FR2840830A1 - Procede et dispositif de coupage thermique d'un element en acier allie, notamment en acier inoxydable - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de coupage thermique d'un élément (1) en acier allié, notamment en acier inoxydable, dans lequel on produit une flamme de chauffage par l'apport d'un gaz carburant et d'un gaz comburant et que l'on applique sur ledit élément (1) pour chauffer une zone de cet élément (1), on introduit de façon continue et maîtrisée du fer (20) sous forme solide, on crée un arc électrique à proximité de l'élément (1) à couper pour fondre le fer et ainsi élever la température de la zone chauffée de cet élément (1) par la réaction exothermique de la combustion du fer et obtenir une zone de fusion de cet élément (1) dans la zone préalablement chauffée, on introduit un jet d'oxygène dans la flamme de chauffage et on déplace la flamme de chauffage conjointement à l'introduction de fer, à l'arc électrique et au jet d'oxygène ou on déplace l'élément (1) à couper.L'invention a également pour objet un dispositif de coupage thermique d'un élément en acier allié.
Description
afin de realiser la partie coupante de ce dernier.
La presente invention concerne un procede et un dispositif de
coupage thermique d'un element en acier allie, notamment en acier inoxydable.
Les aciers al lies et notamment les aciers inoxydables vent d es aciers difficiles a couper thermiquement puisqu'ils contiennent un pourcentage eleve d'alliages, par exemple du chrome, du nickel, du manganese dont les
oxydes ont une temperature de fusion tres elevee.
Ainsi, ce type d'acier est tres difficile a couper par des moyens thermiques classiques et en particulier par des torches d'oxycoupage du fait de la presence de ces oxydes qui defavorisent la combustion du fen Or, les aciers allies vent presents dans de nombreuses installations sous la forme d'elements ayant des formes et des epaisseurs variables et diverges. C'est le cas par exemple des installations nucleaires qui comportent de nombreuses pieces et de nombreux equipements en acier inoxydable. 11 peut etre necessaire de realiser un remplacement ou un demantelement de ces elements en procedant au decoupage de ceux-ci sous la
forme de tron,cons.
Dans l'industrie metallurgique et principalement siderurgique, pour le decoupage de ces aciers, il est generalement utilise une technique qui consiste a injecter de la poudre de fer dans la flamme d'un chalumeau de telle maniere que cet apport de fer produise une reaction exothermique permettant d'elever la temperature de la flamme jusqu'a la temperature d'allumage du fer present dans
l'acier du produit a decouper.
Mais, cette technique presente des inconvenients.
En effet, elle est tres coOteuse du fait que seule une proportion
minime de poudre de fer est entranee par la flamme, assumant ainsi sa fonction.
Un autre inconvenient, resultant de ce qui precede, reside dans la forte quantite de fumee degagee par le procede, ce qui necessite des moyens de captation et de traitement des fumees complexes pour proteger les operateurs et ltenvironnement. Cette technique necessite un positionnement precis de l'amenee
de la poudre de fer dans la flamme et une bonne regularite du debit.
Les autres inconvenients, lies au conditionnement de la poudre de fer, vent l'humidite et le magnetisme qui peuvent alterer ses caracteristiques de granulometrie et de purete ainsi que le caractere abrasif de la poudre a l'encontre
des tuysuteries d'acheminement.
De plus, cette technique n'est applicable que pour des epaisseurs
de 100 mm a 500 mm.
En de,ca de 100 mm, une autre technique de decoupe des aciers allies et notamment des aciers inoxydables consiste a utiliser une torche a plasma qui presente ['inconvenient majeur d'etre limitee a une epaisseur de
coupe de 100 mm.
L'invention a pour but d'eviter ces inconvenients en proposant un procede et un dispositif de coupage d'elements metalliques en acier allie et notamment en acier inoxydable, de forme variable et d'epaisseur pouvant etre
superieure a 100 mm et meme aller jusquta plus de 500 mm.
L'invention a done pour objet un procede de coupage thermique d'un element en acier allie, notamment en acier inoxydable, caracterise en ce que: - on produit une flamme de chauffage par l'apport d'un gaz carburant et d'un gaz comburant et que l'on applique sur ledit element pour chauffer une zone de cet element, - on introduit de fa,con continue et ma^'trisee du fer sous forme solide dans la flamme de chauffage et on cree un arc electrique dans ladite flamme a proximite de ['element a couper pour fondre le fer et ainsi clever la temperature de la zone chauffee de cet element par la reaction exothermique de la combustion du fer et obtenir une zone de fusion de cet element dans la zone prealablement chauffee, on introduit un jet d'oxygene dans la flamme de chauffage pour chasser le metal en fusion et entretenir la reaction exothermique du fer, et - on deplace la flamme de chauffage conjointement a ['introduction
du fer, a l'arc electrique et au jet d'oxygene ou on deplace ['element a couper.
