Brevet FR2126300A1 — publié le 19721006

V 2126300 La présente invention concerne un appareil .destiné à décri-quer sélectivement la surface de corps en métaux ferreux, en particulier des corps de section droite irrégulière tels que des ébauches de poutres. 5 Des profilés en acier tels que des poutres en I, des profilés en U, etc., sont couramment laminés à partir de lingots rectangulaires, en formant des ébauches telles que des ébauches de poutres ayant une forme de section droite analogue à la forme de l'élément terminé. Pendant le laminage, les lingots sont 10 laminés sous forme d'ébauches de poutres qui sont ensuite soumises à un laminage supplémentaire pour leur donner la forme désirée en leur faisant subir une série de changements successifs de forme et une réduction progressive de l'épaisseur. Par conséquent, les ébauches de poutres sont obtenues à un stade 15 intermédiaire du laminage global du produit fini. Des défauts de la surface métallique tels que des criques, des repliures et des inclusions de laitier apparaissent souvent dans les ailes et l'âme des ébauches de poutres. Etant donné que la présence de ces défauts affecte sévèrement les possibilités 20 de support de charges maximales des poutres finies en I, les ébauches sont soumises couramment à une réaction de surfaçage thermochimique appelée'décriquage. D'après les calculs de résistance des matériaux appliqués aux poutres en I, on sait que les parties de la poutre qui subis-25 sent les plus fortes contraintes sont les angles externes, c'est-à-dire les deux ailes de la poutre. Des défauts se trouvant dans l'âme sont généralement peu importants étant donné qu'ils n'affectent pas les possibilités de support de charge de la poutre finie et par suite, sont plus tolérables. En 30 conséquence, le procédé le plus efficace de décriquage des ébauches de poutres consiste à limiter la réaction de décriquage aux ailes sans l'appliquer à la surface de l'âme. le décriquage des ébauches de poutres a été effectué jusqu'à présent principalement sur un appareil d'un type spécial, 35 c'est-à-dire des machines spéciales qui ne peuvent traiter qu'un produit de dimension et de forme particulières. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 398 943 concerne une machine de 72 05962 2126300 décriquage dans laquelle les têtes de décriquage .sont profilées d'une manière correspondant à la forme particulière de la pièce métallique à décriquer. Bien que ces machines soient capables de décriquer une ébauche de poutre de dimension donnée, ce type 5 d'appareil présente de graves inconvénients^ étant donné que le temps très long nécessaire pour monter et démonter les têtes de décriquage ne permet pas d'utiliser industriellement ces machines avec des pièces métalliques de dimension et de forme autres/celles pour .lesquelles elles ont été prévues. Par suite, 10 ces machines n'ont qu'un intérêt commercial limité. Dans le but de pouvoir traiter la grande diversité de dimensions et de formes de produits soumis aux opérations effectuées en aciéries, on a utilisé des machines classiques de décriquage des quatre côtés, par exemple la machine de 15 calibrage automatique décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique ÏT° 3 462 135 pour décriquer des ébauches de poutres. Cependant, l'utilisation de telles machines pour décriquer des ébauches de poutres pose de graves problèmes. Plus particulièrement, si l'oxygène sort à un débit uniforme des quatre 20 côtés entourant les ébauches de poutres, l'enlèvement du métal nïest pas régulier car la réaction de décriquage. le long'des bords et des côtés des ailes est beaucoup plus efficace que sur la surface de l'âme. Il en résulte une réaction de décriquage mal réglée et par conséquent un produit décriqué de 25 manière médiocre. Toutefois, ce qui est plus important est le fait que jusqu'à présent le décriquage des ébauches de poutres à l'aide d'une machine de décriquage des quatre côtés a empêché le décriquage de ces pièces selon la configuration généralement préfé-30 rée, c'est-à-dire le décriquagejsélectif de la partie de la surface de l'ébauche de poutre correspondant aux ailes. Cette difficulté est attribuable à la nature de l'ajutage à fente émettant un courant continu d'oxygène dont sont équipées les têtes de décriquage. Ces ajutages forment un courant d'oxygène 35 gazeux en forme de nappe continue et uniforme sur la surface du corps métallique. Etant donné que dans la plupart des cas, seules les ailes des ébauches de poutres doivent être décriquées, 72 05962 2126300 l'élimination du métal de la surface de l'âme représente une opération inutile, en rendant