Brevet FR2543574A1 — publié le 19841005

L'invention concerne un procédé pour établir la nécessité d'ajuster la quantité d'eau dans un bain de trempe à plusieurs composants, en particulier un bain de sel pour la trempe de l'acier et de la fonte et un appareil pour la mise en pratique de ce procédé. Pour tremper des pièces en acier et en fonte, dans les ateliers de trempe des usines de construction mécanique et des usines métallurgiques, on emploie comme milieu de refroidissement principalement des bains de sel comprenant de l'eau. Le pourcentage d'eau dans les bains de trempe à plusieurs composants varie sans cesse par suite des conditions opératoires de trempe. Une opération de trempe appropriée provoque une chute plus rapide du pourcentage d'eau dans un bain de trempe à plusieurs constituants. L'accroissement le plus rapide du pourcentage d'eau dans un bain de trempe à plusieurs constituants apparait lors de l'apport d'eau industrielle ou d'eau de rinçage.Une fluctuation du pourcentage d'eau dans un bain de trempe a plusieurs constituants, qui crée des conditions de refroidissement irrégulières pour les opérations de trempe, conduit à des produits trempés de qualité mauvaise et inégalè ; de plus Si le pourcentage d'eau d'un bain de trempe à plusieurs constituants est très élevé, par exemple dans le cas d'un bain de sel toxique, le sel peut s'échapper dans l'environnement ce qui, en raison de sa température et de sa toxicité, nuit à l'hygiène et à l'innocuité du travail dans un atelier de trempe.C'est pourquoi il est nécessaire d'ajuster le pourcentage d'eau dans un bain de trempe a plusieurs constituants du point de vue technologique et du point de vue de l'hygiène, c'est-à-dire de façon à pouvoir assurer pratiquement les mêmes conditions de refroidissement pour les mêmes opérations de trempe. On a proposé de très nombreux procédés pour ajuster le pourcentage d'eau des bains de trempe à plusieurs constituants. En particulier, pour les bains de sel, il existe des procédés selon lesquels on ajoute de l'eau dans un sel fondu selon diverses propriétés physico-chimiques d'un échantillon prélevé dans le bain ou selon divers simulateurs de trempe, éventuellement en fonction de la densité du bain de sel pour trempe que l'on détermine avec un densimètre. Ces procédés ne sont pas très pratiques du point de vue technique en raison de leur imprécision, des conditions opératoires malaisées et du fait qu'ils accroissent les besoins en main d'oeuvre. Un autre procédé connu à ce jour pour ajuster le pourcentage d'eau d'un bain de sel pour la trempe, consiste à ajuster le pourcentage d'eau dans le bain de sel pour la trempe selon la conductivité électrique du bain de sel pour la trempe. L'avantage de ce procédé réside dans la possibilité d'automatiser l'ajustement du pourcentage d'eau du bain de sel pour la trempe. Cependant il faut mentionner un inconvénient de ce procédé, c'est-à-dire son imprécision, car la conductivité électrique du bain de sel pour la trempe est modifiée pardes impuretés dont la teneur s'accroit au cours des opérations de trempe et également par les variations de la température du bain de sel pour la trempe. Certains des inconvénients précités des procédés connus à ce jour peuvent être éliminés grâce au procédé pour établir la nécessité d'ajuster la quantité d'eau dans un bain de trempe à plusieurs constituants et grâce à l'appareil pour la mise en pratique de ce procédé selon l'invention, dont le principe réside dans le fait qu'on chauffe le bain de trempe à plusieurs constituants en un emplacement quelconque jusqu'à un point d'ébullition et, si le point d'ébullition est supérieur à celui désiré, il faut accroître le pourcentage d'eau et vice versa.L'appareil pour la mise en pratique du procédé selon l'invention comprend une sonde constituée d'un corps chauffant creux fermé à une extrémité dans la cavité duquel est logé un élément détecteur de température et ledit corps chauffant est logé librement dans un tube ouvert aux deux extrémités qui est raccordé audit corps chauffant au moyen de nervures d'écartement. Un avantage du procédé pour établir la nécessité d'ajuster la quantité d'eau dans un bain de trempe à plusieurs constituants selon l'invention, réside dans le fait qu'il n' est pas coûteux, qu'il permet d'automatiser l'ajustement du pourcentage d'eau d'un bain de trempe à plusieurs constituants et qu'il assure pratiquement les mêmes conditions de refroidissement pour des opérations répétées de trempe. L'appareil pour la mise en pratique de ce procédé est simple, facile à trans porter et peut