secondaire dans la détermina-

tion de la couche atteinte par un morceau donné. Dans tous les cas, la très grande majorité,sinon la totalité,des fragments

de carbure de tungstène ou des inclusions similaires de densi-

té élevée de la matière d'entrée tombent dans la couche infé-

rieure et sont rejetés en tant que partie du produit formé

par des fragments "lourds". Ce produit formé par des frag-

ments "lourds" peut également comporter quelques morceaux de titane mais une caractéristique originale du processus de séparation pneumatique effectué par le séparateur pneumatique est que les morceaux de titane inclus dans le produit "lourd" rejeté ne représentent qu'un faible pourcentage, par exemple environ cinq pour cent ou moins, du produit traité fourni au

séparateur pneumatique.

Plus spécifiquement, le séparateur pneumatique 24 est, de préférence, un séparateur qui comporte une table inclinée perméable à l'air qui vibre approximativement dans le sens

de sa pente et comporte une surface supérieure support de ma-

tière sur laquelle le produit traité est déposé. Un courant

d'air est insufflé vers le haut à travers la table et le dé-

bit de produit traité, l'inclinaison de la table, la vitesse du courant d'air et autres variables sont réglés de telle sorte que les morceaux du produit traité ayant des densités semblables de celles du carbure de tungstène restent sur la table ou très proches de la table et sont transportés vers

son bord supérieur et vers un orifice d'évacuation corres-

pondant sous l'influence du mouvement vibratoire de la table et de sorte que les morceaux du produit traité plus légers ou

moins denses sont soulevés à une plus grande distance au-

dessus de la surface supérieure de la table, de sorte qu'ils sont davantage dissociés de l'influence de transport de la table et se déplacent vers l'extrémité inférieure de la table et jusqu'à un orifice d'évacuation différent. A titre

d'exemple, un séparateur pneumatique approprié pour être uti-

lisé en. tant que séparateur 24 représenté sur le dessin est l'êpierreur Modèle S22G fabriqué par la société Triple/S

Dynamics Supply, Inc., Dallas, Texas, EUA.

* A la suite du processus de séparation pneumatique effec-

tué par le séparateur 24, le produit traité "léger" accepté est envoyé dans un séparateur magnétique 36. Ce séparateur est un dispositif électromagnétique de forte intensité sur lequel le produit traité est introduit en un courant et il agit ainsi de façon à attirer et extraire magnétiquement du courant les morceaux qui sont légèrement magnétiques, en particulier les morceaux portant de petits fragments de carbure de tungstène,

comme dans les cas o un petit fragment de carbure de tungs-

tène est piqué ou encastré ou mécaniquement emprisonné dans

un plus gros morceau detitane. La position représentée du sé-

parateur magnétique 36 est sa position préférée dans l'appa-

reil et dans le procédé selon la présente invention. Ceci,

cependant, ne présente pas une importance critique et, si dé-

siré, le séparateur magnétique 36 pourrait être placé en amont du séparateur pneumatique 24 au lieu d'être placé en aval. En outre, dans certains cas et, si désiré, on peut supprimer le séparateur magnétique 36 et, éventuellement également le poste d'inspection magnétique 38 qui est disposé à sa suite, et on peut également supprimer leur fonction du procédé sans sortir pour cela des aspects les plus généraux de l'invention. A

titre d'exemple, le séparateur 36 peut être le séparateur bi-

polaire modèle IMR fabriqué par la société Eriez Company, Erie,

Pennsylvanie, EUA.

Le poste d'inspection magnétique 38 est disposé à la suite du séparateur 36. Ce poste esten fait constitué par un

autre séparateur magnétique tel qu'un autre séparateur à ai-

mant permanent modèle "Brute" fabriqué par la société Eriez Company, Erie, Pennsylvanie, EUA,sur lequel le produit traité est introduit en un courant. Périodiquement, ce séparateur est inspecté par un opérateur et si ce dernier constate que ce séparateur a extraite un ou plusieurs fragments de carbure de

tungstène, le produit traité qui a passé sur le séparateur de-

puis sa dernière inspection est considéré comme n'ayant pas rempli les conditions de l'inspection magnétique; le produit n'est pas accepté et il est, comme représenté sur le dessin, retourné au séparateur pneumatique 24 pour être soumis à un nouveau traitement par le séparateur pneumatique 24 etpar leséparateur magnétique 36.

