FR2563841A1 - Procede et appareil pour le traitement thermique d'adoucissement direct de fils lamines - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LE TRAITEMENT THERMIQUE D'ADOUCISSEMENT DIRECT DE FILS LAMINES. L'APPAREIL POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE TRAITEMENT COMPREND UNE TETE 4 DE POSE QUI FORME DES BOBINES A L'AIDE D'UN FIL M VENANT D'ETRE LAMINE A CHAUD OU A TEMPERATURE MOYENNE, LE BOBINAGE S'EFFECTUANT DANS UN FOUR DE RECUIT 5. CE DERNIER EST EQUIPE D'UN DISPOSITIF EXTERIEUR OU INTERIEUR DE BOBINAGE DISPOSE DE FACON A RECEVOIR DIRECTEMENT LES FILS LAMINES M. DOMAINE D'APPLICATION: TRAITEMENT THERMIQUE DE FILS LAMINES.

Description

L'invention concerne un procédé et un appareil de traitement thermique

d'adoucissement direct, dans lesquels des fils sont formés par laminage à chaud et aux températures moyennes et sont immédiatement après adoucis par recuit, par exemple par maintien de température ou refroidissement progressif, en faisant

appel à la chaleur sensible des fils après le laminage.

Dans la plupart des cas, divers fils d'acier sont soumis à des traitements thermiques d'adoucissement tels qu'un recuit d'adoucissement ou de sphéroidisation, pour en diminuer la dureté. Dans ces traitements thermiques tels qu'exécutés jusqu'à présent, les fils produits dans l'étape de laminage sont placés sous la forme de bobines dans un four de traitement thermique disposé suivant une ligne indépendante et dans lequel ils sont chauffés de la température normale jusqu'à une température de 600-800oC, opération suivie d'un refroidissament progressif ou d'un maintien à température. Cependant,

la vitesse de montée de température du fil est extrême-

ment lente dans la forme bobinée, et le fil doit être conservé pendant une longue durée afin d'atténuer les différences de température ou variations entre les parties extérieure et intérieure de la bobine, et de procéder à un refroidissement progressif. Parfois, une période de temps prolongée pouvant atteindre 20

heures ou plus peut être nécessaire pour de tels traite-

ments. C'est la raison pour laquelle on a proposé par exemple dans la demande japonaise N 58-107426, de chauffer rapidement des fils dans un état torsadé,

puis de les enrouler dans un four de maintien à tempéra-

ture, afin de réduire le temps de traitement. Cependant, un tel procédé a pour inconvénient que, en raison de l'utilisation d'un chauffage à haute fréquence comme moyen de chauffage rapide, la consommation d'énergie électrique est si augmentée que ce procédé est coûteux, bien que le temps de traitement soit abrégé. Ce procédé pose également un autre problème qui est que des défauts de surface affectent aisément le fil enroulé pendant son transport de la ligne de laminage à la ligne de

bobinage après l'étape de laminage.

A cet effet, il a été proposé, dans les

demandes japonaises N 56-133445, 58-27926, N 58-

58235, N 58-107416 et N 59-13024 etc, des procédés de traitement thermique d'adoucissement direct destinés

à adoucir des fils en les faisant refroidir progressive-

ment ou en les maintenant à température immédiatement après le laminage, ces procédés faisant appel à la chaleur sensible des fils après le laminage à chaud ou à température moyenne. Tous ces procédés réalisent un adoucissement des fils en combinant les conditions

de laminage à des conditions de refroidissement progres-

sif après le laminage. La demande japonaise N 56-

133445 précitée, entre autres, indique que, comme illus-

tré à la figure 5, une fois qu'un fil M a été bobiné sur un dispositif enrouleur 1 disposé extérieurement à un four 2 de refroidissement progressif, après le laminage, la bobine obtenue M' est placée dans le four de refroidissement. Cependant, dans ce procédé, la

qualité des bobines après le traitement thermique d'adou-

cissement varie considérablement, ce qui peut être attribué d'une part à des variations de température présentes dans la direction axiale des bobines et dues à une différence de temps de refroidissement dans l'air entre le commencement et la fin du bobinage et, d'autre part, à des différences de température dans la direction radiale des bobines, dues au rayonnement thermique de la surface des bobines. Il en est ainsi car les bobines doivent précédemment être enroulées à l'extérieur du four de refroidissement progressif. En outre, dans un procédé de laminage à température moyenne, par exemple

un procédé dont la température finale est juste supé-

rieure au point de transformation Ar1, un inconvénient est que le refroidissement progressif qui suit ne produit qu'un effet d'adoucissement notablement limité, car

la transformation Ar1 s'achève pendant le bobinage.

L'invention a pour objet un procédé et un appareil perfectionnés qui peuvent éliminer efficacement les problèmes indiqués ci-dessus, affectant les procédés

de l'art antérieur, pour soumettre des fils à un traite-

ment thermique d'adoucissement direct. L'invention a plus particulièrement pour objet de supprimer les variations de qualité des bobines dues à des variations de température dans les directions axiales et radiales

de ces bobines et à une atténuation de l'effet d'adoucis-

sement dans le laminage à température moyenne, comme cela se produit dans les procédés et appareils classiques pour le traitement thermique d'adoucissement direct après laminage à chaud ou à température moyenne, afin

de donner des bobines de fil de qualité stable.

L'invention concerne plus particulièrement un procédé dans lequel le bobinage de fils est effectué, immédiatement après le laminage, dans un four de recuit afin d'éviter les variations de température dans les

directions axiale et radiale des bobines.