L'invention a aussi pour objet un procede de coupage thermique d'un element en acier allie, notamment en acier inoxydable, caracterise en ce que: - on applique sur ltelement un jet dioxygene de coupe, - on introduit de fa,con continue et ma^'trisee du fer sous forme solide au plus pres du jet d'oxygene et on cree un arc electrique a proximite de ['element a couper pour fondre le fer et obtenir une zone de fusion de ['element par la reaction exothermique de la combustion du fer, - on chasse par le jet d'oxygene le metal en fusion et on entretient la reaction d'oxydation du fer, et - on deplace le jet d'oxygene conjointement a ['introduction du fer
et a l'arc electrique ou on deplace ['element a couper.
Selon d'autres caracteristiques de ['invention: - on introduit le fer sous forme solide par au moins un fil de fer dont l'extremite libre est disposee dans la zone de fusion de ['element a couper, - on cree l'arc electrique entre l'extremite libre audit fil et la surface de ['element a couper, - on cree l'arc electrique entre ltextremite libre audit fil et l'extremite d'une electrode, - on introduit le fer par deux fils de fer dont les extremites libres vent disposees dans la zone de fusion de ['element a couper,
- on cree l'arc electrique entre les extremites libres des deux firs.
L'invention a egalement pour objet un dispositif de coupage thermique d'un element en acier allie, notamment en acier inoxydable, caracterise en ce qu'il comprend: - un chalumeau comportant une buse de production d'une flamme de chauffage d'une zone de ['element a couper par l'apport d'un gaz carburant et d'un gaz comburant, - des moyens d'introduction de fa,con continue et ma^'trisee de fer sous forme solide dans la flamme de chauffage et de formation d'un arc electrique dans cette flamme de chauffage a proximite de ltelement a couper pour fondre le fer et ainsi clever la temperature dans la zone chauffee de cet element par la reaction exothermique de la combustion du fer et obtenir ainsi une zone de fusion de cet element dans la zone prealablement chauffee, - des moyens dtinjection d'un jet d'oxygene de coupe dans la flamme de chauffage pour chasser le metal en fusion et entretenir la reaction d'oxydation du fer, et - des moyens de deplacement du chalumeau conjointement aux moyens d'introduction du fer et de formation de l'arc electrique et aux moyens
d'injection du jet d'oxygene ou de deplacement de ['element a couper.
L'invention a aussi pour objet un dispositif de coupage thermique d'un element en acier allie, notamment an acier inoxydable, caracterise en ce qu'il comprend: - un tube injecteur d'un jet d'oxygene de coupe dirige sur ['element a couper, - des moyens d'introduction de fa,con continue et ma^'trisee de fer sous forme solide au plus pres du jet d'oxygene et de formation d'un arc electrique a proximite de ['element a couper pour fondre le fer et obtenir une zone de fusion de ltelement par la reaction exothermique du fer, ledit jet d'oxygene chassant le metal en fusion et entretenant la reaction d'oxydation du fer, et - des moyens de deplacement du tube conjointement aux moyens d/introduction du fer et de formation de 1'arc electrique ou de deplacement de
['element a couper.
Selon d'autres caracteristiques de ['invention: - les moyens d'introduction du fer comprennent au moins un fil continu de fer relic a un devidoir et dont l'extremite libre est disposee dans la zone de fusion de 1'element a couper, - les moyens de generation de l'arc electrique vent formes par l ed it fil et ltelement a cou per al imentes electriqu eme nt par u n generateur de courant, - les moyens de generation de l'arc electrique vent formes par ledit fil et une electrode dont 1'extremite est disposee dans la flamme de chauffage ou a proximite du jet d'oxygene, ledit fil et ladite electrode etant alimentes electriquement par un generateur de courant, - ledit fil est incline par rapport a l'axe de la buse ou du tube, - les moyens d'introduction du fer comprennent deux fils continus de fer relies chacun a un devidoir et dont les extremites libres vent disposees dans la zone de fusion de ltelement a couper, S - les moyens de generation de l'arc electrique vent formes par lesdits fils alimentes electriquement par un generateur de courant, - lesdits fils vent inclines par rapport a l'axe de la buse du
chalumeau du tube.