Le produit traité qui satisfait aux conditions du poste d'inspection magnétique 38 est transporté jusqu'au poste d'inspection 40 aux rayons X qui effectue un contrôle final de ce produit avant qu'il constitue une partie de la matière acceptée 22. L'équipement utilisé dans le poste d'inspection aux rayons X peut varier très largement. Dans un mode de réalisation possible du poste 40, on traite le produit traité

par lots en étalant des quantités du produit sur des pla-

teaux qui sont individuellement passés aux rayons X pour pro-

duire des épreuves radiographiques ou des images sur un écran

fluoroscopique. Si l'image d'un plateau montre un objet détec-

table,c'est-à-dire si elle présente une caractéristique suscep-

tible de représenter un fragment de carbure de tungstène ou autre inclusion de densité élevée, on enlève et rejette le

produit qui se trouve sur la partie du plateau contenant l'ob-

jet détecté, par exemple en l'aspirant avec un dispositif du type aspirateur. La partie restante du produit porté par le plateau est alors réintroduite dans le poste d'inspection aux rayons X pour être réexaminée. Un équipement qui fonctionne de cette manière est actuellement fabriqué et vendu par la

société X-Ray Products Co., Pico Rivera, Californie, EUA.

Dans un autre mode de réalisation possible du poste

d'inspection 40 aux rayons X,le produit traité peut être dé-

placé en un courant continu devant le poste d'inspection dans

lequel il est continuellement soumis à des rayons X qui tra-

versent le courant et qui sont détectés par un détecteur dont le signal de sortie est automatiquement interprété par un système d'ordinateur pour détecter les inclusions de densité élevée suspectes. Lorsqu'un objet suspect est ainsi détecté,

la partie du courant contenant l'objet détecté est automati-

quement enlevée et rejetée, par exemple par un dispositif du type aspirateur. Le transporteur qui déplace le courant de produit traité est alors déplacé en marche arrière avant d'être remis à nouveau en marche avant de sorte que le produit traité restant au voisiange de l'objet détecté et enlevé est à nouveau inspecté par l'équipement d'inspection aux rayons X

avant qu'il soit incorporé à la matière acceptée 22. Un équi-

pement utilisable pour un tel mode de réalisation du poste d'inspection 40 aux rayons X peut être obtenu de la société

Inspection Technology, Inc., Acron, Ohio et comporte un ima-

geur fluoroscopique modèle 1021.

Le poste d'inspection radiographique 40 permet d'effec-

tuer un contrôle final extrêmement fiable sur la matière trai-

tée de sorte que l'on peut considérer avec une très grande certitude que la matière acceptée 22 est complètement exempte de fragments de carbure de tungstène et inclusions similaires de densité élevée. Lorsqu'un objet suspect est détecté à ce poste, une quantité importante de produit traité est rejetée avec l'objet détecté. Cependant, du fait de l'appareil et du

traitement de la présente invention qui précèdent l'inspec-

tion aux rayons X, il n'y a qu'un nombre extrêmement faible de fragments de carbure de tungstène ou autres inclusions de densité élevée contenus dans le produit traité qui parvient à ce poste d'inspection de sorte qu'il n'y a qu'une petite partie du produit traité qui soit rejetée à ce poste et que

l'ensemble duprocédé est rendu efficace et économique.

Bie(n qu'on ait décrit ci-dessus l'invention en se réfé-

rant généralement aux éléments qui composent l'appareil de

l'invention, il est bien entendu que l'invention vise égale-

ment un procédé qui comporte les diverses étapes exécutées

par ces éléments, étapes que la description qui précède et

le dessin annexé rendent évidents et qu'il est donc inutile

de décrire à nouveau.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane (20) afin d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclusions similaires de densité élevée,caractérisé en ce qu'il comporte, à certains points appropriés du procédé, les étapes qui consistent: (a) à produire à partir de ces déchets des morceaux classés qui se rangent tous à l'intérieur d'un intervalle de grosseurs donné; (b) à effectuer une opération de séparation pneumatique sur les morceaux classés pour les séparer en un produit "lourd" et un produit "léger"; et (c)

à rejeter le produit "lourd" du procédé et à accepter le pro-

duit "léger".