L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'un four de recuit comportant des moyens de bobinage de fils, rapportés intérieurement ou fixés extérieurement, est disposé

à proximité immédiate d'une ligne de laminage des fils.

Le four de recuit englobe un four de maintien à tempéra-

ture ou un four de refroidissement progressif.

Dans la présente description, l'expression

"refroidissement progressif" signifie qu'un refroidisse-

ment est effectué à une vitesse ne dépassant pas 2 C/s, et l'expression "maintien à température" signifie le maintien des fils laminés sensiblement au même niveau de température pendant une période de temps prédéterminée,

cette expression pouvant donc être remplacée indifférem-

ment par l'expression "maintien à haute ou moyenne température". Le mot "bobinage" signifie qu'un fil est mis sous la forme d'une bobine avec ou sans l'aide de moyens de guidage tels qu'un enrouleur, des colonnes,

un cône ou un noyau ou autre.

Conformément au procédé de l'invention, étant donné que les fils sont présents dans le four de recuit constamment du commencement jusqu'à la fin du bobinage, il est impossible qu'apparaissent des différences de temps de refroidissement dans l'air du commencement à la fin du bobinage. En conséquence, l'uniformité de la répartition de température dans la direction axiale des bobines est obtenue, et toutes variations de température dans la direction radiale des bobines, dues au rayonnement thermique de surface des bobines, sont éliminées. En outre, même dans un laminage à température moyenne, qui s'achève à une température juste supérieure au point de transformation Ar1, le procédé selon l'invention donne des produits de qualité très stable, car la transformation Ar1 a lieu

dans le four de recuit.

Dans la présente invention, on peut utiliser, comme moyen de bobinage incorporé dans le four de recuit ou extérieur à ce four, le dispositif enrouleur du type poseur, orienté verticalement ou horizontalement, ou le dispositif enrouleur du type verseur. Si possible, on souhaite que le dispositif de bobinage soit équipé

d'un agitateur pour distribuer uniformément les tempéra-

tures à l'intérieur du four, car la distribution de température peut devenir inégale dans les directions axiale et radiale des bobines, même pendant qu'elles sont en cours de bobinage. Dans une forme préférée de réalisation, un cône rotatif de pose est équipé

à sa partie inférieure de moyens à pales ou à ailet-

tes, et il est important que ces moyens à pales ou à ailettes ne gênent pas le guidage des fils sortant d'un tuyau de pose. Un tel agencement permet aux moyens à pales ou à ailettes de tourner fonctionnellement

avec la rotation du cône de pose, sans qu'il soit néces-

saire d'utiliser un dispositif moteur particulier quel-

conque, de manière que l'air présent à l'intérieur du four soit agité pour uniformiser la distribution

de la température dans les bobines résultantes.

Dans une autre forme préférée de réalisation, les fils guidés et sortant du tuyau de pose sont guidés jusque sur un chariot préchauffé, à l'aide de moyens de guidage. Ces derniers peuvent être constitués d'une barre de guidage qui peut descendre entre le cône de pose et un mécanisme de maintien du chariot associé fonctionnellement à la barre de guidage, pendant la descente du mécanisme de maintien, la barre de guidage pouvant monter séparément. Le mécanisme de maintien du chariot monte ou baisse de façon à maintenir le chariot à la partie inférieure du cône de pose. La

présence d'une telle barre de guidage favorise le bobina-

ge et la stabilité des bobines résultantes lors du bobinage. En outre, un mécanisme de maintien temporaire peut être interposé entre le cône de pose et le mécanisme de maintien du chariot pour supporter temporairement les fils. Dans ce cas, si le chariot repose sur un rouleau de distribution, un traitement continu est

alors possible.

Pour mettre en oeuvre efficacement la présente invention, le four de maintien à température peut être étroitement cloisonné en une partie de bobinage de fil et une partie de maintien à température, au moyen d'une porte ouvrante. Un tel agencement rend possible le maintien de la régulation de température de la partie de maintien à température et l'état de l'atmosphère prépondérante, avec une grande précision. De plus, en subdivisant de façon hermétique la partie de maintien à température en plusieurs sous-parties de maintien à l'aide de portes ouvrantes, il est possible d'établir des configurations de températures qui correspondent

aux sous-parties de maintien respectives.

Bien que le four de maintien à température décrit ci-dessus puisse être un four fonctionnant en continu, des 'fours à moufles (c'est-à-dire des fours travaillant en discontinu) peuvent être aussi bien utilisés dans la présente invention. Les fours à moufles sont préparés au nombre demandé correspondant au nombre de bobines laminées. A la fin du chargement des bobines, les fours à mouflessont amenés les uns à la suite des autres sur un transporteur. L'utilisation des fours à moufles permet un traitement thermique séparé des

bobines.

Conformément au procédé et à l'appareil de la présente invention, étant donné que des fils bruts de laminage peuvent être soumis à un traitement

thermique d'adoucissement direct, il est possible d'adou-

cir uniformnment et suffismrent les bobines dans leur ensemble. En outre, il est possible de produire des bobines de fils de qualité plus stable, même dans le

traitement thermique d'adoucissement direct après lamina-

ge à température moyenne, o la qualité du produit

résultant devient souvent instable. En outre, l'inven-

tion est très avantageuse en ce qui concerne les écono-

mies d'énergie, car elle utilise efficacement la chaleur

sensible des fils laminés.

