Brevet FR2344635A1 — publié le 19771014

La présente invention concerne un procédé de trempe continue de barres et un bac de trempe pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le traitement thermique avant trempe des barres s'effectue généralement dans des fours où elles sont chauffées par nappes. On connaît déjà plusieurs procédés de trempe continue dans lesquels après le défournement horizontal de ces nappes de barres, on charge les nappes sur des berceaux. Dans un premier procédé, elles sont chargées à l'air libre, puis immergées dans le bac de trempe, avant d'être finalement mises à égoutter. Dans un deuxième procédé, les nappes de barres sont directement chargées sur des berceaux déjà immergés dans le bac de trempe, par l'intermédiaire, par exemple, des rouleaux du four de traitement thermique, et à travers un déversoir ménagé dans le bac de trempe. Après la trempe, les berceaux sont sortis du bac, et les barres placées en position d'égouttage. Or, dans le premier procédé, les barres, chargées en nappes à l'air libre sur les berceaux, prennent souvent des positions respectives telles quelles se déforment; dans le deuxié- me procédé, les barres étant toujours défournées par nappes, elles créent un pont entre la sortie du four et le déversoir du bac de trempe, PQt- le long duquel, par exemple, l'huile de trempe peut s'écouler jusqu'à l'intérieur du four où elle s'en flans. La déformation des barres et le risque d'incendie constituent donc des inconvénients majeurs de ces procédés de trempe classiques, que le procédé selon la présente invention a préci sénent pour but de pallier. Â cet effet, la présente invention concerne un procédé de trempe continue de barres, dans lequel, après défournement horizontal des barres d'un four de chauffage avant trempe, on les entraine en immersion dans un liquide de trempe contenu dans un bac et on sort les barres trempées du bac, caractérisé par le fait qu'on immerge les barres dans le liquide de trempe une par une. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une contrainte, il est, bien sAr, préférable de mettre en oeuvre un tel procédé, quand on peut défourner les barres également une par une, ce qu'autorise, par exemple, un four à longerons à défournement latéral. Grâce à un tel procédé la position de chacune des barres dans le bac de trempe n'étant plus contrariée par la présente des autres, puisque les barres sont individuellement immergées, on élimine la déformation des barres due à un transfert en nappes du four de chauffage dans le bac de trempe. Dans une mise en oeuvre préférée du procédé selon l'invention, on sort les barres du bac de trempe également une par une, pour naturellement les évacuer au fur et à mesure qu'elles sont trempées. Dans une autre mise en oeuvre avantageuse du procédé selon l'invention, et avant de les immerger totalement dans le liquide de trempe, on transfère les barres directement du four dans le bac de trempe. Les barres pénètrent alors dans le bac de trempe au travers d'un déversoir devant lequel elles sont aspergées de liquide de trempe.Si ce liquide est, par exemple, de l'huile, cette huile ruisselle sur les barres sans jamais s'écouler le long des barres ni pénétrer à l'intérieur du four. En effet, les barres étant introduites une par une dans le bac de trempe, on ne crée plus les rigoles, formées par la Juxtaposition des barres en nappes, dans lesquelles l'huile peut, dans les.procédés classiques, s'écouler jusqu'à 1'intérieur du four, si bien que cette huile ruisselante tombe rapidement des barres. Les risques d'incendie sont, ainsi, avantageusement supprimés. Dans une autre mise en oeuvre préférée du procédé selon l'invention, on assure, à l'ixtérieur du bac de trempe, et simultanément à leur avancement, la rotation des barres autour de leur axe longitudinal. Cette rotation, destinée à préserver lthomogénéité de température dans les barres, doit, de préférence, être assurée dès l'introduc-vion des barres dans le bac de trempe, ou mieux, dès l'aspersion de ces barres de liquide de trempe. Les barres sont alors avantageusement mises en rotation pendant le défournement du four de chauffage avant trempe, de manière gue, pendant le transfert des barres du four dans le bac, transfert durant lequel elles peuvent être aspergées, elles soient déjà en rotation. Dans une autre mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le le bac de trempe est automatiquement décaliminé. Par ailleurs, et dans le cas où il s'agit, par exemple, d'une trempe à l'huile, on peut laver et capter les buées d'huile qui se forment pendant le transfert direct des barres du four dans le bac de trempe, au moment où les barres sont aspergées d'huile. Enfin, on peut prévoir, dans