Les caracteristiques et avantages de ['invention appara^'tront au
cours de la description qui va suivre, donnee a titre d'exemple et faite en
reference aux dessins annexes, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schematique d'un premier mode de real isation d'u n d ispositif de cou page therm iq ue d'u n element en acier al l ie, conforme a ['invention, la Fig. 2 est une vue schematique d'un deuxieme mode de realisation d'un dispositif de coupage thermique d'un element en acier allie, conforme a ['invention, - la Fig. 3 est une vue schematique d'un troisieme mode de realisation d'un dispositif de coupage thermique d'un element en acier allie, conforme a 1'invention, - la Fig. 4 est une vue schematique partielle a plus grande echelle et en coupe transversale d'une portion de ['element a couper montrant ['influence de la position du fil de fer par rapport a cet element a couper, - la Fig. 5 est une vue schematique d'un premier mode de realisation d'une variante du dispositif de coupage thermique d'un element en acier allie, conforme a ['invention, - la Fig. 6 est une vue schematique d'un deuxieme mode de realisation de la variante du dispositif de coupage thermique, conforme a ['invention, - la Fig. 7 est une vue schematique d'un troisieme mode de realisation de ia variante du dispositif de coupage thermique, conforme a ['invention. Sur les figures, on a represente schematiquement un element a couper designe par la reference generale 1 et qui est. dans ces exemples de realisation, constitue par une tole plane 1 en acier allie, notamment en acier inoxydable. Cet element a couper 1 peut avoir une forme variable et une orientation quelconque, comme par exemple horizontale, verticale ou inclinee et son epaisseur peut etre superieure a 100 mm et meme aller jusqu'a plus de 500mm. Selon u n premier mode de real isation represente su r l es Figs. 1 a 3, le procede de coupage thermique selon ['invention consiste en les etapes suivantes: - on produit une flamme de chauffage par l'apport d'un gaz carburant et d'un gaz comburant et que l'on applique sur ['element 1 pour chauffer une zone de cet element 1, - on introduit de fa,con continue et ma^trisee du fer sous forme solide dans la flamme de chauffage et on cree un arc electrique dans ladite flamme a proximite de ['element 1 a couper pour fondre le fer et ainsi clever la temperature de la zone chauffee de cet element 1 par la reaction exothermique de la combustion du fer et obtenir une zone de fusion de cet element 1 dans la zone prealablement chauffee, - on introduit un jet d'oxygene de coupe dans la flamme de chauffage pour chasser le metal en fusion et entretenir la reaction d'oxydation du fer, et - on deplace la flamme de chauffage conjointement a ['introduction
du fer, a l'arc electrique et au jet d'oxygene ou on deplace ['element 1 a couper.
Ainsi que represente sur les Figs. 1 a 3, le dispositif de coupage thermique de ltelement 1 comprend un chalumeau designe dans son ensemble par la reference 10 et relic par l'intermediaire d'un premier conduit 11a a un reservoir sous pression 1 2a de stockage d'un gaz comburant constitue de preference par de l'oxygene, d'un deuxieme conduit 11 b a un deuxieme reservoir sous pression 1 2b de stockage d'un gaz carburant constitue par exemple par du propane et d'un troisieme conduit 11 c a un troisieme reservoir sous pression 12c
de stockage du gaz de coupe constitue par de l'oxygene.
De preference, un systeme 13 de gestion et de regulation des gaz peut etre monte sur les conduits 11a, 11b et 11c entre le chalumeau 10 et les reservoirs sous pression 12a,12b et 12c. Le gaz carburant peut egalement etre constitue par de ['acetylene,
du crylene ou encore du gaz nature!.
Le chalumeau 10 comporte a son extremite une buse designee
par la reference generale 15.
L'orientation du chalumeau 10 par rapport a ['element 1 a couper peut etre quelconque et de preference le chalumeau 10 s'etend perpendiculairement a la surface de ['element 1 a couper et l'extremite libre de la buse 15 de ce chalumeau 10 est disposee a une distance pouvant varier de
ltordre 25 mm a 250 mm de ladite surface.
Le dispositif de coupage thermique comporte egalement, d'une part, des moyens d'introduction de fa,con continue et maftrisee de fer sous forme solide dans la flamme de chauffage formee par le chalumeau 10 et, d'autre part, des moyens de generation d'un arc electrique dans ladite flamme de chauffage a
proximite de ['element 1 a couper.