l'opération globale de décriquage peu rentable. Ceci est particulièrement valable pour les ébauches de poutres dont la surface de l'âme représente la majeure 5 partie de la surface métallique. La présente invention a pour objet un appareil qui est capable de ne décriquer sélectivement que des parties prédéterminées d'une pièce métallique tout en laissant intactes les autres parties de la pièce et qui est capable de ne décriquer 10 sélectivement que les ailes d'ébauches de poutres. La présente invention a encore pour objet un ensemble de décriquage qui peut être rapidement et facilement réglé pour traiter des pièces métalliques dans une certaine plage de dimensions et de formes et qui peut décriquer sélectivement une surface métallique tout 15 en empêchant le métal fondu de couler sur les parties non traitées de la pièce. La présente invention a encore pour objet une machine de décriquage telle qu'une machine de décriquage des quatre côtés à calibrage automatique qui peut ne décriquer que les parties choisies d'une pièce métallique de section 20 droite irrégulière. Selon ses caractéristiques essentielles, la présente invention concerne un ensemble de décriquage comportant des surfaces plates supérieure et inférieure délimitant entre elles un ajutage à large fente continue destiné à émettre un courant 25 d'oxygène gazeux en forme de nappe à travers l'extrémité avant dudit ajutage dans une zone s'étendant en travers du corps métallique à décriquer, ledit ensemble de décriquage comportant plusieurs orifices par lesquels l'oxygène est dirigé dans l'extrémité arrière de l'ajutage et un organe destiné à resserrer 30 le courant d'oxygène gazeux dans une partie de l'ajutage, ledit organe étant disposé dans ce dernier de manière à être sensiblement contigu aux surfaces supérieure et inférieure dudit ajutage et étant moins large que ce dernier de façon que l'ensemble de décriquage puisse décriquer sélectivement une partie 35 prédéterminée du corps métallique qui est moins large que l'ajutage tout en laissant intact le reste de la largeur du corps métallique correspondant à la largeur de l'organe 72 05962 2126300 resserrant le courant. Bien que la présente invention s'applique très avantageusement au décriquage débauches de poutres, l'expression "corps métallique", telle qu'elle est utilisée dans le présent mémoire> 5 n'est pas limitée à de telles formes de métaux,mais englobe tout élément métallique nécessitant un décriquage, lorsqu'une partie de la pièce doit être décriquée tout en laissant la partie restante intacte. Ainsi, la présente invention est particulièrement utile pour décriquer des corps métalliques 10 ayant une section droite irrégulière. Il convient de noter que l'expression "organe resserrant le courant" n'est pas limitée à un étranglement total du courant d'oxygène, mais que ledit organe peut être utilisé uniquement pour, diriger le courant. Par ailleurs, l'organe d'étran-15 glement peut fermer entièrement les orifices de l'extrémité arrière de l'ajutage en éventail de manière à obtenir un étranglement complet. En outre, l'organe d'étranglement peut comporter des bords parallèles aux bords de l'ensemble de décriquage de manière à diriger le courant d'oxygène sur une trajectoire 20 rectiligne ou bien il peut avoir une forme cintrée de manière à provoquer un changement dans la direction d'écoulement de l'oxygène dans l'ajutage de façon que le courant d'oxygène traversant l'ajutage heurte la partie de la pièce à décriquer avec une force et dans une direction telles que le métal fondu 25 est empêché de couler sur la partie de la pièce qui ne doit pas être décriquée. Dans une forme de réalisation préférée de la présente invention, l'ensemble de décriquage est utilisé sur une machine à quatre côtés à calibrage automatique comme celle décrite 30 dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique $T° 3 462 135. Selon cette forme de réalisation de l'invention, la machine de décriquage comporte des ensembles de décriquage supérieur et inférieur et des premier et second ensembles latéraux qui sont destinés à décriquer respectivement le côté correspondant du 35 corps métallique à traiter. Il est évident pour les spécialistes que chaque côté peut comporter plusieurs ensembles de décriquage disposés bout à bout selon la pratique courante. 72 05962 2126300 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. 