L'invention sera décrite plus en détail

en regard des dessins annexés à titre d'exemples nulle-

ment limitatifs et sur lesquels: - les figures 1 à 3 sont des vues schématiques

avec coupe partielle de l'appareil de traitement thermi-

que d'adoucissement direct selon l'invention; - la figure 4 est une vue en perspective d'un détail de l'appareil selon l'invention; - les figures 5 à 9 sont des élévations avec coupe partielle du dispositif enrouleur faisant partie de l'appareil selon l'invention, la figure 5 étant une coupe du c6ne de pose, la figure 6 une coupe des moyens de guidage de la bobine chaude, la figure 7 une coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6, la figure 8 une coupe du dispositif enrouleur du type

verseur et la figure 9 une coupe suivant la ligne IX-

IX de la figure 8;

- les figures 10 et 11 sont des coupes mon-

trant la structure du four de maintien à température; et - la figure 12 est un schéma d'une forme de réalisation d'un appareil mettant en oeuvre le procédé

classique de traitement thermique d'adoucissement direct.

La figure 1 illustre un procédé pour le traitement thermique d'un fil M dans un four a moufles , le fil ayant été laminé à chaud ou à température moyenne dans un laminoir à fils 3. Le fil M sortant du laminoir 3 est enroulé en hélice à l'aide d'une

tête ou d'un c6ne 4 de pose, et il est enroulé immédiate-

ment dans le four à moufles 5 à proximité immédiate

de la tête de pose 4. Le four à mouflesa été précédem-

ment chauffé à la température souhaitée à l'aide d'un générateur de chaleur incorporé 6. Immédiatement après que le fil M a formé une bobine complète M' dans le four à moufles 5, ce dernier est fermé au moyen d'un couvercle 7 de four. Le nombre nécessaire de foursà moufles est préparé de façon à correspondre au nombre de bobines enroulées, et les fours sont amenés les uns à la suite des autres sur un transporteur 8 à la

fin du chargement de bobines.

La bobine chargée dans le four à moufles 5 est soumise au recuit souhaité, par exemple par refroi- dissement progressif ou par maintien à température pendant le déplacement du four, et à l'instant auquel

la température ou le temps donné est atteint, le couver-

cle 7 du four est retiré afin que les bobines soient

enlevées pour achever le traitement thermique d'adoucis-

sement direct. Le four à mouflesvidé est immédiatement dirigé sur un trajet séparé et il est de nouveau chauffé jusqu'à la température souhaitée, à proximité de la

tête de pose 4, pour le traitement thermique d'adoucisse-

ment direct.

La figure 2 illustre un procédé de traitement thermique d'adoucissement direct mis en oeuvre dans un four fonctionnant en continu (four continu) 9. Un fil M est laminé à chaud ou à température moyenne par un laminoir 3, puis il est formé en hélice à l'aide d'une tête 4 de pose, cette opération étant suivie

immédiatement d'un bobinage dans le four continu 9.

De même que dans le cas du four à moufles précité, le four continu 9 renferme également un générateur de chaleur incorporé 10. Cependant, il est traversé par - un transporteur 8 et le côté de sortie comporte une

porte 12 permettant de décharger les bobines.

Pendant que le fil M sortant du laminoir 3 est formé en hélice par la tête de pose 4, il est bobiné à l'intérieur du four continu 9 précédemment maintenu à la température souhaitée ou à un diagramme

de température correspondant à un refroidissement pro-

gressif. Immédiatement après l'achèvement de la bobine de fil, un couvercle 11 de four est fermé sur le four jusqu'au commencement de l'opération de chargement de la bobine suivante. Pendant que le transporteur 8 les fait passer à travers le four, les unes à la suite des autres, les bobines M sont soumises à un

recuit, par exemple par maintien à température ou refroi-

dissement progressif. Les bobines ayant été traitées thermiquement de la manière prédéterminée sont déchargées par l'intermédiaire de l'ouverture de sortie, la porte 12 étant ouverte pour achever le traitement thermique

d'adoucissement direct.

Il convient de noter qu'il est souhaitable que le four à moufles ou le four continu précité soit

équipé de moyens d'étanchéité aux gaz inertes ou réduc-

teurs afin d'empêcher des phénomènes d'oxydation et de décarburation de croître sur la couche superficielle des fils pendant le traitement thermique. Par conséquent, dans le four continu, il est avantageux de prévoir une porte double, comme indiqué en traits pointillés, afin d'empêcher l'atmosphère régnant à l'intérieur du four d'être perturbée pendant le déchargement des

bobines traitées.

Sur les figures 1 et 2, les têtes de pose

sont généralement utilisées comme dispositifs de bobinage.

Cependant, un enrouleur 13 entraîné par un moteur 14 peut être utilisé dans un four à moufles15 comportant un générateur de chaleur incorporé 16, comme montré sur la figure 3. Dans ce système, immédiatement après qu'un fil M a été lamine par le laminoir 3, il est placé à l'intérieur du four à moufles 15 et est

enroulé sur l'enrouleur 13 entraîné par le moteur.

Une fois que les bobines M' sont achevées, un couvercle 17 est fermé sur le four, puis les bobines sont avancées les unes à la suite des autres selon un transporteur 8.

Bien que la description précédente porte

sur des formes de réalisation comportant un générateur de chaleur incorporé pour le chauffage ou le maintien à température, il est évident qu'il n'est pas nécessaire que les sources de chaleur soient placées à l'intérieur des fours. Toutes sources de chaleur convenable peuvent être placées extérieurement aux fours. Par exemple, des gaz à haute température peuvent être injectés dans le four depuis l'extérieur. De plus, les sources de chaleur ne sont pas toujours indispensables si le recuit souhaité (maintien à température ou refroidissement

progressif) peut être effectué.

Des exemples de la présente invention sont

donnés ci-après.