Selon un premier mode de realisation represente a la Fig.1, les moyens d/introduction du fer comprennent au moins un fil continu 20 de fer a partir d'une bobine de fil 21 et relic a un devidoir 22 pour faire avancer en continu dans la flamme de chauffage, une quantite determinee et ma^trisee de fen Le fil 20 est incline par rapport a l'axe de la buse 15 du chalumeau 10. Dans ce mode de realisation, les moyens de generation de l'arc electrique vent formes par un generateur de courant 25 dont les bornes vent reliees au fil de fer 20 et a ['element 1 a couper pour creer un arc electrique dans
la flamme de chauffage a proximite de cet element 1 a couper.
Selon une variante, le chalumeau 10 et les moyens d'introduction du fer et de generation de l'arc electrique peuvent etre integres dans un seul outil. Dans le second mode de realisation represente a la Fig. 2, le chalumeau 10 et la buse 15 vent identiques au premier mode de realisation de la Fig. 1 ainsi que les moyens d'introduction du fer qui vent formes par le fil de fer
, la bobine de fil 21 et le devidoir 22.
Par contre, dans ce mode de realisation, les moyens de gbneration de l'arc electrique a proximite de ['element 1 a couper vent formes par un generateur de courant 25 dont les bornes vent reliees au fil 20 de fer et a une electrode 26 de preference en tungstene et dont ltextremite est disposee dans ladite flamme de chauffage. Ainsi, le fil 20 et ['electrode 26 vent alimentes
electriquement par le generateur de courant 25 afin de creer l'arc electrique.
L'electrode 26 peut etre refroidie si necessaire.
Selon une variante, ie chalumeau 10 et les moyens d/introduction du fer et de generation de l'arc electrique peuvent etre integres dans un seul outil. Dans le troisieme mode de realisation represente a la Fig. 3, le
chalumeau 10 est identique aux precedents modes de realisation.
Les moyens d'introduction du fer comprennent un premier fil continu 20 de fer provenant d'une bobine 21 et deplace par un devidoir 22 de fa,con a faire avancer a une vitesse determinee et continue ledit fil 20 et ainsi apporter dans la flamme de chauffage une quantite determinee et ma^'trisee de fen Les moyens d'introduction du fer comprennent egalement un second fil continu 30 de fer provenant d'une bobine 31 et deplace par le devidoir 22 de fa,con a faire avancer le fil 30 a une vitesse identique au fil 20 pour apporter une
quantite de fer determinee et ma^'trisee dans la flamme de chauffage.
Dans ce mode de realisation, les moyens de formation de l'arc electrique dans la flamme de chauffage a proximite de ['element 1 a couper comprennent un generateur de courant 25 dont les bornes vent reliees au fil de fer 20 et au fil de fer 30 afin d'alimenter electriquement lesdits flis 20 et 30 et ainsi
former ledit arc electrique.
Comme il est visible a la Fig. 3, les fils 20 et 30 vent inclines par rapport a l'axe de la buse 15 du chalumeau 10. La position de ces fils autour du chalumeau 10 est independante du sens de deplacement audit chalumeau 10 ou de ['element 1 a couper, c'est-a-dire que ['ensemble forme par le chalumeau 10 et les moyens d'introduction des fils 20 et 30 peut se deplacer en translation et dans toutes les directions, dans un plan parallele a ['element 1 a couper, sans changer
d'orientation angulaire.
Selon une variante, le chalumeau 10 et les moyens d'introduction
du fer et de generation de l'arc electrique peuvent former un seul outil.
Dans l es mod es de real isation precedemment decrits, I'a pport de fer est realise par un ou deux fils continus. Le terme fil a ete utilise dans un but de simplification et ce fil peut presenter des formes, des configurations et des sections diverges et variees ainsi que des matieres complementaires au fer favorables a une elevation de la temperature de reaction exothermique, par
exemple le magnesium ou l'aluminium.
A titre d'exemple, le ou les deux fils 20 et 30 vent formes par un fil plein ou creux de diametre constant ou par un fil presentant une succession de zones de differents diametres ou par un fil fourre. Ce ou ces fils 20 et 30 peuvent egalement etre constitues par un feuillard ou par tout autre element continu approprie. Le chalumeau 10 ou ['element 1 a couper est deplace par des moyens appropries de type connu a une vitesse de ltordre de 2 a 50 cm/mint Le coupage thermique de ['element 1 s'effectue de la maniere suivante. Le chalumeau 10 est alimente en gaz carburant et en gaz comburant a des pressions determinees et reglees par le systeme 13 ou manuellement et le melange a la sortie de la buse 15 est enflamme. L'extremite de cette buse 15 est disposee a une distance de l'ordre de 25 mm a 250 mm de la surface de ['element 1 a couper et la flamme de chauffe ainsi creee est
appiiquee sur ['element 1 pour chauffer une zone de cet element 1.