le procédé selon l'invention, de détecter tout début d'incendie, et d'actíonner un dispositif anti-feu. La présente invention concerne également un bac de trempe pour la mise en oeuvre du procédé de trempe continue de barres selon l'invention, bac comprenant des moyens d'entrainement des barres, des moyens d'évacuation des barres et des moyens de circulation du liquide de trempe, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une cloison interne séparant un compartiment de trempe d'un compartiment de réserve, cloison dans laquelle est ménagée une ouverture formant déversoir du liquide de trempe du compartiment de trempe, dans le compartiment de réserve. Le bac étant disposé longitudinalement dans le sens de défournement des barres du four de chauffage, ces dernières peuvent être transférées, une par une, directement du four, d'abord dans le compartiment de réserve, et ensuite dans le compartiment de trempe, à travers l'ouverture de la cloison interne. Dans une forme de réalisation préférée du bac selon l'invention, la paroi d'extrémité, délimitant avec la cloison interne le compartiment de réserve, comporte également une ou ouverture se projetant longitudinalement au bac sur celle de la cloison interne. Le transfert des barres du four dans le bac de trempe s'effectue, dans ce cas, successivement à travers les ouvertures respectives de ladite paroi d'extrémité et de ladite cloison interne Dans une autre forme de réalisation du bac selon l'invention, le compartiment de trempe est également délimité par une deuxième cloison interne agencée et disposée de manière à pou voir ty maintenir le liquide de trempe à un niveau constant. co tinuellement À cet effet, le liquide de trempe peut être refoule, par l'intermédiaire des moyens de circulation, du compartiment de réserve dans le compartiment de trempe; le débit desdits moyens de circulation pouvant alors être supérieur à celui du déversoir de la première cloison interne, le compartiment de trempe se trouve en permanence suralimenté en liquide de trempe. Grâce à la deuxième clvison, le trop plein peut être déversé, par exemple directement dans le compartiment de réserve, ce qui assure un niveau constant du liquide de trempe dans le compartiment de trempe. I)ans une autre forme de réalisation particulièrement avantageuse du bac selon l'invention, les moyens d'entraînement des barres sont agencés pour assurer, simultanément à leur avancement, la rotation des barres autour de leur axe longitudinal. Ces moyens d'entraînement peuvent comprendre un train de galets rotatifs alignés et comportant une gorge, disposée dans un plan légèrement incliné sur l'axe d'alignement des galets, sur laquelle les barres peuvent avancer, individuellement, en étant animées d'un mouvement de rotation autour de leur axe longitudinal. Par ailleurs, les moyens d'évacuation des barres du bac de trempe, selon l'invention, peuvent comprendre un organe d'élévation et des organes d'éjection des barres, des moyens d'en trainement agencés pour pouvoir également transférer les barres des moyens d'entraînement à l'organe d'élévation. Dans une forme de réalisation intéressante du bac selon l'invention, les moyens de circulation du liquide de trempe comprennent au moins un organe de refoulement immergé dans le compartiment de trempe, agencé pour arroser les barres de liquide de trempe refroidi. I1 peut aussi être intéressant de munir le bac de trempe, selon l'invention, d'un organe de commande automatique d'arrêt des moyens d'entraînement destiné à coopérer avec les barres, de manière que celles-ci, à la fin de leur course dans le bac, soient arrêtées en position d'arrosege. Dans une autre forme de réalisation préférée du bac selon l'invention, on a prévu un dispositif de décalaminage automatique. Dans une autre réalisation avantageuse du bac, on a prévu des moyens de lavage et de captation des buées de liquide de trempe. Enfin, le bac de trempe, selon l'invention, peut être équipé d'un dispositif anti-feu destiné à être déclenché par un détecteur d'incendie. la présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation particulière du bac de trempe selon l'invention, description faite en se référant au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 représente une vue en coupe schématique du compartiment de réserve d'un bac de trempe à l'huile selon l'invention, et - la figure 2 représente une vue en coupe partielle du compartiment de trempe du bac,selon la ligne 22 de la figure 1. Le bac de trempe 100, par exemple en tôle soudée étanche, renforcée par des profilés et des fers plats non référencés sur le dessin, peut être de forme parallélépipédique, comme il est représenté sur le dessin. Il est muni d'une première cloison