Brevet FR2418058A1 — publié le 19790921

L'invention concerne un procédé d'oxycoupage de pièces de métal, tel que de l'acier doux, à l'aide d'un chalumeau à découper alimenté par trois débits gazeux, à savoir : un débit de gaz combustible, un débit d'oxygène de chauffe et un débit d'oxygène de coupe. On sait que l'oxycoupage consiste à découper des pièces métalliques par projection d'un jet d'oxygène sur la surface à découper préalablement portée à haute température par la combustion d'un mélange gaz combustible-oxygène. On arrive ainsi découper des pièces de plusieurs centimètres, voire même de plusieurs dizaines de centimètres d'épaisseur. Habituellement, on optimise la vitesse et la qualité de la coupe en faisant varier les paramètres de réglage suivants - forme et dimension de la buse du chalumeau différentes suivant la nature des gaz de chauffe - vitesse d'avance du chalumeau. Un réglage correct de la vitesse d'avance permet, quel que soit le gaz combustible d'obtenir une coupe convenable sans fusion d'arête avec un "retard" acceptable, le retard étant ici défini comme la différence d'avance entre le haut et le bas du front de la saignée pratiquée par le chalumeau. On a longtemps utilisé l'acétylène comme gaz combustible car il présentait l'avantage de donner une flamme très chaude d'environ 35000C. Toutefois la préparation, le stockage éventuel et l'utilisation de l'actylène réclament des moyens techniques importants et de grandes précautions de sécurité à cause de la susceptibilité de l'acétylène à la décomposition explosive, de l'étendue des limites de détonation de ses mélanges avec l'air ou l'oxygène et de la grande vitesse de propagation de flammes dans ces mélanges. Par la suite, l'utilisation d'autres gaz combustibles tels que le gaz naturel, le propane et le butane s'est considérablement développée pour des raisons d'économie, de sécurité et de commo dité. L'inconvénient de ces derniers gaz par rapport à l'acétylène est cependant de donner des flammes beaucoup moins chaudes. Le propane ne permet, par exemple, que d'atteindre des températures de 27000C. Le but de l'invention est de créer un procédé permettant de pallier ces inconvénients car il permet de se rapprocher des températures obtenues avec l'acétylène tout en étant beaucoup plus économique que le procédé à l'acétylène et aussi sûr que le procédé utilisant d'autres gaz combustible#que l'acétylène. A cet effet l'invention concerne un procédé d'oxycoupage de pièces de métal tel que de l'acier doux, à l'aide d'un chalumeau a découper alimenté par trois débits gazeux, à savoir : un débit de gaz combustible, un débit d'oxygène de chauffe et un débit d'oxygène de coupe caractérisé en ce que, au débit du gaz combustible pouvant être constitué principalement de propane, on ajoute un additif constitué d'un peroxyde organique et d'un mélange liquide d'hydrocarbures apte à tenir en dissolution ou en suspension les constituants de l'additif. On obtient ainsi un accroissement de la température de la flamme et de la pièce a couper, d'où ureplus grande rapidité de coupe accompagnée d'une économie tant de gaz combustible que d'oxygène de chauffe et d'oxygène de coupe.On remarque en même temps une nette amélioration de la qualité de la coupe dont les bavures sont pratiquement absentes. La structure cristalline de l'alliage est également beaucoup mieux conservée. Suivant une caractéristique de l'invention le peroxyde organique entrant dans la composition de l'additif possède la formule générale R1-O-O-R2 dans laquelle R1 représente un radical alkyl, aralkyl, cycloalkyl, aryl, alkaryl alkényl, cycloalkényl, aroyle et R2 représente l'hydrogene ou un radical alkyl, aralkyl, cyclcalkyl, aryl, alkaryl, alkényl, cycloalkényl, aroyle. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on dissout le peroxyde, par exemple le peroxyde de benzoyle à raison de 0,05 à 0,30, de préférence 0,15 % en poids, dans le pentane et l'on mélange cette solution à raison de 5 à 10 % en poids, de préférence d'environ 6 e en poids, au propane utilisé comme gaz de chauffe. L'additif étant liquide à la température ambiante, on l'injecte dans le gaz par des moyens classiques tels que - mélange direct dans la bouteille de gaz équipée d'un tube plongeur, - passage du gaz, avant envoi au chalumeau, dans un saturateur contenant l'additif, - introduction goutte à goutte de l'additif dans le col d'un venturi traversé par le gaz et disposé juste avant le chalumeau, - etc... L'additif agit en augmentant la vitesse de combustion du gaz, ce qui a pour effet de donner une flamme plus courte et plus intense et donc plus chaude. Les quantités d'additif à introduire étant très faibles, on suppose que son action est due à une réaction en chaîne de formation de radicaux libres. Dans le cas ou l'additif est un métal de transition, on peut penser que les oxydes formés dans la flamme sont ionisés et catalysent la combustion du gaz. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples non limitatifs suivants EXEMPLE 1 On utilise un chalumeau d'oxycoupage monté sur une machine d'oxycoupage à guidage et avance automatique. Le chalumeau est alimenté au propane. L'additif est une solution à 0,15 % en poids de peroxyde de benzoyle dans un mélange d'hydrocarbures en C5. On introduit l'additf à raison de 6 % en poids dans le débit de propane. Après optimisation des réglages, notamment de ceux de la buse, de la vitesse d'avancement du chalumeau, du rapport des débits d'oxygène et de gaz combustible, on obtient les résultats reproduits sur le tableau 1 en même temps que ceux de l'exemple 2. EXEMPLE 2 On utilise le même matériel dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1. Seul l'additif est différent. Il est cons titué par une solution à 0,15 % en poids de peroxyde de tertiobutyle dans le même mélange d'hydrocarbures en C5 que l'on utilise alors avec les mêmes dosages que dans l'exemple 1. TABLEAU 1 Propane Propane Propane Commercial i avec avec sans additif additif additif Ex. 1 Ex. 2 Temps d'amorçage 8 8 8 (s > Vitesse de coupe (m/h) 17,0 20,2 27,6 Gaz de chauffe 15,2 16,5 8,33 c: oeoe O2 de chauffe 61,8 35i5 32 60 orcua, o > -# # O2 pU 2 de coupe 174,1 119,9 166,6 C; Oat D O2 total 235,9 155,4 199,2 l REVENDICATIOLJS 1 - Procédé d'oxycoupage de pièces de métal tel que de l'acier doux, à l'aide d'un chalumeau à découper alimenté par trois débits gazeux, à savoir : un débit de gaz combustible, un débit d'oxygène de chauffe et un débit d'oxygène de coupe caractérisé en ce que, au débit du gaz combustible pouvant être constitué principalement de propane, on ajoute un additif constitué d'un peroxyde organique et d'un mélange liquide d'hydrocarbures apte à tenir en solution les constituants de l'additif. 2 - Procédé d'oxycoupage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le peroxyde organique possède la formule générale R1-O-O-R2 dans laquelle R1 représente un radical alkyl, araîkyl, cycloalkyl, aryl, alkaryl, alkényl, cycloalkényl, aroyle et R2 représente l'hydrogène ou un radical alkyl, aralkyl, cycloalkyl, aryl, alkaryl, alkenyl, cycloalkényl, aroyle. 3 - Procédé d'oxycoupage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on dissout le peroxyde, à raison de 0,05 à 0,30, de préférence 0,15 % en poids, dans le pentane et l'on mélange cette solution à raison de 5 à 10 % en poids de préférence d'environ 6 % en poids au propane utilisé comme gaz de chauffe 4 - Procédé selon la revendication 3,caractérisé en ce que l'additif comprend du peroxyde du benzoyle. 5 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'additif comprend du peroxyde de tertiobutyle.