Sur la Fig. 4, on a represente schematiquement l'extremite de la buse 15 dont l'axe est repere XX'. II est suppose, pour cette figure, que la surface de ['element 1 a couper est perpendiculaire a l'axe XX' de la buse 15. Les deux lignes horizontaies passant respectivement par les points A' et B' montrent les
positions extremes de la face superieure de ['element 1 a couper.
Cette figure sert a expliquer, pour une inclinaison de fil donnee, I'impact de la distance separant la buse 15 de ['element 1 a couper, et, de ce fait,
I'impact de la position de la generation de l'arc electrique.
Sur cette figure, le cylindre d'axe XX' et de generatrice M' S represente la veine d'oxygene du jet de coupe et la couronne d'axe XX', de generatrice interieure M' et de generatrice exterieure BB' represente la zone de
chauffe de la flamme appliquee a ltelement 1 a couper.
La flamme de chauffe porte ['element 1 dans la couronne M' BB' a une temperature determinee et le jet M' d'oxygene de coupe est dirige dans
cette zone ainsi chauffee.
L'introduction continue et matrisee de fer sous la forme du fil 20 ou des fils 20 et 30 a proximite de ['element 1 a couper ou de ['electrode 26 a pour effet de generer un arc electrique qui fond le fer et eleve la temperature de la zone concernee par la reaction exothermique de ltoxydation du fen
L'arc electrique doit etre correctement positionne.
Si ia surface de ['element 1 a couper ou la position de ['electrode 26 se trouve en A, ou plus eloignee de l'extremite de la buse 15, la reaction exothermique ne peut pas avoir lieu, car le fil 20 a instantanement fondu a cause
de sa traversee dans la couronne de chauffe et dans le jet d'oxygene de coupe.
Si la surface de ['element 1 ou la position de ['electrode 26 se trouve entre B' et C, c'est-a-dire hors de la couronne de chauffe, la reaction n'a pas lieu. Cette configuration revient a effectuer un depot de fer sur ['element 1 avant la coupe. De plus, la position C correspond a une distance entre la buse 15
et ['element 1 a couper nulle, ce qui n'est pas possible.
Si la surface de ['element 1 a couper ou la position de ['electrode 26 se trouve entre A' et B', c'est-a-dire dans la couronne de chauffe, la reaction exothermique se produit. L'arc electrique est genere, le fer est fondu et l'avance du chalumeau 10 permet au jet d'oxygene de coupe, alors que le fer est encore en fusion, de creer une reaction d'oxydation qui est tres exothermique. De plus, le jet d'oxygene de coupe chasse le metal en fusion et cree une saignee dans
ltelement 1 a couper.
Ainsi, la gbnbration de l'arc blectrique est de prbfbrence rbalisbe
dans la zone APB' representbe a la Fig. 4.
Sur les Figs. 5 a 7, on a reprbsentb une variante du dispositif de coupage conforme a ['invention. Cette variante est simplifibe par rapport aux precedents modes de rbalisation. Sur ces figures, les blements commune aux Figs. 1 a 3 du
prbcddent mode de rbalisation ont etb ddsignbs par les memes rbfbrences.
Selon cette variante, le procddb de coupage thermique consiste en les btapes suivantes: - on applique sur l'blement 1 a couper un jet d'oxygene de coupe, - - on introduit de fa,con continue et ma^'trisbe du fer sous forme solide au plus pres du jet d'oxygene et on crbe un arc blectrique a proximitb de l'eldment 1 a couper pour fondre le fer et obtenir une zone de fusion de l'eldment 1 par la rbaction exothermique de la combustion du fer, - on chasse par le jet d'oxygene le mGtal en fusion et on entretient la reaction d'oxydation du fer, et - on deplace le jet d'oxygene conjointement a ['introduction de fer
et a l'arc electrique ou on dbplace l'bibment 1 a couper.
Ainsi que reprbsentb sur les Figs. 5 a 7, le dispositif de coupage thermique de l'bibment 1 comprend un tube injecteur d'un jet d'oxygene de coupe ddsignb dans son ensemble par la refbrence 40 et relib par l'intermbdiaire d'un conduit 11c a un rbservoir sous pression 12c de stockage de l'oxygene. Un systeme 13 de gestion de l'alimentation en oxygene peut etre montb sur le
conduit 11c entre le tube 40 et le rbservoir sous pression 12c.