Exemple 1

Trois billettes de 2 tonnes chacune, en aciers des types S45C et SCM435, d'une section de 180 mm x 180 mm ont été préparées. Elles ont été égalisées à 1100 C puis laminées à chaud de manière que le diamètre du fil final soit de 11 mm et la température de laminage de finition soit de 950 C. L'un des trois fils a été formé en bobine à l'extérieur du four continu, puis soumis au procédé classique (figure 12) dans lequel il a été placé dans le four à refroidissement progressif (four continu). Les autres fils ont été mis sous forme de bobines dans un four continu ou dans des fours à

moufles, et les bobines ont été refroidies progressive-

ment sous cette forme, conformément au procédé de l'in-

vention. Conformément au diagramme de température du refroidissement progressif ensuite appliqué, le four a été maintenu à une température de 750'C pendant le chargement des bobines et à une température de 650 C pendant leur déchargement, effectué une heure après le chargement. Comme illustré sur la figure 4, des échantillons ont été prélevés sur les parties des bobines traitées qui étaient situées sur le niveau axialement intermédiaire et sur les parties situées radialement ll

à l'extérieur, au milieu et à l'intérieur (M-1, M-

2, M-3), ainsi que sur les parties radialement intermé-

diaires et axialement supérieure et inférieure (T-

2, B-2) à des fins de mesure de la résistance à la traction. Les résultats sont donnés dans le tableau I;

TABLEAU I

Type Four la d'étirage Résistancea traction Taux I froidisse- (daN'mm2))z) d'acier t diIm'

ment pro-

\Ty p gressif T-2 -I M-2 le-3 B-2 T-2 M-1 M-2 M-3 B-2

_.... _,. _

S4'C Fourà-

continu 5 63 59 58 68 51 53 50 55 48 o SCM435 Four 56 75 56 59 77 61 48 64 58 45 continu --- o Four 57 58 56 57 57 f53 55 52. 55 r- moufles _

S45C _

Four 58 57 56 57 56 52 54 55 53 54 continuf w. Four à 56 57 57 57 59 65 63 65 63 62 u SQ143 moufles

SC>1435...

continuFour58 59 56 58 56 64 63 66 62 66 continu

Exemple 2

Des billettes de mêmes dimensions que celles de l'exemple 1 ont été laminées, après une égalisation à une température de 950 C, à une température de laminage de finition de 700 C. Hormis le diagramme de températures du refroidissement progressif, dans lequel le four a été maintenu à une température de 700- C pendant le chargement des bobines et à une température de 650 C pendant leur déchargement qui a eu lieu 30 minutes après le chargement, les conditions appliquées pour le traitement thermique d'adoucissement direct étaient les mêmes que celles indiquées dans l'exemple 1. Le tableau II montre les résultats de l'essai de résistance à la traction des échantillons ayant subi le traitement thermique.

TABLEAU II

Typ Four à re- I cype Four i rse- Résistance à la traction Taux d'étirage d'acier froidisse- (daN/mm2) ()

ment pro-

gressif Tu2 -M-2j -3 B2 1M- 1M-213IB2 S45C Fo:nu 55 69 54 55 70 60 50 59 58 48 continu o SC435 Four 55 92 54 61 90 65 42 63 56 45 t ___ continu I ::Four à 54 53 |54 |5 S54 |60 | 259 |60 59 moufles c s _ f S45C1 i l 1 t Li Four 53 55 54 55 55 63 1 60 62 59 60 continu X Four à 54 55 155 56 55 67 |68 66 169 67 u | Fmoufles I o_ _ _ Four _56 54 55 56 54 68 171 69 68 70 continu Ainsi qu'il ressort des résultats des tableaux I et II, les bobines obtenues par le procédé -de l'art antérieur ne sont pas suffisamment adoucies dans les parties inférieure et extérieure, de sorte que la qualité

de ces bobines présente de très grandes variations.

Ceci est dû au fait que les parties inférieures des bobines peuvent séjourner pendant plus longtemps à l'extérieur du four et que la partie périphérique des bobines est exposée à l'air libre, de sorte que la vitesse de refroidissement s'élève suffisamment pour

que la transformation Ar1 soit achevée avant le charge-

ment des bobines dans le four à refroidissement progres-

sif.

Conformément au procédé de la présente inven-

tion, par contre, on obtient des produits de qualité

très stable, car la transformation Ar1 a lieu à l'inté-

rieur du four.

Bien que la description précédente porte

sur la structure la plus simple reposant sur le principe fondamental de la présente invention, le dispositif de bobinage et le four de recuit (four de maintien à température ou four de refroidissement progressif) peuvent avoir les structures décrites ci-après pour

mettre en oeuvre plus efficacement la présente invention.

Comme montré sur la figure 5, le cône de pose peut comporter un dispositif à pale ou ailette fixé à sa partie inférieure afin de répartir uniformément

les températures du dispositif de bobinage.

Sur cette figure, la rétférence numérique 4 désigne un cône de pose monté sur un toit 403 du four précité 9 de maintien à température. Ce cône 4 est fixé de façon étanche au toit 403, par exemple au moyen de joints étanches aux gaz. Un cône rotatif 404 est monté de façon à pouvoir tourner à l'aide d'une embase 405 à travers un palier 406, et il comprend un tube d'entrée 408 destiné à guider un fil M et un tube 409 de pose destiné à communiquer un mouvement

hélicoïdal au fil M. La rotation d'un moteur est trans-

mise par un arbre 410 et des engrenages à denture droite 411 et 412 au c6ne rotatif 404 qui renferme le tube d'entrée 404 et le tube de pose 409 auxquels la rotation

est également transmise.

