I. — Travail des llngpoto et des paquets

Les métaux industriels proviennent généralement déminerais, dont la réduction donne des masses plus ou moins spongieuses, des lingots coulés dont l'homogénéité est souvent imparfaite. Parfois, la masse est constituée par des déchets qu'il faut agglutiner, souder en formant l'ébauche grossière de la pièce à produire. Le travail dé première manipulation consiste à faire

PROCÉDÉS DE FORGEAGK DANS l'iKDUSTRIB t^

acquérir au métal ce qu'on appelle du corps, en le comprimant fortement, en le martelant, retirant, tout en ébauchant la forme.

Ordinairement les métaux fondus, devant ensuite être forgés, tels que le cuivre, le plomb, le fer, Tacier, etc., sont coulés dans des lingotières ouvertes, en fonte ou en fer, dont la basse température refroidit rapidement l'extérieur du lingot. Cette partie est solidifiée alors que le centre est encore liquide; les actions du refroidissement de Textérieur vers l'intérieur ont pour effet de déterminer de nombreuses soufflures à une faible distance des parois extérieures, des vides ou cavernes, des défauts d'homogénéité au cœur, que Ton prévient ou que l'on fait disparaître par les procédés de compression et de martelage.

S'il s'agit de fer soudé, la nécessité de procéder par soudage de mises nombreuses superposées et entrecroisées, pour obte* nir des pièces de fer de qualité suffisante est un très réel obstacle à la fabrication des grosses pièces, surtout quand les formes à obtenir présentent des profils très accentués qui imposent Tobligation de soumettre la matière à des déformations auxquelles elle ne se prête que difficilement. On se trouve quelquefois en présence de difficultés et même d'impossibilités de fabrication, et souvent les produits sont imparfaits parce que le soudage ne se fait pas dans de bonnes conditions. De plus, la difficulté de souder est en raison inverse de la quaUté du métal, en sorte que, quand on a besoin d'obtenir des pièces de grande résistance, il devient très difficile d'obtenir une sçudure, une homogénéité convenables.

La substitution du fer fondu, de l'acier doux au fer présente le grand avantage de permettre l'obtention de lingots profilés de forme approchée, coulés dans des lingotières appropriées, qu'il suffit d'étirer aux dimensions définitives dans un laminoir finisseur (1).

(1) Cette application des lingots profilés pour fers divers, pièces tubulaires. . . a été indiquée en premier lieu par la Compagnie des forges de Terre-Noire, la Voulte et Bessèges. Brevets des 11 août 1865, 14 mars 1866, 23 juillet 1866.

4 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIB

On obtient ainsi une grande facilité de laminage permettant rétirage proportionnel, ce qui n'est pas possible quand on est obligé d'employer des éléments de section rectangulaire pour les appliquer au laminage de barres fortement profilées.

Le métal fondu supprime la soudure tout en présentant des qualités meilleures, surtout au point de vue de Thomogénéité.

On peut obtenir par le laminage des pièces de plus fortesdimensions.

Il est aussi possible de confectionner beaucoup de pièces creuses qu'on ne saurait fabriquer en fer soudé par les procédés ordinaires.

Ces pièces creuses se laminent sur noyau incompressible, ou sur mandrin passant entre les laminoirs en même temps que la pièce ou sur un mandrin fixe logé entre les cylindres.

Ces mandrins sont de formes variables, en raison des profils intérieurs que l'on veut obtenir.

Les figures 4 montrent divers types de lingots et de pièces que l'on peut façonner par ces procédés rarement appliqués jusqu'à ce jour.

Les lingots d'acier sont généralement coulés dans des lingo* tières de fer ou de fonte, d'où ils sont enlevés après solidification sufiîsante, pour les laisser refroidir à terre; ou mieux, ils sont immédiatement introduits dans un four de réchauffage ou dans un puits d'uniformisation de la température chauffé au gaz d'une façon continue ou intermittente à volonté.

Après vingt-cinq à quarante minutes de séjour dans le puits dit a pit » (1), le lingot est enlevé et porté aux outils démise en œuvre.

Le réchauffage immédiat facilite l'équilibre des tensions intérieures dues au refroidissement inégal, favorise l'obtention d'une température uniforme, prévient la cristallisation trop prononcée de la partie centrale et les soufflures qui se produisent

(1) Adopté en premier lieu par Gjers MiUsand G» (Middlesborough).

PROCÉDÉS DE F0R6EAGE DANS l'iNDUSTRIE

par le refroidissement rapide particulièrement dans les gros lingots dont le poids atteint de 50 à 120' et plus (1).

La section peut affecter les formes usuelles rectangle, carrée, octogonale se prêtant mieux que la forme cylindrique ou

conique à l'action des outils de première façon. Cependant les gros lingots comprimés sont cylindriques ou coniques pour éviter les zones de moindre résistance qui se forment au refroidissement dans les sections polygonales. Les surfaces exté-

(1) A Chicago, Exposition de 1893, les forges de Bethléhem présentaient : un lingot cylindrique, en acier Martin, de 4",50 de longueur, de l",3o0 de diamètre; un lingot pour plaque de blindage : hauteur 5™,40, largeur 2'",55, épaisseur 1"»,30, du poids de 113*.

6 PROCÉDÉS DE F0R6EÂ6E DANS l'iNDUSTRIE

rieores supposées planes, s'affaissent quelque peu; elles sont tirées à cœur par les effets de contraction. Si le refroidissement des parties de pourtour est rapide, elles résistent au déplacement, des tensions énergiques se développent et si le métal passe par une période critique de ductilité, il se produit un déchirement central ou des criques longitudinales analogues à celles qui se déterminent dans un arbre dont la dessiccation est trop rapide.

Les lingotières sont en une ou deux parties (fig, /, pL I), réunies par des boulons oji des frettes qui facilitent le délingotage.

On a soin, lorsque le lingot présente des pailles, criques, défauts superficiels localisés, d'enlever le défaut à la tranche ou au burin-gouge de manière à obtenir une surface nette après les façons de mise en œuvre et éviter la propagation des solutions de continuité que le travail ne peut faire disparaître même par soudage, celui-ci étant souvent impossible à cause de Toxydation des surfaces à souder.

Pour faciliter la manœuvre des gros lingots, on enchâsse à scellement à Tabout supérieur, au moment de la coulée, une bride de fer rond qui déborde suffisamment pour recevoir le crochet de l'appareil de levage.

Pour retirer les lingots des lingotières, on emploie aux États- Unis, dans beaucoup d'aciéries, deux presses hydrauliques à cylindres verticaux superposés et réunies par de forts tirants en acier.

Le cylindre supérieur a, par exemple, un diamètre de 0",400 et une course de 1°^; le cylindre inférieur a un diamètre de 0",700 à 0",800 et une course de 0",300. Entre les deux vient s'arrêter le chariot portant trois lingotières pleines posées verticalement.

Chaque lingotière est amenée suivant Taxe vertical commun des deux pistons; on laisse descendre le supérieur, en supprimant la pression d'eau par dessous, jusqu'à ce que sa tige

VAOC&ùi& DE F0RGBA6E DAlfS L'INDUSTRIE 7

Tienne toucher la tête du lingot. A ce moment, de Teau qu'on a laissé afiDiuer sans pression par dessus le piston y est emprisonnée. Le lingot étant ainsi maintenu, on fait monter le pision inférieur qui peut produire un effort de 100.000 à 1SO.OOO<'« et qui vient soulever la table sur laquelle repose la lingotière, mais non le lingot qui se trouve ainsi déchaussé. Des grues enlèvent les lingotières, et d'autres les lingots pour les réchauffer ou les livrer au marteau-pilon ou au laminoir à blooms.

Compression à Vétcut liquide et pâteux.

Divers métallurgistes ont appliqué la compression à l'état liquide et pâteux au moyen de la presse hydraulique, aux lingots de cuivre (1), de bronze, de laiton, de plomb, de fer et d'acier. Avant 1860, on avait proposé de soumettre l'acier à la compression dans des moules, mais la réussite était peu assurée. Vers cette époque, Whitworlh commençait à employer des lingotières d'acier, en combinaison avec des pistons presseurs, de telle sorte que Tacier fluide une fois coulé se trouvait soumis à de fortes pressions.

Les figures 2, 3 et 4, planche 1 (2), montrent en coupes les moules pour couler les lingots. B est un cylindre d'acier tooAxi avec une légère inclinaison à l'intérieur, soit 1/50. C sont les segments de fonte légèrement cannelés longitudinalement et transversalement sur les bords biseautés, pour faciliter YéchKpp^ ment des gaz. Les surfaces intérieures sont recouvertes de torchis. D, plateau d'acier fixé au cylindre B par des vis. Dans ce couvercle est pratiqué un creux de la dimension de l'intérieur du moule, dans lequd est ajusté le piston F fixé à une tige I d'un piston de presse hydraulique. Le moule B est supporté sur le IHston F par des vis de frottement. Le frottement développé

(1) Depuis longtemps on soumettait le cuivre à uue certaine pression avant la solidification pour donner au métal un grain plus fin permettant de remployer à la fabrication des cylindres à imprimer sur étoffes.

(2) Dessins du brevet français du 24 mai 1866.

est surmonté lorsque la pression est appliquée et que le piston F est forcé à travers le collier dans le moule B, pressant ainsi le métal liquide.

Les surfaces H et H' sont garnies de torchis également.

Lorsque Tacier ou le fer fondu a été versé dans le moule, on abaisse rapidement le piston supérieur sur le métal liquide et on Ty assujettit. En même temps, la tige I de la presse est mise en mouvement et le piston F pénètre dans le moule.

Lorsqu'on a obtenu la pression déterminée, on laisse le moule et son contenu au repos jusqu'à ce que l'acier se soit entièrement solidifié; ou, si on le préfère, le moule est enlevé et le lingot est refroidi lentement dans un four.

Pour des pièces creuses, si le diamètre intérieur est petit, ou introduit des noyaux en fer forgé, et les pistons F sont creux.

Les figures 3 se rapportent à un moule d'acier fondu ayant quatre pistons dont trois sont conduits par des presses hydrauliques, moulant une fretie à tourillons T d'une pièce de cauon.

Le moule d'acier H est en deux parties réunies par des boulons et deux frettes J emboîtant les extrémités. La surface intérieure du moule est garnie de torchis. Dans le centre du moule est un tube de fonte ou de fer percé d'un grand nombre de petits trous pour l'échappement des gaz.

Le tube a un renflement C sur lequel est construit le noyau E, où sont placés les segments de fonte F percés de petits trous; les surfaces sont garnies de torchis. Sur le sommet du moule A' est un collier traversé par le plongeur X' qui descend rapidement sur le métal liquide dès que le moule est plein. M est un noyau de fer introduit dans le moule.

Whitworth adopte encore des lingotières cylindriques composées (fig, 4) (\ ) d'éléments courts pourvus de brides d'assemblage. La superposition des éléments permet de donner une

(1) Génie Civil, 30 mai 1885.

longueur à volonté. L'intérieur de la lingotière est garni de barres carrées en fer à arêtes abattues formant une série de cheminées en communication avec la partie intérieure par des petits trous horizontaux distants de 50""*. Les cheminées vertiticales débouchent en regard d'une cannelure circulaire pratiquée dans la bride supérieure et daos la bride inférieure des éléments extrêmes. Cette cannelure est en communication avec Textérieur par des trous permettant l'échappement des gaz. L'intérieur de la lingotière est enduit d'une couche de torchis séché.

La coulée a lieu aux abords de manière que la lingotière puisse rapidement prendre contact par le haut avec le piston hydraulique.

Au début, il s'échappe violemment des gaz enflammés et du métal liquide, puis la solidification ayant lieu, le chapeau supérieur est fixé et la pression graduelle est donnée par un plateau inférieur reposant sur quatre pistons de presse.

La pression est progressive et se fait avec des pompes jus.qu'à ce qu'elle développe environ 10^» par millimètre carré de section du lingot. La durée de cette première période de l'opération varie avec l'importance du lingot. Pour un lingot de 45^ elle est de 3S minutes. Ensuite, les corps de presses sont actionnés par un accumulateur qui maintient la pression à 1 ou 2''» par millimètre carré pendant toute la durée du retrait, <^ qui le facilite. La réduction de longueur pendant la première compression est d'environ 1/8. On comprime les plus gros lingots cylindriques ayant jusqu'à l^jSO et plus de diamètre et de 3 à 4°* de longueur, qui restent en pression pendant quatre à cinq heures. Whitworth emploie des presses hydrauliques dont les dispositions particulières sont représentées figure 5 (1).

La presse a quatre piliers creux ou fortes liges D filetées sur

(1) Brevet français, 4 mars 1815.

f PROCÉDÉS DB FORGEAGK DAMS l'iMDUSTRIB

une partie de leur longueur. Sur le sommet des piliers est fixée une table ou tête de fonte portant un ou plusieurs cylindres éleveurs hydrauliques reliés par des barres de suspension attachées à la tête mobile A de la presse principale. Cette tête A s'élève ou s'abaisse rapidement pour permettre l'emploi de lingotières de longueur variable, la tête étant vivement assujettie.

A cet effet, sur les piliers sont quatre écrous cylindriques K qui tournent lorsque la tête se meut verticalement; ces écrous servent à tenir la tête en position.

Cette tête est en relation avec deux vis M à pas rapide passant à travers deux écrous N logés dans la table supérieure fixe de la presse.

Deux hérissons sont clavetés sur les vis M et engrènent des Toues correspondantes montées sur le pourtour des quatre écrous.

Lorsque la tête mobile se meut, les vis M sont repoussées à travers les écrous N de la tête fixe, ce qui les fait tourner et la rotation se transmet aux quatre écrous des piliers. Ces écrous tournent et se déplacent à la même vitesse que la tête mobile, mais avec un jeu pour éviter le frottement.

Lorsque la tête est à hauteur voulue, elle vient prendre appui sur les écrous K. Pour cela, les écrous des vis à pas rapide sont reliés avec deux engrenages de pourtour actionnés par deux crémaillères montées sur une barre R qui est mue horizontalement par un piston hydraulique. Une autre disposition assujettit les vis à pas rapide à volonté.

La base de la presse est garnie d'un cylindre hydraulique qui lève la table portant la pièce à comprimer.

Pour faciliter le versement du métal fluide dans le moule, celui-ci est placé sur une table mobile à chariot J commandée par un piston hydraulique horizontal placé sur le côté de la presse. Le moule étant plein, la table est ramenée en dessous pour recevoir la pression.

PROCÉDÉS DE FORGEA'GE DANS l'u^DUSTRIE il

Afin de constater la réduction en longueur de la pièce, par Tefifet de la pression, on fixe à un ou à plusieurs des piliers un ndicateur U, montrant la course fournie par le piston compresseur.

Les arrêts 6, en deux parties, fixés aux piliers par des boulons, sont destinés à supporter la tête A lorsque la presse est au repos; ils soulagent les cylindres leveurs E.

M. Webb a adopté des lingotières en deux ou plusieurs parties réunies par des frettes (fig. 6, pL I) (1) .

Avant de couler le métal, on introduit une plaque de fer enduit de sable de fonderie pour garnir le fond; de même à la partie supérieure, au-dessus du métal coulé, on interpose une plaque également enduite de sable, entre le piston et le métal^ puis on met la presse en jeu.

Cette presse est double; sur le grand piston agit de la vapeur sous pression. Le plongeur de ce piston agit sur le liquide du deuxième corps de presse de diamètre plus petit à faible course, dont le plongeur exerce son action sur l'acier liquide.

Pour la coulée, les lingotières sont disposées en cercle, ou autrement, à proximité de chariots qui les emportent une à une, dès qu'elles sont pleines, aux presses qui sont disposées en séries plus ou moins nombreuses.

La compression des lingots ou des ébauches en acier fondu a donné lieu à l'emploi de presses puissantes dont la force est parfois supérieure à 10.000' (2).

Le procédé de compression de l'acier à l'état liquide-pâteux est courammentappliquédansles grandes aciéries des États-Unis.

Aux forges de Bethléhem, on amène sous la presse, dès qu'il est rempli, un moule légèrement conique.

Après la pression, on laisse refroidir le métal, puis on enlève le lingot du moule et on le porte au four à réchauffer.

(1) Brevet français du 13 janvier 1880.

(2) Aciérie d'Abouchoff.

Lorsqu'il est à la température voulue, on le soumet à Taction d'un pilon hydraulique.

Certaines forges ne trouvent pas utile de comprimer l'acier à Tétat fluide ou pâteux, le travail de compression énergique ou de martelage à l'état solide à haute température leur paraissant généralement suffisant pour assurer la bonne qualité du métal.

L'installation d un atelier de compression exigeant des appareils puissants et nombreux, les manipulations étant sujettes à caution, elles préfèrent s'en tenir aux procédés plus simples de forgeage préparatoire au pilon ou à la presse sur métal solide (1).

La compression des lingots d'acier dans les lingotières a cependant l'avantage de permettre d'opérer sur le métal liquide ou pâteux, état qui favorise le dégagement des gaz avec des pressions modérées, la compression finale pouvant à volonté s'élever jusqu'à 10, 20 et même 40^* par millimètre carré, réduisant le volume des bulles de gaz au millième de sa valeur primitive. Le volume diminuant de 8 à 12 0/0, la diminution correspond à l'espace primitivement occupé par les bulles.

La compression a aussi pour elTet d'augmenter notablement le pouvoir dissolvant du fer solide à haute température à l'égard des gaz quand la pression s'élève. Le métal retenant plus de gaz, les soufilures diminuent.

Le procédé a en outre le grand avantage de faire dispandtre ou d'éviter la retassure à la partie supérieure, de permettre l'utilisation du lingot en entier ou de réduire la chute à une très faible valeur. Avec les lingots ordinaires, à cause des défauts de retassement, il est généralement prescrit dans les cahiers des charges de fabrication : qu'avant de soumettre les lingots au façonnage, on affranchira la partie supérieure, le poids de inétal ainsi enlevé devant représenter 25 à 35 0/0 du poids total.

(1) Le Creusot a appliqué la compression des lingots en 1895.

Parfois on exige aussi quela partie inférieure subisse une chute de 4 à 5 0/0 du poids total. Le déchet est donc considérable.

Lingots comprimés entre cylindres.

Au lieu d'employer la presse pour comprimer les lingots on peut faire passer la lingotière contenant la masse métallique pâteuse entre des cylindres de laminoir à mouvement alternatif comme le montre la figure 7 (1).

Les lingotières présentent des dispositions spéciales d'assemblage des parties permettant la coulée facile, le déplacement relatif ou rapprochement des parois en contact avec les cylindres de pression qui emboîtent partiellement la lingotière sur faces en V de môme que l'intérieur de ces parois est aussi à faces obliques donnant lieu à des réactions symétriques dirigées vers le milieu du lingot.

Pour engager la lingotière entre les cylindres, de chaque côté du laminoir sont disposés un tabUer à rouleaux et un pousseur hydraulique ou à vapeur.

Ce procédé, nécessitant des lingotières à parois mobiles, difficiles à guider et à maintenir convenablement, ne s'est pas répandu.

Rappelons que, dans la première partie, nous avons signalé l'application des effets centrifuges sur le métal à l'état liquide ou pâteux. Ajoutons ici qu'en ce qui concerne les lingots d'acier d'environ 0,300 x 0,31)0 x l'",50, la disposition adoptée par les foires de Nykroppa, en Suède, comporte remploi de deux groupes de quatre lingotières (fig. /***J (2) pivotant autour d'un axe horizontal lorsque le châssis qui les supporte tourne; les lingotières passent ainsi de la position verticale à la position horizontale. La rotation, d'environ 100 à 120 tours par minute, est obtenue par une transmission comprenant plusieurs couples

(1) Breyet Buisset du 30 avril 1887.

(2) Bulletin technologique de janvier 1897. Fabrication de Vacier^ par M. Chômienne.

COMPHEÔÔEUR CENTRIFUGE;. Mo<i«U iScJoenia$ (18^^.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIB 13

d'engrenages. L'arbre vertical est solidement maintenu pour résister aux effets des masses en mouvement.

La rotation est produite aussitôt que les lingotières ont été remplies avec deux poches de coulée pour activer Topération, car il ne faut pas perdre de vue que l'action centrifuge est d'autant plus efficace que le métal est plus voisin de l'état liquide.

La rotation est prolongée jusqu'à solidification complète des lingotSy soit pendant environ un quart d'heure. Au début, les gaz s'échappent par l'ouverture de la lingotière; à la fin de l'opération il n'y a plus de dégagement.

Avec un lingot de 1,50 de longueur, la tête étant à 1,20 de l'axe de rotation, la pression sur le fond du lingot, tournant à raison de 120 tours, s'élèverait à 0^,2S par millimètre carré. Cette pression correspond à celle produite par une hauteur de métal liquide d'environ 30".

Sur la tête du lingot, la pression se réduit à 0^«,00013 par millimètre carré, valeur qui ne peut exercer d'effet utile que dans le début de l'opération, mais ne saurait guère prévenir l'effet du retrait à cœur qui détermine la poche de retassement.

Néanmoius, avec ce procédé, les soufflures sont peu nombreuses et les autres défauts prennent moins d'importance.

Lingots martelés ou pressés.

Avant l'ébauchage, les lingots d'acier sont souvent martelés ou pressés énergiquement pour augmenter l'homogénéité.

A la fin de l'opération, on coupe les chutes à la cisaille ou à la scie, puis le lingot est reporté au four à réchauffer.

Parfois, le lingot est tourné grossièrement, jusqu'à ce que les cavités de pourtour aient complètement disparu.

La puissance du pilon varie avec la section du lingot et le degré de déformation qu'il doit subir. Un pilon de 4.300^^° de puissance pourra utilement battre un lingot d'acier de 0*°,20 de côté : les gros lingots tels que ceux de 1">,S0 à 2"* décote ou de

16 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iMDUSTRIR

diamètre sont martelés par des pilons pouvant développer une puissance de 500.000^*".

La forc^ des presses varie évidemment avec la section et la zone d'action des outils. Ainsi, une presse de 1.000* peut opérer efficacemeni sur des lingots de 400/400 à 500/500 avec zone d'action de 200 de largeur.

Les gros lingots sont présentés aux outils, soit avec des engins de tenue appropriés, soit en les soudant à une queue cylindrique de poids et de longueur en rapport avec la pièce. Au moyen de la chaîne d'un treuil disposée vers le centre de gravité de l'ensemble, on peut aisément soulever, abaisser, faire pivoter, magœuvrer à volonté la pièce.

« Aux foires de Bethléhem, les lingots sont coulés avec une petite queue pentagonale. Pour les saisir, on se sert d'une virole en fonte d'un poids correspondant aux deux tiers du lingot, portant à l'intérieur, d'un côté, un évidement pentagonal et à l'autre extrémité un évidement carré dans lequel s'engage la queue de guidage.

» Autour de la virole, munie de sa queue de guidage, on fait passer une chaîne Galle (1) fixée à l'appareil vireur du pont roulant. On l'amène ainsi à portée du lingot dont on engage la tige dans l'évidement pentagonal.

» En avançant la chaîne Galle sur la virole qui fait contrepoids, on obtient Téquilibrago instantané et parfait du lingot, sans avoir besoin d'aucun système d'attache, ni pour le forgeage, ni pour le transport de la pièce (2). »

De môme que le refroidissement, le réchauffage des gros lingots d acier doit se faire lentement, surtout au début, aux températures de 300 à 500®, qui correspondent à des points critiques de ductilité.

(1) 11 convient d'altribaer cette chaîne à Léonard de Vinci (1452-1615), attendu que le grand artiste notait dans ses écrits le type de chaîne que Galle a appliquée aux appareils de levage.

(2) Extrait du rapport sur l'Exposition de Chicago, par M. Pierre Arbel, délégué de la Chambre de commerce de Saint-Etienne, 1893.

PROGâDÉS DEFORGEAGE DANS L'iNDUSTRIE 17

Par exemple ; un lingot d'acier doux de 0",80 de diamètre inscrit et de l^jSO de longueur pesant 7', exige une première chauffe d'au moins vingt-quatre heures; le réchauffage suivant sera de quinze à dix- huit heures; les autres seront d'une durée plus réduite variant avec la réduction de la section qui peut exiger, selon les cas, de 10 à 15 réchauffages.

Afin d'assurer la transformation de la structure cristalline en groupement amorphe, ces lingots sont chauffés vers 1100**, et ils retournent au four lorsque la température est tombée à

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Fig. S, — Cassure intérieure d'une pièce cylindrique de J50"* de diamètre.

700® dans les parties avoisinantes de l'extérieur, attendu que le cœur est encore à température plus élevée. Il ne faut jamais perdre de vue que la température joue un rôle prépondérant dans les diverses opérations de forgeage des aciersqui présentent les phénomènes de recalescence ou de transformation moléculaires à des températures plus ou moins variables. Si l'étirage exige des chaudes nombreuses, il faut d'autant plus de précautions pour éviter les coups de feu.

n convient aussi de posséder des fours permettant de chauffer le lingot en entier; on évite ainsi les tensions inégales qui se

produisent inévitablement quand un lingot est partiellement chauffé ou refroidi.

Ces tensions, avec des aciers à points critiques de ductilité^ peuvent déterminer des tapures ou cassures centrales perpendiculaires à Taxe de la pièce, défaut très grave et très difficile à faire disparaître, même avec un étirage prononcé.

La figure 2 ci-dessus se rapporte à un défaut de ce genre dont la forme primitive a été modifiée par l'étirage, qui a déterminé la formation de quatre zones d'affaissement séparées par des lignes telles que a6, ac nettement marquées ; les surfaces primitivement en contact se sont écartées en prenant une forme concave plus accusée, et il eût fallu une réduction de section très grande pour faire disparaître la cassure par soudure plus ou moins possible, ou seulement pour en réduire les dimensions relatives dans le sens transversal.

Ces défauts se présentent dans les lingots d'acier pour pièces de machines, tels que ceux pour arbres des gros moteurs. Dans divers cas, on a remarqué que la solution de continuité s*est présentée vers la portée de calage du volant; il est à présumer qu'elle provient d'un réchauffage partiel mal conduit, la pièce étant forgée de part et d'autre et non d'un seul tenant.

Loupes de fer.

Pour agglutiner les masses de fer dites balles ou loupes, obtenues directement du minerai (1) ou par le procédé de puddlage, on les cingle au marteau, ou on les roule, les maquette à la presse à mâquer.

L'opération doit comprimer la masse spongieuse, en expulser les scories visqueuses de manière que la loupe molle et poreuse devienne un massiau de métal plus dur, à molécules

(1) On obtient des loupes directement du minerai dans des fours chauffés au gaz, à l'usine de la Carbon Iron Company, à Pittsburg (procédé de A. Hunt, 1890).

PROCÉDÉS DE FORGEAOE DANS l'iNDUSTRIE 19

serrées que Ton réchauffe pour le marteler de nouveau ou le laminer.

Les petites loupes de 8 à 10^^ sont martelées avec des marteaux à bras et réchauffées dans des feux de forge ordinaire pour être étirées en barres ou en ébauches sur Tenclume.

C'est le procédé le plus simple, le plus ancien que Ton appliquait autrefois et encore aujourd'hui au travail des loupes de plusieurs centaines de kilogrammes en employant, dans ce cas, le martinet actionné mécaniquement.

Dans le cinglage d'une masse métallique pâteuse, poreuse^ sans cohésion, portée à haute température, telle qu'une balle de fer puddlé, le marteau doit, tout d'abord, agir modérément, par coups faibles, autrement il projetterait le métal à la façon d'une masse liquide frappée vivement; il y aurait perte de matière et la balle serait réduite en une galette trop mince pour la travailler convenablement, dès que le fer, un peu refroidi, permettrait de frapper fortement.

Les premiers chocs doivent donc agglutiner, refouler, comprimer la masse par une suite de coups répétés resserrant le métal dans les vides, chassant une partie des scories et conservant à la pièce la forme prismatique à section carrée, afin que chaque face puisse recevoir l'action du marteau dans les meilleures conditions d'effet utile, et, aussi, afin que la surface de refroidissement soit minimum (forme cubique). Le foi^eron ne perd jamais de vue que le travail à température élevée est le plus économique; il opère le plus rapidement possible sur fortes épaisseurs.

Ensuite la température s'abaissant, les coups doivent être plus intenses et toujours rapides; le métal est retourné en tous sens, les matières étrangères sont expulsées, projetées au loin sous l'action de plus en plus énergique de l'outil. Aux différentes périodes de l'opération, le métal se resserre, les cristaux se réduisent en grains plus ou moins fins suivant la qualité du fer qui prend plus ou moins de consistance.

SÔ PROCÉDÉS DE F0RGEA6E DANS L'iNDUSTRIE

Marteaux à cingler.

Le cinglage au marteau se faisait autrefois avec le maillet et le marteau ordinaire ou avec le pilon à main, la masse étant placée à fleur de sol sur un tas (fig. /, 2 et 5, pL II). Le cinglage s'achevait sur Tenclume surélevée en fonte fixée à un bloc de bois. Le marleau, en fonte également, puis plus tard en fer aciéré, était monté sur un manche ou levier articulé à un support (fig. 4).

On se servit aussi de masses relevées verticalement par une corde s'enroulant sur un rouleau de bois (fig. 3).

Si le marteau était lourd (il atteignait parfois plus de 50^^), la corde s'enroulait sur un treuil mû par manivelles (fig. 6). Les coups étaient aisément proportionnés au besoin du travail.

Avec la roue à cames ou mentonnets et la manivelle, le marteau à manche (fig. 7) put être actionné plus rapidement.

Ces moyens simples permettaient au forgeron ancien de manipuler des masses de fer ne dépassant qu'exceptionnellement une vingtaine de kilogrammes.

Lorsqu'on obtint des masses plus grosses, on adopta des marteaux plus lourds que Ton fit mouvoir par moteur hydraulique dont l'arbre portait plusieurs mentonnets agissant sur le manche du marteau, comme l'indique la figure 8. L'ensemble s'appelait : martinet à bascule ou à queue. Pour éviter l'usure rapide des mentonnets et de l'exirémité du manche, les premiers se firent en fer en les encastrant dans l'arbre, et le manche fut garni de frettes qui le consolidèrent.

On employait aussi la disposition dite à soulèvement ou à Tallemande. Le marteau était soulevé vers l'avant par des cames montées sur un arbre placé parallèlement au manche. On ajoutait une pièce de bois flexible contre laquelle le marteau buttait avant d'être en haut de sa levée. La pièce dite rabat fléchissait, et sa réaction, dès que la came abandonnait le manche, accélérait la chute du marteau.

PROCÉDÉS DE FOBGEAGE DANS l'iNDUSTRIB 21

La figure 40 montre une ancienne forge de travail des loupes avec marteau à soulèvement.

Elle représente (1) : « l'opération de cingler le renard, opération qui suit immédiatement celle de refouler le renard. Le goujat ou aide du marteleur tient Is^ bielle ou perche suspendue à l'extrémité de la bascule de Tempellement de la roue de l'arbre du marteau, pour donner en tirant cette perche la quantité d'eau nécessaire à la roue pour que son arbre lève lentement le marteau qui doit frapper à petits coups sur le renard; on augmente successivement la vitesse de la roue à mesure que les différentes parties du renard se rapprochent les unes des autres et qu'il acquiert la forme et la compacité qui lui fait donner le nom de pièce... Les premiers coups doivent être faibles, car un coup violent ferait éclater le renard en pièces, au grand danger des ouvriers. Dans le commencement de cette opération on voit ruisseler le laitier fondu comme l'eau qui sort d'une éponge que l'on comprime; la pièce façonnée est ensuite reportée à la chaufTerie, elle a pris la forme d'un prisme octogone ou d'un parallélépipède rectangle dont les arêtes sont abattues » et que l'on transforme ensuite en écrenée, en maquette, en barreau ou bande (fig. 9), puis en carnette ou en courçon.

» Les gros marteaux de fer forgé pesaient de 10 à 15 quintaux ; ils avaient 3 à 4 pieds de hauteur, 14 à 15 pouces de longueur à leur base, sur 4 pouces et demi de largeur. L'enclume pour le massé ne sort de terre que d'un pouce ; sa largeur est de 6 pouces et sa longueur est d'environ 2 pieds 4 pouces ; elle est enchâssée dans une pièce de fer quarrée nommée dême, qui est elle-même placée dans un granit fort dur qu'on nomme pierre de mail, de 5 à 6 pieds d'épaisseur et de diamètre. Les stocs sont parfois exécutés en barreaux de fer foi^és, posés verticalement et réunis par de forts liens d'un

(1) Extrait de VEncydopédie, tome IV des plaiichâ&.

très bon usage. Lorsqu'il s'agit de cingler le massé, pesant jusqu'à 300 livres et plus, on pose à côté de l'enclume une plaque de fer fort, de l'épaisseur d'un pouce et on environne Tenclume de terre afin que le massé ne puisse pas fuir.

» Le massé est coupé en massoques et chaque massoque est étirée en masselolte, puis en barroux au massouquettes.