Dans ce cas egalement, I'orientation du tube 40 peut etre quelconque et de prbfbrence sensiblement perpendiculaire a la surface de l'bibment 1 a couper et l'extrdmitb libre de ce tube 40 est disposee a une distance
pouvant varier de l'ordre de 25mm a 250mm de ladite surface.
Dans ce cas bgalement, le dispositif de coupage thermique comporte, d'une part, des moyens d'introduction de facon continue et ma^'trisbe de fer sous forme solide et, d'autre part, des moyens de genbration d'un arc
blectrique dans ledit jet d'oxygene a proximite de l'bibment 1 a couper.
De preference, le fer sous forme solide est introduit a une distance du jet d'oxygene comprise entre 1 et 10 fois le diamGtre de ce jet d'oxygene. Selon un premier mode de realisation de cette variante simplifiee, represente a la Fig. 5, les moyens d'introduction du fer vent identiques au premier mode de realisation de la variante precedente et comprennent au moins un fil continu 20 de fer a partir d'une bobine de fil 21 et relic a un devidoir 22 pour faire avancer en continu une quantite determinee et ma^'trisee de fen Les moyens de formation de l'arc electrique vent formes par un generateur de courant 25 dont les bornes vent reliees au fil de fer 20 et a ['element 1 a couper pour creer un arc electrique a proximite de ['element 1 a couper. Le tube 40 et les moyens d/introduction du fer et de generation de
l'arc electrique peuvent etre integres dans un seul outil.
Dans un second mode de realisation de la variante simplifiee, represente a la Fig. 6, le tube 40 est identique au premier mode de realisation represente a la Fig. 5 ainsi que les moyens d/introduction du fer qui vent formes
par le fil de fer 20, la bobine de fil 21 et le devidoir 22.
Par contre, dans ce mode de realisation, les moyens de formation de l'arc electrique a proximite de ['element 1 a couper vent formes par un generateur de courant 25 dont les bornes vent reliees au fil 20 de fer et a une electrode 26 de preference en tungstene et dont ltextremite libre est disposee a proximite du jet d'oxygene. Ainsi, le fil 20 et ['electrode 26 vent alimentes
electriquement par le generateur de courant 25 afin de creer l'arc electrique.
L'electrode 26 peut etre refroidie si necessaire.
Le tube 40 et les moyens d'introduction du fer et de generation de
l'arc electrique peuvent etre integres dans un seul out)!.
Dans un troisieme mode de realisation de la variante simplifiee, represente a la Fig. 7, la lance 40 a oxygene est identique aux precedents modes
de realisation de cette variante.
Les moyens d'introduction du fer comprennent un premier fil continu 20 de fer provenant d'une bobine 21 et deplace par un devidoir 22 de fa,con a faire avancer a une vitesse determinee et continue ledit fil 20 et ainsi apporter une quantite determinee et ma^trisee de fen Les moyens d'introduction du fer comprennent egalement un second fil continu 30 de fer provenant d'une bobine 31 et deplace par le devidoir 22 de fa,con a faire avancer le fil 30 a une vitesse identique au fil 20 pour apporter une quantite de fer determinee et
ma^'trisee dans la zone de fusion de ['element 1 a couper.
Dans ce mode de realisation, les moyens de formation de l'arc electrique a proximite de ['element 1 a couper comprennent un generateur de courant 25 dont les bornes vent reliees au fil de fer 20 et au fil de fer 30 afin
d'alimenter electriquement lesdits fils 20 et 30 et ainsi former ledit arc electrique.
Le tube 40 et les moyens d'introduction du fer et de generation de
l'arc electrique peuvent aussi etre integres dans un seul outil.
Pour cette variante aussi, le ou les fils peuvent presenter des formes, des configurations et des sections diverges et variees ainsi que des matieres complementaires au fer favorables a une elevation de la temperature de
reaction exothermique, par exemple le magnesium ou l'aluminium.
Ce ou ces fils peuvent etre formes par un fil plein ou creux ou par un fil fourre. Ce ou ces fils peuvent egalement etre constitues par un feuillard ou
par tout autre element continu approprie.
Le tube 40 ou ['element 1 a couper est deplace par des moyens
appropries de type connu a une vitesse de l'ordre de 2 a 50cm/min.
Avec les deux variantes, le coupage de ltelement peut etre realise
dans l'air ou sous l'eau.