5 Sur ces dessins : la figure 1 représente une ébaucha de poutre sur laquelle la configuration préférée d'enlèvement du métal est indiquée en pointillé ; la figure 2 est une élévation schématique avec coupe 10 partielle d'un ensemble de décriquage en combinaison avec line machine de décriquage des quatre côtés selon une forme de réalisation préférée de la présente invention ; la figure 3 représente deux éléments d'étranglement ou de resserrement du courant de forme inclinée ou profilée selon 15 la présente invention ; la figure 4 montre schématiquement une ébauche de poutre sur laquelle les profils d'écoulement des courants d'oxygène de décriquage sont indiqués par rapport aux courants d'air comprimé selon la présente invention ; et 20 la figure 5 est une élévation schématique avec coupe partielle d'un ensemble de décriquage équipé d'éléments d'étranglement dans l'ajutage à oxygène selon la présente invention. Selon la figure 1, la configuration préférée de décriquage d'une ébauche de poutre selon la présente invention est 25 représentée par le pointillé 1 qui montre que l'enlèvement du métal n'est effectué que le long de la surface des ailes 2 et 3 de l'ébauche en laissant inchangées les surfaces supérieure et inférieure 4 et 5 respectivement de l'âme 6. la figure 2 représente un ensemble de décriquage 10 30 utilisé comme ensemble supérieur dans une machine de décriquage des quatre côtés (qui n'est pas représenté entièrement) comprenant un ensemble inférieur 11, un premier ensemble latéral 12 et un second ensemble latéral 13, qui sont tous représentés schématiquement. L'oxygène de décriquage indiqué par une flèche 35 14 est introduit par l'intermédiaire d'un collecteur 15 d'alimentation en oxygène et passe de ce dernier à travers plusieurs orifices 16 ménagés dans l'extrémité arrière d'un ajutage 17 72 05962 2126300 à fente continue. L'oxygène traverse l'ajutage 17 dans le sens indiqué par les flèches 18 et 19 et sort par l'extrémité avant 20 dudit ajutage 17 en étant dirigé sur les ailes 21 et 22 de la pièce W qui dans ce cas, a la forme d'une poutre en I. 5 Des éléments 23 et 24 de resserrement ou d'étranglement du courant contigus aux surfaces supérieure et inférieure des blocs de préchauffe (qui ne sont pas visibles sur la figure) et qui sont orientés vers l'avant à partir de l'extrémité arrière de l'ajutage 17 avec lequel ils sont en contact de manière à 10 fermer certains des orifices 16 et ils se prolongent jusqu'à l'extrémité avant 25 de l'ajutage 17 de manière à remplir entièrement une partie de ce dernier. Les éléments 23 et 24 sont positionnés dans l'ajutage 17 de manière à empêcher que l'oxygène gazeux atteigne la surface 26 de l'âme de la pièce W en évitant 15 ainsi qu'il se produise une réaction de décriquage sur cette surface. Ainsi, seules les surfaces des ailes 21 et 22 de l'ébauche ¥ sont décriquées sélectivement. Un piston 27 de réglage de la dimension est positionné dans le collecteur 15 selon la dimension du corps métallique 20 particulier à décriquer conformément à la pratique courante. Il est destiné à empêcher l'oxygène gazeux 14 de remplir le collecteur 15 au-delà des limites d'une bague torique 28 et détermine ainsi le nombre des orifices 16 utilisés pendant la réaction de décriquage. Dans la forme de réalisation repré-25 sentée, les orifices situés à droite de celui désigné par 30 ne seraient'pas en service et l'oxygène,ne pourrait passer que dans les orifices situés à gauche de celui désigné par 30. Les organes d'étranglement 23 et 24 sont introduits de manière amovible dans l'ajutage 17 et y sont fixés au moyen 30 d'une vis 31 qui pousse une plaque d'appui 32 contre un tampon compressible 33, par exemple en "Teflon" pour provoquer sa dilatation dans une direction perpendiculaire à la vis 31, en le bloquant ainsi contre une surface du bloc de préchauffe (non représenté sur la figure 2 étant donné que ces plans 35 sont parallèles au plan du dessin). Sur la figure 3, les éléments d'étranglement 40 et 41 illustrent les formes profilées que peuvent avoir ces éléments 72 05962 2126300 dans des applications dans lesquelles il est souhaitable de contraindre le courant d'oxygène de décriquage passant dans l'ajutage 17 à changer de.direction. En conformant correctement le côté des organes 40 et 41, pour une pièce donnée à décriquer, 5 il est possible de donner à l'oxygène une configuration d'écoulement telle qu'il atteigne la partie de la surface à décriquer d'une manière empêchant le métal fondu de couler sur la partie de la pièce qui ne doit pas l'être. Les éléments 40 et 41 sont introduits d'une manière amovible dans l'ajutage 17 de la même 10 façon qu'on l'a décrit plus haut et sont fixés par des vis 42, des pattes d'appui 43 et des tampons compressibles 44. La figure 4 représente des ajutages à air 50 à utiliser avec la présente invention. Les courants d'air comprimé 51 représentés