» Quand il s'agissait d'acier, on le laissait tremper dans l'eau, dans la rouille pendant longtemps, huit jours et plus, pour l'améliorer. » ( Voyages métallurgiques de Jars.)

Signalons également l'emploi du marteau dit frontal (fig. 44), de construction moins primitive, créé vers 1780 pour le cinglage des grosses loupes des fours pudlings. Dans ce marteau les pièces principales sont en fonte. La frappe du marteau ou table, ou panne, est rapportée sur la tête pour permettre de la changer au besoin. La tête du levier est prolongée par un appendice contre lequel agissent les cames de l'arbre moteur.

Remarquons que le levier est posé sur un couteau arrondi, dans une entaille en V du support, ce qui réduit le frottement, prévient les réactions et la rupture. Le tas ou enclume est rapporté sur un dé en fonte ou chabotte reposant sur une fondation en bois pour donner de l'élasticité. Avec ces marteaux on cinglait les loupes pesant jusqu'à 150 à 200^^. Après cinglage, la loupe était ou non divisée en deux ou trois parties par l'action seule du marteau, sans hacheron. Réchauffée, chaque partie était étirée en maquette, puis en deux massiaux. Le manche en fonte des gros marteaux frontaux se rompait souvent.

Pour les loupes courantes, le poids des marteaux mécaniques variait de 40 à iOO^».

Ce poids atteignait 500^^ et plus s'il s'agissait de grosses balles; et dans le cas de marteaux frontaux, le poids s'élevait jusqu'à 6 à 8.000^«. La hauteur de chute était comprise entre 0",40 et 0",60.La vitesse de l'arbre variait de 20 à 30 tours par minute ou plus, et le nombre de coups variait de 60 à 300 par minute.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTAIE 23

La panne du marleau ainsi que la table de l'enclume présentaient parfois la forme d'une croix, afin de servir à la fois au cinglagedes loupes et à l'étirage ou forgeage des pièces.

Très souvent, tous les huit ou quinze jours, la tête du marteau était chauffée avec des charbons rouges, pour éviter qu'il ne se brise pendant le travail.

Les figures 12 et 13 se rapportent à un type de marteau à soulèvement en fonte permettant d'opérer le cinglage ou. le martelage des barres.

Remarquons que l'arbre des cames est pourvu d'un volant régulateur du mouvement : cet arbre était mû par un moteur à vapeur ou autre.

Les anciens martinets ont été peu à peu remplacés par les marteaux-pilons actionnés directement par la vapeur, l'eau ou l'air sous pression.

Pour le cinglage des loupes, on emploie des pilons à vapeur à simple ou à double effet, qui permettent de régler facilement l'intensité des coups dans la limite du pouvoir de l'outil.

On tend de plus en plus à adopter le pilon à double effet qui opère plus rapidement que celui à simple effet et dont les coups donnés à vitesse plus grande expulsent bien les scories et donnent ainsi un fer plus pur*

Les marteaux de cinglage développent ordinairement de 1 .500 à 3.000*»™ par coup en agissant sur des loupes de 40 à SO''».

Les grosses loupes de 100*« et plus exigent, pour être bien battues, des puissances variant de S.OOO à lO.OOO*»".

Les pilons de cinglage (fig. 15 et 16, pi. Il) sont à tas ou enclume plate rapportée et ciavetée sur une chabotte basse. La frappe du marteau est à table plane également, la loupe devant être fortement comprimée, plutôt qu'étirée.

La loupe cinglée au pilon est transformée, sous un autre, marteau, en barre ou massiau que l'on réchauffe pour l'étirage; ou bien, elle est livrée de suite à un laminoir ébaucheur pour la convertir en barre que l'on coupe en vue du corroyage.

24 PROCÉDÉS DE F0R6EAGE DANS l'iNDUSTRIB

Si la loupe doit être étirée au marteau, on y incorpore Textrémité d'une barre de fer destinée à servir de manche pour faciliter la manœuvre. Cette barre est terminée par un œilleton recevant un bâton.

Après réchauffages et martelages multiples, la loupe est transformée en roassiau de fer utilisable.

Pressage ou màquage des loupes.

C'est vers la fin du siècle dernier que fut appliquée la compression des loupes au moyen de presses à levier actionnées mécaniquement dites squeezers.

La figure /, planche III, représente une ancienne presse dont le levier est actionné par un excentrique. La balle de fer avait ordinairement 0"*,1S à O^jSO d'épaisseur; elle était rapprochée de l'articulation à mesure que les dimensions transversales se réduisaient et que le métal se refroidisaait.

La commande du levier se faisait aussi par une chaîne attachée, d'une part (fig. 2), à la queue du levier suffisamment lourde pour relever la tète, et d'autre part à une roue manivelle animée d'un mouvement de rotation continu.

Une presse plus récente, de construction mécanique plus perfectionnée, est celle figure S.

Le levier à deux branches formant un certain angle et présentant de plus un appendice formant contrepoids et guide,, est supporté par un palier à coussinets mobiles dans la cagepalier, de manière à permettre à volonté le travail de loupes plus ou moins grosses. Ce levier est actionné par bielle et manivelle, arbre de commande et roues d'engrenage. La loupe est placée sur une plaque de fonte rechangeable. De méme^ la tête du levier est armée d'une plaque rapportée permettant Je remplacement au besoin.

Leplus souvent, les faces d'action sont cannelées afin d'exercer des pressions en toutes directions, éviter le glissement. L'aspect

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L*1NDUSTR1B 25

de la tête, telle que celle figures 4 et 6', a fait désigner le squeezer sous le nom de crocodile.

Les presses de ce genre furent aussi actionnées directement par un piston à vapeur à simple effet, arliculé à une bielle et celle-ci articulée d'autre part au bras arrière du levier, comme Tindlque la figure 6. L'introduction et Féchappement de la vapeur étaient réglés par un distributeur actionné par levier à main. Afin d'éviter que le piston ne vienne heurter sur le fond du cylindre, on avait soin de disposer un arrêt élastique, pièce de bois, contre laquelle s'arrêtait la queue du levier.

Les presses à levier permettent de développer de grands efforts sur la pièce en œuvre pour de faibles efforts moteurs. L'action étant lente, sans chocs, progressive, l'énergie motrice se retrouve presque entièrement en travail de déformation du métal. Ces presses sont relativement simples, nécessitent moins de frais d'entretien que les presses hydrauliques ou à vapeur. On pourrait aujourd'hui les constituer sur de fortes dimensions et nul doute qu'elles rendraient encore d'excellents services dans divers travaux de préparation, de première compression, si elles n'avaient l'inconvénient d'exercer des efforts obliques entre les deux mâchoires lorsque celles-ci ne sont pas parallèles et d'agir moins rapidement que le pilon.

Depuis quelques années, la presse directe à vapeur et la presse hydraulique sont aussi employées au travail des balles de puddlage. La figure 7 est une presse à action directe de la vapeur (1). Le piston est de grand diamètre; la tige est renflée de manière que la vapeur n'agit que sur une couronne réduite pour relever le piston. Celui-ci est guidé contre tout déplacement rotatif par deux tiges assemblées avec le couvercle. La vapeur exerçant son action sur la face supérieure, la tête M, écrase, comprime la balle plus ou moins rapidement. On a soin de la retourner en tous sens. La pression peut s*cffectuer

(1) Modèle d'Adamson. Brevet du 9 février l256i .

^26 PROCÉDAS DE F0RGEA6E DANS L'INDUSTRIE

rapidement et, si on le juge opportun, la presse agit modérément comme un pilon ordinaire. Au lieu de vapeur on peut employer soit Tair comprimé, soit Teau; les dispositions sont analogues à celles de la figure qui précède.

Signalons encore la presse de Siemens (fig, *.)(!), dont le principe consiste à comprimer simultanément la loupe sur six faces. A cet effet, quatre pistons sont disposés horizontalement et un verticalement. La loupe est placée sur une table horizontale pouvant pivoter sur la traverse d'appui. Les têtes des pistons horizontaux ont une hauteur relativement grande et leur rapprochement progressif permet de resserrer la loupe fortement en même temps qu'elle est vivement battue avec le piston supérieur. A plusieurs reprises les pistons horizontaux s'écartent pour permettre de faire tourner le plateau et présenter à leur action tout le pourtour de la pièce qui peut finalement être fortement comprimée et présenter une section -carrée.

On reproche aux presses, dans le travail des loupes, de ne pas expulser suffisamment les oxydes, de refroidir rapidement ie métal au contact des têtes des pistons. Il faut opérer à plusieurs reprises et réchauffages alors qu'avec le marteau l'opération expurçe mieux et rapidement les matières étrangères; de plus, on peut profiter de la chaleur de la masse pour lui donner une forme régulière, pour la couper avec le hacheron en plusieurs parties, facilement maniables et forgeables.

Laminage des loupes.

L'agglutinage des loupes puddlées se fait aussi au laminoir longitudinal à cannelures, en faisant passer successivement la masse dite bloom dans plusieurs cannelures décroissantes.

Dans la plupart des forges, avant dépasser les loupes au laminoir dit cingleur ou préparateur, on a soin de les allonger, de

(1) Étude des marteaux-pUanSj par M. Casalonga, Bulletin 1888.

PROCÉDÉS DE F0RGE4GE DANS L'iNDUSTRIB 27

les cingler sous le marteau. Puis, profitant de la haute température du métal, l'opération peut se poursuivre par laminage en transformant la loupe en un massiau ou en une barre ébauchée dite de fer brut ébauché, ou fer n° 1 , ou barre puddlée de dimensions dont la largeur varie de 0"*,075 à O^jloO, Tépaisseur, de 0",020 à 0",050, la longueur variant de 4 à 6"». L'opération est rapide, la vitesse des cylindres pouvant atteindre O^jBO à 3°» et plus par seconde. La cannelure en V convient mieux que la cannelure en en, car pour une même pression verticale sur le cylindre supérieur, les pressions latérales sont supérieures, ainsi que nous l'avons signalé dans la première partie. Les premières cannelures présentent, soit des ondulations

Fig. 3, "^i^

(fig, 3), soit des entailles ou des saillies (fig. 4) qui grippant la loupe, forcent l'entraînement, produisent des saillies qui déter- •minent dans les passages ultérieurs des compressions énergiques très favorables à l'expulsion des laitiers et agissent ainsi à la manière d'une presse à cingler.

Le laminoir cingleur est ordinairement du type (fig. H, 42 et 43, pi. III) à deux cylindres ou bio employé depuis les premières applications de laminage des loupes par Cork et Pavsrel, vers 1787, dans le pays de Galles. La loupe ou bloom passe par la première cannelure; reprise à l'arrière elle repasse 'par devant au-dessus du cylindre supérieur, s'engage dans la deuxième cannelure, et ainsi de suite jusqu'à la dernière, en

28 PROCÉDÉS DE F0RGEA6E DANS l'iNDUSTRIB

ayant soin de faire tourner la pièce de 90** à chaque passage» Le nombre de cannelures ou de passages varie suivant le but que Ton se propose. Souvent la masse est passée deux et trois fois dans la première et dans la deuxième cannelure. Ce laminage ne demandant pas de précision, les cannelures ne s'emboîtent pas.

Les cylindres à loupes ont ordinairement un diamètre d'environ 0",40 à 0^,60 et tournent à une vitesse de 23 à 40 tours par minute, soit une vitesse moyenne de sortie égale à 0™,70; leur longueur varie de 1™,20 à 1™,60. Plus le diamètre est grande plus la compression est énergique et Texpulsion des laitiers complète. La décroissance des sections des cannelures, dont le nombre est de 7 à 12, doit produire un étirage ou allongement de 0,25 à 0,30 0/0(1).

Le fond des cannelures est à congé prononcé (fig. 5); la hauteur est plus faible que la largeur afin de réduire la différence des vitesses du pourtour des cylindres et du fond des gorges. On prend a = 0,8 à 0,9 b. 11 va sans dire que les cannelures doivent être symétriques deux à deux pour éviter les efforts latéraux, obtenir un laminage régulier.

Les dimensions des sections supposées semblables, pour un étirage constant à chaque passage, sont déduites des relations du volume constant Y et des aires homologues proportionnelles aux carrés des dimensions linéaires.

On doit avoir :

v = Sx 1"» = S'(i -+-)0

soit

(1) Une décroissance moins rapide ferait perdre du temps; avec un» décroissance plus forte, le fer s'engagerait difficilement dans les canne* lures.

Les dimensions a et 6 de la première cannelure étant connues, on déduit celles des cannelures suivantes aisément. Si on admet q«ie X = 0,30, on trouve :

ci :=z = = r-77 9 a = -jp-r- = . . » a =

Les dimensions linéaires vont donc en décroissant suivant

la progression géométrique de raison — -=== • Il convient

de laisser un certain jeu entre les cordons des cylindres et de les arrondir pour faciliter l'expulsion des laitiers.

Généralement le train cingleur comprend deux cylindres ébaucheurs à cannelures en V (fig. 9) et deux cylindres dits finisseurs de loupes à cannelures rectangulaires (fig, 10, pi. III) pour préparer les barres dites d'ébauché ou mill-bars, La pièce venant des cylindres ébaucheurs passe quatre à six fois dans les cannelures voulues. Les barres sont ensuite coupées à la cisaille (telle que celle figure 14) et les morceaux sont classés suivant la qualité marquée par l'aspect de la cassure. Ces morceaux, mis en paquet et soudés, fournissent les lingots pour barres marchandes ou pour pièces diverses.

Roulage des loupes.

Les loupes sont encore laminées transversalement, roulées, pétries dans une machine dite squeezer rotatif tel que celui à axe vertical (fig. 4 et 2, pi. IV) (1). La loupe présentée 'par la grande ouverture de la couronne fixe C est roulée par le cylindre rotatif D qui la comprime de plus en plus et la rejette par la sortie.

(1) Squeezer breveté, en 1840, en Amérique, par Gérard Ralston. 22 février, n«8389.

30 PROCÉDÉS DE FORGKAGK DAMS l'iHDUSTRU

La pièce peut, sans réchauffage, être laminée, dégrossie au laminoir longitudinal ordinaire à cannelures.

Les surfaces d'action de la couronne C et du cylindre D sont cannelées. Afin que le métal soit aussi comprimé suivant la longueur, sur l'arbre A est monté fou un plateau à rebords P^' dont le poids fait pression. Ce plateau, entraîné dans le mouve ment de rotation, remonte à mesure que la pièce s'allonge. De plus, le cylindre D est muni d'un rebord sur lequel s'applique la partie inférieure de la loupe.

Cette machine suffisait pour huit fours à puddler ; l'opération durait quelques secondes (10 à 15) et malgré la compression énergique que subissait le métal, le pétrissage était irrégulier, l'expulsion des scories incomplète, le déchet assez grand et trop souvent des morceaux de loupe restaient engagés. A cause de ces inconvénients, les applications de cette machine économique ne se sont pas développées en Europe, mais en Amérique, où la main-d'œuvre est d'un prix élevé, où le martelage des loupes au pilon coûterait davantage que le roulage à la machine, celle-ci est toujours très employée et il existe peu de pilons à loupes.

Les squeezers rotatifs ont des cylindres intérieurs dont le diamètre varie de l°»,20à l^jôO sur une hauteur de 0°*,40 à 0",6O et tournent à une vitesse de S à 8 tours par minute.

Pendant Je cinglage, on arrose les parois intérieures, ce qui produit des détonations capables de projeter au loin des morceaux de fer mal soudés.

C'est une des raisons qui l'ont fait rejeter en Europe. Au lieu de placer l'arbre verticalement, on le disposa horizontalement comme figure 5. Ce cingleur était encore employé dans quelques forges en 1857 (1).

Les armatures cannelées de la cuve et du cylindre étaient rapportées, ce qui rendait leur remplacement plus facile.

(1) Rew>e universelle des mines et de la métallurgie^ tome I (1857).

PROCÉDÉS DE F0R6EAGB DANS l'iNDUSTRIB 31

Le cylindre avait environ i^JOO de diamètre et 0",800 de longueur. Il marchait à 25 tours par minute et pouvait pétrir quinze loupes quand il était possible de Talimenter et d'enlever une telle quantité dans ce laps de temps.

Ce laminoir ne pouvait travailler que des loupes de dimensions uniformes. Des balles trop grosses occasionnaient des ruptures; les petites n*élaient pas suffisamment débarrassées des scories.

Pour le cinglage des grosses loupes pesant jusqu'à 250^*, obtenues au four rotatif de l'Américain Danks (1870), celui-ci adopta une machine ou laminoir cingleur du système Winslow (fig. S) qu'il modifia.

Ce cingleur comprend deux cylindres cannelés tournant dans le même sens à un nombre de tours de 15 à 20 par minute.

Au-dessus se trouve un excentrique de fortes dimensions tournant dans le même sens et à la même vitesse. Cet excentrique et les cylindres produisent un pétrissage rotatif donnant à la loupe une forme cylindrique, en même temps qu'elle reçoit sur l'un des bouts le choc d'un mouton horizontal à vapeur; l'autre bout s'applique contre une plaque de garde solidaire du bâti.

A sa sortie du cingleur, la loupe était livrée au four à réchauffer, puis au laminoir ébaucheur. La grande quantité de scories que rejetait le métal au laminoir montrait qu'il était préférable de comprimer ces loupes à la presse et au marteau-pilon (1).

Cependant, en Amérique, le cingleur Winslow a reçu des apphcations multiples.

Diverses forges ont appliqué au travail des loupes le roulage entre cylindres de formes appropriées (fig. 6 et 7) qui représentent la machine dite à cingler de Brown (2). La loupe est rou-

(1) Revue universelle des mines et de la métallurgief tome XXXI (1872).

(î) Brevet du 3 janvier 1847, n° 11781, pour machine à cingler, à laminer, à doubler, de Jérémie Brown. Cette machine était considérée par Fairbairn (1861) comme un outil des plus parfaits pour le travail des loupes.

lée, laminée transversalement entre les trois cylindres A, B, C. Le cylindre inférieur présente à chaque extrémité un large collet C, guidant les deux cylindres A et B, les maintenant contre tout déplacement longitudinal. Le cylindre supérieur A est réglé en position à volonté au moyen de vis D. I/e cylindre B peut se déplacer, s'écarter quand le passage d'une balle donne lieu à une trop forte pression. Ce cylindre B est réglé en position par des vis s'appuyant sur les coussinets des tourillons; deux pignons montés sur les deux vis sont actionnés simultanément par une même roue dont Taxe est solidaire d'un contrepoids F qui permet ainsi de régler la pression à volonté. L'inclinaison des filets des vis est telle que si la pression dépasse la limite voulue, les vis tournent et le cylindre B s'écarte.

La coupe figure 7 montre la fin de l'opération : la loupe est sur le point de s'échapper des cylindres pour tomber sur la plaque G, où elle est comprimée par les abouts entre un rebord de la plaque G et la tête H d'un levier double dont le bras H' est actionné par la bielle I articulée au tourillon de manivelle J rapporté sur Taxe du cylindre C.

A cette machine; véritable laminoir transversal, on préfère le laminoir longitudinal.

Seller8(l) a appliqué la compression directe et le laminage répétés au travail des loupes en augmentant et réduisant la section transversale, en faisant varier la longueur rapidement. Il a combiné un train de laminoir (fig. S) pour réduire la section, augmenter la longueur et un appareil compresseur (fig. 9^ iO et 41) pour la réduire.

La loupe est transportée du four à puddler à un squeezer qui transforme la masse irrégulière en un cylindre avec abouts plats. Elle est étirée au pilon ou au laminoir (fig, 8) dans lequel elle passe plusieurs fois à travers les cannelures. Le massiau est ensuite plecé sur la table B. Un cylindre C actionné par le

(-1) Brevet du 16 septembre 1876.

piston hydraulique s'élève, puis la pièce est prise par un chargeur hydraulique D et pénètre dans le cylindre C. La tige G étant dégagée, le cylindre C s abaisse en regard d'une butée M et le piston H, d'une forte presse, comprime le métal. La compression achevée, le cylindre C remonte, et le plongeur D' la fait sortir; l'opération est terminée. La barre passe ensuite au train finisseur, ou bien on renouvelle les opérations précédentes. On traite de la même manière les lingots d'acier ou de tout autre métal.

Soudage des balles de mitraille.

Les rognures, débris, déchets dits riblons des diverses mises en œuvre du fer donnent lieu à la fabrication de lingots ou barres de fer ébauché. Cette fabrication s'est faite de tout temps dans la plupart des forges ; elle donne un excellent produit et a pris dans certaines usines, proches des grandes villes, une grande importance. On estime de iS à 20 0/0 la part de ce fer dans la production totale actuelle.

Les ferrailles très menues telles que : tournures, découpures de tôles minces, limailles, copeaux, débouchures, déchets de fils, de pointes, de clous sont agglutinées en boule après brassage dans un four (1) ; puis la boule est portée sous un pilon ou sous une presse pour en former un massiau convenablement soudé en toutes ses parties.

Parfois la balle est cinglée, puis livrée de suite au laminoir ébaucheur qui achève le soudage; ou encore, le lingot ébauché est laminé en barre plate de fer dit fer balle, que l'on coupe à la cisaille pour former des paquets.

Soudage des ferrailles en paquets.

Les ferrailles telles que : déchets de barres, bouts de vieux rails, de grosses tôles, bandages de roues, pièces de rebut coupées en morceaux, barres de fer brut, etc., se soudent en pa-

(1) Anciennement, pour chauffer le fer de mitraille, dans un four à réverbère, on employait des briques rondes ou creusets, que Ton remplissait de riblons.

34 PROCÉDÉS DB FOaGEÀGB DAMS l'iNDUSTRIE

queto dont la longueur et la section varient avec le poids ei le profil des pièces à obtenir.

Les paquets ordinaires comprenant des déchets de faibles dimensions sont formés au moyen d'une espèce de botte constituée par deux déchets de tôle (fig. 6) dans laquelle sont serrés à la presse à vis, actionnée à la main, de morceaux des rivets, chaînes, boulons, barres, au moyen d'une ligature en fer posée à froid ou à chaud (1). Le paquet, porté à la température du blanc soudant dans un four, est présenté à un martinet ou à un pilon qui le soude, l'étiré en massiau. Pendant le soudage» on a soin de Jeter du sable sur le paquet pour réduire l'oxydation. On obtient ainsi un excellent fer (2) si.les riblons, convenablement choisis, ne sont pas rouilles. Dans le cas contraire, il convient, avant de les employer, de les nettoyer en les faisant rouler dans un tambour en fer animé d'un mouvement de rotation. Pour les paquets d'acier, il faut choisir des aciers fondus, ou cémentés, ou puddlés, qui soudent convenablement ; la teneur en carbone ne doit pas être élevoe. Ces paquets sont employés de préférence à des lingots coulés, afin d'éviter les fêlures, soufflures et autres défauts que présentent les gros lingots coulés, non pressés^ tels que ceux pour bandages de roues, frettes à canons, etc.

On soude également au pilon les paquets dits trousses, constitués par les morceaux de barres de fer brut dont la longueur varie de 0°*,30 à i" ou plus et dont le poids varie de lOÛ à 1000^* ou plus aussi.

On a soin de faire un choix minutieux entre les éléments dits misesy de manière à assortir dans un même paquet des fers de qualités diverses ou égales afiu d'obtenir un produit

(1) Quelquefois, on entoure le paquet d'une couche d'argile pour empêcher le fer de brûler et réduire la perte du métal. Ces paquets ont de 0",15 à 0",20 d'épaisseur sur 0'»,30 à 0",40 de longueur.

(2) Ce fer est très recherché pour les pièces de machines, teUes que : essieux, arbres, manivelles, bielles, tôles minces, etc.

PROCÉDÉS DE FOftGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 3S

présentant des propriétés prévaes^ une très grande régularité dans la qualité des fers finis. Ce choix se fait par des ouvriers coonaissant bien le travail dans l'atelier de paquetage dit aussi nUsserie ou masserie.

Le fer obtenu est dit corroyé ; l'opération du soudage et de l'étirage du paquet est appelée corroyage.

Au marteau, le corroyage se fait en une ou plusieurs chaudes, suivant la grosseur du paquet, qui est soudé sur toute sa longueur dès la première chaude si Ja longueur est inférieure à 1". Au-dessus les paquets se soudent en deux ou trois chaudes

Ny<SNN\N^VNv\\V

et le corroyage ou étirage complémentaire nécessite également plusieurs réchauflfeiges si on opère au marteau, tandis qu'avec le laminoir, une seule chaude suffît ordinairement.

Souvent le paquet est livré directement du four au laminoir dit soudeur dont les premières cannelures présentent sur leurs faces des entailles à gripper le paquet. Le lingot de section carrée passe ensuite aux cannelures rectangulaires donnant une barre dite lanière, bâtard ou bidon, que l'on découpe de nouveau à la cisaille pour faire un corroyage supplémentaire.

Les cylindres cannelés soudeurs de trousses ne doivent pas avoir moins de O'^jSO de diamètre. Plus faibles, ils étireraient

36 PROCÉDÉS DE FOBGEAGE DANS l'iNDUSTRIE

le métal plus qu'ils ne le comprimeraient et il se produirait des pailles, des criques. On leur donne ordinairement 0^,40 àO",60 de diamètre, et une longueur variant de 1",20 à 1",60.

Lorsqu'une trousse est laminée directement sans martelage, il faut la composer de telle sorte que les barres se trouvent en plus grand nombre possible sur champ dans la première cannelure, parce que les mises horizontales se courbent, se séparent, glissent sous la pression et Tentraînement des cylindres, si ceux-ci sont à cannelures rectangulaires (fig. 7). S'ils sont à cannelures carrées ou en V (fig. 8), Tinconvénient disparaît par rapport à deux des faces, mais il existe encore pour les deux autres. C'est pourquoi il convient de disposer autant que possible les trousses à barres entre-croisées (fig. 9). Le croisement des éléments a en outre le grand avantage de mieux lier les soudures entre elles. Ces paquets se soudent et se dégrossissent convenablement dans un train à cannelures rectangulaires pour les premiers passages et à cannelures en V pour les passages suivants qui doivent fortement étirer la pièce.

Au sortir des laminoirs les barres d'ébauches présentent des surfaces plus ou moins régulières avec défauts, tandis qu'après corroyage, les barres sont plus lisses et de plus bel aspect.

On emploie avantageusement pour le soudage, le dégrossissage des gros paquets courts, un train composé de deux trios disposés comme figure /, planche V (1) et possédant des vitesses différentes.

L'une des cages comporte un trio à cylindres de gros diamètres et à vitesse modérée, qui donnent rapidement un fort corroyage au paquet.

L'autre cage est pourvue de cylindres de plus petits diamètres et à plus grande vitesse que celle des précédents.

Ils étirent le paquet dont la longueur est déjà prononcée.

On peut remarquer que les axes des cylindres de la première

(1) Laminoir Flotat (Châl. 1855). Brevet du 6 mars 1880.

PROCÉDÉS DE FORGEAGK DANS l'iNDUSTRIE 37

cage et ceux de la deuxième ne sont pas en prolongement; disposition motivée par la commande de la deuxième cag;e.

Selon les échantillons à dégrossir^ les trains peuvent se composer de plusieurs cages à cylindres placés à la suite.

Par exemple, une forge peut comporter :

Un train-ébaucheur trio à trois paires de cages actionné par une machine de 300*^^^^, et alimenté par une trentaine de fours à puddler.

Six à huit cisailles pour le découpage des ébauches ou fers bruts devant servir à la préparation des masses ou paquets.

Trois marteaux-pilons de 2.000 à 4.000^8™ pour le cinglage des loupes.

Les laminoirs finisseurs peuvent comprendre :

1<> Deux trains trios de 250°*'° de diamètre actionnés au moyen d'engrenages par une machine de 330^^*^*. Chacun d'eux est pourvu d'un équipage dit : train d'aisance trio à une paire de

2® Un train trio de 550"" de diamètre, avec cinq paires de cages, actionné par un moteur de 400*^**^*, tournant à une vitesse de 100 tours par minute;

3® Un train trio de 650°»" de diamètre, avec trois paires de cages, mû par un moteur de 500*'*'^'', tournant à 120 tours. L'usine à fer est munie de dresseuses, cisailles et autres outils servant au parachèvement des barres.

Le trio à cannelures trapézoïdales est aussi employé pour souder et ébaucher les paquets. Les cannelures sont ouvertes (fig. 2 et 5, pi. Y) ; les sections restent semblables et décroissent dans le même rapport que celui des cannelures en V. U convient de présenter le paquet à la première cannelure, de manière que les mises soient laminées sur champ afin d'assurer un meilleur soudage.

Le trio est muni d'un releveur équilibré (1) à vapeur, pré-

( 1 ) Annalesdes Mines, 6* séries tonxe 1, 1862. Mémoire de MM. Gruner et Lan.

38 PROCÉDÉS DE FORGKAGK DANS L'iNDUSTRIK

sentant à chaque passage alternatif le paquet à la cannelure supérieure après l'avoir reçu au sortir de la cannelure inférieure . La manœuvre est simple et rapide.

Si dans un trio ébaucheur les cannelures inférieures et supérieures correspondantes sont ^ales, le passage d'aller, soit celui dans la cannelure inférieure, peut produire tout son efet, mais le passage de retour dans la cannelure supérieffre ne diminue guère la section et n*a qu'un effet relatif dû à la compression sur les faces du lingot, que Ton a fait tourner de 90® de manière à présenter la largeur en hauteur.

Pour augmenter l'effet d'étirage, on diminue le rapport -

de la hauteur à la largeur de la cannelure en prenant a = 0,6 à 0,8 6, et entre deux cannelures latérales, le coefficient d'allongement est porté à :

Eq adoptant X = 0,50, les sections des cannelures donnent

I = S;7 = It; = (1 + X) = 1,50;

les dimensions homologues sont déduites en posant

Souvent les trois cannelures cc»rrespondantes d'un trio n'ont pas les mêmes dimensions, afin de répartir l'étirage à peu près également dans les deux passages d'aller et de retour du lingot.

11 est préférable de disposer des cannelures correspondantes deux à deux et non trois à trois, comme dans le laminoir que nous signalons plus loin pour les lingots d'acier.

Pour faciliter la confection des paquets, obtenir des surfaces extérieures exemptes de lignes de soudures, ils comprennent des parois extérieures cUtes couvertures ou couvertes qui s'emboîtent ou non partiellement (fig. 40).

PROCÉDÉS DE F0RGEA6E DANS l'iNDDSTRIE 39

Ces couvertes sont laminées et découpées à longueur convenable; maintenues dans un châssis pour la formation du paquet , elles sont liées avec du fil de fer.

Si les paquets se font avec des bouts de rails, de fers profilés, les vides sont remplis avec des riblons, des tournures afin, d'assurer la soudure des mises, éviter Toxydation dans les vides pendant la chaufife, qui est d'autant plus régulière que le paquet est moins volumineux et que les pièces qui le composent sont d'échantillons de même section.

On conçoit aisément que des mises minces portées à haute température avec des mises épaisses, les premières pourront être brûlées alors que les autres ne soient encore sufBsanunent chaufTées.

Fig. 40.

;rr-' I I I I I

Fig, 44,

Dans un gros paquet (fig. H) on y laisse un trou de manière à y loger l'extrémité d'un levier de manœuvre suspendu à la grue qui l'amène au pilon.

La confection des paquets destinés aux grosses pièces de forge est un point très important de la fabrication, au point de vue de la résistance et du soudage complet des parties.

MM. Petin et Gaudet (1) ont préconisé l'emploi des fers à ondulations diverses, groupés et superposés de manière à obtenir im paquet de dimensions déterminées.

Ces fers (fig, 4, pi. Fj, doivent être disposés de telle sorte

(1) Brevet da 9 novembre 1864.

40 PROCÉDÉS DE F0RGEA6E DANS L'iNDUSTRIK

que leurs joints verticaux chevauchés correspondent le moins possible.

Les fers ondulés au-dessus et au-dessous du paquet et qui forment couvertures présentent deux faces extérieures parallèles.

Tous ces fers sont obtenus par un laminoir d'ébauches à cannelures correspondantes.

M. Barbouin (1) a proposé la composition de paquets avec des fers profilés superposés, enchevêtrés les uns dans les autres, comme Findique la figure 5 pour destination quelconque.

S'il s'agit de pièces cylindriques telles que manchons, cercles, bandages, etc., le paquet est formé d'une ou plusieurs barres enroulées sur champ en hélice, soit dans le même sens, soit en sens inverse (fig. 6).

On dispose aussi dans Tintérieur du rouleau des sortes de douves ou barres placées suivant les génératrices intérieures du cylindre ou obliquement à ces génératrices. Le soudage se fait au pilon ou au laminoir. L'enroulement est parfois exécuté en spirale (flg. 7)\ on adopte des barres dont les profils s'emboîtent partiellement, de manière à empêcher tout déversement, la soudure est facilitée, on augmente les surfaces de contact et on bénéficie des avantages de la soudure à plat sur la soudure sur champ. Cette disposition est particulièrement avantageuse pour les grosses frettes (2) que l'on exécute en fer soudé de préférence au fer fondu.