2 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage de titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon la revendication 1,

caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, l'étape qui con-

site à laver la matière traitée au moyen du procédé à un point

approprié du procédé avant l'opération de séparation pneuma-

tique de telle sorte que les morceaux classés fournis à l'opé-

ration de séparation pneumatique sont à l'état lavé et débar-

rassés pratiquement complètement du liquide de coupe et autres

contaminants superficiels similaires.

3 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon la revendication 2,

caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, l'étape qui con-

site à sécher la matière traitée au moyen du procédé,après

l'étape de lavage et avant l'opération de séparation pneuma-

tiquede sorte que les morceaux classés fournis à l'opération

de séparation pneumatique sont à l'état lavé et séché.

4 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (a) de production de morceaux classés à partir des déchets comporte l'étape qui consiste à

trier la matière traitée au moyen du procédé,à un point appro-

prié avant l'opération de séparation pneumatique,au moyen de deux cribles qui laissent passer des morceaux de grosseurs

différentes, pour diviser la matière en morceaux sousdimen-

sionnés, en morceaux surdimensionnés et en morceaux de gros-

seur acceptable, les morceaux de grosseur acceptable étant utilisés en tant que morceaux classés fournis à l'opération

de séparation pneumatique.

- Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux cribles ont des ouvertures de maille dimensionnées de telle sorte que les morceaux de grosseur acceptable se rangent dans un intervalle de grosseurs

compris entre environ 1,6 mm et environ 7,9 mnm.

6 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux cribles ont des ouvertures de

maille dimensionnées de telle sorte que les morceaux de gros-

seur acceptable se rangent dans un intervalle de grosseurs

compris entre environ 3,2 mm et environ 6,4 mm.

7 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon la revendicaiton 4, caractérisé en ce que l'étape (a) de production de morceaux classés à partir des déchets comporte l'étape qui consiste à broyer la matière traitée au moyen du procédé,à un certain point approprié avant l'opération de tri,de façon à réduire

la grosseur des morceaux et à les rendre plus uniformes.

8 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon l'une des revendica-

tions 1 à 7, caractérisé en ce que l'étape (b) de séparation pneumatique comprend l'étape consistant: à utiliser une table perméable à l'air comportant une surface supérieure support de matière; à déposer les morceaux classés sur cette surface supérieure de la table; à insuffler un courant d'air vers le

haut à travers la table à une vitesse telle que ceux des mor-

ceaux qui sont "lourds" restent sur la surface supérieure de la table ou au proche voisinage de cette surface et que ceux des morceaux qui sont "légers" se trouvent relativement plus dissociés de la surface supérieure de la table; à transporter les morceaux "lourds" qui restent sur la surface supérieure de la table ou au proche voisinage de cette surface jusqu'à

un orifice d'évacuation; et à transporter les morceaux "lé-

gers" qui sont relativement plus dissociés de la surface su-

périeure de la table jusqu'à un autre orifice d'évacuation.

9 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon l'une des revendica-

tions 1 à 7, caractérisé en ce que l'étape (b) de séparation pneumatique comprend l'étape consistant: à utiliser une table perméable à l'air comportant une surface supérieure support de matière inclinée; à faire vibrer la table de telle sorte que les particules situées sur sa surface supérieure ou au proche voisinage de cette surface sont déplacées vers le haut

de sa pente en direction de son bord supérieur par suite des-

dites vibrations; à déposer les morceaux classés sur cette surface supérieure de la table; et à insuffler un courant d'air vers le haut à travers la table à une vitesse telle que ceux des morceaux qui sont "lourds" restent sur la surface

supérieure de la table ou au proche voisinage de cette sur-

face et se déplacent vers son extrémité supérieure sous l'in-

fluence des vibrations de la table et que ceux des morceaux qui sont "légers" se trouvent relativement plus dissociés de la surface supérieure de la table et de son influence de

transport vibratoire et se déplacent vers l'extrémité infé-

rieure de la table; les morceaux qui se déplacent vers l'ex-

trémité supérieure de la table constituant les morceaux "lourds" et étant rejetés du procédé et les morceaux, qui se déplacent vers l'extrémité inférieure de la table formant le

produit léger et étant acceptés.