interne 1, séparant un compartiment de trempe 101 d'un compartiment de réserve 102, la cloison 1 comportant une ouverture 20 formant déversoir du liquide de trempe, par exemple de l'huile, du compartiment de trempe 101 dans le compartiment de réserve 102. La paroi d'extrémité 103 du bac 100 comporte également une ouverture 13 se projetant longitudinalement au bac 100 sur 1 'ou verture 20 de la cloison 1. Le bac 100 comporte une deuxième cloison interne 2, inclinée vers le haut du bac, depuis le fond 104 du bac 100 à une certaine distance de la paroi latérale 105 du bac 100, et délimitant, avec la cloison 1 et le fond 104, le compartiment de trempe 101 du bac 100, l'huile de trempe étant située au-dessus de la cloison 2. Le bord horizontal 5 de la cloison 2,perpendiculaire à la cloison 1, se trouve à une certaine distance de l'autre paroi latérale 106 du bac 100, de manière que le tropplein d'huile du compartiment de trempe 101 puisse se déverser dans la partie 4 du bac 100 située en dessous de la cloison 2 et qui communique donc avec le compartiment de réserve 102. La cloison 2 est supportée par des barres d'appui 107.Le compartiment de réserve 102 a une capacité telle qu'il peut absorber toute l'huile du compartiment de trempe 101 contenue entre le bord 5 de la cloison 2 et le niveau inférieur de l'ouverture 20 de la cloison 1, en cas d'arrêt des moyens de circulation de l'huile dont il va être question ci-après. Les compartiments 101 et 102 comportent des vannes de vidange 108, et sont raccordés à une citerne de stockage, non représentée sur le dessin, disposée en fosse à un niveau inférieur à celui du bac 100. Une pompe de transfert, non représentée sur le dessin, aspire l'huile du compartiment de réserve 102 pour la refouler en continu dans le compartiment de trempe 101, par l'intermé diaire d'An filtre et d'un échangeur de tenpératures, non plus représentés sur le dessin. La tuyauterie de li pompe de transfert comporte les vannes d'isolement et de dérivation nécessaires au remplissage, à la marche en circuit fermé et à la vidange de l'installation. En régime de marche, le débit de la pompe de transfert est supérieur à celui du déversoir 20 de la cloison 1, Si bien que le compartiment détrempe 101 est toujours suralimenté, le tropplein d'huile se déversant en permanence dans la partie 4 du bac 100 par le bord 5 de la cloison 2, ce qui assure un niveau constant, en l'ocourence celui du bord 5 de la cloison 2, de l'huile de trempe dans le compartiment de trempe 101. L'huile est refoulée dans le compartiment 101 par l'interne médiaire de deux rampes d'arrosage 7, munies de bustes de répartition, immergées dans l'huile du compartiment 101 et disposées dans le sens longitudinal du bac 100. Le compartiment de trempe 1G1 est équipé d'un train de galets 8 ou diabolos, rotatifs immergés dans l'huile, alignés et espacés dans le sens longitudinal du bac 100 et disposés entre les deux rampes d'arrosage 7. Chaque diabolo 8 est monté à l'une des extrémités d'un arbre tourillonnant dans une tourelle 10, munie de roulements à billes. L'ensemble des tourelles 10 est monté sur une poutre-support 12 solidaire de l'armature intérieure du bac 100. À l'autre extrémité des arbres tourillonnant dans les tourelles 10, est monté un double pignon denté 11, destiné à l'entraînement des diabolos 8.Cet entraînement s ! effectue au moyen d'une transmission par chaînes et d'un groupe motoréducteur frein, non représentés sur le dessin, groupe disposé sur un chssssis-support fixé à la partie inférieure du bac 100. À cet effet, le premier diabolo 8 entraîné par le groupe motoréducteur, par l'intermédiaire d'une chaîne et du premier pignon de son double pignon)entraîne à son tour, par l'intermédiaire d'une autre chaîne et du deuxième pignon de son double pignon, le diabolo suivant, qui à son tour, par l'intermédiaire du premier pignon de son double pignon, entraîne le diabolo suivant, et ainsi de suite jusqu'au dernier diabolo du train d'entraînement, un double pignon il étant respectivement relié aux deux doubles pignons qui le suive et le précède par une chaîne et l'un de ses deux pignons. Cet agencement supprime l'inconvénient du à une seule chaîne de transmission, qui néces site un système de tension du brin de retour. Les diabolos 8 comportent une gorge 109 disposée dans un plan légèrement incliné, par exemple de quelques degrés, sur l'axe d'alignement de ces diabolos, et les axes des arbres des tourelles 10 sont écartés du même angle des perpendiculaires à l'axe d'alignement des diabolos 8. Vers son extrémité opposée à la cloison 1, le compartiment de trempe 1G1 comporte un dispositif de présence de barre-, non représenté sur le dessin, destiné à manoeuvrer, par l'intermédiaire