Gorroyage des lingots.

Les lingots de métal fondu donnent aussi lieu à un dégrossissage, un étirage ou corroyage en vue d'améliorer la qualité du métal en resserrant les molécules. Ce corroyage se fait au marteau, à la presse ou au laminoir.

Le martelage est ordinairement simple; il s'applique aux

(1) Brevet du 16 mars 1868.

(2) Brevet du 28 mai 1883 (Société des aciéries et forges de Flrminy).

lingots d'acier tout particulièrement; il se fait au marteau-pilon à simple effet si le lingot est de grosses dimensions; le marteau à double eflfet est employé pour les dimensions moyennes et petites.

Le martelage doit être sufBsanunent énergique pour produire son action dans toute la partie frappée et déterminer un certain étirage dirigé vers Tébauche de la pièce à obtenir.

La presse est aussi employée, par exemple, lorsqu'il s'agit de grosses masses d'acier demi- dur, que Ton veut serrer à cœur, Jes outils emboîtant la pièce sur la plus grande partie de son pourtour. Pour les métaux capables de supporter la percussion, le martelage est encore le plus souvent préféré au pressage, parce qu'on obtient un métal plus serré, plus dense dans toutes ses parties.

Pour assurer une bonne homogénéité, une amélioration sufSsante des qualités du métal, lorsqu'il s'agit d'acier doux fondu, la section du lingot doit être au moins de quatre à cinq fois celle de la pièce achevée.

Le corroyage des lingots au laminoir est le plus souvent un dégrossissage, en vue de l'obtention des pièces prismatiques ou profilées que l'on achève dans un train finisseur.

C'est ainsi que les lingots de cuivre, d'acier sont dégrossis dansdes trains à cannelures en V ou rectangulaires. Par exemple, un lingot de cuivre (section 200/300) est corroyé en sortant de la lingotière, dans un duo à cannelures carrées striées pour les deux premières. Le passage se fait deux fois dans chaque cannelure, en tournant de 00^.

Le lingot amené à la forme cylindrique de diamètre de 0% 10 est découpé en longueurs de 0'^,80 à 1", les abouts donnant une chute de 0'",10; puis les morceaux sont tournés pour en enlever la partie extérieure qui souvent présente des criques ou des petites soufflures allongées.

Du tour, ils vont aux fours à réchauffer, et ils sont laminés de nouveau en barres rondes que l'on découpe ou non, en vue

a PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L*INDUSTRIB

de l'étirage, sulyaot que le diamètre doit être plus ou moins réduit.

S'il s'agit de lingots d'acier, les pièces sont ébarbées, les jets sont cassés ou coupés, s'il y a lieu, puis, réchauffées ou non, elles sont martelées ou laminées.

Un martelage préalable est utile si le lingot doit être laminé, étiré avec des cylindres lisses, attendu que le laminage, dans ce cas, produit plutôt un étirage que la consolidation du métal, surtout si les diamètres des cylindres ne sont pas en rapport avec l'épaisseur du lingot.

Pour le corroyage de ces lingots, il est préférable d'employer des cylindres à cannelures rectangulaires qui pressent le métal sur tout son pourtour (fig. 8). On adopte aussi des cannelures ondulées ou à empreintes pour le premier passage, ainsi que l'indique le laminoir (fig. 9, pL Fj (1).

Le passage ultérieur dans les cannelures lisses rabat les saillies et dans ce nivelage le métal subit encore une compression locale dont l'effet est de le rendre plus sain, plus liant.

Pour éviter les difficultés des laminoirs à changement de marche (2) et les trios, ce train comprend deux paires de cylindres à peu près au même niveau, bout à bout, une paire un peu en avance sur l'autre, de sorte que l'arbre de conduite du cylindre inférieur de la paire la plus éloignée passe à côté du cylindre inférieur de la paire la plus proche qu'il conduit aussi au moyen d'un engrenage. Les deux paires de cylindres tournent en sens inverse et un paquet ou Ungot que l'on a passé dans l'une des paires peut être retourné de suite par l'autre paire.

Le Ungot quittant les cylindres P, par exemple, est reçu dans un chariot Q, reposant sur des rouleaux R; on enlève le chariot

11) Train Scott. Brevet 1875.

(2) Le laminoir pour dégrossissage des lingots dit réversible par le changement de marche du moteur, a été appliqué, vers 1865, par M. Ramsbottom, directeur de Tusine de Grewe.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDDSTRIK 43

au moyen d'une grue pour le porter sur les rouleaux de l'autre paire de cylindres P' et l'engager dans Tune des cannelures de ces cylindres.

Reçu ensuite sur un chariot anal ogue, il est reporté par une autre grue aux cylindres P pour repasser dans la cannelure suivante.

On donne souvent le nom de bloom au lingot et celui de blooming ou de cogging au laminoir ébaucheur.

Trio à cannelures alternantes.

Dans le trio figure 40 (l)yles cylindres présentent des saillies analogues à des dents d'engrenage très arrondies, les cannelures sont à collets pour maintenir le métal latéralement. L'action des dents, dont la hauteur est d'environ 0"»,02 k 0°,04, produit une compression énergique, opère une espèce de cinglage qui fdit couler les matières étrangères.

Un lingot de 0",30 x 0°,30 par exemple, passe dans la cannelure 1 (0,275 X 0,30), puis retourné il est engagé dans la cannelure 2 (0,250 X 0,30), puis tourné sur champ il passe par 3 (0,275 X 0,25), retourné il passe dans 4 (0,25 X 0,25), et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il ait été réduit au degré voulu. Ensuite on unit la surface, en le faisant passer par des cannelures unies U, U' ou Ui,U'i. Les cylindres de diamètre 0",45 àO'^,50 suffisent pour des lingots de 0°*,30; au-dessus on emploie des diamètres de 0",60 à 0",65. Ils tournent à une vitesse d'environ O'^jSO à 1" par seconde. Avec des cylindres cannelés, le travail mécanique est réduit au quart de celui qu'exige le pix>cédé de laminage avec cylindres lisses. Ce laminoir peut ébaucher une dizaine de tonnes par heure. Pour les paquets composés de mises en fer ou en acier, on emploie deux paires de cylindres à saillies et une paire de cylindres lisses. Les lingots pour tôles sont cinglés, corroyés par deux cylindres à cannelures longitudinales sans collets, avec disposition de serrage ordinaire (fig. 11).

(1) Train Billings. Brevet 1875-

4i PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L INDUSTRIE

Trio à écartement variable des cylindres.

En vue de réduire ToutUlage des dégrossisseurs,oa adopte des trios avec deux cylindres mobiles (fig. 42, 48 et 44^ pL V) (1), qui permettent des écartements variables dans une assez grande limite.

Le cylindre inférieur A est fixe; le cylindre du milieu B, en tout ou en partie équilibré, est commandé pour le déplacement vertical par un piston à double effet. Dans la position inférieure, il est supporté par les saillies M des cages; dans la position supérieure, il s'appuie par ses tourillons sur lescoulisseaux N qui transmettent la pression aux vis. Le cylindre supérieur C est supporté par des contrepoids de manière à toujours prendre appui sur les vis de pression. Cela étant, pour une position dCterminée des vis, si le cylindre du milieu est déplacé, on obtient la disposition des figures 42 et 44,

Dans la position figure 42, on lamine entre le cylindre inférieur A et celui du milieu B. Dans la position figure 44, on lamine entre les cylindres B et C. Il suffit donc de déplacer le cylindre B du milieu pour laminer successivement en bas et en haut. Si Ton serre ou desserre les vis de pression, c'est-à-dire si on déplace le cylindre C et si on déplace aussi le cylindre du milieu, on engendre de nouvelles cannelures. Les figures 45, 46 et 47 se rapportent à une application pour le dégrossissage des lingots d'acier. Figure 47^ les cylindres sont dans la position d'un trio fixe. Figure 46, les cylindres sont écartés de 50""" de plus que dans la position précédente. Figure 45, l'écartement est de 100"°.

Pour un lingot de 350 x 350, on utilise les cannelures 21, âS, 21,22, 13,14,15,16,25;

Pour un lingot de 350 X 400, on utilise les cannelures 11, 12, 21, 2-2, 21, 22, 13, 14, 15, 16, 25.

(1) Brevet du 31 août 1892 à la Compagnie des hauts fourneaux, forges et aciéries de la marine et des chemins de fer.

PROCÉDÉS DE FORGEÂGE DANS l'iNDUSTBIE 45

Pour un lingot de 350 x 450, on utilise les cannelures 1, 2, H, 12, 21, 22, 21, 22, 13, 14, 15, 16, 25.

On pourrait multiplier les exemples. En se servant de ces dispositions pour profiler, on fait une économie de cylindres ébaucheurs.

Aux États-Unis d'Amérique, lo trio blooming tend à être adopté dans la plupart des usines; de même, en Europe, le matériel des préparateurs et des finisseurs se transforme en vue de la production rapide et économique par l'emploi des laminoirs trios, tels que celui de Fritz HoUey, ou de duos réversibles.

Les trios pour gros lingots de 0°*,30 à 0",40 de côté pesant de 1.500 à 2.500^ ébauchés en blooms carrés en vue de la fabrication des rails ont des cylindres de 0'°,75 à 0",90 de centre à centre tournant à 45 tours par minute ou plus.

« Le trio blooming de Fritz HoUey (fig. /, 2, 5, pi. VI) (1) comporte des cylindres de 0",90 de diamètre, 2'^,25 de longueur, présentant douze cannelures rectangulaires ouvertes, à serrage fixe. Il est muni d'un tablier releveur qui opère mécaniquement toute la manœuvre du laminage.

1» Le lingot déposé sur la table d'alimentation, à Tavant du traiii, est poussé parles rouleaux automatiques dans la cannelure 1 ; il revient par 2, passe par 3 après avoir fait un quart de tour, et ainsi de suite jusqu'à la cannelure 12. La pression est de 0",030 environ à chaque cannelure.

» Toutes les manœuvres se font au moyen des tables inventées par Georges Fritz; ces tables amènent le lingot à la hauteur voulue, le poussent entre les cylindres, le retournent à volonté, et le présentent devant la cannelure où il doit s'engager.

)> Elles se composent de deux forts cadres en fer, disposés horizontalement, garnis de rouleaux et portés chacun par quatre pieds ou bielles verticales 6, soutenues deux à deux par

(1) Llndustrie sidérurgiqmaux États-Unis cP Amérique, par M. Paul Trasenster. — Revue universelle des mines, 1885, page 577. (Extrait.)

46 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DAMS l'iNDUSTRIB

des tètes de chevaux situées daas les fondations ; des contrepoids équilibrent les tabliers, et uae longue bielle horizontale relie les quatre têtes de chevaux à un piston hydraulique p, qui leur imprime un mouvement d'oscillation et détermine ainsi la levée ou la descente des tables.

» La rotation des rouleaux alimenteùrs est commandée par les roues d'angle calées sur deux arbres a régnant d'un des côtés sur toute la longueur des tables; ces arbres sont activés par un petit moteur indépendant!» à deux cylindres conjugués et à changement de marche, par l'intermédiaire de trois engrenages à articulation, qui transmettent le mouvement de Taxe fixe a' à Taxe mobile a, qui s'élève et s'abaisse avec le tablier, quelle que soit la position de ce dernier.

» Il n'y a qu'une roue d'angle pour trois rouleaux; chaque rouleau commandé active les deux rouleaux voisins au moyen de cinq roues d'engrenage situées de l'autre côté de la table et représentées, pour les trois derniers rouleaux de gauche, dans Ja figure 2.

y> Parfois, le renversement des rouleaux est automatique.

» Pour déplacer le lingot sur la table de façon à l'amener devant la cannelure voulue, ou pour le retourner, on se sert d'une sorte de peigne porté par un chariot à 16 roues ce, qui est situé sous la lable, et qu'un piston hydraulique p' fait mouvoir parallèlement aux cylindres du laminoir. Ce peigne présente quatre dents, espèces de sabres armés de pointes qui passent entre les rouleaux de la table antérieure, de façon à. faire saillie au-dessus de la table, lorsque celle-ci occupe sa position inférieure. On peut alors, au moyen du piston p', déplacer le lingot en faisant agir le peigne figure 4.

» La table d'avant seule est pourvue de sabres, parce que le rôle de la table d'arrière se borne à relever le lingot sortant de la cannelure inférieure et à le faire repasser dans la cannelure supérieure située en surplomb delà précédente.

» C'est également le peigne qui fait faire au bloom le quart

PEOCÉDÉS DE F0RGEA6E DANS L'INDUSTRIE 47

de tour qui, comme on Ta vu, doit coïncider avec la descente de la table; il sufBit, pour cela, d'amener la pointe des sabres en dessous d'une arête du bloom, pendant que la descente de la table a lieu ; le bloom fait ainsi un quart de tour autour de la seconde arête en contact avec la table, comme le montre la figure i. »

Un tel blooming-trio passe un lingot en deux minutes et peut reproduire 800* en vingt-quatre heures. Le blooming est conduit par une machine horizontale à un cylindre, à condensation, à détente variable par Je régulateur, attaquant directement l'arbre médian du trio et tournant à 45 tours : diamètre 0"*,90, course l^jSO, vapeur à &"« de pression, volant de 60* et de 7"»,S0 de diamètre. Au sortir du blooming, le bloom, qui a 7 à 8°^ de longueur, est dirigé sur des rouleaux vers une cisaille qui l'afifranchit et le divise ordinairement en cinq lopins de 300^^^. Les lopins qui présentent des défauts de surface passent sous un pilon de 2', S, avant d'être enfournés.

La figure 5 représente un laminoir à lingots, à dispositions analogues à celles du précédent. C'est un duo dont les cylindres non figurés ont un diamètre de 1™ et pèsent de 14 à 15* (1).

Le laminoir est commandé par une machine réversible.

Les vis dohnant la pression au cylindre supérieur sont actionnées par un piston hydraulique monté sur la traverse supérieure. Le cyhndre supérieur est équilibré par des balances placées au-dessous de la plate-forme. Les rouleaux formant table pour recevoir le lingot sont commandés par une machine à vapeur à deux cylindres, à changement de marche, dont le mouvement est transmis par l'intermédiaire d'une série de roues coniques.

(1) Engineering^ 17 juillet 1885. Laminoir construit par la « Tees-side Iron and engine Works », Middlesbrough.

l48 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIB

Affranchissage ou tronçonnage des lingots.

A la sortie du laminoir, les lingots sont ordinairement affranchis sur une partie de chacun des bouts qui présentent une homogénéité laissant à désirer.

Suivant la nature des pièces à obtenir, la chute varie. Le lingot peut aussi être débité aux dimensions données; les morceaux sont portés aux fours à réchauffer situés à proximité des trains correspondants.

Ledébitage se fait au moyen de fortes cisailles telles que celle figure 6 (1), actionnée par piston hydraulique à dispositions simples, convenables pour des sections moyennes (0",180xl80 ou 0'»,450 X 80).

Une cisaille hydraulique de 1000' peut découper des brames de 0,S0 X 0,20.

Pour les gros blooms jusqu'à 0,80x0,30, la cisaille prend des proportions considérables, comme le montre la figure 7.

La cisaille est commandée par un moteur à vapeur à deux cylindres de 0™,70 de diamètre ; les roues d'engrenage ont des dentures chevronnées. Un bélier hydraulique maintient le tronçon lorsqu'il est coupé. Deux trains de rouleaux actionnés par des moteurs à vapeur verticaux desservent la cisaille, facilitent la manœuvre des pièces.

Le tronçonnage des lingots ébauchés se fait aussi à la scie circulaire. Les figures 5 et 9 (2) se rapportent à une scie oscillante pour lingots de O'»,230x0'°,2o0.

Les deux mécanismes moteurs actionnent directement Tarbre supérieur portant deux poulies en fer dont les courroies donnent le mouvement à Tarbre de la scie, à î*aison de 1500 tours par minute.

(1) Constructeur Henry Berry et €'•, Leeds.

(2)Gé/îteCiv»/, 1891.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'INDCSTRIE 49

L'oscillation de l'outil est obtenue par un pousseur à vapeur agissant par une bielle sur le cadre portant Tarbre de la scie.

Le banc de support des lingots à découper présente, suivant son axe, une échancrure dans laquelle pénètre la lame dentée, ce qui lui permet de plonger dans un bassin plein d'eau pour se refroidir.

On emploie aussi des scies sans fin pour débiter les gros blooms d'acier jusqu'à 0",70 d'épaisseur. Nous avons vu dans la première partie que le disque sans dents pouvait être employé avantageusement pour petites et moyennes sections.

Barres ordinaires carrées, plates, martelées.

Les massiaux, les lingots s'étirent en barres, dites marchandes, au marteau ou au laminoir.

Le martelage n'est plus employé qu'exceptionnellement pour la fabrication des petites barres de fer, d'acier, de cuivre, tandis qu'autrefois c'était le seul procédé suivi.

Pour former une barre avec un massiau, en opérant au marteau, il faut que la section soit simple, carrée ou rectangulaire.

L'étirage se fait en martelant vivement et alternativement sur chaque face* Les chaudes successives suivies de la compression de martelage produisent une action améliorant la qualité, au point de vue de la ténacité et de la ductilité que le métal acquiert par le rapprochement des molécules.

Bien forgé, le métal en barre de bonne qualité présente une netteté de surface et l'absence de défauts.

L'étirage en barre se faisait le plus souvent au martinet, battant plus ou moins rapidement suivant la section. Citons l'extrait suivant de Y Encyclopédie :

« La figure /, planche Vil, représente l'opération de forger ou étirer l'encrenée. Le forgeron ou marteleur est occupé à

80 PftOGÉOÉS D£ F0R6EAGE DANS l'iNDCSTRIE

éttrer TeDCPenée qu'il tient de^ la main avec les tenailles à ooquilles, serrées par une clame ou anneau... Il donne quartier à la pièce qu'il forge pour que les coups du marteau qui est ranyoyè Ayec violence par le ressort, tombent alternativement sor les différentes faces du barreau qu'il m^it aussi en long sur le tmvers de lenclume, pour que les coups du marteau ne tombent pas toujours au même endroit.

» Par eette opération la pièce s'allonge et devient dans son milieu un barreau ou une bande méplate de l'échantillon demandé. On réchauffe ensuite la partie extrême que Ton étire de la même manière. On la pare sur la longueur de l'aire de l'enclume, comme le montre la figure 2, en faisant tomber les coups du marteau tantôt sur le plat de la bande, tantôt sur le champ, pour effacer toutes les empreintes des coups de panne que le marteau y a faites en étirant la barre, et par ce moyen en bien dresser les faces, et en former les vives arêtes, ce en quoi consiste la perfection de cette opération pendant laquelle le goujat jette l'eau qu'il puise dans la bâche, sur le marteau et l'enclume. Cette eau fait détacher les écailles de la bande de fer que l'on veut parer, de laquelle toutes les inégalités occasionnées par la panne du marteau lorsqu'on l'a étirée en travers de l'enclume disparaissent (1).

» Le martinet sert à étirer le fer en grosses barres pour les réduire en plus petits échantillons, bien dressés et bien polis pour différents ouvrages de serrurerie. On coupe le fer de forge de deux à trois pieds de longueur; on en met dix, douze morceaux à la fois au feu; on commence par faire chauffer le miUeu. Le martineur est assis proche le marteau, sur un banc, tenant d'un bout dans un crochet de fer où il est mobile, et suspendu de l'autre par une chaîne, afin de pouvoir avancer et reculer sans se déplacer.

» Le chauffeur porte une pièce quand elle est chaude ; le mar-

(1) Cet extrait a été écourté dans ses divers paragraphes.

PROCÉDÉS BE FOIUÎEAGE DANS l'hiDUSIBIE g}

tineurla fait battre sur le travers de l'enclume et du marteau pour rétirer. D ne se Jève que pour parer, et arrose lui-même le fer en tournant un petit robinet répondant au-dessus du marteau, QuMad la pfcmière est battue d'une éèeiidue convenable à la chaude, le chauflTeur en apporte une seconde, et successivement, jusqu'à ce qu'ils en aient ce qu'ils peuvent forger en un jour; puis on recommence à chauffer une autre partie de la liaire, et ainsi jusqu'à ce qu'elles soient finies.

Les fers se battant en barreaux de cinq, six à sept lignes; en mi-i^ats, en ronds, en bandes de deux à trois lignes d'épaisseur, pour cercles de foudres, etc. On y bat et arrondit du fer pour les fileries; dans ce cas, le martineur ne le pare jamais, mais se contente de l'étirer sur le travers, craiute de déranger le fil des nerfs. Deux ouvriers peuvent forger cinq cents de fer par jour ». (Extrait de Y Encyclopédie, tome VII.)

Les forgerons étaient souvent tenus d'étirer sous le gros marteau pesant de 50 à IdO livres des barres qui n'avaient que 10"«* d'épaisseur sur 30°»" de largeur. De plus, on exigeait parfois une grande exactitude dans les dimensions.

Les bons martinairs étatent recherchés; ils adoptaient toujours une panne de peu de largeur en acier de dureté moyenne, de même que la table de l'enclume que l'on polissait à la meule souvent.

Le martinet ou macas battait avec rapidité pour étirer par chaque chaude une grande longueur.

L'arbre moteur portait de 12 à 20 cames.

I^ bidons carrés de 0«^,08 de côte s'étiraient avec un marteau de SSO'^ dont la panne avait 0",03 de largeur sur 0"»,37 de longueur. La table de Tenclume était arrondie.

Aujourd'hui, lorsque 1 on corroyé au marteau des barres d'acier, de fer ou de cuivre, on emploie les pilons mécaniques actionnés par courroie, ou les pilons à vapeur automatiques battant un grand nombre de coups par minute, tels que celui figure 5, planche VIL

Barres laminées.

Nous avons déjà signalé, que les premières applications du

laminoir comportèrent la régularisation de l'épaisseur des

bandes de divers métaux ; puis cet outil servit à préparer les

plates à refendre en petits échantillons*

Dès que Ton se servit du laminoir pour ébaucher les loupes,

on étendit son emriff. 73^ ^ piQj ^ Y^ confection

des barres plates ou carrées. En sortant des préparateurs ébaucheurs, lus massiaux ou lingots, étant réchauffés, sont passés à un train dégrossisseur, puis au train finisseur qui donne à la barre sa section définitive.

Les cylindres du dégrossisseur sont ordinairement à cannelures fermées et à angles arrondis. La cannelure figure 12 est de forme trapézoïdale pour assurer un ajustage précis, éviter les bavures qui s'étendent longitudinalement lorsqu'il y a du jeu entre les rebords (fig. 13), bavures qui déterminent des pailles lorsqu'elles se refoulent.

La largeur des cannelures doit être réglée de manière que la barre laminée remplisse le vide sous Faction de la compression {fig. 14).

Une cannelure trop étroite donnerait lieu à des bavures, des arrachements sur les champs ; une cannelure trop large ne régularise pas bien Içs champs qui s'arrondissent (fig. 1S),

Les cylindres pour barres sont cannelés de manière que la pièce passe par une série plus ou moins nombreuse de canne-

PROCÉDÉS DE FORGEAGB DANS l'iNDUSTRIE 53

lurcs d'un calibre décroissant, dont la dernière aies dimensions de la barre qu'on veut obtenir.

La décroissance des sections est plus rapide dans les cylindres dégrossisseurs que dans les finisseurs. On admet une réduction de section de 0,15 à 0,^5 variable avec la nature du métal, la vitesse des cylindres et le degré de température»

Pour les cylindres finisseurs à fers marchands, les cannelures ont des sections dont la décroissance suit les dimensions commerciales, parce que presque toutes les cannelures jouent le rôle de finisseuses.

Trousses pour fers carrés.

Les trousses pour fers carrés sont composées soit entièrement de mises d'ébauchés, soit le plus souvent de mises d'ébauchés avec une certaine proportion de mises corroyées placées à Textérieur (fig. 4 et 5j, particulièrement vers les angles pour mieux résister à l'étirage prononcé des angles de fond des cannelures en V et éviter les criqures ou déchirures des angles de la barre.

Dans les gros paquets, les mises comprennent aussi des chutes de rails en fer, ou de fers profilés, laissant des vides remplis avec des riblons menus.

La composition de ces trousses dépend surtout de la qualité à obtenir et leurs dimensions se règlent sur celles des barres, ainsi que sur les moyens de chauffage dont on dispose et sur les dimensions des premières cannelures des laminoirs soudeurs*.

Autant que possible, il convient de croiser les mises, pour obtenir des soudures dans les deux sens et un enchevêtrement des fibres favorable à la résistance du métal.

Cannelures pour fers carrés.

La section carrée se prêtant au laminage sur angle, les pre* mières cannelures ébaucheuses peuvent être de forme ogivale

PBOCÉOÉS DE FORGEAGE DANS l'iNBUSTRIE

k sar&ces striées; puis, pour obtenir un allongement rapide sans déterminer de criques aux angles passant dans le fond des goiges, on étire la barre en la faisant passer alternatiT^nent dans une cannelure ovale aplatie et dans une cannelure carrée rétablissant la section carrée.

Les allongements successifs sont alors compris entre 0,S0 et 0,30. La figure 46 montre la variation des sections.

A l'achèvement, on fait passer la barre, à plusieurs reprises dan^la dernière cannelure, en la faisant tourna de 90^.

Pour les grosses barres, les cannelures finisseuses sont un peu allongées sur la ligne médiane horizontale et les angles des sommets sont de 90 à 93<* (fig. 17)^ cette dernière valeur correspondant aux plus fortes dimensions et a pour but de contre -balancer Faction du retrait, la section tendant à affecter la forme fi^re 18 (i), par suite du refroidissement plus rapide

(1 ) Cette forme est celle prise par les plaques de colle forte, déeo^ipées suivant une forme carrée ou rectangulaire lorsque la colle est à Tétat pâteux. En se solidifiant, la forme carrée se transforme comme Tindique le croquis. C'est la forme que tendent à prendre les lingots fondus et dont le refiroidlaaâinefit extérieur s'opposant à la contraction naturelle détermine des tensions intérieures pouvant, avec certains aciers, produire des tapures loBgitodinale quHl faut ressouder à retirage.

PROCÉDÉS DE FORGEÂGE DANS l'iNDUSTRIB S5

sur les angtes qu'au milieu ; il convient de donner la forme figure 19, avec courbure des &ces moins prononcée.

Le d^Iacement du cylindre supérieur du laminoir permet d!obtenir les dimensions intermédiaires de cannelure en cannelure; la décroissance des cannelures est ordinairement de ^ 0/0 de leur côté.

On adopte aussi pour les barres d'acier doux les cannelures conservant^à la pièce la section carrée; il n'y a que les deux premières qui soient de forme rectangulaire (fig. 6, pi. VII).

Pour les barres de petite section, on part dune billette réchauffée, provenant d'une barre d'ébauché ou de corroyé qni

.^mJA

a été découpée en plusieurs morceaux. Une trop grande longueur pourrait provoquer des accidents. Il importe de guider les petites barres aux passages, dans les dernières cannelures.

Les barres de faible section se font au train dit petit ntiU.

Les barres de moyenne et de grosse section se font au train dit moy^i ou grcmd mill (sections maxima 120"" à 150"»» de côté). Ces trains comprennent souvent (fig. 7, 8 et 9) un trio ébaucheur et deux cages de bios finisseurs à cylindres rechan* geables à volonté.

Afin d'accélérer le dégrossissage des lingots pour baâ?res, le

56 PROCÉDÉS DE FORGEAGK DANS l'iNDUSTRIE

train peut comprendre sept cylindres constituant un trio disposé au milieu de deux duos (fig. iO) (I).

La loupe ou le lingot est engagé entre les cylindres A et B, puis passe en même temps entre les cylindres C et D du trio.

A la sortie de ces cylindres, la pièce s'applique sur un rouleau R.

La barre est ensuite soulevée et présentée aux cylindres E, F et passe en même temps entre les cylindres H et C du trio.

On obtient ainsi quatre réductions, en passant en arrière et en avant.

Les cylindres présentent un nombre de cannelures variables suivant les dimensions à obtenir.

Fia. 20 J ®E) (®) Km

hé

La figure 20 montre la commande des laminoirs B, C, E, le laminoir C tournant plus vite que B et E. Elle indique aussi la méthode de relier chaque rang de cylindres.

Barres plates de fer.

Les paquets pour barres rectangulaires sont analogues à ceux pour barres carrées. Dans les dimensions courantes, on peut n'employer que deFébauché. Pour leslongues barres et les faibles épaisseurs, il est nécessaire de mettre des couvertes en corroyé.

La proportion d'ébauché et de corroyé dépend aussi de la qualité à produire. Les gros paquets peuvent également recevoir des chutes de fer profilés ou autres. En général, les trousses doivent comporter des produits de meilleure constitution à

(1) Brevet du 15 février 1881 à P. Kirk (Workington), Engineering.

PROCÉDÉS DE FORGEAGR DANS l'iNDUSTRIE 57

mesure que Tépaisseur de l'échantillon est plus mince, l'étirage prononcé ayant pour effet de produire de nombreuses criques ou gerces si le métal n'est pas suffisamment ductile et résistant. Pour les faibles épaisseurs, on emploie de plus en plus l'acier doux ou le fer fondu, dont la malléabilité, la ténacité, la ductilité sont très favorables à un grand allongement en section réduite. Les barres proviennent alors de lingots ou morceaux ébauchés, de dimensions convenables, que l'on réchauffe. Il en est de même pour tous autres métaux malléables fondus dont les propriétés de résistance s'améliorent dans une grande, mesure par un laminage prononcé (1).

Le laminage se fait en cannelures dégrossisseuses et finisseuses. On emploie, soit des trains bios, soit des trios pour les barres ordinaires.

Le bio fait perdre du temps, ce qui est défavorable par suite de la chute de température vers la un du laminage, ce qui réduit le rendement.

Le trio est préférable, l'étirage dans les deux sens permet d'opérer plus rapidement.

Les cylindres ont chacun de 4 à 8 cannelures suivant les dimensions de la barre (fig. 40, 41, 42, 43 et 44, pi. VII).

Dans le cas d'un trio pour petites barres, les creux et les cordons sont disposés de manière à ménager deux à deux une cannelure (fig. 45 et 46).

Parfois le trio est disposé de manière que le cylindre du milieu (fig. 47) présente une série de cannelures sur toute sa longueur, les deux autres n'étant cannelés que sur la moitié de leur longueur, ce qui assure plus de précision aux finisseuses.

On adopte encore des trios à cannelures mixtes, c'est-à-dire comportant des dégrossisseuses et des finisseuses.

(l) A titre d'actualité, notons que l'aluminium est laminé aux forges de Sedan (G. Parent, Châl. 1866-69), en carrés jusqu'à 120— de côté, en ronds jusqu'à 120°»" de diamètre, en plats, cornières, fers diver.^, dont les éléments de résistance à la traction accusent 16 0/0 d'allongement et une ténacité de rupture de 20*'». (Densité 2,7.)

Les cannelures des cylindres à fers plats sont oonstraites de manière à pouvoir laminer un grand nombre de dimensions différentes ; à l'exception des deux ou trois premières cannelutes, toutes peuvent être ûnisf^euses. Dans le cas d'un bio, en déplaçant le cylindre supérieur, on obtient un grand nombre d'épaisseurs différentes pour des largeurs limitées, variant de 2*"°* pour les gros fers à 0'"",8 pour les petits. Les cylindres s'emboitent exactement pour assurer la précision du laminage.

Afin de donner du poli aux fers plats minces, on les fait passer finalement sous une faible pression entre deux cylindres lisses dits polissoirs, constamment humectés d'eau pourfaeiliter la chute des battitures.

Les feridils feuillardsy passent également, mais en recevant une pression suflisante pour arrondir les faces de champ. Avant de s'engager dans une dernière paire de planeurs-polisseurs, la bande passe sur un racloir qui lui enlève sa couche d'oxyde.

La bande, coupée aux extrémités par une cisaille, est mise à refroidir, puis on en forme une botte plate. Elle a une longueur de 10 à IS™.

En vue d'éviter le grand nombre de cylindres de rechange que doivent posséder les forges pour laminer les multiples échantillons que réclament les diverses constructions, on a cherché à combiner les cylindres et leurs collets de manière à pouvoir exécuter de larges plats dans une cannelure unique à dimensions variables. C'est ainsi que les forges de Chàlillon et Conmientry ont établi, des premières, un laminoir dit différentiel (fig. i, 2 et S, pi. VIII) (1 ) dans lequel les cylindres sont constitués par deux manchons J calés sur les arbres I ou axes rotatifs du laminohr. Chaque manchon présente une gorge dans laquelle s'ajuste un collet ou bague K emboîtant l'un des manchons.

Les manchons et les bagues étant déplacés longitudinalement sur les arbres, à volonté, on règle la largeur de la

(1) Brevet du 2 mars 1864.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iXDCSTRIE 59

barre dont on réduit Tépaisseor à chaque passage par le déplacement vertical du cylindre supérieur.