Une ailette ou pale 413 est fixée au centre de la partie inférieure du cône rotatif 404 dans une position o elle ne gêne pas le fil M guidé et sortant du tube 409 de pose, et cette pale ou ailette tourne avec le cône rotatif 404 afin d'agiter

l'at-mosphère interne du tour pour uniformiser la tempéra-

ture régnant dans la partie de bobine du fil.

Etant donné que la vitesse de rotation du cône 4 de pose varie suivant le diamètre du fil M, la vitesse de rotation de la pale 413, c'est-à-dire la quantité d'air à injecter, varie avec cette vitesse de rotation du cône. Lorsque cette variation de la quantité d'air pose un problème, on peut y pallier en procédant à des modifications convenables de la conception, par exemple par l'utilisation d'une pale du type à pas variable, etc. Il convient de noter que

certaines parties du cône 2 de pose, exposées à l'atmos-

phère à haute température à l'intérieur du four, c'est-

à-dire la partie inférieure du cône rotatif 4 et la pale 413 sont réalisées en une matière résistant à

la chaleur, capable de supporter une telle atmosphère.

La figure 6 représente un mécanisme 504 de support de chariot destiné à supporter le chariot décrit ci-après et placé au bas du cône 4 de pose à l'intérieur du four. Ce mécanisme 504 se présente sous la forme d'un égouttoir et il possède une structure telle que, lorsqu'on le fait monter ou descendre à l'intérieur du four, par exemple au moyen de quatre vérins 505 de montée et de descente, il n'entre pas en contact avec des rouleaux 8 de distribution placés

à la partie inférieure du four, et il se place au-

dessous des rouleaux 8 de distribution lorsqu'il est dans sa position la plus basse. Il est évident que les intervalles des cylindres 505 sont supérieurs à

la largeur du chariot.

Un chariot 507 repose sur le mécanisme 504 de support afin de recevoir un fil M guidé à la sortie

du cône 4 de pose. Après que le chariot 507 a été préala-

blement chauffé à la température donnée dans un four

509 de préchauffage du chariot qui est placé à l'extrémi-

té d'entrée du four 9 de maintien à température, ce chariot est introduit dans le four 9 en avançant sur les rouleaux, à la demande. Il convient de noter qu'une porte 510 pour l'introduction du chariot est interposée entre le four 9 de maintien à température et le four 509 de préchauffage du chariot et qu'elle est conçue pour être élevée ou abaissée au moyen d'un treuil, si cela est nécessaire, afin que le chariot préchauffé 507 puisse être introduit dans le four 9 de maintien

à température.

Un mécanisme 511 de support temporaire du

fil M est interposé entre le cône 4 de pose et le méca-

nisme 504 de support du chariot à l'intérieur du four, et il est conçu de manière que, après que la quantité demandée de fil M a été enroulée, pendant que l'on

permet au mécanisme 504 de maintien du chariot-de descen-

dre pour pénétrer dans le four 9 de maintien à tempéra-

ture, ce mécanisme de support provisoire 511 maintient momentanément le fil M jusqu'à ce qu'il reçoive le chariot suivant 507 et monte pour recevoir le fil suivant M. Le mécanisme 511 de support temporaire est d'une structure telle qu'il comprend plusieurs arbres 512 descendant du même cercle et portant des plaques 513 fixées à leurs extrémités inférieures. En faisant tourner ensemble les arbres 512, on supporte et libère le fil M. Il convient de noter que la référence numérique 514 (figure 7) désigne un cylindre destiné à faire

tourner les arbres 512.

Un dispositif de guidage de bobines chaudes est relié à un dispositif de bobinage monté dans le

four de maintien à température tel que décrit précédem-

ment, afin de former et de stabiliser le fil bobiné M. Ce dispositif de guidage de bobines présente la

structure décrite ci-après.

Un nombre convenable (quatre dans cette

forme de réalisation) de barreaux 515 de guidage descen-

dent du même cercle qui présente un diamètre donné et qui est coaxial par rapport au cône 4 de pose, et

ces barreaux peuvent être déplacés vers le haut à l'inté-

rieur du four au moyen d'un cylindre à air (non représen-

té) destiné à être monté sur le plafond 503 du four de maintien à température, ou bien ils peuvent être mis en rotation sur l'angle demandé, au moyen d'un mécanisme tournant (non représenté). Il convient de noter que dans cette forme de réalisation, les barreaux 515 de guidage sont décrits comme pouvant descendre sous l'effet de leur propre poids;cependant, les mouvements de montée et de descente des barreaux de

guidage peuvent être commandés par un cylindre pneumati-

que. Il convient également de noter que la forme -de la section du barreau 515 de guidage n'est pas limitée à une forme ronde, partiellement entaillée, et qu'un barreau de guidage de forme ronde peut être monté de

manière excentrée.

Des guides fixes supérieurs 516 sont fixés sur le même cercle que celui utilisé pour les barreaux 515 de guidage afin de déterminer le diamètre extérieur des bobines pendant qu'elles sont formées entre le

c6ne 4 de pose et le mécanisme 511 de support temporaire.

Il convient cependant de noter que les guides fixes supérieurs 516 ne sont pas indispensables et qu'ils ne sont destinés qu'à compléter les barreaux 515 de guidage. Il est à noter que, étant donné que les

installations telles que décrites précédemment travail-

lent à chaud, elles sont toutes réalisées en matière résistant à la chaleur ou soumises à un traitement de résistance à la chaleur, tel que l'application

d'une matière résistant à la chaleur sur leur surface.