au-dessus et au-dessous de l'âme 52 sont dirigés 15 contre cette dernière et sont déviés le long des ailes 53 pour empêcher le métal fondu enlevé des ailes décriquées 53 de couler sur la surface de l'âme 52. Lcangle de déviation du courant d'air 51 est déterminé par son angle de contact avec l'âme 52, de la forme particulière de la surface qu'il atteint 20 et du mouvement de ladite surface par rapport au courant d'air. Le courant d'oxygène 54 est également représenté comme étant dirigé sur les ailes 53. Il convient de noter que l'angle A c'est-à-dire l'angle de contact entre le courant d'air 51 et la surface de l'âme 52 doit être toujours légèrement inférieur 25 à l'angle B qui est l'angle de contact entre le courant d'oxygène 54 et le bord 53 de l'aile. La figure 5 montre l'orientation relative de l'élément d'étranglement 60 qui remplit l'ajutage 61 formé entre la surface inférieure 62 du bloc supérieur de préchauffe 63 et 30 la surface supérieure 64 du bloc inférieur de préchauffe 65. Il est préférable que les éléments 23 et 24 ne soient pas de niveau ou contigus aux surfaces supérieure et inférieure délimitant la fente de l'ajutage 17 mais qu'ils soient sensiblement contigus, c'est-à-dire qu'ils laissent un espace entre eux 35 pour le passage d'une petite quantité d'oxygène. Ceci est représenté sur la figure 2 sur laquelle des évidements 38 et 39 sont ménagés entre les surfaces supérieures des éléments 72 05962 2126300 23 et 24 respectivement et la surface inférieure du bloc supérieur de préchauffe pour permettre à un petit courant d'oxygène provenant des orifices situés derrière les éléments 23 et 24 de passer dans lesdits évidements. Ce petit courant d'oxygène 5 est destiné à protéger la surface avant à découvert du bloc supérieur d'un écoulement rétrograde du laitier qui pourrai-s'accumuler pendant le décriquage. Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et est susceptible de 10 recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. 72 05962 2126300 HêTEUDICATIOilS 1. Ensemble de décriquage comprenant des surfaces plates supérieure et inférieure délimitant entre elles un ajutage sous forme d'une large fente continue destiné à diriger un 5 courant d'oxygène gazeux en forme de nappe à travers l'extrémité avant dudit ajutage dans une zone s'étendant sur le corps métallique à décriquer, ledit ensemble comportant plusieurs orifices par lesquels l'oxygène est dirigé dans l'extrémité arrière de l'ajutage, ensemble caractérisé en ce qu'il comporte 10 des organes destinés à resserrer ou étrangler le courant d'oxygène dans une partie de l'ajutage, lesdits organes étant disposés dans l'ajutage de manière à être sensiblement contigus aux surfaces supérieure et inférieure de ce dernier et étant moins larges que ledit ajutage de façon que ledit ensemble de 15 décriquage puisse décriquer sélectivement une partie prédéterminée du corps métallique qui est moins large que l'ajutage, tout en laissant intact le reste de la largeur du corps métallique correspondant à la largeur des organes d'étranglement. 2. Ensemble de décriquage selon la revendication 1f 20 caractérisé en ce que lesdits organes d'étranglement du courant d'oxygène ferment un nombre donné desdits orifices et se prolongent vers l'avant à partir de ces derniers jusqu'à l'extrémité avant de la fente de l'ajutage de manière à remplir entièrement une partie de ce dernier. 25 3. Ensemble de décriquage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes d'étranglement du courant d'oxygène présentent des côtés qui sont sensiblement parallèles aux côtés de l'ensemble de décriquage. 4. Ensemble de décriquage selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que les organes d'étranglement du courant d'oxygène présentent des côtés qui sont inclinés ou profilés de manière à provoquer un changement de la direction d'une partie du courant d'oxygène passant dans la fente afin que le courant d'oxygène atteigne la partie prédéterminée du corps 35 métallique et empêche le métal fondu de couler sur la partie restante. 5. Ensemble de décriquage selon la revendication 1, 72 05962 10 2126300 caractérisé en ce que les organes d'étranglement du courant d'oxygène sont fixés à l'ensemble de décriquage d'une manière amovible. 6. Ensemble de décriquage selon la revendication 1, 5 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ajutage destiné à empêcher le métal fondu enlevé de la partie prédéterminée du corps métallique à décriquer de couler sur la partie restante dudit corps métallique, ledit ajutage dirigeant un courant d'air comprimé sur la largeur de la partie restante du corps 10 métallique.