Ce laminoir peut s'appliquer aux petits comme aux larges

plats.

Trio à bagues mobiles.

Le trio à bagues mobiles est aussi employé pour les fers plais et les feuillards. U assure une fabrication rapide et une grande facilité pour régler les cannelures. Le modèle /î^ure^ 4 et à' est à cylindres indépendants. Celui du milieu A reçoit la commande du moteur; il est fixe par rapport aux autres organes. Le cylindre supérieur B se déplace verticalement suivant l'épaisseur correspondant à chaque passage; il est équilibré par des contrepoids tout en étant sollicité, pour la pression, par les deux vis d'action. Le cylindre inférieur C est également mobile verticalement, équiUbré par des forts ressorts et actionné par des vis de pression.

Le cylindre commandé A est pourvu en son milieu d'un collet fixe A'; de chaque côté, à distance voulue, sont disposées deux bagues DD' rapportées et convenablement maintenues. Entre le collet et les bagues s'ajustent les bagues EE' des deux autres cylindres de manière à former quatre cannelures dont la largeur est celle que doit avoir la bande à produire augmentée de 1"^,5 par décimètre.

La barre est présentée à la cannelure 1, puis en 2 ; ces deux cannelures font office de dégiossisseuses. Le cylindre supérieur B est ensuite abaissé ; le lamineur engage de nouveau la barre dans les deux cannelures de gauche successivement, jusqu'à ce que la dimension soit celle jugée convenable pour le passage dans les cannelures 3 et 4 dites finisseuses, où l'opération se fait à plusieurs reprises également.

L'épaisseur étant réduite à 2, 3 ou 4"", la pièce passe aux spatards trios, une fois en haut, une fois en bas.

Pour le dégrossissage, les cylindres peuvent aifecter la disposition figure 6 pour un duo ou celle figure 7 pour un trio.

60 PROCÉDÉS DE FORGKAGE DANS LINDUSTRIE

Train universel pour barres plaies.

Le laminoir dit universel est aujourd'hui très employé pour les moyens plats (1). Il a le grand avantage de faire varier à volonté les dimensions dans une limite relativement étendue, en dispensant de rechanger les cylindres et en assurant une production plus élevée et plus économique.

Il se compose de quatre cylindres unis, dont Fécartement est variable à volonté pendant la marche; deux cyUndres sont disposés horizontalement pour presser les faces sur plat, les deux autres sont verticaux et font pression sur les champs.

Les figures 8, 9 et W, planche VIII, représentent le laminoir Wenstrom (2). Le cylindre supérieur A se déplace verticalement par la manœuvre du volant manivelle H. Le cylindre inférieur B se déplace horizontalement, en actionnant le volant à mannettes M, ce qui permet de régler sa position par rapport au cylindre A suivant la largeur de la barre.

Les deux cylindres horizontaux C et D sont ajustés sur des supports pouvant se déplacer pour former, avec les cylindres horizontaux, une cannelure rectangulaire donnant passage à la barre qui est guidée dans son mouvement longitudinal.

Trains continus.

Les plats de faible épaisseur, tels que les feuillards, les barres à refendre pour clous, les bandes pour tuyaux, etc., se façonnent avantageusement au laminoir continu multiple de Lauth, qui permet d'opérer en une seule chaude en partant d*ime billetteréchauflfée.Celaminoir f/î^. //, /2, 43eii4 [3]) comporte une série, en nombre voulu de couples de cylindres horizontaux BB et de cylindres verticaux DD, entre lesquels passe simultanément la pièce. Les figures 13 et /4 montrent l'ensemble de deux couples de cylindres horizontaux placés de chaque côté

(1) Le laminoir universel a été appliqué en premier lieu en Allemagne, par Daelen, en 1848.

(2) Engineering, 21 octobre 1881. Brevet du 22 juillet 1880.

(3) Brevet anglais de 1875.

d'uQ couple de cylindres verticaux. Les divers cylindres sont commandés par des engrenages dont on règle la vitesse de manière à produire un débit général de toutes les parties tel qu'il ne se produise pas de gondolement de la pièce. Il convient de déterminer entre chaque paire de cylindres horizontaux, qui sont les lamineurs, une légère traction qui tend la bande.

Pour empêcher que la barre devenant ruban se courbe transversalement sous Faction des cylindres latéraux, la pièce est guidée par un châssis (fig. 12). Ce laminoir s'applique à tous métaux en bandes. Ordinairement quatre paires de cylindres horizontaux et quatre paires de cylindres verticaux suffisent.

Il est bon que la première paire de cylindres suivant la ligne d'alimentalion soit verticale et que la dernière paire soit horizontale.

il faut des lamineurs très habiles pour bien régler les pressions des divers cylindres.

On obtient avec le laminoir continu des rubans de fer ou d'acier de 0"»,001 d'épaisseur, aGO"» de longueur et de O^jOSO de largeur.

Ces grandes longueurs sont avantageuses pour la confection des tuyaux enroulés, pour les ressorts, pour les fers servant à la confectiondes chaiseset divers autres objets d'industrie générale.

Les difficultés que présentent la conduite et l'entretien de <»s laminoirs multiples se sont opposées à leur emploi courant et, après essais, diverses usines y ont renoncé. Nous les retrouverons cependant appliqués avec succès pour les fils ou verges de tréfilerie.

Il est préférable d'employer le laminage continu sans fin entre une ou deux paires de cylindres seulement.

Le train présente, dans ce cas, les dispositions (fig. iS à 24, fl. VIII) adoptées tout récemment par M. Otto Klatte, directeur des Walzwerk Germania^ à Neuwied-sur-Rhin.

L'ébauche annulaire est engagée entre les cylindres d'un duo (fig. 13). Le cylindre supérieur est mobile pour donner la pression en vue de réduire la section. Dès que la longueur se

62 PROCÉDÉS DE F0R6EÀGE DANS l'iNDUSTRIE

développe, la partie libre de la bande sans fin edt supportée par une table (fig. 46). Puis la bande est guidéa et supportée par un rouleau (fig. i7 et 18) qui se déplace, s'éloigne du laminoir sous une traction réglée à voloaté.

Le dégrossissage au j^us près d'une barre ou d'un feuillard peut ainsi être obtenu en une chaude et sans déchets.

Pour le finissage, il convient de couper la bande et de la livrer à un train finisseur ordinaire.

Les cylindres sont constitués par des éléments assemblés permettant de remplacer aisément ceux qui s'usent.

Le cylindre supérieur {fig. 19) peut se déplacer longiludinalement sur son axe; il est formé d'une bs^^ à section trapézoïdale. Le cylindre inférieur comprend deux parties principales D, E qui s'emboîtent. La partie D se déplace longitudinaloment à volonté pour régler la largeur de la pièce.

LsL figure 20 se rapporte à la position finale desdeux cylindres. Le train peut comporter (fig. 2fe\.22) d^nx paires decylindres ; les cylindres inférieurs sont en porte-à-faux pour faciliter les manœuvres de mise en place de l'ébauche et d'enlèvement de la bande.

Cette disposition suffit pour des pièces de faible poids; mais, pour les fers plats d'une certaine largeur, il est préférable d'adopter le train figures 23 et 24, le cylindre inférieur étant supporté de chaque côté.

Pour les fortes dimensions, le déplacement de la partie mobile D est obtenu par une pression hydraulique transmise (fig. //, pi. IX) au moyen d'un levier double et de manchons coulissant sur l'arbre du cylindre.

Le déplacement vertical du cylindre supérieur dans les trains figures 21, 22, 23 et 24, planche VIII, est aussi obtenu par pression hydraulique.

Dans le train figures 23ei24, l'arbre inférieur s'appuie sur un palier fixe de la cage N, tandis que le support dans la cage M s'applique sur la tige d'un piston hydraulique V, de manière

VaOCÉDÉS DE F011Q£AQB DANS l'iNDUSTBIE 63

^ue pour la mise ea place de l'anneau ébauché, il suffit d'abaisser le support, c'est à-dire de dégager le tourilloû de droite en abaissant le piston hydraulique, que Ton nelève ensuite pour donner l'appui nécessaire.

Dans le cylindre inférieur figura 41 et 75, planche LY, pour la mise en place ou l'enlèvement de la pièce, l'arbre de la partie D est déplacé longitudinalement par un piston hydraulique I pour prendre la position figure 44,

Les figures 45 à 49 se rapportent à un trio. Le cylindre du milieu recevant des pressions sensiblement égales de chaque côté d'un même diamètre, il est pour ainsi dire équilibré; il n'est pas nécessaire d'éviter le porte-à-faux, même pour les gros échan-r tillons. Les cylindres inférieur et supérieur sont mobiles pour la pression. Le trio développant la longueur dans les deux sens, on emploie (fig. 75 j deux rouleaux guides. Les cylindres (fig. 48) à déplacement longitudinal peuvent être employés pour fers carrés»

Avec un duo, on lamine aisément un feuillard de fô/2 et de 50°* de longueur en une chaude. Pour de plus grandes longueurs, le trio est préférable, le débit étant doublé; ou bien on dispose deux trains en regarda une certaine distance et ils efifectuent le laminage de la pièce en même temps.

Les figures SO et 24 montrent l'installation des trios T, par

couple, les trains étant complétés par des finisseurs ordinaires

en F.

Bandes laminées à froid.

Le laminage à froid des bandes minces ou même des barres plates dont l'épaisseur ne dépasse pas 2S ou 30™" est adopté pour parachever des bandes qui exigent une grande uniformité d'épaisseur, qu'on ne saurait obtenir à chaud à cause des différences de température dans les diverses parties. A chaud, en bandes minces réduites à environ 1"" d'épaisseur, c^Ue-ci peut varier de un à deux dizièmes, avec de l'acier. A froid, les irrégularités s'apprécient en centièmes de miUimètre. On conçoit que les laminoirs à bandes doivent ê(re très précis pour permettre de

64 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iMDDSTRIE

produire des variations d'épaisseur n'atteignant pas un centième de millimètre.

Depuis longtemps le laminage à froid a été appliqué aux bandes métalliques pour la fabrication des monnaies. Dégrossies à chaud, elles étaient achevées à froid pour faire disparaître les moindres inégaUtés.

Avec la température uniforme du milieu où on lamine, on évite les aléas d'une température élevée d'autant plus difficile à égaliser que les bandes sont plus minces et plus larges.

On adopte aussi le laminage à basse température pour des bandes dont le métal est plus ductile à froid qu'à chaud, ou lorsque le métal présente des points critiques de ductilité à diverses températures, comme le zinc, le laiton, le cuivre.

Les bandes sont recuites après deux ou trois passages, s'il y a lieu, si on ne recherche pas un certain écrouissage assurant plus de dureté et d'élasticité, mais aussi en réduisant la ductilité.

Ordinairement, pour les bandes d'acier dont l'épaisseur est supérieure à 1*"", on lamine dans un duo, à chaud, des bandes primitives de 10"*" d'épaisseur et de 10" de longueur que Ton réduit, par exemple, en 5 ou 6 passes à une épaisteur de 2"". Ces bandes accusent entre chaque extrémité des différences d'épaisseur d'environ i/10 de millimètre que l'on rectifieà froid.

Pour les bandes d'épaisseur inférieure à 1"", on lamine à chaud jusqu'à environ l"", sur une longueur de 100"; puis on étire à froid pour obtenir des longueurs de 200, 300" et plus. Les largeurs varient de 10"" à 200"". On en fait des scies, des ressorts, etc.

Les laminoirs sont à cylindres lisses, de diamètres variant de 0",080 à 0",400; le nombre de tours par minute se tient entre 30 et 100. Les réductions d'épaisseur successives sont ordinairement pour l'acier de un dixième de millimètre. Pour les barres dont l'épaisseur ne dépasse pas 30"", les cylindres sont à cannelures, et chaque barre est entièrement terminée en une seule cannelure, où elle passe un certain nombre de fois, suivant

PROCÉDÉS DE F0RGEA6E DANS l'iNDUSTRIE 65

sa section, sa qualité, sa destination; les réductions varient de un à deux dixièmes de millimètre par passage.

Il faut constamment veiller à ce que les cylindres pour rubans soient bien réglés, sinon il se produit des ondulations sur les bords, le ruban frise; ou encore la bande se gondole au milieu, on dit qu*elle fait le cri-cri.

Ces défauts proviennent du débit inégal de sortie des différentes parties du ruban. Le lamineur y fait porter remède par Je rôdeur de cylindres; dans le premier cas, en donnant un peu plus de convexité aux cylindres, quelques centièmes de millimètre suffisent; le rôdeur se guide à Fœil, par expérience et d'après l'aspect de la pièce. Il faut des rôdeurs de cylindres très exercés. Si la pièce gondole au milieu, on réduit la convexité généralement nécessaire pour tenir compte de la flèche des cylindres qui subissent des pressions très grandes lorsqu'on opère sur des épaisseurs inférieures à 1"", avec réduction de un à deux dixièmes suivant le métal.

Le laminage des bandes exige une grande dépense d'énergie (1); le travail des frottements des tourillons est de beaucoup supérieur au travail utile de laminage. Le graissage des tourillons est difBcile à obtenir; il en est de même, d'ailleurs, dans la plupart des laminoirs; les tourillons des cylindres ^supportent des efforts tels que la pression par unité de surface d'appui est trop élevée pour que le lubrifiant s'y maintienne. Il s'ensuit que ces organes grippent, s'échaufifônt tout en étant fortement arrosés, fonctionnent dans de mauvaises conditions.

Il convient de soigner l'entretien de ces éléments, et Ton

(i) Par exemple, pour le laminage d'une bande d'acier de lOO"" de largeur, de huit dixièmes d'épaisseur, réduite de un dixième entre des cylindres de leO"" de diamètre, tournant à trente tours par minute, on estime à IgchTiia puissance nécessaire. La pression sur les cylindres peut être d'environ 20.000*'*, soit par millimètre carré de surface de contact avec la pièce

20 000 supposée de largeur S"", de longueur 100", une pression de = 66''*,

qui correspond assez aux pressions de déformations élémentaires en minces épaisseurs.

66 PROCÉDÉS DE FORGKAGE DANS l'iNDUSTRIE

pourrait, dans bien des cas, adopter des paliers avec boîtes à galets cylindriques ou à billes d'acier trempé qui résistent, sans se déformer, à des pressions très élevées et réduisent le coefficient de roulement à une valeur de 0,001 à 0,003. Laconstructioumécaniqueactuelle permet deréaliserces perfectionnements dans de bonnes conditions de durée et de réduire ainsi à plus de moitié Ténergie dépensée par les laminoirs.

En vue de permettre remploi de cylindres de petit diamètre, de réduire par suite les pressions ou de permettre un étirage plus prononcé des bandes minces à chaque passage, tout en évitant la flexion des cylindres, ceux-KÛ, en acier fondu trempé, peuvent être soutenus par deux gros rouleaux en fonte ou en acier non trempé, en contact permanent avec les petits cylindres sur toute leur longueur (1).

Au lieu d'un seul rouleau s'appliquant sur chaque cylindre, ce qui rend plus difficile le maintien des axes dans un même plan vertical, il serait préférable d'employer deux rouleaux par cylindre en les disposant symétriquement. La tenue serait ainsi beaucoup mieux assurée et permettrait d'utiUser avantageusement cette disposition même pour les grandes largeurs et fortes épaisseurs, telles que celles des tôles ordinaires. La première disposition ne s*est pas maintenue, à notre connais^ sanoe, dans la pratique, si ce n'est dernièrement, en l'adoptant, ainsi que nous le verrons plus loin, pour les trios à tôles, le cylindre du milieu s'appuyant alternativement sur les cylindres supérieur et inférieur.

Les barres et bandes minces qui exigent une grande précision sont quelquefois achevées par un ou plusieurs passages à travers un mandrin d'étirage. Les bandes minces sont ensuite enroulées.

Signalons encore que les petits rubans d'acier d'environ 10°^ de largeur, trois à quatre dixièmes de millimètre d'épaisseur,

(1) Vers 1830, M. Saulnier (Ghàl. 1806) coastraisait ua laminoir dit à rouleaux de pression basé sur ce principe.

PROCÉDÉS DE FORGBAGE DANS l'iMDUSTRIE 67

sont obtenus en étirant un fîl rond que Ton aplatit dans des cylindres par plusieurs passages avec recuits successifs. On lamine ainsi des longueurs dépassant 1000*".

Bandes laminées à Vélat liquide pâteux.

Cest pour la confection de bandes métalliques pour soudures que MM. Norton et Hodgson, à Chicago, appliquèrent le laminage en prenant le métal à Tétat liquide, pour le faire passer entre deux cylindres à circulation d'eau intérieure (fig, / et 2, pi. IX) (t).

Les cylindres sont en acier demi-dur, leur vitesse est égale ou légèrement supérieure à celle du flux métallique, afin que le métal ne s'accumule pas dans le déversoir, qui présente un orifice dont la longueur est un peu plus petite que la largeur des bandes laminées, largeur qui peut varier à volonté jusqu'à la largeurdescylindreslamineurs,enmodifîant la sectiondu déversoir.

On obtient régulièrement des feuilles de soudure de 0",15 à 0",45 de largeur et de O^^ji d'épaisseur à raison de 120*" par minute. Ces feuilles, dont les bords en largeur sont un peu ondulés, à cause du débit plus grand vers les bords que dans le milieu, sont ébarbées à une machine à couteaux et mises en rouleaux.

En vue d'obtenir plus de régularité et une épaisseur uniforme, les bords des cylindres sont en contact (fig, 3), et s'il y a excès de métal, il se loge dans les gorges que préseuteat les cylindres. Pour les métaux durs, les bandes, à la sortie du premier laminoir, passent successivement entre deux ou plusieurs autres à dispositions ordinaires placés à la suite pour obtenir le laminage d'une façon continue.

Barres obtenues par laminage inverse.

On obtient encore les fers plats par la transformation de chutes ou rebuts de rails, de fers profilés, de rails hors d'usage, etc.

(1) Brevet du 16 juillet 1889 à Norton et Hodgson.

Il y a deux procédés :

^^ Les pièces sont découpées longitudinalement en deux ou plusieurs éléments de manière à n'avoir à transformer que des sections simples;

2^ Les pièces sont laminées telles quelles en les ramenant à là section carrée ou rectangulaire par la méthode dite de aminage inverse.

Dans le premier cas, le découpage ou fendage s'opère avec un train dit fendeur (fig. 4, pL IX) coupant les barres au rouge. Pour éviter réchauffement et la détérioration rapide des disques cisailleurs, ils sont arrosés pendant le travail.

A cause de la dissymétrie des sections, les éléments tendent à se contourner, il faut les guider à la sortie. Découpés en billeltes, celles-ci sont réchauffées et laminées facilement en barres, larges plats ou tôles minces.

Cette méthode convient particulièrement pour les rails en fer dont les éléments sont de qualités différentes.

La cisaille fiijare 5 (1), à deux lames en couteaux sans croisement, est plus simple et la réparation des outils plus facile. Les couteaux sont aigus, l'opération se faisant à chaud. De plus» on peut découper des fers de toutes dimensions, attendu que Topération se fait successivement sur chaque ligne de coupe et non plus simultanément suivant les divers plans de section comme dans le fendeur qui précède.

Le fer F introduit entre les lames L est guidé par un galet latéral G qui le pousse vers les outils afin de produire la coupe au milieu des raccords des angles et éviter des saillies prononcées sur les ailes découpées. Le galet peut se déplacer de manière à se rapprocher ou s'éloigner des lames suivant l'épaisseur de la partie sur laquelle il s'appuie. Un ressort R, par l'intermédiaire du levier AA', assure le contact du galet tout en permettant son écartement des lames lorsque les inégalités

(1; Modèle de MM. Breuer et Schumacker.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iKDUSTRIE 69

d'épaisseur sont assez fortes pour déterminer une poussée plus grande que celle due au ressort. Cette cisaille est actionnée par un moteur direct à vapeur. La coupe peut se faire par plusieurs passes, Tarbre de la lame supérieure étant mobile verticalement pour régler la profondeur de la coupe partielle.

La deuxième méthode (1) permet d'utiliser les bouts écrus de rails en acier fondu qu'on ne peut souder aisément en paquets.

On opère avec un laminoir bio inverse dont les cannelures ramènent progressivement la section du rail à la section voulue.

La détermination des cannelures se fait aisément par la méthode graphique de M. Valant, qui admet que les centres de gravité des sections successives restent sur une même droite passant par les centres de gravité des sections extrêmes connues de sorte qu'il suffit d'inscrire les sections intermédiaires dans le solide ayant pour bases ces deux sections extrêmes, et e» adoptant des rapports de section donnant un étirage plusélevt au début qu'à la fîn du laminage.

La figure 6 montre le tracé pour un rail Vignole de 0'",120 de hauteur sur O^jOlS d'épaisseur d'âme à transformer en barre méplate de largeur supérieure à 0",120 et d'épaisseur 0",012, moindre que celle de l'âme du rail.

Les cylindres figures? ei 8 (2) ont leurs cannelures disposées de manière à maintenir latéralement les ailes, boudins, saillies,. en les comprimant progressivement pour refouler le métal dans les parties centrales de faible épaisseur, tout en produisant l'étirage.

La pression verticale en chaque point de la pièce est, autant que possible, proportionnelle à l'épaisseur de la section en ce point.

(t) Due à M. Valant, 1865, pour Tutilisation des bouts écrus de rails fiessemer.

2) Brevet de MM. Boigues, Rambourg et C", du 10 février 1868.

70 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DAMS l'iNDUSTRIB

Ces barres peuvent être laminées en vue de les utiliser pour la fabrication des traverses qui, découpées, sont achevées, soit au laminoir, par passage en long sur des cylindres de forme, soit à Tétampe actionnée par une presse ou un pilon, pour leur donner les formes cintrées ou coudées.

Barres plaies (laminage hélicoïdal).

Nous avons déjà signalé dans la première partie que les barres plates minces peuvent être obtenues par le laminage hélicoïdal donnant un tube que Ton fend, ou une bande enroulée en hélice que l'on ouvre à la sortie du laminoir et que Ton fait passer dans un laminoir finisseur.

Notons encore que les rubans de cuivre s'obtiennent aussi par Télectrolyse ; le dépôt se fait en hélice sur des mandrins appropriés. Pendant l'opération le mandrin tourne et un brunissoir agit sur le dépôt pour en assurer l'homogénéité.

Le ruban eôt déroulé, puis régularisé au banc à tirer.

Fabrication de la verge fendue,

Certains fers de petite section, carrée ou rectangulaire, tels que ceux appelés verges^ sont obtenus par le découpagede larges plats au moyende cisailles circulaires multiples, dontl'ensemble constitue une fenderie.

Ce procédé aurait été appliqué mécaniquement, en premier lieu, dans la Lorraine vers le milieu du xvii« siècle (Encyclopédie). Cependant, on attribue la construction du premier train fendeur à Godfrey Box, de Liège, qui l'aurait installé àDartfordeniS90{i).

Au commencement du xvn<^ siècle, des fenderies étaient montées en Suède et assuraient à ce pays une production prépondérante, par suite de la difficulté d'obtenir rapidement des petits échantillons par étirage au marteau ou par fendage à la tranche.

(1) ScriTenor, Hùtory of the Iran Trade, 1854, page 36.

PROCÉDÉS DE F0RGEÀ6E DANS l'iNDUSTRIE 71

Les fenderies furent ensuite adoptées en Angleterre et en Allemagne (1), puis en France.

Lavergeétaitlivrée aux clouteries, aux tireries, aux tréflleries.

Les fenderies modernes sont le plus souvent placées à la

suite des espatards du train pour barres. La figure 9 montre la

disposition adoptée (2). Les fers fendus se font encore en

plusieurs qualités. A ce procédé, autrefois très employé, mais

donnant des verges plus ou moins défectueuses, on préfère

aujourd'hui la verge laminée obtenue plus rapidement et dans

de meilleures conditions au laminoir continu en partant de

billettes.

Dressage des barres.

Les grosses barres, en sortant du laminoir, sont parfois réchauffées, puis dressées et parées au marteau.

Le plus souvent, les barres, à la sortie de la dernière cannelure, sont jetées sur une aire en fonte à fleur de terre et dressées par retournement, par projection sur Taire ou avec un gros maillet.

Si elles doivent être cintrées, on profite de la température élevée qu'elles possèdent en sortant du laminoir, pour faire cette opération.

Les barres sont ensuite coupées à longueur, à la cisaille ou à la scie circulaire; puis elles sont emmagasinées.

Barres polygonales.

Les barres à sections polygonales variables telles que le trapèze, Fhexagone, l'octogone, ou de forme composée dérivée (fig. y, pi. X) s'obtiennent par un dégrossissage sous section carrée ou rectangulaire. Les barres sont ensuite achevées en quelques passages dans des caimelures finisseuses aux dimensions déterminées.

(1) De Ferra, par Swedenborg, 1734.

(2) Train de fenderie à lames d'ader, par M. Z. Maldant et C*« de Bordeaux. Portefeuille des Machines, 1862, novembre.

72 PROCÉDÉS DE FORGBAGE DANS l'iMDUSTRIE

Il convient d'assurer la position des cylindres finisseurs contre tout déplacement longitudinal au moyen de cordons convenablement ajustés (fig. 2.)

Les cannelures polygonales se rejoignent ordinairement suivant une diagonale, de manière que toutes les faces se dégagent aisément.

Si le laminage est achevé à froid, afin de durcir le métal et de bien calibrer les barres, la réduction des dimensions ne porte que sur des dixièmes de millimètre.

Les laminoirs présentent des dispositions particulières assu-* rant toute précision dans la position des cylindres lamineurs qui sont, comme le montre la figure 5 (1), commandés d'une façon indirecte, ce qui est reconnu prérérable à la liaison des cylindres deux à deux.

Barres rondes étampées.

Anciennement, les barres rondes se façonnaient à Tétampe, « au moyen d'un marteau à étamper, aussi uni que s'il eût été poli à la lime; on fabrique à ces martinets des fers ronds, parfaitement lisses, de toute grosseur, depuis cinq lignes de dia-* mètre d (2).

« La rondelle ou verge ronde qui a 6 ou 7 lignes de diamètre : elle se forme sur une enclume à entaille dont la dimension a la capacité de la moitié de la circonférence de la rondelle qu'on se propose de fabriquer et l'autre moitié de cette circonférence est entaillée dans le mai*teau qui correspond exactement à celle de l'enclume...

» Les dessus de balcons, pour lesquels on se sert des mêmes enclumes, où la moulure de ces fers est entaillée.

» Dans certaines forges du Béam, on faisait au martinet de la rondine ou verge ronde, depuis le diamètre de sept lignes jusqu'à celui de deux lignes et demie (3). »

(1) Brevet Nawrocki, 14 septembre 1880.

(2) Forges de Belfort, 1785, de Dietrich.

(3) Dietrich, tome I", page 385.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTHIE 73

Ce a'est plus qu'exceptionnellement que des massiaux se forgent au rond par Tétampage et que des petits échantillons sont achevés en étampes; par exemple, lorsqu'on veut durcir fortement la couche extérieure du métal que Ton travaille à froid.

Les barres rondes s'obtiennent comme les autres par laminage, jusqu'au diamètre de 200"»" ou plus exceptionnellement.

Barres rondes laminées longitudinalement.

Le laminage longitudinal des barres rondes est analogue à celui des barres carrées, jusqu'à ce que le côté du carré devienne égal au diamètre de la section circulaire à obtenir. Puis, s'il s'agit de gros diamètres, la barre passe dans plusieurs cannelures peu ovalisées et finalement à plusieurs reprises (cinq à six fois) dans la cannelure finisseuse. Les cannelures finisseuses présentent la forme circulaire sur environ 3/8®* à 4/6®' du développement de chaque côté; ces parties sont raccordées avec les cordons par des arcs plus ouverts, de telle sorte que la cannelure est circulaire sur environ 120* de chaque côté (fig.4).

Lorsque le profil de la cannelure se rapproche trop du cercle et que le serrage a une certaine valeur, il se produit des coutures aux joints qui doivent être efifacées dans la cannelure suivante, ce qui ne se produit pas complètement et donne lieu à de petites fissures longitudinales.

Si, au contraire, la cannelure est trop aplatie, on évite les coutures, mais il est difficile, sinon impossible, d'obtenir une . barre bien cylindrique.

Les barres de petit diamètre sont achevées dans un dernier ovale préparateur dont la hauteur est de 0°",5 à Z""" plus petite que le diamètre à obtenir, la largeur étant le double de ce diamètre (fig. 5).

Les barres dont le diamètre est inférieur à 20"" doivent être guidées dans le passage de la dernière cannelure. Ce guidage

74 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIB

est indispensable lorsque le diamètre tend vers la limite de 4°**" à 5"" et que Ton obtient le fil de fer dit machine ou verge.

La figure 6 montre les cannelures d'un trio. La construction des laminoirs à fers ronds exige une attention spéciale. Souvent les laminoirs ne peuvent façonner de bons fers ronds.

Le laminage de petites sections rondes ou carrées se fait plus rapidement et avec un moindre personnel au moyen d'un laminoir universel continu tel que celui de Bansen (fig, 7 à //, pi. X).

Dans ce train, la barre à laminer est introduite par un ouvrier dans la première paire de cylindres A, d'où elle est conduite automatiquement aux autres cylindres A^A*Â* dont les cannelures vont en décroissant. Entre deux paires consécutives de cylindres horizontaux sont disposés des guides et en avant de ces cylindres se trouvent des cylindres verticaux lisses B^B^B' qui conduisent la barre sûrement, en prévenant tout écart, et l'engagent dans d'autres guides placés immédiatement en avant des cylindres étireurs.

Les vitesses des couples de cylindres lamineurs sont proportionnelles aux réductions des sections.

On choisit pour les cannelures des dimensions telles que la section à la sortie d'une cannelure soit légèrement plus grande que celle que la cannelure suivante est capable de recevoir, de manière que, pendant le passage de la barre, il ne se produise pas de tensions anormales.

Le procédé de laminage du fer rond au moyen de ce train est le suivant :

On règle les cylindres A^ à A*, de manière que les cannelures correspondent aux dimensions voulues.

On règle ensuite les cylindres verticaux lisses B* à B«, de façon que Fespace libre soit légèrement plus petit que le diamètre correspondant de la cannelure ronde qui suit.

On introduit dans la première cannelure A une barre oyale laminée pour correspondre à cette cannelure ; la barre sort de ces

PROCÉDÉS DE FORGEAGB DANS l'lNDUSTRIE 75

cylindres A avec le profil (fig. y»; et arrive à la paire suivante, en passant sur le pont P et entre les cylindres verticaux B^ Ces derniers cylindres lui donnent une forme aplatie (fig. 2^).

En quittant les cylindres BS la barre passe dans les étireurs AS qui réduisent son diamètre (fig. 3^). Puis successivement la barre prend les sections IV* à VII* et sort achevée d'entre les cylindres A*.

On procède de la même manière pour du fer carré.

La barre ébauchée à section ovale prend successivement les sections P, H^, IH^, VIP.

Le nombre de cylindres peut varier à volonté suivant les conditions du travail.

Signalons que la commande des cylindres verticaux est obtenue par l'intermédiaire de tambours coniques CC (fig. //j, afin de pouvoir régler à volonté la vitesse de chaque paire de

ces cylindres.

Barres rondes laminées à froid.

Les barres rondes laminées à froid proviennent de barres dégrossies à chaud et coupées à longueur de 5 à 12*" ou plus. Le laminage à froid a pour but de finir les pièces au plus près pour se dispenser des opérations d'ajustage par enlèvement de matière; par exemple, pour éviter détourner les barres d'arbres de transmissions.

n s'applique aux barres de cuivre, de laiton pour resserrer le métal, le diamètre ne dépassant guère 40'"'°, tandis que pour les barres de fer et d'acier doux, le diamètre atteint 120™™ et plus.

Le métal est décapé avant de subir le laminage, qui se fait dans des trains ordinaires dont les cylindres sont ajustés avec grande précision. Les cylindres sont en fonte trempée, à surface polie et cannelures d'une exactitude rigoureuse. La vitesse est de 0,50 à 0,80 par seconde.

Les barres passent plusieurs fois dans la même cannelure sous la même pression, en ayant soin à chaque fois de les

76 PROCÉDÉS DE FORGCAGE DANS l'iNDUSTRIE

tourner d'un certaiD angle, de manière que tonte la surface soit pressée dans les mêmes conditions. On arrive ainsi à les calibrer exactement, puis elles sont dressées à la presse ou à la machine à dresser par roulement.

Barres rondes roulées entre cylindres.

Le roulage hélicoïdal desbarresrondesse fait facilement entre trois ou quatre cylindres pour les moyennes et grosses dimensioQs, et entre deux cylindres pour les petits diamètres.

La figure 12 est un laminoir rouleur hélicoïdal dont les cylindres présentent du côté de l'entrée des parties coniques filetées de manière que la barre dégrossie, entraînée longitudinalement par le contact des filets, s'engage forcément sur les parties lisses où elle se r^ularise exactement (I).