Le dispositif de guidage de cette forme de réalisation fonctionne dans l'ordre suivant (1) Le fil M guidé le long du cône 4 de pose tombe dans le four de maintien à température, tandis que son diamètre extérieur est contrôlé par les barreaux

515 de guidage et les guides supérieurs fixes 516.

A ce moment, le mécanisme 504 de support du chariot portant le chariot préchauffé 507 est positionné à un certain intervalle par rapport au cône 4 de pose et il descend en fonction de la hauteur de la bobine M'. (2) En association avec la descente du mécanisme 504 de support du chariot, les barreaux 515 de guidage descendent et empêchent la bobine M' de s'affaisser

latéralement, tout en maîtrisant son diamètre extérieur.

(3) A la fin de l'opération de formation de la bobine M', le mécanisme 504 de support de chariot descend jusqu'à sa position la plus basse. Par ailleurs, les barreaux de guidage 515 peuvent descendre jusqu'à

une position dans laquelle ils ne gênent pas la distribu-

tion de la bobine M'.

(4) Une fois que la distribution de la bobine M' est achevée, un nouveau chariot 507 est introduit et le mécanisme 504 de support du chariot, supportant à présent ce nouveau chariot 507, monte jusqu'à une

position d'attente.

Les opérations décrites ci-dessus sont effec-

tuées de façon répétée.

Dans la présente invention, on peut utiliser non seulement le dispositif de bobinage du type poseur précité, mais également le dispositif de bobinage du

type verseur, tel qu'illustré sur la figure 8 qui repré-

sente une autre forme de réalisation.

Un dispositif de bobinage ou enrouleur 602 de type verseur est disposé audessous du fond 603 du four 9 de maintien à température et est entouré d'un matériau isolant, et il est conçu pour bobiner un fil M dans la même atmosphère que celle régnant

dans le four.

Un cylindre 606 comprend une tige de piston dont l'extrémité libre est reliée à une partie du fond 603 du four. Le mouvement alternatif de la tige 607

du piston fait coulisser le fond 603 de façon à intro-

duire dans le four une bobine M' formée par le dispositif

602 de bobinage.

Un doigt 608 de bobine est disposé juste au-dessus de et parallèlement à la partie du fond 603, et ce doigt est également conçu pour être animé d'un mouvement coulissant par un cylindre 609, comme c'est le cas du fond 603. Par exemple, le doigt 608 de bobine prend la forme d'un U et il est conçu pour supporter la bobine M' sur une plaque 610 de bobine faisant partie du dispositif 602 de bobinage, sans

contact avec cette plaque 610 (voir figure 9).

Un mécanisme pousseur 611 est destiné à pousser sur les rouleaux 8 de distribution se trouvant dans le four, la bobine M' passant de la plaque 610 sur le doigt 608, et le mécanisme pousseur comprend un pousseur 613 de bobine disposé dans le four et un cylindre 614 destiné à faire exécuter un mouvement alternatif à ce pousseur 613. Ce dernier présente une surface concave correspondant à la surface extérieure de la bobine M' afin d'empêcher cette dernière d'être

abîmée sur la surface extérieure.

Il convient de noter que la référence numéri-

que 615 désigne un galet presseur destiné à guider le fil M après le laminage de finition vers le dispositif 602 de bobine du type verseur, et que la référence numérique 616 désigne une colonne d'éjection destinée

à faire monter et descendre la plaque 610 de bobine.

Dans cette forme de réalisation, les éléments disposés à l'intérieur du four, par exemple le doigt 608 de bobine et le pousseur 616 de bobine, sont réalisés en matière résistant à la chaleur, car ils travaillent dans un état chaud. Dans la présente forme de réalisation, il convient de noter que les éléments de guidage sont conçus pour faire coulisser et guider le fond 603, le doigt 608 de bobinage, etc., bien que ces éléments de guidage ne soient pas représentés, et ces mécanismes

de coulissement ne sont pas limités aux cylindres.

L'appareil de traitement décrit ci-dessus

fonctionne dans l'ordre suivant.

(1) Le fil M ayant été soumis au laminage de finition est avancé vers le dispositif 602 de bobinage du type verseur en passant entre les galets presseurs

615 pour former la bobine M'.

(2) Lorsque le cylindre 606 est ensuite actionné,

il fait coulisser le fond 603 vers la gauche dans l'o-

rientation de la figure 8. La bobine M' portée par

la plaque 610 est alors poussée vers le haut sous l'ac-

tion de la colonne d'éjection 616.

(3) Ensuite, l'actionnement du cylindre 609 fait glisser le doigt de bobine 608 vers la droite dans l'orientation de la figure 8. Puis la plaque 610 de bobine est abaissée jusqu'à sa position d'origine, sous l'action de la colonne d'éjection 616. Grâce à ces opérations, la bobine M' passe de la plaque 610 sur le doigt 608, et le dispositif 602 de bobinage du type verseur est prêt pour l'opération de bobinage suivante. (4) Ensuite, le cylindre 606 est actionné pour

faire glisser le fond 603 jusqu'à sa position initiale.

* La bobine M' portée par le doigt 608 est poussée sur le rouleau 8 de distribution par le pousseur de bobine 613 sous l'action du cylindre 614. La vitesse à laquelle la bobine M' est poussée par le pousseur 613 est alors synchronisée avec sa vitesse de distribution sur les

rouleaux 616 de distribution.

(5) Après que la bobine a été amenée sur les rouleaux 612 de distribution, le pousseur 613 et le doigt 608 sont ramenés dans leurs positions initiales par les cylindres associés 614 et 609 et ils se placent

en attente de l'opération suivante.