d'un renvoi débouchant à l'extérieur du bac 100, un contact de commande d'arrêt de l'entraînement des diabolos 8. Les moyens d'évacuation des barres comprennent un élévateur d'évacuation 110, disposé parallèlement à la cloison 2 dans le compartiment de trempe 101, et constitué d'un châssis, non représenté sur le dessin, supportant un certain nombre de paires de roues dentées 23, par exemple autant que de diabolos 8, montées sur des arbres tourillonnant dans des paliers à billes, sur lesquelles s'enroulent des chaînes sans fin 14, munies de doigts pousseurs 19 régulièrement espacés et destinés à remonter les barres. L'entraînement de l'élévateur 110 s'effectue en tête de l'élévateur par une transmission à chaîne et un deuxième groupe moto-réducteur freins 24. Les moyens d'évacuation des barres comprennent également des bras d'éjection 15 disposés entre les diabolos 8 et articulés, par l'une de leurs extrémités, sur l'arbre de renvoi 16 de l'élévateur 110. Les autres extrémités des bras 15 sont solidaires d'une poutre de liaison 17 actionnée par un vérin hydraulique de tirage 18 commandé par une centrale hydraulique non représentée sur le dessin. En position d'éjection, les bras 15 forment un plan incliné sur lequel les barres peuvent rouler jusqu'à l'élévateur 110. La partie inférieure du compartiment de trempe 101 située entre la paroi latérale 105 et la cloison interne 102 est constituée par deux parois inclinées 26 formant deux trémies de réception dans lesquelles, peut se déplacer un dispositif classique 27 de décalaminage automatique, par exemple du type Hapman, entraîné par un autre groupe moto-réducteur, et relié à un poste de déchargement de la calamine. Le compartiment de réserve 102 du bac 100 est surmonté d'une hotte 111 de captation des-buées d'huile. La hotte 111 est raccordée à un séparateur cyclone 28 par une gaine 29 comportant un pulvérisateur 30 à eau à cône plein destiné à laver les buées d'huile. Cet ensemble est mis en dépression par un venti lateurcentrifuge 31 par l'intermédiaire d'une deuxième gaine 112 comportant également un pulvérisateur 30 à eau à cône plein. La partie inférieure du séparateur 28 est reliée à un égout 32. La hotte de captation 111 est équipée d'une rampe 33 munie de buses de projection à grand débit de gaz carbonique, destinées à être déclenchées automatiquement par un détecteur d'incendie, par exemple du type à quartz fusibles et percuteur à contrepoids. Cette commande anti-feu est doublée d'un déclencheur manuel. Le compartiment de réserve est muni d'un auget de tropplein 113 relié à la citerne de stockage. Enfin, une hotte 114 d'aspiration des gaz chauds est placée à l'entrée du bac de trempe 100. On comprendra mieux maintenant le déroulement des différentes phases du procédé selon l'invention, dont la mise en oeuvre repose précisément sur le bac de trempe venant d'être décrit. Le four 9, qui alimente le bac de trempe 100, défourne horizontalement les barres une par une suivant leur axe longitudinal, par exemple par l'intermédiaire d'un train de diabolos également montés inclinés et placés dans le four. Les barres, extraites du four, traversent d'abord la paroi 103 par l'ouverture 13, puis la cloison interne 1 par le déversoir 20, où elles sont aspergées d'huile. Les barres étant introduites une par une dans le bac 100, l'huile qui ruisselle sur ces barres tombe rapidement dans le compartiment de réserve 102 du bac 100, sans jamais pouvoir s'écouler jusqu'à l'intérieur du four 9, éliminant ainsi les risques d'incendie. Les barres pénètrent ensuite dans le compartiment de trempe 101 du bac 100 pour être prises en charge par les diabolos 8, dans les gorges 109 desquels elles viennent se placer. Les gorges 109 étant disposées dans des plans légèrement inclinés sur l'axe d'alignement des diabolos 8, et par conséquent sur l'axe longitudinal des barres, celles-ci avancent dans le compartiment de trempe 101 en continuant d'être animées d'un mouvemen: ve rotation autour de leur axe longitudinal, mouvement communiqué dès leur défournement par les diabolos du four 9 également montés inclinés. Grâce à un tel mouvement de rotation, l'homogénéité de température des barres peut être préservée. Arrivées en fin de course dans le compartiment de trempe 101, les barres actionnent le dispositif de présence de barre qui commande l'arrêt de l'entraînement des diabolos 8. On notera ici, que les diabolos 8 sont en nombre suffi sant pour pouvoir supporter des barres de toutes longueurs et éviter ainsi de les déformer. Après un temps d'arrêt sur les diabolos 8 en position d'arrosage entre les rampes d'arrosage 7, temps d'arrêt réglé par une minuterie en fonction du diamètre des barres et de la cadence de défournement