Ija fi^gure 42 montre la disposition des deux cylindres pour petits diamètres. Ils sont munis de deux guides latéraux fixes qui maintiennent la verge métallique.

La figure /5 est la disposition avec trois cylindres, et la figure H est celle avec quatre cylindres.

On peut obtenir des barres parfaitement rondes et droites qui dispensent, pour les petits diamètres particulièrement, de les passer au mandrin filière dont le travail est onéreux.

Nous avons vu, dans la première partie de cette étude, que Ton pouvait aussi obtenir des barres rondes avec le laminoir à plateaux plans, à mouvement rectiligne, ou avec le laminoir hélicoïdal à disques ou à galets hyperboliques.

Finissage des fers ronds.

Pour obtenir des fers ronds très réguliers, on les finît au sortir du laminoir au moyen d'une rouleuse telle que celle figure /5 et 46 (2), planche X.

(1) Laminoir Teiliard. Brevet du 7 juillet 186*.

(2) Modèle de M. Chuwab, 1882.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L*INDCSTRIB 77

Les deux cylindres, d'environ 0°*,4S de diamètre sur 1",50 de longueur, tournent dans le même sens. La barre est introduite latéralement; elle est maintenue entre les cylindres par une règle C qui détache les battitures. Le cylindre supérieur est seul mobile verticalement pour se régler suivant le diamètre de la barre et faire pression. Des grattoirs 6 enlèvent les battitures qui se fixent aux cylindres et ceux-ci sont constamment arrosés par des jets d'eau. Deux vis P limitent la distance à laquelle le cylindre supérieur peut descendre; elles assurent à ce moment le parallélisme rigoureux des outils.

Les cylindres tournent à 30 tours par minute; il sufiit d'une fraction de cette durée pour dresser la longueur engagée. On relève le cylindre supérieur pour avancer la barre et recommencer une deuxième opération, puis une troisième, jusqu'à ce que toute la longueur de la barre ait été roulée.

Cette rouleuse à action intermittente est moins commode que ks laminoirs ou rouleuses à disques rotatifs de Fairbairn ou de Robertson.

Barres tirées.

Le procédé d'étirage à la filière- mandrin est appliqué aux barres rondes en vue de les calibrer au plus près ou de les allonger et d'en réduire la section.

Ce procédé est employé depuis longtemps; les tireurs d'or étiraient des barres de plusieurs centimètres de diamètre, au moyen de Yargue, espèce de treuil (fig. 17) qu'ils manœuvraient à bras. La filière présentait une série de trous décroissants qui réduisaient la barre successivement au diamètre voulu .

Aujourd'hui, c'est au banc à tirer que l'on calibre, achève les barres de laiton, de cuivre, de fer, d'acier doux, par quelques passages à froid, à travers la filière.

On étire ainsi des barres dont le diamètre atteint 100"°» et plus, n faut des bancs très puissants,comportant ordinairement deux chaînes de traction, soit deux filières-mandrins.

78 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DAMS L'INDUSTRIE

La réduetion de diamètre à chaque passage est seulement de quelques dixièmes de millimètre (3 à 8). S*il fallait réduire de beaucoup le diamètre, ce travail deviendrait très onéreux.

Laûiinage du fer rond dit verge ou machine.

Le procédé de laminage ordinaire permet d'obtenir dans de bonnes conditions des diamètres dont la valeur minimum est de 4°»"».

Le laminage ordinaire à chaud doit être rapide pour éviter de réchauffer le métal. Les cylindres, dont le diamètre est de 0",20 à 0°»,2S, tournent de 300 à 400 tours.

Une billette de fer carré de 30"»» de côté, 0«,60 à 0",80 de longueur, est réduite en fil de 4 à 8"" en moins d'une minute.

Les anciens trains comprenaient un trio dégrossisseur (fig. /, pi. XI), deux bios finisseurs placés en prolongement et actionnés directement. Une billette chauffée à blanc était dégrossie dans le trio et la vei^e était introduite dans l'une des cannelures ovales du premier bio et de là passait dans la cannelure circulaire du deuxième bio, d'où elle sortait encore rouge à un diamètre de 8 à 10°»"^.

Cette verge était mise en botte longue, ou si le diamètre était plus petit, à la sortie de la dernière cannelure, un ouvrier rattrapeur saisissait Textréaiité et courait l'accrocher à une bobine à axe horizontal placée assez loin en avant du train et qui était actionnée par une manivelle à main pour produire une botte enroulée.

Procédé par doublage.

Dans des trains moins anciens encore employés, la barre est d'abord rapidement dégrossie au trio, puis passe dans des cages successives à deux cylindres (fig. 2). La verge sort des cylindres ébaucheurs sous la forme carrée de 10 à 12""" de côté à une température voisine du rouge blanc. Elle passe ensuite dans deux cages dites de doublage, c'est-à-dire qu'un ouvrier

PROCÉDÉS DE FOBGEÀGE DANS l'iNDUSTRIX 79

l'introduit dans la première caQuelure du cylindre de la première cage; elle est saisie à sa sortie par un deuxième ouvrier, qui r^igage aussi rapidement que possible dans la première cannelure de la seconde cage, d'où le premier ouvrier la reprend aussitôt pour la rengager dans la deuxième cannelure de la première cage, et ainsi de suite, la verge passant alternativement d'une cage à l'autre et successivement dans les trois ou quatre cannelures des cylindres de chacune des deux cages, de sorte que la verge se trouve engagée en même temps dans deux et trois et même quatre cannelures, suivant que le permettent sa longueur et rhabileté des ouvriers.

La vei^ étant engagée à la fois dans les deux cages, on a donné à ce procédé de laminage le nom de doublage^ et c'est à la sortie de la sixième ou de la huitième cannelure que la verge est reprise par un troisième ouvrier et engagée dans la cannelure de la troisième cage; à la sortie de cette cannelure^ le maître lamineur saisit la verge et la fait passer dans la cage finisseuse où une cannelure ronde donne au fil la forme cylin* drique et son diamètre définitif.

La forme des cannelures est une succession alternative du carré à Tovale et de l'ovale au carré (fig. 8) (1).

Les dimensions sont généralement laissées à l'appréciation des cheb lamineurs, la vérification en est faite par essais directs avec le métal à laminer.

A la sortie de chaque cannelure, la verge doit être saisie au passage très près de son extrémité et le plus rapidement possible rengagée dans la cannelure suivante pour éviter un trop grand développement du serpentage, c'est-à-dire pour éviter une trop grande longu^ir de verge qui sort de la cannelure précédente, traîne sur les plaques de fonte qui recouvrent le sol, ce qui la £adt refroidir et l'expose à se nouer, à s'enchevêtrer ou à s'enrouler autour des cylindres.

(1) Revue universeUe des MineSj tome XXXVIir, 1875.

80 PROCÉDÉS DE FORGEAGB DANS l'INDCSTRIB

Si Ton considère la rotation rapide des cylindres, 400 tours par minute, donnant une vitesse tangentielle de it°^ par seconde, on se fera facilement idée de l'extrême habileté que doivent avoir les ouvriers pour saisira la tenaille la tige rouge, puis pour la transporter rapidement d'une cage à l'autre et l'introduire dans la cannelure suivante. Quelques secondes de perdues, c'est un retard sutfisant pour que 20 à 30°" de verge s'étalent sur le sol, y formant des méandres dangereux, se refroidissant, devenant dur, donnant chances de ne pas réussir l'opération jusqu'au bout, de produire des déchets ou des défauts amoindrissant la valeur du fîL

Pour protéger les hommes, faciliter leur tâche, on dispose un guide déméleur tel que celui figure 5^'^. Il convient d'opérer d'autant plus rapidement que le fil est de diamètre plus petit et par suite de plus grande longueur.

La verge de 0"*,004 à 0'",004S s'obtient ordinairement en la faisant passer dans huit à dix cannelures du dégrossisseur et dans six à huit cannelures à serpenter et deux finisseuses.

L'étirage d'une billette dure environ 45 secondes, la longueur de la verge est d'environ 60".

En moyenne, il faut 110''» de billettes pour obtenir 100^» de vei^e de 0'°,004S.

Lorsque la longueur de la verge est petite (30™), on peut engager simultanément, à la suite, deux ou trois verges.

La cannelure finisseuse est pourvue d'un guide d'entrée, ordinairement constitué par deux coussinets en fonte dure ou en acier (fig. 4) (1), mobiles dans leur support.

La verge est aussi guidée dans les plus petites cannelures au moyen d'un guide en fonte à ouverture évasée tel que celui figure 5,

Pour de l'acier doux, un train de serpentige à trois cylindres et quatre équipages à deux cylindres chacun, train commandé

(1) Revue universelle des MineSy lome XXXVIII, 1875.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L'iNDUSTRfE 81

par une courroie, exige environ une puissance de lOO'^^^*, les laminoirs tournant à 400 tours.

L'enroulement de la verge se fait sur un tambour en tôle, à rainure parallèle à Taxe dans laquelle s'accroche l'extrémité du fil.

Ou encore, le tambour est à baguettes multiples, possédant une vitesse en rapport avec celle de sortie de la verge. On accroche l'extrémité à l'une des baguettes sans arrêter l'appareil.

La vei^e est conduite, dirigée vers le tambour au moyen d'un guide également. La botte, encore rouge, est enlevée, puis on la laisse refroidir lentement en vase clos pour réduire l'oxydation.

Signalons la disposition suivante du bottelage : à la sortie du laminoir, la vei^e, ou fil métallique encore chaud, est enroulée automatiquement sur un tambour d'envidage tel que celui figures 6, 7 et *, pi. XI (1).

Le fil est guidé par un tuyau T qui le prend en sortant du laminoir et le dirige à l'intérieur d'une cuve en tôle C que la figure 6 indique en position relevée ayant amené la botte à hauteur convenable pour la retirer. La figure 7 montre la cuve abaissée, le fil s'enroulant autour des baguettes B, B' du dévidoir R monté sur un arbre vertical recevant son mouvement de rotation par un arbre horizontal à manchon d'embrayage H et à frein d'arrêt F.

Le mouvement de monte et baisse, à volonté, de la cuve est obtenu par deux pistons à eau ou à vapeur P, P'.

Remarquons que le fil s'enroule entre deux séries de baguettes B, B' limitant un espace annulaire, où il s'emmagasine.

Il convient d'installer deux renvidoirs de manière à pouvoir en décharger un pendant le remplissage de l'autre.

On a cherché, surtout pour la machine ou fil de diamètre

(1) Appareil de Daniels. Brevet 18«7.

82 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIK

miDimum ayant 3"^, 4 (a^ 18), qu'il est possible d'obtenir avec un métal malléable et résistant tel que le fer fondu, Taeier doux, Tapplication de laminoirs à action très rapide, de telle sorte que le fil métallique arrive à la dernière cannelure encore assez chaud pour que retirage ne lui enlève rien de ses qualités.

Ces laminoirs sont dits continus et présentent diverses dispositions auxiliaires qui différencient les procédés.

Citons celui de Simon Lemut et C^^ (i), comprenant une série de cylindres lamineurs dits en prolongement et disposés pour les fils de 3", 4 obtenus en partant d'un carré de 12"*^ réduit en dix à quinze passages, pour lesquels il faut fractionner le laminage en formant des groupes à volonté. Il convient d'isoler les cylindres finisseurs qui exigent un réglage très pnécis et surveillé. Les dégrossisseurs peuvent être groupés par trois à cinq paires de cylindres qui reçoivent le fer sortant des ébaucheurs.

Les figures 9 et /O, planche XI, représentent un ensemble de ces laminoirs. Us comprennent un train-ébaucheur, puis le train continu recevant un carré d'environ 1*^ qu'il transforme en fil plus ou moins fin.

Entre les deux trains est disposé un four où. entre le carré sortant des ébaucheurs. Le fil s'y réchauffe et il ne sort qu'à mesure qu'il est attiré par les premiers cylindres du train spéciaL

Dans ce dernier train, les vitesses des cylindres sont à très peu près proportionnelles aux sections de leurs cannduses respectiveS; en sorte qu'une paire quelconque de cylindres débite, dans un temps donné, sensiblement le même volume de métal que chacune des autres paires dans un temps égal.

Les paires de cylindres présentent alternativement des cannelures carrées et ovales ou losanges*

lie carré est engagé dans une cannelure ovale; en sortant, un guide de forme hélicoïdale le tourne de 90® de feçon à ramener son grand axe verticalement; il s'engage ainsi dans un guide

(1) Brevet, 10 décembre 1879.

PROCÉDÉS DE F0RGEA6K DANS L'iNDUSTRIE 83

qui Finiroduit dans une cannelure carrée, d'où il sort pour rentrer dans une cannelure ovale. L'ovale est saisi à la tenaille par un ouvrier doubleur qui l'engage dans le carré de la cage suivante. Cette seconde cage contient en outre une paire de cylindres à cannelure ovale où la veige passe automatiquement ; puis elle est de nouveau doublée à la main dans le carré de la troisième cage, et ainsi de suite jusqu'aux finisseurs.

Le premier doubleur surveille les trois paires de cylindres de la premi^ cage. Les autres doubleurs s'occupent de deux paires. Chaque ouvrier, en ne doublant qu'une seule fois, n'est pas exposé aux mêmes dangers que dans les trains ordinaires, et il n'est pas tenu d'être aussi habile que dans ces derniers. A fol»îcati(m égale, il faut moins de personnel et les déméleurs notamment sont supprimés.

Une fois les guides convenablement placés en face des cannelures, la surveillance consiste à régler le levage des cylindres, de façon que l'une des psdres de cylindres fournisse à la suivante la quantité de métal qui correspond à son débit. Si l'ovale qui se présente dans une cannelure est trop fort, il se forme une boucle entre les deux cylindres, le carré ne débitant pas autant de métal que l'ovale lui en fournit. Au contraire, s'il est trop faible, il y aura une traction favorable à l'étirage, il est vrai, mais si la traction devenait trop forte, il pourrait y avoir rupture.

L'ouvrier doit remédier immédiatement à ces diverses irré« gularités qui se produisent quand la température du métal ou sa dureté vient à varier aecidentellement d'une barre à Tautre. Les inégalités d'allongement servent d'indications pour le réglage du train.

Les diamètres de chaque paire de cylindres pour carrés sont plus petits que ceux de la paire d'ovale dans un rapport qui varie entre 5/6 et 7/8 (le rapport est d'autant plus grand que le métal est d'une section plus faible).

A chaque cage correspond un arbre inférieur de commande,

8i PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS LINDOSTRIE

et tous ces arbres inférieurs sont reliés les uns aux autres par des engrenages.

Pour des fils fins de grande longueur, on peut fractionner le train en deux et placer un four intermédiaire. Par exemple, on fait passer dans le four le carré de 5 à 6"**" animé d'une vitesse de 2 à 3*° par seconde ; il se réchautTe avant de rentrer dans la cannelure suivante, laquelle n'a que 1°* à 1",50 de vitesse.

Le métal arrive ainsi suffisanunent chaud jusqu'au dernier passage, qui pourra être rond et avoir un diamètre de 3°" et même moins, obtenu avec des cylindres relativement petits, car plus est faible la section du fil, plus doit être petit le diamètre des cylindres qui le laminent, afin de produire un allongement plus rapide. Ce diamètre peut descendre à 0",12 et même au-dessous.

Quelquefois, les cylindres des cages doubles sont à des hauteurs différentes, afin que les guides présentent une pente suffisante pour évacuer rapidement l'eau qui y circule et qui sert au refroidissement des cylindres.

Quand les guides sont peu inclinés, l'eau d'arrosagey séjourne, refroidit le métal et s'oppose au laminage de faible section.

Une autre disposition est celle figures //, 42 et ^3, planche XI (1), comprenant également plusieurs trains combinés munis de guides automatiques.

Le fil suit les directions indiquées par les lignes ; il se conduit entre les cages parallèles, dans des entonnoirs le tournant dé 90 degrés.

L'ensemble se compose de deux trains combinés comprenant sept cages.

Les cylindres reçoivent une vitesse de rotation progressivement croissante.

Les positions des ouvriers sont indiquées dans le dessin enl,2, 3, 4.

(1) Brevet Boecker (5 mars 1»80).

PKOGÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 85

Lorsque Ton veut fabriquer du gros fil, on arrête les dernières cages du train.

Ainsi, pour laminer du fil de S"", il ne faut que cinq cages et trois ouvriers qui chargent cinq fois, tandis qu'avec des laminoirs ordinaires, on doit charger huit fois et employer six ouvriers.

Pour empêcher que Teau refroidissant les cylindres et leurs tourillons coule dans la cannelure où passe le fil, un moyen simple consiste à pratiquer des cannelures supplémentaires en V, de chaque côté, qui peuvent d'ailleurs être utilisées pour le laminage, au besoin.

Train mixte.

Le train est quelquefois continu et serpenteur, c'est-à-dire mixte comme dans la disposition figures 44, /5, 46 et 47 (1).

Il comprend trois cages à cylindres parallèles dont une est à trio, et deux cages à cylindres en prolongement sur la même direction que le trio.

La verge entre par le bio 1, passe dans 2 et 3, retourne par 3 vers 1 où se produit le doublage, repasse dans 2 et 3, serpente pour passer dans 4, serpente de nouveau pour pénétrer dans le finisseur 5.

Laminage de blooms en verges^

« Le train américain de Garrett (fig. 4 kS, pi. XII) (2), est disposé pour laminer, non pas des billettes, mais des blooms d'acier d'une longueur de 0°*,600 environ et d'une section carrée de 100/100, qu'on transforme directement en rouleaux de verge de plusieurs centaines de pieds. Il supprime un réchauffage et les pertes de temps, dépenses, déchets par oxydation et écaillage qu'il implique. La réalisation de cette idée

(1) Dessin de la Hevite universelle des Mines, tome XXIX (1871).

(2) Installé en 1882 à Cleveland. (Extrait de Fétude de M. Freson sur la fabrication de la verge aux États-Unis. Revue universelle des Mines, tome XVII, 1885, \» semestre.)

féclajne o^aines dispositions spéciales; en effet, le passage d*une cage à la suivante doit élre très prompt, pour que la tecopérature du métal n'atteigne pas la limite à laquelle deyienneiit impoetibles le laminage i mince section et Teuroalement sur tambour. La Titesse du travail est grande : deox ou trois blooms passent par minute, et 90 à 100 secondes suffisent à la réduction complète de chacun d'eux.

» Le train Garrett, compris dans son acception la {dus large, s'applique à la transformation du lingot en verge : sa disposition générale est représentée figure / et les détails sont dessi* nés à plus grande échelle dans les autres figures.

» Les chaudières GG occupent un coin de la halle ; à côté sont les fours à lingots HH et le train blooming h avec son moteur g et les engrenages a; plus loin la cisaille A. Le bloom, réduit à la section et à la longueur voulues, est réchauffé dans des fours AA avant de subir le travail subséquent. Il passe d'abor i à un train à billettes B mû par la môme machine que le blooming; la cage à pignons n et les trois cages à cannelures ogivales n*, n', n» sont représentées en élévation (fig. 2).

» Pour laminer deTacier, les derniers cylindres n* entre lesquels la billette ne subit ordinairement qu'un passage peuvent être plats ou unis; pour laminer du fer, au contraire, il faudrait les canneler.

» Le bloom est ainsi réduit en une barre à section rectangulaire ou ovale de 25°" x 12"^°. Elle passe ensuite à un train intermédiaire D, représenté en élévation (fig. 3), où il reçoit une section ronde, ovale ou carrée, égale à un carré de lî""" à 18°° de côté. Enfin elle est achevée au serpenteur.

» La paire unique de cylindres m qui compose le train intermédiaire est située entre la dernière cage du train à billettes et la première du train serpenteur, et sur une môme ligne d'alimentation. La billetle g est amenée par un tube-guide 6; 1 y a de même un tube-guide V pour la première cage «i du train serpenteur.

PROCÉDÉS DK FORGfiAGX DANS L'IKDUSTIUE 87

» Ce train est composé de deux parties C et G (fig. 4 et Sj et compiead hnit paires de cylindres $^ à s^ dont celles du tndn C s<mt oommandées par les pignons « et celles de G par les pilons»; ces Irains, ainsi que le train D, sont attdés a«K machines r et r'.

» Bien entendu, les distances entre les trains B, D et C sont suffisantes pour que la barre puisse être passée auK cylindres dans les deux sens. Le tube guide 6 doit être un peu plus long que ia barre, de manière que les ouvriers puissent l'y tordre d'un quart de tour et la présenter de champ au train intermédiaire.

» En quittant la dernière paire s^ train C\ le fil parcourt un gui'ie ¥ qui le dirige vers les deux bobines RR sur lesquelles il sera enroulé. Il suffit d'un ouvrier pour manœuvrer les grififes d'embrayage de ces bobines; il saisit au moyen d'une pince le bout du fil, l'accroche à l'une d'elles, et tandis que cette bobine enroule, l'autre est dégagée et se trouve prête à recevoir la pièce suivante. Ainsi les bobines tournent alternativement, et la verge est enroulée et enlevée au fur et à mesure de sa production.

» Dans la combinaison Garrett, le nombre de cages et le tracé des cannelures varient suivant le produit à obtenir, »

Train continu à direction rectiUgm.

Les trains continus à direction rectiligne comprennent une série d€ cylindres horizontaux et de cylindres verticaux disposes en file, de manière que le fil métallique se meuve constamment en ligne droite. L'un des premiers ayant fonctionné est celui de Bedson (fig, 6, 7 et 8, pi. XII (1).

La verge ébauchée sort d'un long four établi au plus près du train ; elle passe entre deux paires de cylindres horizontaux à

(1 ) On cite en France le brevet de Lévy (1854) pour une disposition en file. Le brevet de Bedson, en Angleterre, date de 1862. Le train cité est celui signalé par la Revue vniverselle de$ Mines, tome XXIX, 1871, !'• série.

88 PROCÉDÉS DE F0R6EAGB DANS l'iKDUSTRIB

axes parallèles rapprochés très près. Un guide la dirige ensuite entre deux cylindres verticaux, puis entre deux cylindres horizontaux, et ainsi de suite jusqu'au bout du train qui peut comprendre un nombre de paires de cylindres variables suivant les nécessités du travail.

Les cylindres verticaux ont des cannelures ovales, ceux horizontaux ont des cannelures carrées. Le guide fait tourner le fil de 90® pour le présenter convenablement à chaque cannelure.

Une cage finisseuse est placée à Textrémité du train, sur le côté; l'engagement se fait à la main, le fil ayant une faible dimension et le changement de direction étant prononcé.

A sa sortie des finisseurs, le fil s'engage dans un tube qui lui fait prendre la direction de la bobine de bottelage.

Les vitesses des cylindres sont calculées de manière à obtenir un volume de débit constant ou légèrement inférieur, pour ne pas déterminer de traction, qui prendrait une valeur voisine de celle de la rupture, dès la plus petite différence, car les cylindres étant très rapprochés, rallongement de traction ne se produirait que sur une petite longueur de fil.

La surveillance du train pour le réglage des cylindres ne nécessite ordinairement qu'un seul ouvrier.

Ce train marche bien avec un métal ductile et malléable tel que lacier doux et lorsqu'il ne comporte pas un grand nombre de cylindres (10 à 16 paires), ni un étirage ou réduction de section trop prononcée et un métal résistant malléable tel que l'acier doux. On peut y passer des billettes carrées de SO""», longues de 6 à 7", pesant 40 à 45"^, soit des longueurs de fils de 300° pour un diamèlre de 5"°.

Les billettes passent l'une à la suite de l'autre, en se suivant de près. La production atteint 30 à 33* de fil de 5'»° en dix heures.

Dans une disposition perfectionnée [fig. 9 et 40) (1878), tous les axes des cylindres sont horizontaux, ce qui permet de faire passer deux ou plusieurs billettes à la fois côte à côte. Les

PBOGÉDÉS DE F0R6EA6E DANS l'iNDUSTBIE 89

paires de cylindre présentent sdteraativement une cannelure de section ovale et de section rhombique. La dernière paire porte la cannelure finisseuse correspondant à la section du fil.

Les guides se déplacent à volonté pour utiliser telle cannelure que Ton veut.

On adopte aussi le déplacement de la cage sur un bâti à rainures de manière à combinera volonlé les cannelures entre elles.

Les guides présentent intérieurement f/î^. 41) un conduit en hélice faisant tourner le fil de 90^. En vue d'éviter la formation des bavures, laquelle constitue un écueil dans les trains continus, on soumet la pièce laminée à l'action de paires de cylindres supplémentaires, corrigeant les distorsions et refoulant les bavures.

Les dessins figure 12 (1) représentent la disposition des cylindres réducteurs ordinaires, désignés par R, et des cylindres auxiliaires désignés par A; les sections successives de la verge marquées C ou E, suivant qu'elles appartiennent à la partie centrale ou à l'extrémité de la billelte; enfin les sections correspondantes de la verge dans un train non muni de cylindres A. La série n® 1 s'applique aux quatre dernières cages d'un train ordinaire; les séries n®*2et 3 montrent le nouvel arrangement de cages et les profils résultant pour un train à cylindres parallèles et pour un train à cylindres alternativement horizontaux et verticaux. Les cylindres sont figurés à petite échelle, les sections à double grandeur; les cages sont numérotées suivant leur rang.

Les cylindres auxiliaires A sont de préférence intercalés vers la fin du train; ils portent une cannelure C d'une dimension telle que la section de la verge ne soit pas réduite; leur vitesse est égale à celle des cylindres R qui les précèdent immédiatement, ou la dépasse de peu, de manière à éviter toute courbure du fil entre les cages; ce léger accroissement

(1) Freson.

90 PROCÉDÉS DE FORGSAGfi DANS l'iNDCSTRIB

de vitesse est obtenu en augmentant le diamètre des cylindres A . Grâce à la ccmibinaison des cylindres A et des cylindres R^ les bavures e sont refoulées aussitôt qu'elles se forment, et les bouts des rouleaux de verge sont de section ronde aussi bien que le milieu.

Train continu de Corner (Ï880).

Les Américains ont adopté des trains continus présentant des dispositions permettant une grande rapidité de fabrication.

Signalons le train à vitesses proportionnelles progressives de Corner dont les points caractéristiques sont (i) :

« 1^ Le train se compose de paires successives de rouleaux placées horizontalement et bout à bout ;

» 2® Elles sont mises en mouvement par des engrenages qui donnent à certaines paires une vitesse circonférentielle plus grande qu'à la précédente, sans augmentation des diamètres des rouleaux ;

» 3^ Certains rouleaux ont un diamètre plus grand que les autres, de sorte que l'accroissement de vitesse par rapport à la paire précédente y est obtenu saus variation d'engrenées ;

» 4^ Les paires successives sont réunies par des guides qui font subir au fil une torsion d'un certain angle, et qui le conduisent, d'une paire de rouleaux à la paire suivante, située à un niveau différent.

La figures, planche Xllly représente en plan quatre pairesde rouleaux contenues dans deux cages, avec leurs guides, leurs pignons et les engrenages de la série suivante de quatre paires. La fi^re 4 est une élévation montrant l'arbre de couche et les engrenages. La fi^re 3, une section transversale suivant XY.

Nous n'avons pas représenté sur la planche les deux séries de huit cylindres nécessaires pour laminer la vei^e ; ce cpii y est figuré suffit à montrer les deux manières d'accroître la

(1) Extrait de l'étude de M. Jules-G. Freson sur la fabrication de la verge aux Etats-Uais. {Revue universelle des MineSt tome XVII, 1885, 1" semestre).

PROCÉDÉS DE rORGEAGK DANS l'iNDUST&IE 91

vitesse des rouleaux de fiiçon qu'elle soit proportionnelle à la longueur du ôl.

La biliei te venant du four passe successivement par les paires n« 1, 2, 3 et 4.

ABC sont les guides qui portent le métal d'une paire à l'autre; DD sont les lunettes placées à Textrémité de chaque guide; EFGHH'H'TI'" sont les pignons qui transmettent le mouvement; i et J' les roues d'engrenage de Tarbre moteur K ; LL'L"L"' les arbres, et MM les manchons d'accouplement ; NN les montants des cages ; les vis qui limitent la levée des coussinets; P les vis qui fixent la position des rouleaux latéralement. Les fentes R des guides permettent l'évacuation des écailles et barbes du fil. Les vis S servent à fixer les guides dans la position qu'ils doivent occuper; T est le bâti ; W sont les supports pour les guides.

Les paires n®' 9 à 12 ont la même vitesse que les n*^" i à 4. La vitesse s'accroit de 9 à 16 de la même manière que de 1 à 8.

La raison de la progression peut être réglée à volonté; pour la convenance de la description, nous l'avons fixée à un quart et l'avons supposée constante. U est clair qu'elle doit correspondre aux allongements successifs du fil. Elle dépendra de la vitesse de la première paire, car la vitesse qui résultera pour la dernière ne devra pas dépasser les limites pratiques.

Les guides ABC conduisent le métal du n^ 1 au n"" 8 ; de 8 à 9, il n'y a pas de guide, à cause du ralentissement du laminage : le fil sortant du n® 8 plus vite qu'il n'est repris par le n*» 9, s'accumule en ce point. Naturellement les guides reprennent le fil du û? 9 jusqu'au n" 16. Il passe ensuite au finisseur, où il est introduit par un ouvrier à l'aide d'une lunette.

L'objet de ce système de laminage est de donner à la billette autant de passages qu'il est possible pendant que le fer est à la chaleur soudante; pour obtenir cet effet, il faut imprimer une grande vitesse aux sept ou huit premiers passages. Il faut alors une interruption, car si la vitesse était régulièrement augmentée

du n® 1 au n® 16, comme dans les trains ordinaires, on arriverait à une rapidité impraticable.

Pour le laminage de la verge à grande longueur, le train se compose de huit cages contenant chacune deux paires de rouleaux et d'une paire de rouleaux finisseurs. La force motrice est appliquée à Tarbre K qui porte quatre pignons tels que J, mettant en mouvement quatre paires de cylindres et disposés comme il est indiqué figure /, sauf que le pignon Y n*est pas dans sa véritable position.

Le pignon E est plus grand d'un quart en circonférence que F, de sorte que le mouvement communique aux rouleaux n^ 2 est d'un quart plus rapide que celui des rouleaux n^ \ , qui sont de même diamètre. Les rouleaux n« 3 sont plus gros de moitié que les rouleaux n® 1 ; leur vitesse circonférentielleest donc de moitié plus grande que celle du n® 1 et d'an quart plus grande que celle du n® 2. Le diamètre du n^ 4 est le même que celui du n® 3, et comme cette paire est mue par le p'gnon F, sa vitesse est d'un quart plus rapide. La vitesse augmente donc progressivement du n® i au n® 4.

La seconde série de quatre paires est analogue à la première, mais la vitesse générale est augmentée par le pignon J', double environ Su pignon J. Ainsi le n® S a une vitesse d'un quart plus grande que le n** 4; et il en est de même jusqu'au n® 8, point où l'accroissement régulier de vitesse est interrompu.

Ce système permet de laminer le fer à des dimensions beaucoup plus faibles qu'aux trains où il ne subit que trois ou quatre passages à la chaleur soudante. On lamine avec la plus grande facilité au n® 9, et on peut réduire au n® 12 des billettes qu'il est impossible, avec d'autres appareils, de pousser au delà du n® G, Quant au tracé des cannelures, la paire du n<» 1 donne au métal un profil ovale, la paire du n<» 2 un profil carré, et ainsi de suite pour toute la série. Cette combinaison est préférée parce qu'elle réduit la section de la barre plus rapidement qu'aucune autre. Les guides changent à chaque passage la position du fil : la sec-

PROCÉDÉS D£ F0RG£A6£ DANS l'IiNDUSTEIE 93

tioïi ovale est présentée de champ aux canoelures carrées, et la section carrée est présentée d'équerre aux cannelures ovales. Les cannelures carrées sont profilées en V dans les cylindres. Pour tirer, dçs mêmes billettes, des fers marchands ou des verges de plus grande section, on peut placer la cage finisseuse* après une cage quelconque du train. Si, par exemple, le n** 4 est le carré de la section voulue, on placera une paire de rouleaux finisseurs au n® 6, en donnant une section ovale à la cage n<* 5 et le protil voulu au b? 6. Dans ce cas, la vitesse peut croître d'une manière continue du n^ 1 au n® 9 ou 10.

Pour achever la description des détails du train, nous ferons observer que les cannelures supplémentaires V des cylindres empêchent Teau d'arrosement des coussinets de couler sur les cylindres et d'entrer dans les guides. En construisant les supports W des guides avec des ouvertures correspondant à chacune d'elles, ces cannelures V peuvent être employées au laminage en remplacement des canuelures du miUeu, usées ou devenues raboteuses.