10 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon la revendication 9,

caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, l'étape qui con-

siste à régler l'inclinaison de la table, la vitesse du cou-

rant d'air, le débit d'alimentation des morceaux classés dépo-

sés sur la surface supérieure de la table à des valeurs telles que ceux des morceaux classés qui sont des fragments

de carbure de tungstène ou des fragments d'une matière simi-

laire de densité élevée sont inclus dans les morceaux "lourds" qui se déplacent vers l'extrémité supérieure de la table et

qui sont rejetés du procédé.

11 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée selon l'une des revendica-

tions 1 à 7, caractérise en ce qu'il comporte, en outre, l'é-

tape qui consiste à effectuer une opération de séparation ma-

gnétique sur la matière traitée au moyen du procédé précité pour séparer la matière traitée en un produit magnétique et un produit amagnétique, à rejeter le produit magnétique du

procédé et à accepter le produit amagnétique.

12 - Procédé pour traiter des déchets d'usinage du titane afin

d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et inclu-

sions similaires de densité élevée,caractérisé en ce qu'il comporte, à certains points appropriés du procédé, les étapes

qui consistent: (a) à prendre une certaine quantité de dé-

chets d'usinage du titane; (b) à laver et broyer ces déchets pour obtenir un produit lavé et broyé; (c) à classerle produit lavé et broyé pour obtenir un produit classé dont tous les morceaux se rangent à l'intérieur d'un intervalle donné de

grosseurs; (d) à effectuer une opération de séparation pneu-

matique sur le produit classé pour le séparer en un produit "léger" et un produit "lourd"; (e) à effectuer une opération

de séparation magnétique sur le produit "léger" pour le sépa-

rer en un produit magnétique et un produit amagnétique; et (f) à effectuer une opération d'inspection aux rayons X du

produit amagnétique pour en enlever tous les fragments de car-

bure de tungstène et autres fragments similaires de densité

élevée qui peuvent subsister dans ce produit.

13 - Un appareil pour traiter des déchets d'usinage du titane 1 9 afin d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et

autres inclusions de densité élevée, cet appareil étant ca-

ractérisé en ce qu'il comporte: des moyens (26, 28, 34) pour

broyer et classer une certaine quantité d'entrée (20) des dé-

chets d'usinage du titane pour produire un produit classé dont les morceaux se rangent à l'intérieur d'un intervalle de grosseurs donné; un séparateur pneumatique (24) recevant le

produit classé des moyens de broyage et de classement pour sé-

parer le produit classé en un produit lourd et un produit lé-

ger; et un mécanisme (40) d'inspection aux rayons X pour ins-

pecter le produit "léger" produit par le séparateur pneuma-

tique et pour détecter et enlever tous les fragments de car-

bure de tungstène et autres inclusions similaires de densité

élevée restant dans le produit inspecté.

14 - Un appareil pour traiter des déchets d'usinage du titane afin d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et autres inclusions de densité élevée selon la revendication 13,

caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, au moins un sépa-

rateur magnétique (32, 36) pour traiter le produit traité par l'appareil avant qu'il atteigne le mécanisme (40) d'inspection

aux rayons X afin d'extraire les morceaux magnétiques du pro-

duit traité.

- Un appareil pour traiter des déchets d'usinage du titane afin d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et

autres inclusions de densité élevée selon l'une des revendica-

tions 13 et 14, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (30) pour laver et sécher le produit traité par l'appareil

avant qu'il atteigne le séparateur pneumatique.

16 - Un appareil pour traiter des déchets d'usinage du titane afin d'en éliminer les fragments de carbure de tungstène et

autres inclusions de densité élevée selon l'une des revendica-

tions 12 et 14, caractérisé en ce que le séparateur pneuma-

tique comporte une table vibrante inclinée perméable à l'air

ayant une surface supérieure support de matière à travers la-

quelle un courant d'air est insufflé dans une direction orien-

tée dans l'ensemble vers le haut à une vitesse telle que ceux

des morceaux qui sont "lourds" restent sur la surface supé-

rieure de la table ou au proche voisinage de cette surface

et que ceux des morceaux qui sont "légers" se trouvent relati-

vement plus dissociés de la surface supérieure de la table, et en ce que les morceaux "lourds" sont déplacés jusqu'au bord supérieur de la table sous l'influence des vibrations de la table et que les morceaux "légers" se déplacent vers

l'extrémité inférieure de la table.