être appliqué à des cuves de dimensions et de types divers pour des bains de refroidissement pour trempe. Pour que l'appareil selon l'invention puisse être bien compris et facilement utilisé, un de ses modes de réalisation préférés est ci-après décrit de façon plus détaillée à titre d'exemple et illustré par les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une élévation de l'appareil en coupe partielle ; et - la figure 2 est un plan de l'appareil selon une coupe effectuée dans le plan A-A de la figure 1. L'appareil selon l'invention comprend une sonde constituée d'un corps chauffant creux 1 fermé à une extrémité et logé librement dans un tube 2 ouvert des deux côtés,-qui est raccordé audit corps chauffant 1 au moyen de pièces d'écartement formées ici par des vis 3. Un élément détecteur de température 4 est logé dans la cavité du corps chauffant 1. Les éléments de chauffage par résistance électrique 6 du corps chauffant 1 sont interconnectés par une charge 5 de métal conducteur de la chaleur. Les conducteurs électriques 7 des éléments de résistance électrique 6 et un fil de raccordement 8 pour l'élément détecteur 4 traversent un tube support 9 qui est raccordé au corps chauffant I.A l'extrémité du tube support 9, le fil de raccordement 8 est raccordé a un connecteur 10 et les conducteurs 7 sont raccordés a un connecteur 11. A partir du connecteur 11, un câble 12 conduit a une source de courant électrique et à partir du connecteur 10, un câble de sortie 14 conduit à un appareil de mesure, éventuellement à un régulateur. Lorsqu'on veut établir la nécessite d'ajuster la quantité d'eau dans un bain de trempe à plusieurs constituants an moyen de l'appareil selon l'invention, on doit plonger l'appareil dans le bain de trempe à plusieurs constituants en un emplacement quelconque jusqu'a un repère d'immersion 15 et on fixe l'appareil au moyen d'un anneau de suspension 13. On doit ensuite mettre en service le corps chauffant. Une couche du bain de durcissement à plusieurs constituants se trouvant entre le tube 2 et le corps chauffant 1 est chauffée et son niveau s' élève. Par suite de cette élévation, la sonde aspire le bain de trempe à plusieurs constituants à travers son extrémité immergée.Sur la surface d'échange de chaleur du corps chauffant 1, le bain de trempe à plusieurs constituants bout et dans le corps chauffant creux 1,- refroidi par le bain de trempe à plusieurs constituants bouillant, il s'établit un champ de température stable qui varie si la température d'ébullition du bain de trempe à plusieurs constituants varie. Un changement du champ de température du corps chauffant 1 provoque un changement de la température du corps chauffant 1 à l'emplacement où l'élément détecteur de température 4 est incorporé. De la sorte l'appareil indique tout changement de température d'ébullition du bain de trempe à plusieurs constituants par un changement de la température du corps chauffant 1 à l'emplacement où est incorporé l'élément détecteur de température 4. Si l'élément détecteur de température 4 indique une température supérieure à celle requise, il est nécessaire d'accroître le pourcentage d'eau du bain de durcissement à plusieurs constituants. Si l'élément détecteur de température indique une température inférieure à celle requise, il est nécessaire d'abaisser le pourcentage d'eau du bain de trempe à plusieurs constituants. Bien que l'invention ait été décrite et illustrée relativement à un de ses modes de réalisation préférés, il est évident qu'elle n'est pas limitée à ce mode de réalisation et qu'elle peut s'appliquer à de nombreux autres modes de réalisation entrant dans le cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Procédé pour établir la nécessité d'ajuster la quantité d'eau d'un bain de trempe à plusieurs composants, en particulier d'un bain de sel pour la trempe de l'acier et de la fonte, caractérisé en ce que le bain de trempe à plusieurs constituants est chauffé en un emplacement quelconque jusqu'à un point d'ébullition et, si le point d'ébullition est supérieur à celui désiré, le pourcentage d'eau doit être accru et vice versa. 2. Appareil pour établir la nécessité d'ajuster la quantité d'eau d'un bain de trempe à plusieurs composants selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde constituée d'un corps chauffant creux (1) fermé à une extrémité dans la cavité duquel est logé un élément détecteur de température (4), ledit corps chauffant étant logé librement dans un tube (2) ouvert aux deux extrémités qui est raccordé audit élément chauffant par des pièces d'écartement (3).