Les cages doubles de Gomer présentent certains avantages : économie d'espace et de frais d'établissement; suppression d'engrenages sur l'arbre moteur; en outre, les cylindres étant à différents niveaux, les guides présentent une pente assez raide et évacuent immédiatement l'eau qui y circule après avoir servi au refroidissement des cylindres. Quand les guides sont horizontaux ou peu inclinés, cette eau y séjourne un certain temps et refroidit le métal; elle nuit à sa qualité et empêche le laminage à faible section. Néanmoins, à Johnstown, on n'a pas trouvé que la complication des cages fût justifiée par des avantages suffisants. On a aligné une série de cages à deux cylindres formant autant de trains qu'il y a de fois deux cages; chacun reçoit son mouvement de l'arbre K par l'intermédiaire de pignons et comprend deux cages dont la seconde a un entre-axe plus grand que la première.

Afin d'étirer rapidement sur sections ovales à chaque pas-

91 PROCÉDÉS DE F0RGSA6K DANS l'iI«DDST1IIS

sage entre cylindres successifs, ceui-d ont été consiniits comme figures4,S et 6^planche XIII (1). Lecylindre sopérieur G de la première paire de cylindres est d'une forme générale concave, tandis que le rouleau inférieur est convexe. Les profils sont étages de manière à bien s'emboîter sur parties coniques assurant une tenue parfaite.

Les cylindres présentent deux cannelures àdirectioai oUique symétrique inclinée à 45^ sur le grand axe de l'ovale.

Les rouleaux de la paire suivante sont analogues, mais ils sont de sens inverse, le rouleau concave étant au-dessous, le convexe au-dessus; par conséquent, Tinclinaison du grand axe de chaque cannelure est renversée, et les dimmisions des cannelures sont réduites pour opérer l'étirage. La troisième paire est s^nblable à la première, et ainsi de suite, altemati* vement.

11 s'ensuit qu'ime verge passant à travers les divises cannelures successives est toujours transformée en section, par une pression sur le grand axe de l'ovale.

Des guides G (fig. 7 et 8) dirigent la marche du fil entre les cylindres.

Chaque guide, au bout de réception, est près du rouleau inférieur; il est taillé en biseau vers un bord et repose sur le rouleau inférieur de la paire dont il reçoit le fil.

Le bout de livraison aux rouleaux suivants est placé aussi près que possible de ceux-ci.

Le fil est toujours dirigé directement sans torsion. Le guide entre la première et la seconde paire de cylindres a la section figure 5, tandis que celui placé entre la deuxième et la troiaème paire a la section figure 7, et ainsi de suite alternativement. Les guides sont montés sur des traverses présentant des passages droits d'une dimension suffisante pour permettre au fil dépasser librement. Les cylindres sont commandés par des engrenages

(1) Brevet Rees-Jenkins, du 21 mai 1878.

PROCÉDÉS DE FORGEAGK DANS L'iNDUSTRIfi 93

à vitesses progressives correspondant aux longueurs d'étirage entre chaque paire.

Le fil ayant passé à travers le continu est dirigé vers des cylindres finisseurs F de construction ordinaire.

La Compagnie des forges de Champagne et du canal de Saint- Diiier a constitué un laminoir continu (fig, 9 h 48, pL XIII) (1) en disposant sur une couronne A formant bâti une série de paires de cylindres a dont les* axes sont alternativement dirigés, soit suivant des parallèles aux rayons de ladite couronne, soit suivant des parallëes aux génératrices.

Ces cylindres a portent des cannelures carrées et losanges f/ig. 44^), dont la décroissance est réglée depuis l'entrée en E jusqu'à la sortie en S.

Les centres de figure des cannelures, aux points de contact des cylindres accouplés deux à deux, sont sur une même circonférence. Tous les cylindres sont de même diamètre à vitesses de rotation variables par engrenages.

Les engrenages de commande sont tous fixés sur un seul arbre B normal au plan de la couronne et passant à son centre. Les pignons des cylindres sont droits pour les cylindres horizontaux, et coniques pour ceux dirigés suivant des rayons. Pour éviter des roues de fort diamètre, les premières paires de cylindres sont commandées par des roues intermédiaires (fig. 40 et 42).

Des guides g (fig. 44) assurent la direction de la verge métallique dans les passages d'une paire de cylindres à la suivante. Ces guides sont maintenus dans des porte-guides en deux pièces qui, à l'aide de ressorts, permettent aux guides de s'écarter, s'il arrivait un accident pendant le laminage.

Dans le laminage des petits ronds, le guidage d'une paire de cyUndres à la suivante, le réglage parfait des cylindres étant choses délicates, pour les deux derniers passages (ovale et rond) ,

(1) Brevet du 19 décembre 1880.

96 PROCÉDÉS D£ FORGEAGE DANS L'iNDUSTRlfi

il convient de limiter l'usage du laminoir continu à roblenlion du carré corespondant au rond que Ton veut obtenir.

Dans ces conditions, les cylindres finisseurs sont isolés et disposés à côté du laminoir continu, à la façon ordinaire.

En sortant du finisseur, la verge est enroulée à chaud sur une bobine à baguettes (fig. 17 et /<SJ, dont TarbreD est actionné par un galet G en contact avec le plateau P monté sur un arbre vertical N, relié par engrenages avec Farbre horizontal de commande. La vitesse de la bobine est variable par le déplacement de G sur P obtenu p^ar la roue M' déplaçant le manchon M, solidaire de G. Des dispositions particulières assurent le bon fonctionnement de la bobine et son arrêt, s'il est nécessaire, automatiquement.

Laminage à froid.

Afin d'éviter le travail onéreux du tréfilage, on a essayé de continuer le laminage du fil à froid, en le faisant passer dans des canuelures hexagonales ou ovales pour le dégrossissage (fig. 19), les cannelures finisseuses ayant des sections qui correspondent à celles des fils. Il faut employer des cylindres de petit diamètre très résistants.

Le laminage à froid de fils fins s'applique pour des fils spéciaux dont le métal doit être fortement écroui, durci et tenace, sans donner d'allongement à la rupture par traction. Il convient, par exemple, pour les fils triangulaires, carrés, ronds, ovales, employés dans les cardes, les peignes de filature.

Les dispositions des laminoirs n'offrent rien de particulier à signaler. Le fil passe entre plusieurs paires de cylindres dégrossisseurs et entre une ou deux paires de finisseurs. Lorsque l'étirage est prononcé, il faut recuire une ou deux fois le métal mis en bottes et le décaper.

Dans cette fabrication, le calibrage du fil est difficile; il convient de l'achever par un passage à la filière.

PBOCÉDÉS DE FOHGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 97

Laminage de plusieurs fils simultanément.

Une barre étant successivement laminée à section rectangulaire, puis cannelée et découpée ou déchirée en fils, tel est le procédé auquel se rapportent les figures 20 à 25 (1), planche XIII.

On peut, dans un nombre de passes très restreint, obtenir des fils fins même avec des métaux difficiles à étirer. La barre est laminée en cannelures (fig. 22) qui ébauchent la forme des fils et en préparent la séparation dans les cannelures finisseuses formant lames de cisailles.

En opérant sur de grandes longueurs, la bande de métal est chauffée en serpentant dans deux fours proches du train (fig. 21). La bande circule dans chaque four et prend, suivant sa longueur, les diverses positions indiquées en pointillé.

A la suite du dernier laminoir est établi un tourniquet G, destiné à enrouler les fils à leur sortie des cylindres ; puis ces fils se déroulent de G pour s'enrouler sur un tourniquet H, de plus grande longueur, qui les enroule à certaine distance les uns des autres.

Un régulateur régularise la différence de développement

Ce régulateur comprend (fig. 28) un levier Lsur lequel agit un contrepoids P tendant constamment à relever les fils, à les maintenir de manière qu'ils ne puissent s'enchevêtrer.

Avec ce procédé, il suffit de quatre passages à partir du cylindre ébaucheur E pour transformer une barre carrée de 14°*" en six ou huit fils ronds de 3"°» de diamètre ; tandis que, dans des trains ordinaires,, il faut souvent plus de douze à quatorze passages pour obtenir un seul fil.

Au lieu de faire passer la bande dans une cannelure fendeuse, on peut détacher les fils par une simple traction latérale opérée par deux tambours d'enroulement (fig. 24 et 25).

(1) Brevet de M. Roy, 7 avril 1880.

98 PROCÉDÉS DE F0R6EAGE DAKS l'iUDCSTRIB

On conçoit que la bande afifectant la forme figures 22 ei25, si on attache sur Tun des tambours les fils de rang impair et sur l'autre les fils de rang pair, la rotation des tambours en sens inverse déchirera la faible épaisseur du n^tal qui relie les fils entre eux. Les fils ainsi obtenus sont ensuite tréfilés, ou sont livrés à la clouterie et à la pointerie. Les fils de section carrée ou triangulaire peuvent être obtenus de même.

La verge dite machine est employée à Tétat laminé pour la confection des ligatures des balles de matières telles que la paille, le foin, la laine, le coton, pour rétablissement de clôtures à grand développement.

La clouterie et la pointerie en font une grande consommation également fous section circulaire, carrée ou rectangulaire.

Quelques autres industries en font aussi usage, mais la plus grande partie de la production est transformée en fil tréfilé dont les applications sont si nombreuses et dont il suffit de signaler les fils électriques, les fils à cardes, à brosses, ceux pour ressorts, pour épingles, aiguilles, vis, pointes pour cordes de pianos; les fils de quincaillerie, ceux pour treillis de clôture, pour toiles tissées, pour cordes, câbles de transmissions, de ponts, de gréement des navires.

Une certaine quantité de ces fils est fabriquée en laiton pour usages divers, en cuivre pour la télégraphie, pour les circuits électriques et autres applications.

La plus grande production est relative aux fils de fer soudé et surtout, depuis quelques années, à ceux en fer fondu et en acier doux ou en acier résistant (1).

Fils tirés o« tréâlés*

Le laminage permet d'obtenir des fils plus ou moins bien calibrés, qu'il y a lieu de régulariser par quelques passages à la

(1) Les tréflleries produisent aujourd'hui cinquante fois plus qu'il y a vingt ans. Certaines tréfileries produisent les fils métalliques par dizaines de mille tonnes.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L'iNDUSTRIB 99

filière-mandrin, ce qui donne des fils clairs dont le diamètre n'est guère supérieur à 40™",

D'autre part, les diamètres inférieurs à 3^ et i»™ ne peuvent être obtenus que par l'étirage de diamètres supérieurs, étirage qui se fait aussi à la filière par un nombre de passages d'autant plus grand que le fil est plus fin.

Cest cette opération qui constitue le procédé de tirage ou de tréfilage, le plus employé parmi ceux appliqués à la fabrication des fils métalliques, qui est actuellement l'une des plus importantes branches de l'industrie m^aJlurgique; elle fait l'objet de la spécialité de nombreuses usines appelées tireries ou tréfileries (lire/tleries).

Pendant longtemps, c'est avec le marteau et sur l'enclume que l'on ébaudiait les fils métalliques, sur petite longu^ir, et qu'ensuite, on les régularisait par plusieurs passages à la filière en les tirant à la main {!). Plus tard on employa le découpage de bandes, procédé couramment appliqué au siècle dernier dans les conditions suivantes :

Le filet découpé dans la bande de dix à douze pieds de longueur était livré au banc de fiterie (fig. /, pi. XIV).

« La roue a à mentonnets agit sur la traverse mobile b; cette traverse 6, en baissant, tire à elle la partie coudée e; cette partie coudée e tire à elle les attaches de la tenaille ^; la tenaille h tirée serre le fil de laiton et l'entraîne à travers les trcwis de la filière k. Cependant le mentonnet de la roue a échappe ; le levie ressort / agit, repousse la partie coudée c; la partie coudée e repousse les attaches des branches de la tenaille, fait rouvrir la tenaille, avance la tête de cette tenaille Jusque vers la filière; la roue a continue de tourner, un autre mentonnet agit en b,

(1) Au XV siMe, tout le fil de fer, en Angleterre, se fabriquait par la force seule d'un homme qui le tirait ; et on ne quitta cette méthode que lorsque les Allemands eurent introduit la manière de le tirer avec un moulin. [Voyages métallurgique de Jars, 1774, vol. I", p. 1^.) La première tréfilerie mécanique aurait été créée à Nuremberg en 1490 et en Angleterre en 1558 par des ouvriers allemands.

qui relire la coudée e; cette partie retire les attaches de la tenaille; la tenaille se referme; en se refermant elle resserre le fil ; le fil resserré est forcé de suivre et de passer par le trou de la filière et ainsi de suite.

» Pour dégrossir du gros fil, il n'y a que deux ou trois cames à la roue. Pour le plus gros, il faut dix à quinze passages ; pour le moyen, vingt à trente; le plus petit, trente à quarante. Cette opération va très vite, chaque coup de tenaille pouvant tirer deux pouces.

» Quand on veut filer extrêmement fin, comme le frottement n*est pas violent, on peut le tirer à bras d'hommes avec le moulin fi^re 2. » (Extrait de Y Encyclopédie.)

En 1785, l'une des principales tireries d'Alsace, celle de Grand villars (1), possédait vingt-cinq tenailles et produisait, annuellement, sept mille bottes de 10 livres chacune.

Le fer était étiré en barreaux dans l'atelier du martinet; la longueur des barres était de 3 à 4°^, non parées.

Les extrémités de ces barreaux ne peuvent être filées : on coupe les deux bouts, qui font à peu près le tiers du barreau. Les milieux des barres sont convertis en fil de fer de toutes les proportions jusqu'aux dix-plomb^ nom qui se donne au fil de fer de Tun des plus petits calibres.

La tirerie fabriquait vingt et une espèces différentes de fil de fer, depuis la qualité qu'on nomme M/ard jusqu'au joa55e/>e?'fe.

Cette usine faisait concurrence aux importations d'Allemagne, de Suède, de la Russie, de la Prusse et de la Suisse (2).

Signalons encx)re l'une des premières applications du procédé de laminage du fil décrit par le même auteur.

Fabrication du fil de fer perfectionnée.

A la suite de la description de plusieurs établissements où l'on fabrique le fil de fer, j'ai cru devoir faire mention de quel-

(1) Première tirerie fondée en France en 1718.

(2) Description des gîtes...,, par M. le baron de Dietrich, 1789, tome IL

PROCÉDÉS DE FORGEAGB DANS l'iNDUSTRIE 101

ques améliorations introduites dans ce genre de travaiJ : améliorations dont le détail n'est pas encore compris dans Tart de réduire le fer en fil, connu sous le nom de fil d'archal (1).

Le succès des tireries de fil de fer établies à Morvillars (2) a réveillé l'industrie de tous les artistes. Sept tireries actuellement en pleine activité dans le comté de Bourgogne ont toutes été modelées sur celle de MorvilJars. On doit rendre justice à rintelligence avec laquelle M. Fleur, Tun de ces artistes, a dirigé ces divers établissemens : c'est à lui que nous devons les observations suivantes :

« Dans certaines usines, au lieu de fabriquer la verge au martinet, on passe les barreaux à la fenderie. Cette méthode est nuisible en ce qu'elle coupe et détruit le nerf du fer. Ainsi fendu, il devient cassant et ne peut soutenir l'effort de la tenaille sans faire beaucoup de bouts, ce qui cause un déchet considérable. Il n'est pas possible de fabriquer au martinet, en si petite verge, des barreaux mal travaillés et mal soudés à la forge..., il en faut couper un ou deux pieds de bouts écrus... D'ailleurs, en réduisant le fer à un si petit calibre, il en résulte une grande quantité de verges écrasées qui ne peuvent servir aux tireries. On ne peut en repasser qu'une partie au martinet, le reste se vend à vil prix aux cloutiers.

» Sans doute, il vaut mieux fabriquer les verges au martinet; cependant ces verges crénelées, forgées, pour ainsi dire, en octogone de quatre lignes, donnent aussi beaucoup de déchet. Je ne sais trop cequiempêcheroit de fabriquer de la verge ronde, estant-

(1) C'est improprement que Ton attribue parfois la désignation de fil d'archal au fil de fer. Cette désignation proviendrait de ce qu'un nommé Richard d'Archal aurait installé une tréfilcrie en France vers l'an 1500. Or, le fil d'archal est cité dans le livre des mestiers d'Etienne Boileau (1254-1270) : « La corporation des batteurs d'archal, qui employait une sorte de laiton ou d'alliage dont la composition était peu connue ; leur métier était très pénible ; ils ne travaillaient pas la nuit. » Le poète latin Horace emploie le mot aurkhalcum avec le sens de laiton qui se désigne en normand par le mot : arkal.

(2) Les tireries de Morvillars (1785) comportaient 50 tenailles et fabriquaient 20.000 bottes pesant 200 milliers.

102 PROCÉDÉS DB FOKGEA6R DA^S l'iNDUSTRIK

pée au martiaety au lieu de la verge ociogoiie, <k>ut la forme doit nécessairement^ dans la méthode ordinaire, endommager les ûlières. De plus, il faut recuire trois fois cette verge, et la passer six fois par la ûlière avant qu'elle soit réduite au n^ 24, c'est-à-dire à quatre lignes de diamètre; encore le fer de ce numéro n'est- il pas tûen rond et souffre-t-il du déchet à chaque recuit.

» Pour obvier à cet inconvéniait, M. Fleur fait forger sa vérge crénelée ou octogonale à six lignes de diamètre. Pour fabriquer le fil de fer avec cette verge, M. Fleur a un procédé qui n'est employé dans aucune tirerie connue : il a imaginé une machine qui accélère la fabrication, adoucit la matière, et diminue les déchets, les bouts, la consommation du suif et le nombre des recuits. Une verge épaisse de six lignes, longue de quinze pîeds, s'allonge jusqu'à trente sans qu*on soit obligé de la recuire. Pour amener au même point une vei^e de quatre lignes par la filière et la tenaille, il aurait fallu six opérations; ici l'on n'en fait qu'une seule qui épargne bien des frais. Elle donne au fer une force égale dans toute son ét^odue, et il en résulte que celui-ci passe par la filière sans faire de soubresauts. A tant d'avantages, elle unit celui d'épargner la rupture fréquente de la tenaille. Six ouvriers, aidés de quelques enfants, allongent en vingt-quatre heures six milliers de fers de six lignes de diamètre, tandis que quatre hommes, occupés à la tenaille, tirent tout au plus, dans le même espace de temps, cinq cents livres de verge de quatre lignes de diamètre.

» M. Fleur, d'après l'ordonnance du Roi, du 28 décembre 1777, qui offrait tant d'encouragements à l'industrie nationale, se crut obligé de communiquer son procédé à l'administration. Voici le détail de la machine dont il se sert pour l'exécuter. Cette machine comprend quatre cages de fer, dans chacunedesquelles sont établis deux cylindres. Chacune de ces cages produit alternativement des effets contraires; dans la première, le fer, en verge de six lignes, bien chauffé, est passé entre deux cylindres

PROCÉDÉS DE FORGEAGE I>\NS l'iNDOSTRIB 103

wn$j qui Falloiigciit et Taplatissent. Il acquiert par œ moyen sqiH lignes de largemr sur trois seulement d'épaisseur. On le retire de là pour le faire entrer dans la seconde cage, entre deux cylindres à entailles^ où il devient rcHid et reprend un diamètre d'environ six lignes. Aussitôt on le passe dans la troisième, entre deux cylindres unis, qui de nouveau l'aplatissent. Alors, il acquiert cinq lignes de largeur sur deux d'épaisseur. Enfin, on le fait entrer toujours de la même chaude dans la quatrième cage : on l'y dépose, de sorte que le côté plat soit en haut. Les deux cylindres à entailles l'arrondissent par&itement, il prend quatre lignes de diamètre et donne un fil de fer au n^ 24. Il acquiert une fois autant de longueur que lorsqu'il était &i verge, et se façonne avec les avantages détaillés ci dessus.

» Cette machine est, comme on le voit, très peu compliquée; die eiitr^ne peu de dépenses; il faut seulement recharger les cylindres, qui sont faits de fer trempé en paquet ; encore cette opération n'esi-elle pas fréqu^oament nécessaire. On peut, avant de la répéter, passer une centaine de milliers de ces verges de six lignes. Depuis plus de quinze ans (1770), M. Fleur lait usage de cette machine. Sans avoir eu besdn d'augmenter le nombre de ses tenailles, sa fabrication s'est accrue de près de moitié. Les bouts et les rebuts ont diminué des trois quarts ; enfin la consommation du suif a été réduite dans la même proportion.

» M. Fleur propose encore plusieurs autres nK)yens de perfectionner la fabrication du fil de fer. Il voudrait qu*au lieu de se servir de tenailles, ou d'un marteau de bois pour épailler le fil de fer, on pût «nployer les tourniquets.

» Les tenailles à épailler se dérangent journellement; eltes sont d'un grand entretien et corrompent le fer en le mordant trop. Le marteau de bois le corrompt encore davantage. Il le détruit et V estropie. De là le volume des bouts et la quantité de déchets, surtout lorsqu'on tire le fer jusque dans les fins numéros; les tourniquets n'ont aucun de ces inconvénient».

104 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DAKS l'iNDUSTRIE

Neuf lignes de fer et trois lignes d'acier superposé composent les filières, qui ont par conséquent une épaisseur d'un pouce, et que dans Tusage actuel on fait rougir plusieurs fois pour les percer. Pendant qu'elles sont sur Tenclume, un ouvrier lient un gros poinçon qu'un autre ouvrier, souvent aidé d'un second, enfonce à grands coups de masse. Cette opération se répète douze à dix-huit fois ; à chaque fois il faut rapporter la filière au feu. Ces chaudes multipliées l'altèrent, la décomposent; et l'acier perd sa qualité. La filière ne vaut rien ou dure peu, parce qu'elle n'a pas assez de force pour résister au frottement. Pour remédier à ces inconvénients, M. Fleur a imaginé une autre machine. Un tour à eau fera mouvoir plusieurs poinçons, qui joueront tous ensemble. Ces poinçons (forets) perceront le fer de la filière à froid, jusqu'à ce qu'ils rencontrent l'acier; alors comme il n'y aura plus à trouer que l'épaisseur de trois lignes, un ouvrier pourra, à l'aide de quelques petites chaudes, achever l'opération. D'une main, il frappera à petits coups, en tenant le poinçon de l'autre. L'acier n'aura rien perdu de sa qualité ; la filière ne sera point fatiguée, ses trous résisteront au frottement du fil de fer qui se trouvera de grosseur égale dans toute sa longueur.

» Ce tour pourra s'adapter à quelque autre qui fera mouvoir d'autres machines. Par là on épargnera encore du charbon, et cette considération est de quelque poids (1). »

A notre époque, le travail des tréfileries est chose simple comme autrefois.

Les bottes de machine sont livrées aux filières après avoir enlevé l'oxyde qui recouvre le métal par un décapage. A cet effet, les bottes sont placées dans des eu veaux garnis de plomb contenant de l'eau acidulée dans la proportion de 100^^' d'eau et l'^8,2 d'acide sulfurique. Le volume est de 300 à 500^ de liquide, porté à l'ébullition par la vapeur. Le décapage dure de

(1) Extrait de la Description des gîtes de mineraij forges , par le baron

de Dietrich, 1789, tome II, pages 32 à 36.

PROCÉDÉS D£ FORGEAGE DANS l'lNDUSTRIE 105

20 à 30 minutes, suivant le degré d'oxydation. Chaque botte est retirée, puislavée dans de reau de chaux ou dansFeau bouillante. Retirée, séchée, et enduite ou non de graisse en couche légère, elle est prête pour le tréfilage.

La botte est placée sur un dévidoir à rotation libre. L extrémité du fil, étant effilée au marteau ou à la lime, est engagée dans le trou de diamètre voulu. Saisi de l'autre côté par une pince à serrage automatique dite chien, reliée à une bobine recevant un mouvement de rotation sur son axe, le fil est entraînée!, prenant le diamètre du trou de passage, il se rectifie et s'allonge.

Les bobines d'entraînement ont de 0'",30 à O^jSO de diamètre ; elles sont à arbre horizontal (fig. 7) pour les fils de fort échantillon, à arbre vertical (fig. 4) pour les fils de faible diamètre. Leur pourtour est un peu conique pour permettre d'enlever facilement la botte qui s'y enroule.

La rotation a lieu ou est interrompue à volonté par embrayage ou débrayage, suivant les nécessités du travail.

Le banc ordinaire à tréfiler présente les dispositions de la figure 5, planche XI V.

Un arbre inférieur horizontal reçoit le mouvement de rotation par une courroie et le transmet à la bobine par un couple de roues d'engrenage coniques.

Lorsque les bobines sont nombreuses, et c*est le cas des tréfileries en général, on les dispose au nombre de 10 à 20 sur des bancs en fonte de 10 à 20"* de longueur (fig. 4 et 5 j. Elles sont rangées sur une ligne ou sur deux lignes parallèles et reçoivent leur mouvement d'un arbre de couche inférieur. Elles sont débrayables automatiquement. Pour cela, la bobine trieuse est folle sur l'arbre vertical (fig, 6), qui porte un plateau calé, muni de trois rainures circulaires. La bobine est pourvue à l'intérieur d'un verrou sollicité par un ressort qui tend à le relever. Pour embrayer la bobine avec le plateau de l'arbre, le verrou est abaissé à l'aide d'une manette supérieure agis-

106 PROCÉDÉS DE FOHaKAGK BANS l'iNDUSTRIE

sant sur la tige da verrou, et celui-ci pénétrant dans une rainure, il y a entrainemetkt et pression du yerrou contre la paroi du plateau; cette pression développe suffisamment de frottement pour s'opposer à l'action du ressort, tant que l'efifort du tirage s'exerce. Mais, dès que cet eifort cesse, soit par suite de l'épuisement de la botte, soit par suite de la rupture du fil, le verrou se dégage et la bobine s'arrête. Les bobines figures 8^9 sont des variantes.

Indépendamment de ce premier déturayage, il convient de disposer sur l'arbre de couche des manchons de friction ou à dents permettant d'isoler chaque bobiue du mouvement général.

Il importe que le fil prenne bien, à T^itrée et à la sortie du trou de filière, la direction de Taxe du trou et cela malgré l'enroul^nent continu, sinon des frottements anormaux se produisant, donneraient lieu à un étirage moins régulier et à une usure inégale.

Pour obtenir une direction constaote de sortie, la base du tambour en fonte a un diamètre renflé, raccordé par un rayon prononcé avec la partie conique régulière.

Au moyen d'un dispositif appelé valet par les tréfileurs, la filière est disposée de façon que la direction de l'axe du trou soit tangente au pourtour de la bobine au niveau du congé de raccord. De cette façon, les spires de fil, au fur et à mesure de leur enroulement, sont constamment poussées, relevées vers la partie supérieure du tambour, par la pression de la spire qui s'enroule.

Pour les fils fins ayant une tendance à se tordre à la sortie du trou, on emploie un guide spécial, composé de broches à pivots d'acier.

L'opération pour les passages successifs est conduite de la même façon que pour le premier, en montant la botte sur le dévidoir, et en faisant passer le fil par un œil de fiUère de diamètre plus petit, et ainsi de suite, jusqu'au passage final,

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTAIE 107

qui, pour des fils calibrés au plus près, se fait dans des filières rectifiées.

Pour éviter d'appointer plusieurs fois rextrèmité du fil, celle-ci est parfois réduite, avaut le premier passage, sur une certaine longueur, au diamètre final, en retirant dans une filière à coussinets ou en deux parties.

Lorsque le fil a stibi plusieurs passages, le métal s'est écroui. Pour éviter des ruptures, l'usure de la filière, réduire le travail mécanique d'étirage, il faut redonner au métal la ductilité perdue^. soit par le recuit pour le fer, soit par la trempe pour le cuivre.

Le nombre des recuits dépend de la rapidité du décroissement des trous de filière et des qualités du métal. Ainsi le fer

Fij.Zl .. DiagrainitLes âesréauctiûiis d'unfil de $™^5 '

7 8 9 10 11 12 IS H 15 1B 17 passade

peut recevoir cinq, six, sept recuits, alors que l'acier doux n'en reçoit que trcris, quatre ou cinq ; de même le cuivre.

Un fer de bonne qualité, laminé en verge de 0",004S, peut être tréfilé en deux passages aux diamètres successifs de 0'°,0037 et 0°»,0032; il peut même être encore réduit sans néces^ siter de recuit aux diamètres 0'°,003 et 0°»,0028. Il subira alors un recuit et un décapage. Ensuite, il supportera huit passages correspondant aux diamètres 0»,0025, 0»,0021, 0^0019, 0™,GOn, 0»,0015, 0^00i3o, 0°»,0012î5, 0°»,00l.

Si l'étirage continue jusqu'à sa réduction au diamètre O'",0004, on lui fera subir un deuxième recuit et un deuxième décapage, et si la vitesse est suffisante, l'étirage pourra se faire

108 PROCÉDÉS DÉ FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIB

sans nouveau recuit en passant par les dimensions 0",0008, 0™,0007, 0"»,0[)06, 0«»,0005, 0",0004 (1). Le diagramme figure 21 indique les principales réductions.

Avec un fer de moindre qualité, il faudrait multiplier les passages, les recuits et les décapages, soit trois ou quatre recuits.

Avec un fer peu ductile, il faudrait recuire et décaper après chaque passage, ce qui élève le prix de revient outre mesure.

La régularité du fil dépend de la conservation de loutil qui doit être résistant à Tusure. Les filières se font ordinairement en acier très dur de qualité spéciale, percées de plusieurs trous coniques calibrés à des diamètres variant progressivement

Fig.22.

IDiagramitiB des réductions des diamètres d'un fil de fer enlre 50 dixièmes dcmilkmètre et^ dixièmes en ZO passades

10 n 12 1^ 14 16 IG n 18 19 20

(fi,g. /'', planche XIV). Les dimensions sont déterminées par Texpérience et dépendent de la nature du métal (épaisseur variable de O^jOOS à 0°»,030).

11 va sans dire que les trous correspondent à la section du fil, qui est polygonale ou circulaire. La différence de diamètre pour des fils ronds varie de O'-.OOOâ à O'°,0008 à 0'",00l. Cette différence doit être réglée suivant la qualité du métal; ses propriétés d'éliràge et de résistance.

Le rapport de décroissance diminue à mesure que le fil devient plus lin (fig, 22), car la résistance est proportionnelle au carré du diamètre, tandis que Tcffort d'étirage est proportionnel à la surface sur laquelle agit la filière, c'est-à-dire est proportionnel

(1) C'est intentionneUementque nous ne désignons pas les diamètres par les numéros du commerce.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DAl^S l'iNDUSTRIE 109

au diamètre. La résistance décroit donc plus rapidement que l'effort d'étirage du fil.

Des essais préalables permettent seuls de déterminer le maximum de réduction qu'il ne faut pas dépasser sans amener des chances de rupture, de défauts, de criques, de déchets.

Parfois les filières sont formées de plaques d'acier soudées à des plaques de fer qui s'opposent à la rupture pouvant être produite par la trempe très forte qu'elles subissent en vue de résister au frottement énergique que produit le passage du fil.

La filière est encore formée d'une boîte de fer de 0",32 de longueur, 0'",08 de largeur et 0"*,013 d'épaisseur de parois, avec un rebord de 0'°,026. La boîte est remplie de morceaux d'acier très dur, dit acier sauvage, de nature se rapprochant de la fonte blanche (1). Le tout est chauffé au blanc soudant, puis martelé et étiré à une longueur double.

La grande ouverture des trous est dans le fer, la petite dans l'acier.

On préconise de percer le fer au foret à froid, et l'acier au rouge, avec un poinçon de forme conique à l'un des bouts et se terminant par une partie cylindrique dont le diamètre est égal à celui du fil qu'on veut obtenir.

La précision du trou est de la plus grande importance dans la fabrication.

La dureté a aussi une certaine influence.

Une trop forte trempe donne lieu à des éclats.

Pour les fils fins, on fait usage de morceaux de diamant ou de pierres très dures (2), en faisant entrer le fil par la plus petite

(1) Pour les gros diamètres (à partir de S"»"), on adopte aussi la fonte blanche trempée coulée dans des coquilles fermées, traversées par des pointes d*acier que Ton chasse du moule aussitôt l'introduction de la fonte achevée, ce qui a pour but de permettre au métal de se contracter sans déchirures.

(2) Les fils dils carcasse, en acier, de diamètre égal à 0"",027, sont obtenus avec des filières en rubis. On produit dans ces filières des fils creux de quelques dixièmes de millimètre.

Les fils meta lliques les plus fins que Ton obtient actuellement corresponden t

110 PROCÉDÉS DE FOROBAGE DANS l'iNDUSTATE

ouverture afin d'obtenir un meilleur calibrage. Cette façon de procéder ne doit s'appliquer que pour le dernier passage, alors que le fil ne doit plusdiminuer dediamètre. C'est le trou-finisseur.