Les opérations décrites ci-dessus sont effec-

tuées de façon répétée.

Comme illustré sur la figure 10, si le four de maintien à température est divisé (de préférence de façon étanche à l'eau) en une partie de bobinage et une partie de maintien à température au moyen d'une porte descendante/montante, il est possible de maintenir avec une grande précision la régulation de la température

et l'état de l'atmosphère.

Le four 9 de maintien à température est constitué, par exemple, successivement d'une partie 902 de bobinage, d'une partie 903 de commande d'entrée latérale dans le four, d'une partie 904 de maintien à température et d'une partie 905 de commande de sortie latérale du four, ces parties étant considérées depuis le côté d'entrée. Les parties 902 à 905 sont équipées de rouleaux 8 de distribution destinés à faire avancer les bobines successives M' formées dans la partie 902

de bobinage.

Des portes 908 sont interposées entre la partie 902 de bobinage et la partie 903 de commande; entre cette dernière et la partie 904 de maintien à température; et entre cette dernière et la partie 905 de commande, et ces portes sont conçues de façon à pouvoir être élevées et -abaissées au moyen de treuils 909, etc. Lorsque ces portes 908 sont dans leur position la plus basse, le four de maintien à température est divisé de façon étanche afin de présenter des parties

correspondantes.

La référence numérique 4 désigne, par exemple,

un dispositif de bobinage du type poseur, disposé hori-

zontalement. Après avoir subi un laminage de finition, un fil est mis sous la forme d'une bobine M' par le dispositif 4 et la partie 902 de bobinage. Ainsi, une partie du dispositif 4 de bobinage faisant face à la partie de bobinage est de structure résistant à la chaleur ou est soumise à un traitement de résistance à la chaleur, car elle est exposée à une atmosphère

a haute température.

Il convient de noter que la référence numéri-

que 911 désigne un ventilateur d'agitation destiné à uniformiser l'atmosphère régnant à l'intérieur du four et que la référence numérique 12 désigne une porte de sortie montée à la sortie du four de maintien à température. Il est évident que, bien que cela ne soit pas représenté, un tube rayonnant ou autre élément

analogue peut être disposé afin de maintenir la tempéra-

ture.

On décrira à -présent les opérations de fonc-

tionnement. (1) Un fil venant de subir un laminage de finition est guidé vers le dispositif 4 de bobinage et mis en forme de bobine dans la partie 902 de bobinage. A ce moment, les portes correspondantes 908 sont placées dans leur position la plus basse afin que le four de maintien à température soit divisé de façon étanche

pour former les parties respectives.

(2) A la fin du bobinage, la porte 908 située entre la partie 902 de bobinage et la partie 903 de commande latérale d'entrée est élevée pour que la bobine

M' passe dans la partie 903 de commande latérale d'entrée.

A la fin de ce mouvement d'avance, la porte 908 est abaissée pour former une cloison entre la partie 902

de bobinage et la partie 903 de commande latérale d'en-

trée. (3) A la fin de l'opération (2), l'opération (1) a lieu dans la partie 902 de bobinage. Par ailleurs, l'atmosphère régnant à l'intérieur de la partie 903 de commande latérale d'entrée est établie de façon à être identique à celle régnant dans le four 904 de maintien à température. Puis la porte 908 située entre la partie 903 de commande et la partie 908 du maintien à température est élevée afin que la bobine M' puisse

être avancée dans le four 904 de maintien à température.

Une fois ce mouvement d'avance achevé, la porte 908

est abaissée.

(4) Après que, le maintien à température prédéter-

minée a été achevé dans la partie 904 prévue à cet effet, on fait monter la porte 908 située entre la partie 904 de maintien à température et la partie 905 de commande latérale de sortie afin que la bobine M'

puisse être avancée à l'intérieur de la partie 905 de com-

mande. Une fois ce mouvement d'avance achevé, on fait descendre la porte 908 et cette opération est suivie d'un mouvement de montée de la porte de sortie 12 afin que la bobine M' soit déchargée du four 9 de maintien

à température.

Les opérations inriquées ci-dessus sont répé-

tées.

Gomme illustré sur la figure 11, si la partie

de maintien à température du four est divisée en plu-

sieurs sous-parties au moyen de plusieurs portes ouvran-

tes, il est alors possible d'établir des diagrammes de températures correspondant au fil se trouvant dans les sous-parties respectives. La partie 904 de maintien à température comporte des portes occupant des positions convenables, lesdites portes pouvant être levées et abaissées au moyen de treuils 909, etc. Lorsque ces portes 908 sont placées dans leur position la plus basse, elles forment des cloisons étanches entre les

diverses parties 904A à 904D. Ces parties sont avanta-

geusement équipées de ventilateurs 911 d'agitation ou de tubes rayonnants (non représentés), etc., afin d'optimiser la régulation de température et l'état de l'atmosphère. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et à l'appareil décrits

et représentés sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (37)

REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement thermique d'adoucis-

sement direct de fils laminés, caractérisé en ce qu'il consiste à produire des fils par laminage à chaud ou à température moyenne et, immédiatement après le laminage,

à bobiner les fils laminés dans un four de recuit.

2. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que, après le bobinage, les fils bobinés

sont ensuite soumis à une opération de maintien à tempé-

rature et/ou de refroidissement progressif.

3. Procédé selonlarevendication 2,caractérisé en ce que le refroidissement progressif est effectué

à une vitesse de refroidissement de 2 C/s ou moins.

4. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les fils sont bobinés à l'aide d'un

dispositif de bobinage du type poseur.

5. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les fils sont bobinés à l'aide d'un

dispositif de bobinage du type verseur.

6. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le bobinage est effectué à l'intérieur

du four ou dans une chambre fermée reliée au four.

7. Procédé- selon la revendication 6, caracté-

risé en ce que le bobinage est effectué dans une partie fermée disposée dans le four et cloisonnée par rapport

à celui-ci.

8. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le four de recuit est un four du type discontinu.

9. Procédé selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que le four du type discontinu est un four

à moufles.

10. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le four de recuit est un four continu.

11. Procédé selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que la partie fermée est cloisonnée au moyen

d'une porte ouvrante.

12. Procédé selon la revendication 10, carac-

térisé en ce que la partie de maintien à température du four continu est cloisonnée de façon étanche en parties au moyen de plusieurs portes ouvrantes, la

température et l'atmosphère régnant à l'intérieur des-

dites parties pouvant être régulées individuellement.

13. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les fils sont bobinés sur un chariot

et sont amenés sur des rouleaux de distribution à l'inté-

rieur du four.

14. Appareil de traitement thermique d'adou-

cissement direct de fils laminés (M), caractérisé en ce qu'un four de recuit, équipé d'un dispositif de bobinage des fils, extérieur ou incorporé intérieurement, est disposé à proximité immédiate d'une ligne de laminage des fils, le dispositif de bobinage étant disposé de

façon à recevoir directement les fils laminés.

15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif (4) de bobinage

est du type poseur.

16. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif (602) de bobinage

est du type verseur.

17. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de bobinage est disposé dans une partie fermée située à l'intérieur

du four et cloisonnée par rapport à celui-ci.

18. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de bobinage se

trouve dans une chambre fermée reliée au four.

19. Appareil selon la revendication 17,

caractérisé en ce que la partie fermée peut être cloison-

née au moyen d'une porte -ou d'une paroi coulissante,

par rapport à la partie restante du four.

20. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que la chambre fermée peut être mise en communication avec le four au moyen d'une porte

ou d'une paroi coulissante.

21. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de bobinage est un bobineur (4) du type poseur et en ce que le four

de recuit est un four (5) à moufles.

22. Appareil selon la revendication 21,

caractérisé en ce que le four à moufles comporte plu-

sieurs éléments disposés de façon à être distribués

les uns à la suite des autres une fois achevé le charge-

ment de bobines.

23. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de bobinage est un bobineur du type verseur et en ce que le four de recuit est un four continu (9), le dispositif de bobinage du type verseur étant disposé à l'intérieur d'une chambre

fermée reliée au four continu.

24. Appareil selon la revendication 23, caractérisé en ce que la chambre fermée du dispositif

de bobinage est reliée au fond du four continu.

25. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de bobinage est un bobineur du type poseur et en ce que le four de recuit est un four continu, le dispositif de bobinage

du type poseur étant incorporé dans le four continu.

26. Appareil selon la revendication 25, caractérisé en ce que le dispositif de bobinage du type poseur comprend un cône (404) de pose A la partie inférieure duquel une pale (413) est fixée dans une position o elle ne gêne pas un fil guidé et sortant

d'un tube (409) de pose.

27. Appareil selon la revendication 26, caractérisé en ce que le cône de pose est monté sur

un plafond (403) du four, de manière étanche à l'air.

28. Appareil selon la revendication 27, caractérisé en ce que le dispositif de bobinage du- type poseur comprend un mécanisme (504) de support de chariot destiné à porter un chariot (507) dans une position située au-dessous du cône de pose, un dispositif (505) destiné à faire monter et descendre le mécanisme de support de chariot, un mécanisme (511) de support temporaire interposé entre le mécanisme de support

du chariot et le cône de pose afin de supporter temporai-

rement un fil immédiatement après qu'il a été soumis à un laminage de finition, le fil étant guidé le long du cône de pose, et des rouleaux (8) destinés à faire

avancer le fil bobiné vers l'intérieur du four.

29. Appareil selon la revendication 28, caractérisé en ce que le dispositif de bobinage du type poseur comprend un nombre convenable de guides (515) qui peuvent descendre en association avec le

mécanisme de support de chariot et peuvent monter indivi-

duellement, ces guides étant disposés entre le cône de pose et le mécanisme de support de chariot, sur le même cercle qui présente un diamètre donné et qui

est coaxial par rapport au cône de pose.

30. Appareil selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un four (509)

de préchauffage destiné à préchauffer le chariot.

31. Appareil selon la revendication 30,

caractérisé en ce que le four de préchauffage est cloi-

sonné par rapport au four à l'aide d'une porte ouvrante

(510) permettant l'introduction du chariot.

32. Appareil selon la revendication 31, caractérisé en ce que la porte pour l'introduction

du chariot peut descendre et monter.

33. Appareil selon la revendication 19, caractérisé en ce que la partie restante comprend au

moins une partie de recuit (904).

34. Appareil selon.la revendication 33, caractérisé en ce que la partie de recuit comprend

une sortie équipée d'une porte double (908, 912).

35. Appareil selon la revendication 33, caractérisé en ce que la partie de recuit est cloisonnée de façon étanche en plusieurs sous-parties au moyen

de portes ouvrantes (908).

36. Appareil selon la revendication 33, caractérisé en ce que la partie de recuit comporte

au moins un ventilateur d'agitation (911).

37. Appareil selon la revendication 33, caractérisé en ce que la partie de recuit comporte

des moyens destinés à maintenir ou réguler la température.