du four 9, les barres trempées sont transférées sur l'élévateur d'évacuation 110. A cet effet, les bras d'éjection 15, entraînés par l'intermédiaire du vérin 18 et de la poutre 17, s'élèvent entre les diabolos 8 pour sortir les barres trempées des gorges 109 des diabolos 8. Les bras 15 forment alors un plan incliné sur lequel les barres roulent pour aboutir en butée sur les chaînes 14 de l'élévateur 110. Les chaînes 14, en s'enroulant sur les roues 23 entraînées par le groupe moto-réducteur 24, remontent ensuite les barres trempées poussées par les doigts 19 des chaînes 14, de telle manière que deux barres 122 sont en égouttage sur les chaînes 14, deux barres 121 sont en immersion sur les chaînes 14, et une barre 120 est en immersion sur les diabolos 8. Les barres, en fin d'égouttage sur les chaînes 14 sont ensuite évacuées sur un plan incliné 25 aboutissant, par exemple, à un réceptacle ou à un convoyeur 115. Le procédé de trempe à l'huile décrit ci-dessus ne doit pas être considéré comme limitatif du procédé de l'invention, dans lequel l'eau peut tout aussi bien être le liquide de trempe. REVENDICÂTIONS 1.- Procédé de trempe continue de barres, dans lequel, après défournement horizontal des barres d'un four de chauffage avant trempe, n les entraîne en immersion dans un liquide de trempe contenu dans un bac et on sort les barres trempées du bac, caractérisé par le fait qu'on immerge les barres dans le liquide de trempe une par une. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on évacue les barres du bac de trempe une par une. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel on transfère les barres directement du four dans le bac de trempe. 4.- Procédé selon la revendication 3, dans lequel on assure, simultanément à leur avancement dans le bac, la rotation des barres autour de leur axe longitudinal. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on décalamine automatiquement le bac de trempe. 6.- Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel on lave et capte les buées de liquide de trempe. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel on détecte automatiquement tout début d'incendie avant d'actionner automatiquement un dispositif anti-feu. 8.- Bac de trempe, pour la mise en oeuvre du procédé de trempe continue de barres selon la revendication 3, comprenant des moyens d'entraînement des barres, des moyens d'évacuation des barres et des moyens de circulation du liquide de trempe, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une cloison interne séparant un compartiment de trempe d'un compartiment de réserve, cloison dans laquelle est ménagée une ouverture formant déversion du liquide de trempe du compartiment de trempe dans le compartiment de réserve. 9.- Bac selon la revendication 8, dans lequel la paroi d'extrémité du bac, délimitant, avec la cloison interne, le compartiment de réserve, comporte une ouverture se projetant long;- u- dinalement au bac sensiblement sur celle de la cloison interne. 10.- Bac selon l'une des revendications 8 et 9, dans lequel le compartiment de trempe est également délimité par une deuxième cloison interne agencée et disposée de manière à pouvoir y maintenir le liquide de trempe à un niveau constant. 11.- Bac selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel les moyens d'entraînement sont agencés pour assurer, simultanément à leur avancement, la rotation des barres autour de leur axe lon- gitudinal. 12.- Bac selon la revendication 11, dans lequel les moyens d'entraînement comprennent un train de galets rotatifs alignés et comportant une gorge disposée dans un plan légèrement incliné sur l'axe d'alignement desdits galets. 130- Bac selon l'une des revendications 8 à 12, dans lequel les moyens d'évacuation comprennent un organe d'élévation et des organes d'éjection des barres des moyens d'entraînement, lesdits organes d'éjection étant agencés pour pouvoir également transférer les barres desdits moyens d'entraînement audit organe d'élévation. 14.- Bac selon l'une des revendications 8 à 13, dans lequel les moyens de circulation du liquide de trempe comprennent au moins un organe de refoulement immergé dans le compartiment de trempe agencé pour arroser les barres de liquide de trempe refroidi. 15.- Bac selon l'une des revendications 8 à 14, comprenant un organe de commande automatique d'arrêt des moyens d'entraînement. 16.- Bac selon l'une des revendications 8 à 15, comprenant un dispositif de décalaminage automatique. 17.- Bac selon l'une des revendications 8 à 16 comprenant des moyens de lavage et de captation des buées de liquide de trempe. 18s- Bac selon l'une des revendications 8 à 17, comprenant un détecteur d'incendie agencé pour déclencher un dispositif anti-cu.