Afin de réduire le frottement d'étirage, l'usure des trous, éviter dans une certaine mesure réchauffement de la filière et lui assurer une plus longue durée, on a soin de graisser le fil et la filière, soit en plaçant sur l'avant une boule de suif, soit en faisant passer le fil dans un bain de matièregrasse, soit, mieux, en tenant la filière immergée dans un bain d'huile. Dans ce dernier cas, la filière est montée sur un châssis à guides plongeant dans le réservoir d'huile dont les côtés sont entaillés de façon à permettre le passage du fil ; chaque entaille est fermée par des obturateurs à coulisses. Pendant que l'obturateur supérieur se lève pour l'introduction du fil, l'autre se lève égalemait pour empêcher l'écoulement du lubrifiant.

Le fil étant introduit dans la filière, le châssis est abaissé jusqu'à ce que l'huile baigne les parties en travail.

La vitesse paraît avoir une influence plus ou moins favorable, suivant la nature du métal et celle delafilière donti'échaufÏHnent produit l'altération, si une bonne lubrification n'est pas assurée. L'échauffement du fil, au contraire, donne un recuit favorable à l'étirage si la température ne correspond pas à une réduction de la ductilité. La vitesse est très variable (0'°,50à l'",50), elle augmente avec la petitesse des diamètres dont la réduction proportionnelleest relativement plusfaible quecelle des gros diamètres.

L'expérience est le meilleur guide : la limite maximum pour un diamètre donné est celle qui produit la détérioration rapide de la filière, qui donne lieu à des criques, des fentes dans le métal, des ruptures, des rayures, barbelures, tous défauts indiquant une fabrication défectueuse.

à un centième de miUimètre et mesurent, suivant la densité du métal, jusqu'à 1 million de mètres au kilogramme. Les fils de cette finesse sont d'un prix de revient très élevé et ne reçoivent guère que des applications scientifiques, notamment les fils de platine, qui ont leur emploi dans certains appareils électriques ou de physique.

PROCÉDÉS D£ nm&EkGE DANS LINDUSTBIE ill

La résistance de la filière à récfaaufifement est particulièrement essentielle pour permettre d'attdndre les vitesses maxima, éviter en partie les recuits en profitant de réchauffement produit par le frottement et la compression d'étirage, échaoffement qui augmente la ductilité et qui permet de ne plus recuire les fils de 0»,002 i 0«^,002S de diamètre.

Ici encore, la confection du meilleur outil conduit à la fabrication économique et rapide. L'effort d'étirage est peu variable avec la vitesse; le frottement diminue avec la vitesse, tandis que l'action de compression augmente, ce qui a pour effet de déterminer une traction motrice sensiblement constante, quelle que soit la vitesse, celle-ci restant dans les limites courantes.

La pratique adopte des vitesses d'autant plus faibles que le métal est plus dur, plus résistant à l'étirage, que le fil est plus gros et que la réduction de diamètre est plus grande.

On remarque que le fil passé à la filière et recuit se prête mieuK aux étirages ultérieurs, les fibres étant mieux disposées en vue de rallongement.

Recuit.

Le recuit des bottes se fait en vase clos dans des cuves cylindriques en tôle de diamètre inférieur ou slipérieur à 1" et d'environ 1°» h 1™,80 de hauteur. Elles sont placées sur des maçonneries de manière que la flamme du foyer ne lèche pas le fond. La grille circulaire est à 0™,40 du fond de la cuve.

Souvent les flammes s'échappent par un tuyau central en tôle de 0°^,â$ de diamètre traversant la cuve sur toute sa hauteur.

La cuve repose sur une voûte de ô®,50 d'épaisseur et, sur le pourtour de la grille carrée, sont disposés huit carneaux latéraux coïKltiisant Ja flamme vers le tuyau central.

Une cuve à recuire peut recevoir environ 1 .500''« de fil de fer en botte. Le dessus est fermé par un couvercle luté à l'argile.

112 PROGÂDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDDSTRIE

Un deuxième couvercle s'appuyant sur la maçonnerie sert de dôme et guide la Qamme au-dessus de la cuve.

Ce couvercle porte une cheminée centrale s'emboîtant avec le tuyau traversant la cuve.

Le recuit dure quatre heures et exige 200 à 250^« de charbon. Le refroidissement a lieu en dii-huit heures.

L'oxydation des fils recuits usant fortement les filières, il faut nettoyer le fil, le décaper, par battage ou par lavage, dans un bain acidulé (I).

Les gros fils, après décapage et lavage, sont recouverts d'une colle pour le tréfilage à sec qui se fait en deux ou trois passages donnant un certain poli. On emploie : le sel ordinaire en dissolution, Teau de colle à la chaux, la bouillie de farine, ou le mélange de ces matières. Pour obtenir un fil paré ait fU clair on le tire à Teau; le dévidoir se trouve dans une cuve contenant de TeaU; de la lie de bière, un peu de sulfate de cuivre et d'acide sulfurique. On rencontre quelquefois des fils clairs, de couleur rosée* due à un excès de sulfate dans le bain.

Passages multiples simultanés.

Quelquefois on dispose, entre le tourniquet et la bobine, une première filière, une poulie tournant dans une auge contenant un bain de décapage, puis une deuxième filière (fig. /, pi. XV) (i).

Le fil, après avoir passé par la première filière, s*enroule sur la poulie qui l'attire et le nettoie, il traverse ensuite la deuxième

(1) On estime, dans une bonne fabrication, le déchet dû à Toxydation des recuits et autres causes, de 5 à 12 0/0, suivant le degré de réduction.

Ce rapport peut être beaucoup plus élevé si la fabrication est défectueuse.

Si on opère sur du laiton contenant 25 de zinc et 75 de cuivre, il convient, pour éviter des ruptures, d'enlever les rouleaux de fils et de les battre fortement sur une table.

On a cherché à enlever la couche d'oxyde par des flexions répétées ou des torsions en sens inverse. Une traction déterminant un certain allongement produit aussi la désagrégation et la chute de la pellicule superficielle.

(2) Brevet Glaçon, 6 juin 1876.

filière et s'enroule sur la bobine après être ainsi réduit de deux numéros au lieu d'un, dans le même temps.

Pour les métaux très ductiles et assez résistants, on peut faire le passage continu entre trois ou quatre filières, en ayant soin d'employer despoulies intermédiaires à vitesses correspondantes aux lo)igueurs de débit progressives. Le fil s'enroule de plusieurs tours sur chaque poulie de manière à développer un frottement suffisant empêchant les résistances des filières de s'ajouter plus ou moins. Il faut, pour prévenir des additions de traction, que les commandes, les vitesses des poulies intermédiaires soient bien réglées, ce qui est difficile. De nombreuses ruptures se produisent, la surveillance est plus assujettissante qu'avec des bobines indépendantes qui n'exigent qu'un peu plus de manœuvres de bottes. Cependant, pour de faibles réductions, la résistance du fil étant suffisante, il est avantageux de disposer deux ou trois filières à la suite sans poulies intermédiaires d'entraînement, la résistance de chaque filière s'ajoutant directement à celle des autres. Les filières sont ainsi moins fatiguées, se conservent plus longtemps, le produit est plus régulier.

Il conviendrait de monter ces filières sur des supports à chariot actionnés à volonté par des vis, afin de pouvoir régler exactement les axes des trous sur la direction d'enroulement du fil sur la bobine tireuse.

Ce procédé permet de réduire le nombre des ouvriers charges de la conduite des bobines.

Le passage à travers plusieurs filières multipliant les réductions élémentaires peut convenir pour les petits diamètres; néanmoins, il ne faut pas perdre de vue que le rendement mécanique est alors beaucoup moins élevé qu'avec de grandes

réductions.

Tréfilage continu.

Le tréfilage continu d'un fil passant simultanément dans plusieurs filières présente une grande difficulté pour le réglage des vitesses quand on emploie des engrenages de commande.

114 PROCÉDÉS DE FORGEAaE DANS l'iNDUSTBIE

Ce réglage devient facile et se fait automatiquement en utilisant le glissement du fil sur les organes effectuant la tension.

Lorsqu'on soumet le fil à l'action de deux ou plusieurs filières consécutives placées sur un banc à tirer disposé à la façon ordinaire, ledit fil, amené de l'écheveau sur le dévidoir et traversant la première filière de la série, s'enroule autour d'un galet ou d'une poulie motrice; de là, il passe au travers de la seconde filière, s'enroule ensuite autour d'une seconde poulie motrice, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il ait atteint la bobine d'enroulement.

Pour la commande de ces galets ou poulies, on peut leur donner une vitesse circonférentielle supérieure à la vitesse maximum d'avancement ou de débit du fil, et utiliser le frottement qui existe entre les poulies et le fil qui s'y enroule, pour effectuer la traction, de telle sorte que, quel que soit l'allongement subi par le fil en passant par les filières, l'avancement du fil entre chaque filière se règle de lui-même, proportionnellement à rallongement qu'il a subi et à la vitesse avec laquelle il s'enroule sur la dernière bobine dite bobine d'enroulement.

Les figures 3 et 4(1) montrent la disposition du banc A, des filières B, des galets ou poulies à gorge C portées par des axes C. Le dévidoir D est monté fou sur un axe fixe D' disposé normalement au banc A. Ce dévidoir est garni avec l'écheveau de fil qui doit être tréfilé et fournit son fil à la première filière B sous l'impulsion de l'effort de traction communiqué pendant la durée de l'opération.

La bobine F est destinée à recueillir le fil étiré et à le maintenir à un état de tension convenable lorsqu'il a quitté la dernière filière de la série.

Le mouvement est communiqué aux poulies C^ et à la bobine F par deux arbres G portant quatre poulies reliées par des lanières aux poulies C.

(1) Brevet à MM. Bolton, du 21 juillet 1887;

Lorsque la tension est trop forte, le fil enroulé sur les galets C glisse, ou c'est la lanière qui glisse sur C/.

Quand on veut économiser de la place, les bancs à étirer sont disposés comme figures 5, ô et 7.

Les figures S eiS montrent la marche du fil dans les diverses filières. Le banc A est à deux étages. Sur Tétage inférieur est fixée une série d'augets lubrifiants dans lesquels sont montés les cylindres C, qui y sont fixés ou bien constituent une partie d'un arbre longitudinal s'étendant d'une extrémité à l'autre du groupe de bancs.

Cet arbre est muni de poulies destinées à commander la rotation des axes de toutes les bobines d'enroulement D. Les cylindres C servent à tirer le fil au travers de toutes les filières disposées sur deux lignes parallèles, les filières de l'une des rangées correspondant aux espaces libres compris entre deux filières de l'autre rangée.

Ces filières sont supportées par deux barres E, E^

Le fil qui vient du dévidoir F passe sous les cylindres C ou s'enroule autour de ces cylindres, ceux-ci étant immergés en partie dans le liquide lubrifiant des augets B. Le fil arrive alors à la barre conductrice, autour de laquelle il s'enroule et est ainsi conduit en regard de la première filière de la série portée par la barre E. Le premier étirage est alors effectué et le fil revient vers le cylindre C par une ouverture pratiquée sur la barre E'. Après s'être enroulé une ou plusieurs fois autour de ce cylindre, il est dirigé à nouveau vers la barre conductrice et passe de là dans une ouverture pratiquée sur la barre E pour se rendre à la deuxième filière de la série, qui est portée par la barre E' ; de là, le fil revient au cylindre C de la môme façon que précédemment, retourne à la barre conductrice et traverse la filière suivante qui est la troisième, et ainsi de suite. Le long du chemin circulaire parcouru par le fil, chaque filière de la série est amenée à agir sur lui, le cylindre lui donnant la tension voulue jusqu'à ce qu'il atteigne la dernière filière de la

116 PUOCÉDÉS DE FORGEÀGE DANS l'iNDUSTRIE

série. Cette filière est montée sur un support indépendant situé à Tarrière du cylindre (fig. 7), de façon qu'elle soit en regard de la bobine d'enroulement D.

La vitesse circonférentielle des cylindres C doit évidemment être supérieure à la vitesse maximum d'avancement du fil, et c'est cette vitesse qui est communiquée à la bobine d'enroulement qui complète la tension du fil. La bobine d'enroulement est débrayée à volonté par un excentrique disposé au-dessous qui la soulève sur son axe conique.

Les figures 6^ et 9 de la planche XV (1) montrent les dispositions analogues aux précédentes avec emploi de cônes à la place de cylindres, de manière à donner une tension régulière, éviter en grande partie le glissement, les diamètres des cônes croissant proportionnellement à l'allongement du fil.

Trempe continue du fil d* acier.

Certains fils d acier, par exemple ceux pour cardes, subissent une trempe plus ou moins prononcée qui se fait d'une façon continue. On a soin d'opérer à l'abri de l'air pour prévenir l'oxydation.

Le fil passe, par exemple, dans un tube A d'amiante fermé aux deux bouts, porté à une température élevée (fi^. iO) (2). Il prend ainsi, en variant la vitesse de passage, une température correspondant au degré de trempe qu'il doit posséder.

Entre le four et la cuvette contenant le bain de trempe, le fil est protégé de l'oxydation par son immersion dans un gaz dont la flamme est inoxydable. Il passe ensuite à travers un bain d'huile ou autre liquide qui le refroidit en assurant la trempe convenable.

Ces fils peuvent ainsi recevoir une trempe légère pour augmenter leur résistance et leur élasticité.

(1) Brevet de MM. Beguz et Bœcker.

(2) Disposition adoptée à la Manufacture of Hardened et tempered Steel Wire (1881).

Si le fil doit subir un recuit, on enlève Thuile adhérente par des tampons, puis il passe dans un tube plongé dans un bain de plomb chauffé à la température convenable. Enfin le fil passe dans un autre compartiment qui le refroidit et finalement dans une auge remplie de chaux et de craie. Le fil peut ainsi être utilisé sans nettoyage.

Galvanisation des fils.

En vue d'éviter Toxydation, assurer une longue durée, certains fils sont galvanisés, zingués. Cette opération complémentaire est simple et consiste (1) : à décaper le fer dans Teau acidulée chlorhydrique à 10 0/0 et à le rincer à l'eau. Les bottes sont ensuite chauffées et mises sur des dévidoirs libres, d'où le fil part et passe dans un bain de zinc fondu par chauffage dans une cuve en fonte. Un certain nombre de fils (10 à 20) voyagent côte à côte, attirés par la rotation des bobines d'enroulement actionnées mécaniquement à sa sortie du bain, le fil passe à travers des matières frottantes qui lui enlèvent l'excès de zinc.

Quand une botte est déroulée, on attache au fil, par nœud simple, celui de la botte suivante. Les bobines d'enroulement sont refroidies par un épurant d'air froid; le fil s'enlève facilement et est livré à l'atelier de bottelage commercial qui forme des bottes de diamètre et de longueur déterminés.

Fil de zinc.

Le fil de zinc est obtenu par les procédés ordinaires de tréfilage en portant le mêlai à une température voisine de 150** qui correspond au maximum de ductilité.

A cet effet, les dévidoirs sont disposés dans des étuves spéciales chauffées par une circulation de vapeur à 5^» de pression.

(1) Celte opération auxiliaire ne saurait être traitée dans cette étude avec développement. Nous ne faisons que l'indiquer en quelques lignes. Pour plus de détails, consulter la Revue universelle des Mines, 1885 : TréfUerie s a néricaines, par M. Freson.

118 PROCÉDÉS DE FORGE AOfi DANS l'iNDCSTRIE

De plus, on donne au fil tiré une vitesse un peu plus rapide que celle pour le fer, de manière à déterminer un échauffement suffisant.

Ces fils sont utilisés dans divers cas en vue d'éviter toute oxydation; la clouterie et la pointerie en font une certaine consommation.

L'industrie électrique emploie aussi des tiges de petit diamètre, des verges de zinc laminées en cannelures par les moyens connus.

Étirage entre galets à gorges.

Pour obtenir de fortes réductions, on a essayé d'étirer les fils à la filière ordinaire en les faisant passer d'une section circulaire à une section ovale, puis à une section circulaire, de manière à opérer comme pour le laminage. Le passage de la section ovale à la section circulaire ne peut être obtenu régulièrement que si le fil est bien guidé, en disposant en avant des galets remplaçant la filière, deux guides qui s'avancent aussi près que possible du point de tangence des outils, qui sont, soit des cylindres GG (fig. /4j, soit mieux des cylindres RR' s'emboitant partiellement (fig. 15) (1).

En avant des galets sont placés (fig. 12} les guides E qui maintiennent le fil ovale F de manière que son grand axe soit toujours vertical. Ces guides pénètrent au plus près des outils; on peut, par des vis, régler exactement leur position.

Le fil ovalisé, passant à froid entre les guides E, est tiré à travers la cannelure des galets par la rotation de la bobine d'en* roulement.

Cette disposition supprime donc le frottement de glissement de la filière et constitue un véritable laminage du fil qui peut être définitivement calibré par un ou deux passages à la filière ordinaire.

(1) Brevet de M. Verschave, du 20 octobre 1887.

PROCÉDÉS DE FORGEASE DANS l'iNDUSTRIE 119

FUs découpés et étirés.

En vue d'éviter lo laminage des fils, on les découpe à la cisaille circulaire dans des plateaux sous section carrée que Ton transforme en section circulaire ou autre par plusieurs passages à la filière.

Les figures 16, /7 et 18 montrent la disposition de la cisaille (1).

La feuille de tôle pivote sur l'axe d'un petit chariot qui se déplace automatiquement vers les lames à mesure que la coupe se fait, de manière à assurer la régularité et la continuité de la coupe en spirale. Le chariot est actionné par une vis dont la vitesse rotative est variable suivant la largeur de la bande découpée. Son mouvement lui est donné par des engrenages en relation avec l'arbre de commande des cisailles.

Le fil découpé est enroulé sur une bobine conique mue automatiquement, la vitesse correspondant à celle de débit des cisailles .

Avant de passer aux filières le fil est recuit. Ce procédé s'applique aux fils de zinc, de cuivre, de laiton.

Le découpage du fil dans un disque de métal, en partant de la circonférence vers le centre, donne au fil une certaine irrégularité provenant de la variation de courbure qui va en augmentant à mesure que le rayon diminue. On pare à cet inconvénient en découpant un tuyau en hélice.

Le découpage peut se faire à la cisaille circulaire disposée comme figures 19 et 20 (2). La lame supérieure A est munie d'un guide spécial D qui est un plateau à rebords contenant cette lame; ce plateau tourne avec la lame et aide au dégagement du fil dont il régularise la largeur.

Le tuyau est emmanché librement sur un mandrin E, incliné

(1) Ces figures sont extraites du Plombier (Encyclopédie Roret). Elle doivent 86 rapporter au brevet Wermington décrit dans Tédltion dé 1883 (page 232) du Plombier de Roret.

(2) Brevet du 8 décembre 1879 à M. Létrange.

par rapport au plan vertical des axes des lames de la cisaille. Cette obliquité détermine le pas de l'hélice et, par suite, la largeur du fil ; par l'action des lames, le tube est attiré longitudinalement tout en tournant sur le mandrin.

Pour faire varier Tobliquité, il suffit de faire glisser le porteécrou H de la vis G dans la coulisse circulaire I, pratiquée sur la plate-forme P, qui porte tout Tappareil.

Avec ce procédé il est possible de découper des bandes de toutes largeurs, faciles à développer.

Les fils de cuivre à haute conductibilité électrique sont produits directement en hélice par Télectrolyse, sur des mandrins appropriés. Les fils sont déroulés, puis rectifiés, étirés s'il y a lieu. Us sont aussi découpés dans des tubes ou des plaques circulaires de métal obtenus par dépôt électroly tique. MM. Elmore (1) ont adopté les dispositions des figures 24 à 24 pour le découpage des tubes. Deux lames de cisaille circulaire L sont montées sur un support de façon à pouvoir s'ajuster verticalement, pour pouvoir découper des tubes de différents diamètres et épaisseurs; ces lames peuvent s'ajuster dans une direction horizontale ou dans une direction oblique sous un angle quelconque de façon à permettre le découpage de toute largeur voulue. L'obliquité des lames est obtenue en faisant pivoter la tète du support sur son pied en desserrant les boulons qui la maintiennent; la semelle de la tête est pourvue de deux coulisses permettant ce déplacement. La figure 22 montre que le tube est soutenu du côté des lames par trois galets G dont Técartement est facilement réglable. De l'autre côté, le tube est solidaire d'un plateau d'entraînement P dont l'arbre est actionné par une courroie et poulie assemblée avec un manchon d'embrayage et de débrayage. La poupée de l'arbre du plateau se déplace automatiquement sur le banc de fondation D par l'entraînement que produisent les lames ; on a soin d'équilibrer au plus près le

(1) Brevet du 15 septembre 1888.

frottement de la poupée par ud contrepoids, de manière qu'il se produise une certaine poussée du tube contre les rebords des galets qui le soutiennent.

Les figures 25 à 28 représentent la machine à découper les disques également au moyen de cisailles circulaires actionnées par courroies et engrenages intermédiaires. Sur le support des lames sont aussi montés des galets de soutien H ou d entraînement dont les axes sont commandés par des engrenages reliés à ceux des lames. De plus, de chaque côté sont disposés deux galets guides à rebords E dont les axes 6 peuvent être réglés en position voulue suivant la largeur du âl ou de la bande à découper. Le disque M monté sur pivot P est toujours en contact avec les guides. A cet effet, son support glissant sur le banc est sollicité par un contrepoids suffisant.

Le disque est énergiquement serré contre le collet de Taxe pivot par un écrou à largo rondelle d'appui. L'axe est de longueur suffisante pour que son emmanchement dans le support assure une bonne tenue et réduise l'usure au minimum.

Laminoir découpeur et profiteur pour fils métalliques.

Le débitage de tubes sans soudure en fil est encore obtenu au moyen d'un laminoir découpeur et profileur à action continue (fig, 10 à 12, pi. XIV] (1).

Le tube est engagé entre deux galets (fig, 11) à cannelures hélicoïdales de section progressive, qui donne finalement celle du fîl à obtenir. Pour guider et régler avec exactitude l'avancement du tube, celui-ci est disposé un peu oblique et il est sollicité par des galets pousseurs en relation avec les organes de commande de la machine à découper. La séparation se fait peu à peu, le fil se détache dans la dernière spire des cannelures et s'enroule sur une bobine ad hoc.

(i) Brevet Prétot, du 15 mai 1891.

122 PROCÉDÉS DK F0RGEA6B DANS l'iNDUSTRIE

Fil calibré à l'état liquide.

Les fils de métal pouvant être amené à l'état liquide sont encore obtenus par la compression, le refoulement à travers une filière ou orifice d'écoulement.

Pour le fer fondu, l'acier, l'appareil se compose d'un récipient en fer à garniture réfractaire, muni d'un trou fermé par un autoclave. Dans le fond se trouve un manchon de sortie, en fonte, traversé par un tube d'acier, refroidi par un courant d'eau froide, et dont le diamètre intérieur correspond à celui du fil à produire.

Au moment de la coulée du métal dans le récipient, le tube est bouché par un tampon.

On remplit, par le haut, le récipient d'acier liquide et d'acide carbonique liquide également, et l'autoclave est fermé.

Dès que l'on enlève le tampon, la pression due à l'acide carbonique repousse le métal au travers le tube d'acier et déveeppê ainsi un fil ou barre rouge qu'il convient d'étirer une ou plusieurs fois avec les procédés ordinaires pour augmenter rhomogénéité du mêlai. On peut obtenir toutes formes de sections (1).

Fil coulé et comprimé.

Signalons enfin l'obtention du fil métallique par coulée continue du métal à l'état liquide au moyen de la machine de M. Levavasseur (2) (fig. 13 à 16, pi. XïV).

Sur quatre roues s'enroulent deux chaînes sans fin F servant de moule. Chacune de ces chaînes forme la moitié du moule et est composée de chaînons ayant une ou plusieurs rainures /"correspondant aux dimensions du fil (fig. 13). Le métal s'écoule d'un creuset G qui se déverse automatiquement par l'action de la corde qui s'enroule sur l'arbre K. Le débit se règle à volonté.

(1) Bulletin technologique , novembre 1886.

(2) Brevet du 19 novembre 1883.

PROCÉDÉS DB F0RGEA6E DANS l'iNDUSTRIE 1^3

A Tendroit où se fait la coulée, les chaînons sont serrés Tun contre l'autre par un guide L, et le métal subit une certaine compression le forçant à remplir les cannelures et à lui donner de riiomogénéité.

A la sortie le fil passe sur une courroie en acier qui le conduit vers une bobine d'enroulement.

La commande du mouvement est faite à la main ou par courroie, la roue E reçoit la rotation par des engrenages intermédiaires et transmet son mouvement à la roue adjacente, puis les chaînes entraînent les deux autres roues engrenant aussi entre elles.

Pour augmenter la résistance du fil, il convient de le passer à la filière, ce qui, de plus, le régularise.

Ce procédé ne s'applique guère qu'aux métaux mous tels que rétain, le plomb et leurs alliages.

Barres profilées.

Les barres dites profilées ont des sections très variables de formes et de dimensions. Elles sont obtenues par laminage, le plus généralement ; elles se font en fer soudé, en fer fondu ou en acier fondu converti. Autant que possible, il faut suivre, dans le travail avec les cylindres à cannelures, les règles suivantes (1) :

Opérer en une seule chaude sur grande longueur.

Les cannelures doivent présenter une décroissance de section telle que chaque partie, plus ou moins régulière, s'étire à peu près uniformément, surtout dans les cannelures finisseuses.

Produire les pressions sur les différentes parties delà section, de manière à obtenir un étirage égal sans déplacement transversal du métal.

Régler la position des cannelures sur les tables des cylindres

(1) Tracé des cannelures des cylindres de laminoirs y par Daeien. Revue universelle des MineSy 1872; — - Traité sur le tracé des cannelures de laminoirSf par Ghoteau. Ch. Claesen, éditeur, Liège, 1875; -- Annuaire de la Sotiété, Étude sur le laminage, par Deny, 1877.

124 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L'iNDUSTRIB

de façon à faire coïncider le centre de gravité de la section avec le diamètre moyen des cylindres, et cela en vue de réduire les glissements des surfaces en contact. Ménager les dépouilles nécessaires au dégagement facile des pièces.

Faire décroître Tétirage de manière que dans les dernières cannelures, il soit très faible. La décroissance des cannelures dégrossisseuses peut varier de 1/5 à 1/15.

La réduction de section doit être réglée de manière à ne pas déterminer une pression exagérée produisant des déchirures ou des bavures prononcées; elle doit être suffisante pour assurer le remplissage convenable de la cannelure.

Avec de grandes vitesses de laminage, les cannelures peuvent décroître plus rapidement qu'avec de petites vitesses qui ne peuvent profiter de la haute température quand on opère à chaud et que la ductilité est grande.

Le métal doit toujours être bien réparti dans toute la section de le cannelure.

Dans la détermination des sections successives, il faut surtout s'inspirer des règles consacrées par la pratique et qui varient en ce qui concerne le nombre de passages, avec les propriétés de malléabilité et de ductilité du métal en œuvre.

Dans la plupart des cas, il convient de faire des essais avant d'arrêter définitivement les diverses cannelures qui doivent correspondre à un profilé.

Suivant les dimensions des sections et particulièrement pour les fortes sections, les ébauches doivent provenir de lingots, paquets appropriés, profilés si possible, de manière à permettre d'obtenir dès les premiers passages une section facilitant les transformations successives ultérieures (1).

Le laminage doit se faire à i>Iat, c'est-à-dire que les grandes dimensions sont disposées horizontalement, suivant la lon-

(1) La constitution des paquets profilés a été un progrès dans le laminage des fers spéciaux; elle a rendu possible la fabrication de nombreux profils que Ton considérait comme irréalisables avec des paquets rectangulaires.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DXUS l'iNDUSTRIE 125

gueur des génératrices des cylindres, afin de réduire au minimum les frottements dus aux différences de vitesses des parties en contact. On admet généralement qu^avec des paquets ordinaires le déchet varie de 20 à 30 0/0 et que les bouts et rebuts donnent des chutes de 1 à 8 0/0.

Avec des lingots de fer fondu ou d'acier doux, le déchet ne dépasse guère 10 0/0. Le laminage se fait dans de meilleures conditions, les criques et lesarrachements sont moins à craindre avec un métal homogène et plus malléable. Ce métal tend à se substituer au fer soudé pour toutes barres proQlées (1).

Profils divers simples.

Les barres profilées des types simples tels que ceux figure 23 se rapportant à des bandes chanfreinées, des barres à bandages, fers à section trapézoïdale pour barreaux, barres à boudins pour ferrures, plates-bandes à rainures, ronds cannelés, ne présentent aucune difficulté, les saillies étant relativement peu prononcées.

Il convient néanmoins d'ébaucher la forme de la section dès le début du laminage du paquet ou du lingot, au moment où le métal à haute température se prête bien par sa malléabilité aux déplacements relatifs du métal. Le laminoir à quatre rouleaux ou galets doit être employé de préférence, pour les barres à section dissymétrique qui ont toujours une tendance à se courber à la sortie des cylindres horizontaux et que Ton redresse au moyen des cylindres à axes verticaux. Ce laminoir

(1) Les Annales des Mines, 4* livraison, 1894, donnent les chiffres suivants pour la production des divers fers et aciers marchands et spéciaux en France:

Fers marchands 111.545» 106.523»

Aciers marchands 324.905» 328.991»

Totaux 436.450» 435.514»

126 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDDSTRIE

s'impose pour les barres rondes cannelées, les cylindres hori-

kum ^

Fi j. 23

zontaux ne pouvant former qu'une partie des cannelures, celles en dépouille.

Fçr5 à double J.

Les fers h. double T présentent les sections figu7'e 24, Pour les petites dimensions, les paquets et les lingots sont de section rectangulaire, les premières cannelures les amenant rapidement à une section très ébauchée pendant que le métal

est à haute température; les cannelures finisseuses transforment la section avec des allongements qui diffèrent peu pour l'âme et les ailes.

Les fers très légers employés pour clôtures exigent une fabrication soignée.

Les fers de moyennes dimensions proviennent de paquets profilés par les mises ou de lingots profilés par les lingotières (fig.4,pLXVI).

L'obtention d'angles vifs, de congés bien nets dans les profils de ces fers présentant des épaisseurs relativement faibles,

Fig. 24

exige remploi de mises extérieures résistantes, de couvertes corroyées, ballées ou mazées; l'intérieur étant composé d'ébauches, de chutes de fers divers, de riblons. L'emploi de corroyé de bonne qualité pour les ailes prévient aussi les déchirures que tend à produire l'allongement par entraînement. La proportion de corroyé varie de 15 à 40 0/0 et parfois davantage.

Pour les grandes hauteurs, on adopte des paquets constitués avec des mises ébauchées disposées comme l'indiquent les figures /, planche XVL

PROCÉDÉS DE F0R6EÀ6E DANS l'iNDUSTRIE

Dans ces paquets il convient de porter à SO 0/0 la proportion des corroyés; les couvertes pour ailes sont souvent des plaques simples ou doubles de O^jOSO à C",040 d'épaisseur; les âmes sont formées d'ébauchés, de corroyés ou de vieux fers. Parfois les gros paquets comportent quelques rangs de mises croisées enchevêtrant les soudures.

Les paquets pour fers de grande hauteur et de grande longueur sont difficiles à chauffer uniformément; leur prix de revient étant plus élevé que celui des poutres assemblées à éléments simples rivés, la fabrication en est assez limitée.

Kg.25 El)aucheur

Fig.26 Tixïisseup

(IWl

Les plus grandes hauteurs que font les forges actuellement ne dépassent guère 0",500 à 0°*,600, les plus grandes longueurs varient de 15 à 25°*. Des fers de 1" de hauteur ont été exécutifs (1), mais n'entrent pas dans la pratique courante. Ils ne présentent pas tous les avantages que Ton pourrait attendre de leur légèreté. La flexion tend à produire le gauchissement de rame, insuffisamment soutenue sur une si grande hauteur.

Les laminoirs à cannelures des fers à double Tde dimensions moyennes ont des diamètres de 0",500 à O^jôOO. Les canne-

(1) Forges de Châtillon. Ces fers ont figuré dans les expositions pour montrer la puissance des procédés de fabrication.

PROCÉDÉS DB FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 129

lures ébaucheuses sont analogues à celles figure 25, les finisseuses sont fermées comme figure 26.

Le nombre de passages est ordinairement de 8 à 12, dans deux ou trois cages comprenant chacune trois ou quatre cannelures.

Le laminage complet est obtenu en une ou deux chaudes suivant la grosseur du fer, sa longueur et la vitesse des cylindres.

Ordinairement, les nouveaux trains comprennent un dégrossisseur trio à trois cannelures, une cage-trio intermédiaire à deux cannelures et un finisseur duo à une cannelure.

Le laminoir est à commande directe de 500 à 1000^**^ pour fers courants. Les Iraios pour lourds échantillons sont pourvus de tabliers releveurs mus mécaniquement au sortir des finisseurs ; la pièce est transportée, par une table à rouleaux, aux scies circulaires.