Le procede et le dispositif selon ['invention permettent de realiser un coupage thermique d'elements de forme et d'orientation diverges, comme par exemple des produits plats, des tubes ou tous produits disposes horizontalement,
verticalement ou inclines.
Ils presentent egaiement l'avantage de generer beaucoup moins de fumee que les procedes existants et ils permettent de decouper des pieces pouvant atteindre et meme depasser 500 mm d'epaisseur et egalement des
produits multicouches.
Claims (23)
1. Procede de coupage thermique d'un element (1) en acier allie, notamment en acier inoxydable, caracterisg en ce que: - on produit une flamme de chauffage par l'apport d'un gaz carburant et d'un gaz comburant et que l'on applique sur ledit element (1) pour chauffer une zone de cet element (1), - on introduit de fa,con continue et ma^trisee du fer (20, 30) sous forme solide dans la flamme de chauffage et on cree un arc electrique dans ladite flamme a proximite de ['element (1) a couper pour fondre le fer et ainsi clever la temperature de la zone chauffee de cet element (1) par la reaction exothermique de la combustion du fer et obtenir une zone de fusion de cet element (1) dans la zone prealablement chauffee, - on introduit un jet d'oxygene de coupe dans la flamme de chauffage pour chasser le metal en fusion et entretenir la reaction d'oxydation du fer, et - on deplace la flamme de chauffage conjointement a ['introduction
du fer, a l'arc electrique et au jet d'oxygene ou on deplace ltelement (1) a couper.
2. Procede de coupage thermique d'un element (1) en acier allie, notamment en acier inoxydable, caracterise en ce que que: - on applique sur ltelement (1) a couper un jet d'oxygene de coupe, - on introduit de fac,on continue et maftrisee du fer (20, 30) sous forme solide au plus pres du jet d'oxygene et on cree un arc electrique a proximite de ['element (1) a couper pour fondre le fer et obtenir une zone de fusion de ['element (1) par la reaction exothermique de la combustion du fer, - on chasse par le jet d'oxygene ie metal en fusion et on entretient la reaction d'oxydation du fer, et - on deplace le jet d'oxygene conjointement a ['introduction du fer
et a l'arc electrique ou on deplace ['element (1) a couper.
3. Procede selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que l'on introduit le fer sous forme solide par au moins un fil (20) continu de fer dont
l'extremite libre est disposee dans la zone de fusion de ['element (1) a couper.
4. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 3,
caracterise en ce que l'on cree l'arc electrique entre l'extremite libre audit fil (20)
et la surface de ['element (1) a couper.
5. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 3,
caracterise en ce que l'on cree l'arc electrique entre l'extremite libre audit fil (20)
et l'extremite d'une electrode (26).
6. Procede selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que lton introduit le fer par deux fils (20, 30) continus de fer dont les extremites libres
vent disposees dans la zone de fusion de ['element (1) a couper.
7. Procede selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 6,
caracterise en ce que l'on cree l'arc electrique entre les extremites libres des
deux fils (20, 30).
8. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 7,
caracterise en ce qutil est realise dans ['air.
9. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 7,
caracterise en ce qu'il est realise sous eau.
10. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le gaz
carburant est de preference du propane, du gaz naturel ou de ['acetylene.
11. Dispositif de coupage thermique d'un element (1) en acier allie, notamment en acier inoxydable, caracterise en ce qu'il comprend: - un chalumeau (10) comportant une buse (15) de production d'une flamme de chauffage d'une zone de ['element (1) a couper par l'apport d'un gaz carburant et d'un gaz comburant, - des moyens d'introduction (20, 30) de fa,con continue et ma^'trisee de fer sous forme solide dans la flamme de chauffage et de generation (25) d'un arc electrique dans la flamme de chauffage a proximite de ['element (1) a couper pour fondre le fer et ainsi clever la temperature dans la zone chauffee de cet element (1) par la reaction exothermique de la combustion du fer et obtenir une zone de fusion de cet element (1) dans la zone prealablement chauffee, - des moyens d'injection d'un jet d'oxygene de coupe dans la flamme de chauffage pour chasser le metal en fusion et entretenir la reaction d'oxydation du fer, et - des moyens de deplacement du chalumeau (10, 15) conjointement aux moyens d'introduction du fer et de generation de l'arc electrique et aux moyens d'injection du jet d'oxygene ou de deplacement de
['element (1) a couper.
12. Dispositif de coupage thermique d'un element (1) en acier allie, notamment en acier inoxydable, caracterise en ce qu'il comprend: - une tube injecteur (40) d'un jet d'oxygene de coupe dirige sur ['element (1) a couper, - des moyens d'introduction (20, 30) de fa,con continue et ma^'trisee de fer sous forme solide au plus pres du jet d'oxygene et de generation (25) d'un arc electrique a proximite de ['element (1) a couper pour fondre le fer et obtenir une zone de fusion de ltelement (1) par la reaction exothermique du fer, ledit jet d'oxygene chassant le metal en fusion et entretenant la reaction d'oxydation du fer, et - des moyens de deplacement du tube (40) conjointement aux moyens d/introduction du fer et de formation de l'arc electrique ou de
deplacement de ['element (1) a couper.
13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caracterise en ce que les moyens d'introduction du fer comprennent au moins un fil continu (20) de fer relic a un devidoir (22) et dont l'extremite libre est disposee dans la zone de
fusion de ['element (1) a couper.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 a 13,
caracterise en ce que les moyens de generation de l'arc electrique vent formes par ledit fil (20) et ['element (1) a couper alimentes electriquement par un
generateur (25) de courant.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 a 13,
caracterise en ce que les moyens de generation de l'arc electrique vent formes par led it fil (20) et une electrode (26) dont l'extremite est disposee dans la flamme de chauffage ou a proximite du jet d'oxygene, ledit fil (20) et ladite electrode (26)
etant alimentes electriquement par un generateur (25) de courant.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 a 15,
caracterise en ce que ledit fil (20) est incline par rapport a l'axe de la buse (15) ou
du tube (40).
17. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caracterise en ce S que les moyens d'introduction du fer comprennent deux fils (20, 30) continus de fer relies chacun a un devidoir (22) et dont les extremites iibres vent disposees
dans la zone de fusion de ['element (1) a couper.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 a 13
ou 17, caracterise en ce que les moyens de generation de l'arc electrique vent formes par lesdits fils (20, 30) alimentes electriquement par un generateur (25)
de courant.
19. Dispositif selon la revendication 17 ou 18, caracterise en ce que lesdits fils (20, 30) vent inclines par rapport a l'axe de la buse (15) ou du tube (4o).
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 a 19,
caracterise en ce que le chalumeau (10, 15) ou le tube (40) est dispose par exemple perpendiculairement a la surface de ['element (1) a couper et son extremite est disposee a une distance de l'ordre de 25 mm a 250 mm de ladite surface.
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 a 20,
caracterise en ce que l'ap port de fer est real ise par au moins u n fil en forme de
feuillard ou toute autre forme continue.
22. Dispositif selon la revendication 21, caracterise en ce que le
ou les fils (20, 30) vent pleins ou creux ou fourres.
23. Dispositif selon la revendication 11 a 22, caracterise en ce que le ou les fils (20, 30) vent composes de constituents ou d'additifs favorisant les perfarmances et la reaction exothermique d'oxydation du fer, de preference
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0207381A FR2840830A1 (fr) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Procede et dispositif de coupage thermique d'un element en acier allie, notamment en acier inoxydable |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0207381A FR2840830A1 (fr) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Procede et dispositif de coupage thermique d'un element en acier allie, notamment en acier inoxydable |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2840830A1 true FR2840830A1 (fr) | 2003-12-19 |
Family
ID=29595266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0207381A Pending FR2840830A1 (fr) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Procede et dispositif de coupage thermique d'un element en acier allie, notamment en acier inoxydable |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2840830A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB760270A (en) * | 1954-04-26 | 1956-10-31 | British Oxygen Co Ltd | Improvements in or relating to the cutting by electric arc of metals and alloys |
| EP0121870A1 (fr) * | 1983-04-08 | 1984-10-17 | VEB Kombinat Metallaufbereitung | Procédé et dispositif pour le coupage thermique de matériaux métalliques |
| US4485287A (en) * | 1982-06-11 | 1984-11-27 | Agency Of Industrial Science & Technology | Method of making a hole in a thick-walled metal material |
-
2002
- 2002-06-14 FR FR0207381A patent/FR2840830A1/fr active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB760270A (en) * | 1954-04-26 | 1956-10-31 | British Oxygen Co Ltd | Improvements in or relating to the cutting by electric arc of metals and alloys |
| US4485287A (en) * | 1982-06-11 | 1984-11-27 | Agency Of Industrial Science & Technology | Method of making a hole in a thick-walled metal material |
| EP0121870A1 (fr) * | 1983-04-08 | 1984-10-17 | VEB Kombinat Metallaufbereitung | Procédé et dispositif pour le coupage thermique de matériaux métalliques |
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