Il convient d'achever ces barres au bio parce qu'on reproche au trio le défaut de concordance des cannelures. Le bio est réversible soit par le moteur à changement de marche, non muni de volant, soit par un embrayage à friction. Le laminoir réversible est avantageux pour les profils au-dessus de 0",23 de hauteur; il supprime Tappareil de relevage. Un train réversible pour poutrelles de 0",500 de hauteur, pesant jusqu'à 200^» le mèfre, installé aux forges d'Hautmont, a des cylindres de i" de diamètre pesant chacun 20^ On fait des longueurs jusqu'à 20™. Le moteur développe jusqu'à 3,500 chevaux- vapeur. Rappelons que c'est aux usines de la Providence (Marchiennes-au-Pont, en Belgique, et Hautmont, en France) que furent laminées, en 1849, les premières poutrelles à double T. Ce sont ces usines qui les propagèrent dans les autres pays, notamment en Angleterre, où on employait des poutrelles en fonte.

La section de la cannelure finisseuse tient compte du retrait, excepté pour l'âme, dont l'épaisseur est plus faible de un tiers à un quart de milUmètre à la sortie, parce que cette partie devient toujours un peu plus épaisse que la cannelure finisseuse

PftOGÉDéS DE FOBCEidfiK HANS l'iKOUSTRIE

rindique. Cela tient à ce qu'elle s'éteod im peu plus que les patins et qu'elle reprend de Tépaiîssenr quand elle a quitté le laminoir.

Ou conçoit que par suite des différences de rayons r^ r' ou distances de Tâme et des ailes aux axes de rotation (fig, 27), l'âme tend à prendre une vitesse moyeime r" ralentie qui détermine un glissement û Taction des semelles est prépondérante. Au contraire, les s^nelles prennent une vitesse plus grande que v' et gliss^[it si c'est l'âme qui est prépondérante pour l'entraînement En admettant une vitesse intermédiaire.

Fig. 27

Fig.28

V vitesse au. contact djelâine

a' "Vitesse an contact de l'ailè aufond.

i;*' vitesse mcjeniie de sortie

le glissement se produit en partie sur l'âme et en partie sur les ailes. L'âme tend à laisser en arrière les semelles, les âJMres dsi métal prennent la courbure (fig. 28) et l'âme entraîne les semelles en produisant en partie leur allongement, les pressions et tractions se transmettant de proche en proche.

Au début de la fabrication des poutrelles à double T, on donnait aux ailes une épaisseur égale à celle de l'âme. Les ailes ne pouvaient résister à l'entraînement de l'âme, il se produisait des fissures dans les ailes, leurs cannelures ne pouvaient être remplies, le métal ne recevait qu'une faible pression et ne s'étendait que par l'exten^ou cfes autres parties.

PROGÉBiS OB FOftGEAGE DANS L'li\DUSTRIK VU

On a été conduit à augmenter l'épaisseur des ailes et à les raccorder, avec Fâine, |iur des congés prononcés. Dans les épaisseurs des âmes des double Tt il faut tenir compte aussi du refroidissement rapide, inégal, qui détermine des tensions fai* sant gauchir la pièce.

Fers à âme nervurée.

Pour les hauteurs exigeant le renforcement de Tâme, on a adopté les fers à âme nervurée au milieu,, les nervures ayant UDfi faible hauteur. Ces fers se laminent comme les précédents avec des paquets prc^lés (fy, 29).

La partie médiane est en fer corroyé qui se prête bien aux allcaagements à chaud très prononcés dans les premières cannelures. Les types de paquets à couvertes d'âmes ébauchées conviennent bi«D pour ^. ^^

cesfers. ^^9-29

Les fers de grande hau-

teur exigent un paquetage ^ [— j * J^ji§ -;> C soigné profilant au plus

près la section. Il faut *-- ^ ^

aussi de puissants laminoirs et il est difficile d'obtenir les largeurs d'ailes que, pour une épaisseur donnée de l'âme, on réalise avec les poutres rivées de dimensions analogues.

Pour remédier à ces difficultés, les forges de Châtillon et Commentry ont constitué le paquet par trois barres laminées et assemblées à froid, comme le montrent les figures 30 {i).

Ces paquets se tiennent bien au four et sont passés à une cannelure de laminoir soudant les pièces et lui donnant ses dimensioDs définitives. On peut ainsi obtenir de grandes largeurs d'ailes. Ou encore, la poutre est constituée par des fers assemblés au moyen d'un petit nombre de rivets et les parties sont soudées par laminage.

(1) Brevet du 22 février 1867,

132 PROCÉUÉS DE F0R6EAGE DANS l/iNDLSTRIE

Les pièces se soudent difficilement, il est préférable d'adopter le paquet formé de deux u et d'une ou plusieurs mises de fer pour former l'âme et permettre d'assurer le soudage par un laminage plus prononcé.

Le laminoir universel à axes des quatre cylindres dans un même plan vertical convient mieux que tout autre pour le laminage des fers profllés, tels que ceux en u pour ébauchés. Il est utile de commander les cylindres verticaux par les cylindres horizontaux, soit comme le montrent les figures 2, 3, 4 et Sy planche XVI{i), qui se rapportent à une des premières

applications de ce type de Fig. 30 laminoir à la fabrication des fers profilés de grande hauteur. Sur le cylindre horizontal inférieur B sont disposées deux portées R qui s'appliquent avec une certaine pression sur les faces inférieures des galets E. Le déplacement à volonté des paliers du cylindre inférieur permet d'assurer une adhérence suffisante pour l'entraînement.

Comme les galets R se déplacent latéralement pendant le

(1) Brevet du 27 mars 1867, Compagnie anonyme des forges de Châtillon et Commentry, pour un perfectionnement au laminoir soudeur à galets comprimeurs, l)reveté au nom de M. Helson le 27 mars 1861.

Il convient de rappeler que la première disposition du laminoir universel avec les quatre cylindres dans un même plan vertical est due à M. Cyriaque Helson et qu'elle fit Tobjet d'un brevet en date du 27 mars 1861 . Reporter les deux cylindres verticaux dans le plan des deux cylindres horizontaux constituait une transformation importante du laminoir dont les axes des cylindres étaient dans des plans parallèles.

On obtenait ainsi une cannelure fermée très propre à tous travaux de laminage.

L'une des premières applications se rapporte au soudage et étirage des paquets, puis l'inventeur l'employa au laminage des fers profilés en commandant les galets verticaux par des engrenages.

laminage, il se produit quelques différences de vitesses entre les cylindres horizontaux et verticaux qui se traduisent par des glissements relatifs des portées R sur les faces inférieures des galets. On donne aux portées de R une position moyenne par rapport aux positions limites des galets E.

MM. Petin et Gaudet appliquaient le laminoir universel au finissage des fers double T» vers 1866 (1).

Les figures 6, 7 et 8 montrent la disposition des quatre cylindres montés pour ce type de fers. En changeant les cylindres on obtient toutes formes analogues. Ce laminoir peut ébaucher et finir les barres. Une plaque de garde guide la barre à sa sortie.

Les figures 9 et ^0 (2) sont relatives aux dispositions adoptées par MM. Marrel pour le paquetage des gros fers, avec laminoir préparant les mises extérieures ou couvertes, ou soudant le paquet et l'achevant par un étirage en rapport avec la grosseur du paquet et la longueur à obtenir.

L'emploi du train universel a le grand avantage d'atténuer les frottements sur les faces extérieures des ailes et sur les côtés des cannelures qui s'usent rapidement.

Avec des paquets suffisamment profilés» il suffit de deux ou trois passages pour souder les éléments et les mettre aux dimensions si les longueurs ne sont pas excessives.

Fe7's croisillons.

Ces fers sont le plus souvent à ailes égales. Ceux à ailes en dépouille peuvent se laminer avec deux cylindres ordinaires cannelés; ceux à bourrelets sont laminés dans des laminoirs à quatre cylindres.

S'ils sont en fer et de petites dimensions, le paquet est rec-

(1) Brevet du 30 mai 1866.

(2) Brevet du 8 janvier 1867.

PROCÉDÉS DE FORGfiAGC DAMS l'iNDUSTKIE

taDgulaire ou carré; pour les Sortes et moyennes sections, le paquet est profilé comme k monipent les figures 84.

Il faut employa du f^ corroyé résistant.

Les barres en fer fondu ou en acier doux proviennent de lingots à section carrée ou rectangulaire, ou ébauchés par un préparateur.

Après chaque passage, la barre est retournée de 90®.

Les ailes v^icales ne recelant pas de pression sont fortement allongées par i'^irage des ailes horizontales; il tend à se produire des déchirures et les frottements sont grands sur les ailes verticales pour peu qu'elles soient saillantes; aussi, on ne peut laminer que les petites sections avec le laminoir ordinaire (150»" au plus).

C'est la raison pour laquelle les croisillons n'ont pu être fabriqués avantageusement comme les sections à double T-

Cependant, depuis une dizaine d'années, en appliquant le laminoir à quatre cylindres, les fers croisillons sont obtenus jusqu'à 450™ de côté.

Signalons que le laminoir à quatre cylindres avait été employé pour croisillons par MM. Petin, Gaudet et C*®, dès 1866 (1) et qu'il présentait les dispositions des figures Hy /-?, et /5, planche XVI.

Le lingot ou paquet soudé et dégrossi était livré après réchauf-

(1) Brevet du 30 mai 1866.

PROCÉDÉS DE FOROEAGfi DANS L'INDUSTRIE

fage an lamincmr à profiler dont les cylindres, en se rapprodiant progressiTement, produisaient la section en croix, à brandies légèrement en dépouille, sans bourrelets aux extrémités.

Les pressions des cylindres rapprochés après chaque passage forcent le métal à monter, s'étendre de plus en plus dans Tinter- ^ie laissé entre les galets verticaux et les cylindres horizontaux, jusepi^à ce qu'il amye aux dimensions voulues.

€itons encore la laminoir Sack (1) spédalement disposé pour le laminage des divers profils (fig, 32).

Ce kmÂnoir est réversible et comprend quatre cylindres AA,

BB (fig. 33) dont les axes sont situés dans un même plan vertical. Les cylindres AA horizontaux donnent seuls la pression qui se répartit néanmoins sur les cylindres BB, attendu que ia pièce est placée en V. Les cylindres AA sont seuls conduits; les cylindres BB sont entraînés par contact avec la pièce.

La figure 34 représente les changements successifs de la section lors des divers passages.

Les figures / à // de la planche XVII indiquent les principales dis|)ositions des organes. Le cylindre horizontal supérieur

(1) Brevet Hugo Sack, de Duisburg. Dessins de VEngineering,^ j^n- Tier 1886.

136 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRFE

se déplace verticalemeot par le mouvement des vis analogues à celles des laminoirs ordinaires assuranl le déplacement parallèle.

Les cylindres verticaux sont montés sur des supports ajustés à coulisseau entre deux paires de barres ou glissières assemblées dans les cages. Ces glissières peuvent être déplacées horizontalement ou verticalement, au moyen de vis et de coins manœuvres pendant le laminage, de manière à régler les positions relatives des quatre cylindres.

La descente du cylindre supérieur A produit le rapprochement et rabaissement des cylindres verticaux. La levée du cylindre supérieur étant déterminée, les cylindres verticaux se

relèvent et s'écartent par l'action des contrepoids qui les sollicitent. Le jeu de ces cylindres permet d'obtenir des croisillons symétriques en ayant soin de retourner la pièce de 90® à chaque passage, et en les achevant dans un laminoir finisseur, dont l'action a particuUèrement pour but de bien régulariser les bords extérieurs.

Les figures /2, 43 et /-#, planche XVII, montrent la disposition des cylindres pour la confection des fers à double T^ Les ailes sont laminées en cintre, afin de ne faire travailler les cylindres horizontaux que sur une génératrice de la partie conique, ce qui use moins les cannelures. Le redressage des ailes se fait par un passage entre deux cylindres finisseurs.

PROCÉDÉS DEFORGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 137

Ce laminoir est employé avec succès dans plusieurs grandes forges et aciéries du continent et d'Amérique.

Fers à T-

Les fers à T dont Tâme est de faible hauteur se laminent à plat. Si Fâme est plus haute que les ailes, le laminage a lieu de champ en retournant la barre à chaque passage (fig. 5, pi. XV] II).

Lorsque les branches sont à peu près égales, les deux procédés qui précèdent se combinent; la barre est présentée de plat et de champ successivement à chaque passage, retirage se faisant principalement sur les branches horizontales (fig. S et 6).

Fig. 35

Les paquets ou lingots sont de section rectangulaire ou profilée s'il s'agit de moyennes et fortes sections (fig. 2).

Le nombre de passages s'élève jusqu'à IS ou plus afin de ménager le métal.

On opère en deux ou trois chaudes. On a soin d'affranchir l'une des extrémités de la pièce dégrossie, afin de faciliter rengagement entre les cylindres et de ne pas retarder la marche qui doit être très active pour profiter de la haute température du métal.

Un autre mode de laminage consiste à donner aux cannelures ébaucheuses la forme d'un Y dont les deux branches s'ouvrent progressivement. On retourne la barre à chaque passage de manière à produire l'allongement plus prononcé, sur deux branches en même temps, la troisième s'ailongeant par

138 PROCÉDÉS DE FORGEAGC DANS l'iNDCSTRIE

traction, par entraîn^nent du métal (fig. 7). Les cannelures peuvent aussi être disposées obliquement comme figure 8, si l'âme est longue. Les figures 9 et /O se rapportent à des sections dérivant du T-

Les barres doiv^it être bien guidées à rentrée et à la sortie parce que la dissymétrie de la section tend à les jeter de o6té ou à les contourner.

Les derniers passages se font ou non sur plat.

On obtient aussi ces fers ea laminant une barre à section double T (fig- ^)i puis en la fendant k chaud au moyen d'une cisaille circulaire dite train fendeur, ou à la scie ciroulaire.

On a sdn de laisser solidaines sur une faible longueur ( 16 à 20"™) les deux parties, vers chaque about de la pièce, afin que la barre ne se courbe pas en se refroidissant, la contraction de l'aile étant plus forte que celle de l'âme qui se refroidit plus rapidement. Ces parties sont détachées par quelques coups de marteau.

Laminoir universel pour fers à J.

Avec les finisseurs à cannelures, il est diffidle d'obtenir des angles bien vifs au racciX'd des ailes; il arrive assez souvait, lorsque le cylindre supérieur cède ou lorsque \es& extrémités du fer laminé sont irrégulières, que ce fer reste pris ou qu'il s'enroule sur le cylindre.

Afin d'évité ces éventualités, M. Emile Bouchon préccMiise l'emploi du laminoir figure //, comprenant un cylindre sapérieur C commandé et deux galets ccanqoes C'C" non commandés.

Les galets sont disposés sur des supports à chariot qui permettent de régler leurs positions relatives.

Le cylindre peut se déplacer verticalement, de scMtcqu'û est possible de laminer des dimensions variables dans une certaine limite.

PROCÉDÉS DE FORGEAOE DANS l'jNOUSTRÏE 139

Fers d'angles dits cornières.

Les fers coroières pour assembler les éléments de ponts et de charpentes se fabriquaienl longtemps avant les autres profilés. Ils sa laminent de plusieurs manières^, suivant leurs dimensions, et ordinairement en deux chaudes ; la deuxième chaude se donne après le deuxième ou le troisième passage, alors que la pièce n'a pas une longueur rendant le chauffage difficile.

Les paquets ou lingots sont de section carrée pour les petites dimensions, rectangulaire ou profilée pour les fortes cornières (fig, i, pi. XIX). U faut, dans le cas de paquets de fer, des couvertes en bon corroyé. Parfois le paquet est formé de pièces angulaires (fig. 3)^ afin d'obtenir des Ugnes de soudure mieux ré|>arties.

Ainsi, une cornière obtenue par mises plates superposées fait ressortirles lignes de soudure (fig. 4), sur une coupe soumise à l'action d'un acide, tandis qu'avec des paquets constitués par des f^s d'angles superposés, une coupe traitée à l'acide accuse les lignes de soudure figure 5.

Les cornières à branches égales de petites et moyennes dimensions sont laminées sur angle (fig. 6^ 7et 8) avec un étirage variant de 0"»,S0 à 0%20,

Pour tes gcandescornièies, M. Daelen a préconisé l'ébauchage de l'angle dans les premières cannelures, comme figure 9 (1), puis le pliage des branches dans les dernières cannelures en optant pri^ressivement

Cette méthode conduit au dégrossissage de tous les fers d'angle au laminoir umversel en lesachevant dans les cylindres à cannelures* Avec le laminoir universel, il suffit d'une seule paire de cyUndres profilés au miUeu pour laminer toutes les ébauches des divers fers d'ongle, quelles que soient la longueur et l'épaisseur des ailes et aussi les fers à ailes inégales et celles

(1) Bévue universelle des MineSy 1872.

à boudins. Dans le dernier passage, Tangle des branches doit être tenu de 3*^ à 12<* plus grand que celui que doit avoir la cornière, pour tenir compte de l'action du retrait, qui tend à fermer l'angle. L'augmentation varie suivant que les branches sont plus ou moins longues, l'angle plus ou moins fermé et la température plus ou moins élevée.

Cornières à branches inégales.

Les petites cornières à branches inégales peuvent sans inconvénient se laminer alternativement. Tune des ailes sur plat, l'autre sur champ (fig. 10).

Mais, pour celles de dimensions au-dessus de 60 à 80™"* d'aile, il convient d'opérer sur angle (fig. 8).

Les cornières doivent être convenablement guidées pour éviter une courbure prononcée à la sortie des cannelures finisseuses.

Comme il est difficile d'obtenir des barres bien droites, il y a lieu de les dresser alors qu'elles sont encore chaudes. Un moyen rapide consiste à placer la cornière sur deux ou plusieurs supports en V (fig. H) et de faire agir deux galets montés sur un petit chariot (fig. 12) que l'on charge à volonté et qui se déplace sur des rails. Les roues du chariot et les galets dresseurs sont montés sur les essieux.

On obtient un redressage rapide des cornières en les faisant passer, dès la sortie du laminoir, entre une ou plusieurs séries de galets dresseurs disposés comme l'indiquent les figures 43 à /*.

Ces galets sont montés sur leurs supports de manière à pouvoir se déplacer et appuyer contre deux faces de la cornière, soit pour guider la pièce, soit pour l'entraîner.

La machine à dresser, du modèle Richards, dont nous ne donnons qu'une vue du dessin d'ensemble, est pourvue d'organes de mouvement permettant le déplacement de la barre dans les deux sens, s'il est nécessaire.

Les trois galets de petit diamètre, placés à droite et à gauche

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L'lNDUSTRIE 141

(fig, 44)^ servent particulièrement pour guider la cornière. Ce sont les cylindres intermédiaires de diamètre plus gros, montés sur des arbres plus solides qui sont destinés à produire le dressage de chaque aile séparément; chaque paire de gros cylindres saisissant une aile correspondante.

Les figures 47 et 4S sont des variantes de cylindres dresseurs combinés.

A cause des effets de dilatation et de contraction i le dressage à chaud laisse toujours à désirer; si l'on exige une rectitude parfaite, il faut opérer à froid.

Fers en Z-

Les petites dimensions des barres en 2 se laminent en cannelures sur angle (fig. 49).

Les moyennes et fortes dimensions s'obtiennent par des ébauches à talons pour les angles dont on plie, en deux ou trois passages, les branches à Tangle voulu.

Fers en u.

Les fers en u étaient ceux qui, autrefois, présentaient le plus de difficultés de laminage au moyen des cannelures ordinaires. La moindre pression sur les ailes donnait lieu à des déchirures.

La méthode de Daelen par laminage sur plats avec angles ouverts, puis le redressage dans deux cannelures finisseuses en a facilité Texécution.

Le paquet de section rectangulaire, étiré sur plat et sur champ, est transformé comme llndique la figure 4, planche XX; ensuite le pliage en cannelures donne la forme définitive.

Lorsque les ailes sont peu hautes, on réduit la courbure et la transformation se fait comme le montre la figure 3.

Pour les gros échantillons, on emploie la méthode ordinaire en partant d'un paquet analogue à celui d'un fer à double T que l'on ébauche (fig. 2) en développant les ailes de Tu, et en

142 PEOCÉOÉS DE FO&GEAGE DANS l'iNDUSTRIE

laissant des fausses ailes du côté opposé, de manière que ce fer supplémentaire^ que l'on fait écouler dans les passages ultérieurs, permet de donn^ un élira^e senâbl^nent é^ à l'âme et aux ailes, sans déterminer des entraînements, des tracti(His amenant des déchirures ou autres défauts.

Ce procédé s'applique naturellement aux sections présentant une surépaisseur du côté opposé aux ailes ou à Tâme.

Si celle-ci est renforcée au milieu par une nervure,, on a soin de ménager également un excès de métal à distribuer dans les divers passages sans mettre à contribution le métal de l'âme.

Les fers en U à ailes de grande hauteur et à angles vifs à l'intérieur s^obliennent de préférence par la combinaison des deux procédés ; de même les fers à ailes dissymétriques et ceux à boudins qui ne comportent ordinairement que de faibles dimensions.

Fers gouttières ou demùronds creux.

Les fers à U prononcé dont le creux est obtenu par laminage direct dans une cannelure et boudin correspondants doivent présenter des branches en dépouille pour faciliter et permettre l'opération en partant d'une barre ou bille tte à section rectangulaire plus ou moins allongée. La gouttière présente la section figure 9 après ébauchage et celle figure ff'^ après avoir passé aux cannelures finisseuses.

A cause de la différence d'épaisseur du milieu et des côtés, les bords se déchirent souvent pour suivre le métal du milieu qui s'étire davantage.

11 est préférable de partir d'une cannelure donnant la section figure il à la barre dégrossie. Les renflements des bords alimentent ceux-ci lorsque la pièce passe dans la cannelure suivante en présentant les renflements au-dessus, pour prendre la forme courbe (fig, 12), Puis, le passage suivant donne la tbrme en V ; les branches comme le fond ont subi un étirage

PROCÉDÉS DE FOBGËAfift DANS l'iNDUSTRIE 143

régulier^ répaisseur est un peu ptas faible au fond qu'à Fextrèmitè des braaekeâ. Le passage dans la éenki^e cannelure (fi§. 44) redresse les branehes et lui dense uaeépaisBeor égale partout sans décMrejr les bords.

L'épaisseur uniforme est particulièrement importante pour la confection ultérieure de tubes.

Le laminoir employé est du type à deux cylindres horizontaux et deux galets à axes verticaux (fy^. ê à M) (1) qui, tous quatre, présentent à la circonférence une gc^ge de seetîoii convenable pour former à leur rencontre une ouverture de cannelure de forme ronde,, carrée^ ovale cai autre suivant la conformation à donner à la barre creuse, i^ phis^ au centre de la cannelure est disposé un mandrin M» dont k forme est celle du creux de la barre tubulaire.

En avant des cylindres est disposée une boite à guides G dans laquelle on introduit la barre pour la conduire dans les^ cylindres. Les guides et la boite sont conformés suivant la section employée en [J, ou gouttière, ou en V. A sa sortie des cylindres,, la barre est paiement guidée. Lorsque la barre-tube doit être soudée, les extrémités des branches sont laminées en biseau pour former recouvrement. Ces fers peuvent être de formes variées obtenues par déformations successives sans étirage prononcé.

Fers en y et fer& dits Zorès,

Les fers en V dément des fers en u. ou des cornières et se laminent de la même manière en fermant les angles des branches progressivement et ménageant un excès de métal permettant de produire un étirage sensiblement égal dans chaque partie. Ici encore, les barres de petites dimensions proviennent de paquets prismatiques oa de lingots ordinaires ; pour les fortes sections, le paquet est profilé comme fi^re fê,

(1) Brevet Royer, Honzelot et Bagou (23 octobre 1878).

t4l PBOGÉDÉS DE F0RGEA6E DANS l'iNDUSTRIK

Les fers Zorès rentrent également dans cette catégorie de fers, de môme que ceux pour colonnes. Les figures 47 à ^1 indiquent les différentes transformations du lingot ou du paquet, en combinant les effets d'étirage et de courbage en cannelures.

Fers oimés ou moulurés.

Les fers moulurés s'obtiennent assez aisément par laminage; il faut que les parties soient bien en dépouille afin que la barre se dégage sans difficulté des cylindres.

On peut aussi obtenir des dessins ou moulures de surface en employant des cylindres à empreintes correspondantes.

Les fers à V multiples, tels que ceux figure 5, planche XXI, employés pour pièces enroulées sont obtenus avec des paquets de bon fer corroyé n*» 2 ou n® 3 (fig. 2), laminés en une seule chaude, d*abord à un train dégrossisseur, puis à un train finisseur dont les sections des cannelures sont indiquées figure 3,

On passe deux fois la barre dans la cinquième cannelure ogive.

On a soin de disposer en sens inverse les saillies des deux cannelures profiieuses, de manière à éviter la production des bavures.

11 faut retourner la barre sens dessus dessous avant de l'introduire dans la cannelure finisseuse.

Laminage des fers spéciaux sur ailes aplaties (1).

Pour le laminage des fers spéciaux divers à larges ailes, difficiles à obtenir par les procédés ordinaires, on peut appliquer la méthode suivante :

Le paquet ou le lingot à section rectangulaire est d'abord étiré, laminé avec une ou plusieurs rainures de profondeur voulue correspondant au profil à produire figure 10 y planche XXL

Ces ébauches sont ensuite étirées de manière que les ailes

(1) Brevet à M. Bicheroux du 22 août 1891.

PROCÉDÉS DE FORGEÂGE DANS l'iNDUSTRIE J4S

produites par les rainures sont pressées les unes contre les autres; un soudage des ailes ne peut plus se produire, à ce moment où la température n'est plus assez élevée.

L'étirage se poursuit ainsi jusqu'à la forme s'approchant de la coupe transversale du prolil replié sur ailes.

Ensuite on déplie les ailes, et la forme définitive, sans qu'il se produise d'élirage, est donnée par des finisseurs.

Par exemple, pour la fabrication d'un rail, on fait usage des outils figures 4 à, 9.

On donne d'abord la première forme ou ébauchage avec le laminoir figures 4 et 5; on déplie les deux ailes avec l'appareil figures 6 k8.

Pendant l'étirage, la tête du rail est achevée, les deux ailes de la rainure sont pressées l'une contre l'autre, et le pied du rail reçoit la section finale.

L'appareil figures 6,7 eX 8 comporte une table C fixée à la cage des cylindres linisseurs. Sur cette table se trouve un chariot D qui peut être déplacé dans le sens horizontal. Ce chariot porte un montant F muni d'un?, placiue G rechangeable, qui sert à guider la tête du rail. Au côté et au-dessous du chariot sont disposées des presses hydrauliques qui servent à soutenir et à déplier ou à écarter les ailes du pied du rail dans la cannelure finisseuse.

Lorsque le rail est placé sur le chariot, le piston I de la presse verticale presse fortement le rail contre le couvercle H dans un guide ménagé dans ce dernier. Le piston K de la deuxième presse introduit un coin entre les deux ailes de manière à les écarter. Le piston L de la presse disposée à l'extrémité du chariot entre en action en poussant le chariot vers la cage du laminoir, et en introduisant le rail dans la cannelure finisseuse qui écarte entièrement les ailes.

La figure 9 représente une disposition plus simple pour déplier les ailes du rail.

A l'avant des derniers cylindres M du laminoir est disposé

146 PROCÉDÉS DE FOaGEAGB DANS l'iNDUSTRIE

un arbre N portant trois cylindres; les cannelures du premier cylindre correspondent à la forme du pied à produire; le deuxième cylindre P est à vive arête ei déplie les deux ailes; le troisième cylindre Q est lisse et donne au pied la forme définitive.

Pour les divers autres profils (fig. éù), on pcocède de las^me

manière.

La figure H est l'appareil spécialement diqïosé pour les rails-longrines.

Les figures ^2 et /5 se rapportent au laminoir pour les double T* Les cylindres supérieurs et inférieurs sont à bascule el suffisent pour faire toutes les opérations.

Pour obtenir des poutrelles d'une hauteur allant jusqu'à l", on n'a besoin que de deux laminoirs. Dans le premier, on fait des poutrelles d'une hauteur de £O0à4SO°»°^, et, dans le second des poutrelles de 0",450 à 1" de hauteur. Pour déplier les ailes on se sert de l'appiueil fif/wes H et /5.

Laminoir Flotat pour fers profilés.

En vue de réduire le maiériel qui nécessite le prcAlage des fers spéciaux de toute catégorie, M. Flotat a combiné un laminoir à cylindres ou galets multiples, en premier lieu appMqué au finissage des fers à T vers 1874.

Ce laminoir (pL XXII) (l) comprend (fig. 1} un cyliadre A à axe horizontal disposé au milieu de quatre galets BB', B^B/ montés obliquement deux à deux, en haut et en bas du cylindre horizontal. Celui-ci reçoit le mouvement de commande et le communique aux autres par des pignons. Les barres sont d'abord ébauchées en forme de ronds ou d'ogives, de carrés, d'ovales, etc., selon la section finale à obtenir, puis elles sont introduites dans le laminoir finisseur qui les profile en un ou plusieurs passc^es, suivant la grandeur des types.

Selon les dimensions des sections à obtenir, on fait usage de

(1) Brevet du 26 mare 1878.

PROCÉDÉS DE FOAGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 147

deux à cinq outils, formant chacun d^ix ouvertures variables, et donnant ainsi pour chaque ouverture deux et trois passages par le rapprochement, k volonté, des cylindres inclinés.

Avec ce laminoir, toutes les parties sont laminées et éiiiées simultanément; les réductions d'épaisseurs peuvait être fdiis facilement réglées de manière qu'il n'y ait plus alloBgement successif de chaque paitie par entn^nemeot de pioche en prodie, condition sauvent très défectueuse et ne permettant pas le laminage de di^rs jHrofils de fisûble épaisseur.

Ainsi, avec on groupe de deux systèmes à cinq cylindres^ on peut laminer rapidement les plus grandes sections, en donnant à deux passages par ouverture, huit sections successives décroissantes suivant la loi progres^ve convenable.

S'il s'agit de laminer le fer à chaud, par exemple, aussitôt que la barre est dégagée des cylindres inclinés inférieurs travaillant avec celui du milieu, elle est rengagée entre les cylindres inclinés supérieurs et celui du milieu également; par suite, comme dans un trio, le dernier bout sorti des cylindres précédents est le {premier introduit fadlementet sans letard.

Les cylindres obliques sont montés de façon à pouvoir se rapprocher ou s'éloigner de quantités variables à volonté, soit simultanément, soit séparément. La résultante du déplacement est calculée de telle sorte que la somme des écartements de chaque cylindre incliné est toujours égale à la réduction d'épaisseur qui se produit en même temps entre les cylindœs du milieu et les cylindres inclinés, c'est-à-dire, que les épaisseurs des différentes parties du profil sont réglées de manière que les allongements de métal sont constants en tous points.

Les cylindres ou bagues qui opèrent sont de forme oorre»pondant à cdie du profil, les même bagues pouvant servir fom tous profils semblables, quellesquescHentlesdimenaionsdesoôtéB!

Pour certaines dimensions, on peut supprimer un des pignons des cylindres inclinés, ce cylindre étant alors entraîné par k barre saisie entre les deux autres.

148 PROCÉDÉS DE FOP.GEAGE DANS L*LNDUSTR1E

Les figures 9 à 24 montrent différentes dispositions pour diverses sections de fers.

Elles indiquent aussi que l'on peut combiutr trois cylindres seulement (fig, 21) inclinés entre eux suivant les angles qui correspondent à la section à laminer, angles qui peuvent varier dans les plus larges limites, comme lemontrent les figures i9à24.

Dans la disposition à trois cylindres, le laminoir se simplifie (fig. 18)f le déplacement est donné au cylindre horizontal et les pignons de commande des cylindres à arbres inclinés sont fixes ou mobiles dans le sens de leurs axes, selon la grandeur des sections.

Ce laminoir peut être combiné avec les laminoirs ordinaires duo ou trio pour former un ou plusieurs groupes se succédant en vue d'une opération rapide.

Barres creuses.

Rappelons que les barres, les poutres creuses de formes prismatiques peuvent être obtenues par le laminage hélicoïdal (procédé Mannesmann) en prenant, comme ébauche, un tube que Ton fait passer dans un laminoir oblique à galets de forme appropriée.

En employant un mandiin déplaçable à volonté longitudinalement, on peut produire la variation de l'épaisseur des parois de manière à obtenir un solide dit d'égale résistance, tel que celui figure 25.

Dressage et tronçonnage.

Les diverses barres profilées donnent lieu, comme les barres simples, à un redressage qui se fait dans des conditions analogues à celles déjà citées. Quant au tronçonnage, on uiilise avec avantage la scie circulaire, dont un modèle commode est celui à outil oscillant avec arbre actionné par deux courroies montées sur un arbre supérieur commandé directement par un moteur à vapeur.

PROCÉDÉS DR FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 149

Barres cintrées.

Lorsqu'il faut achever des pièces profilées ou non en un seul passage et les courber à la sortie du laminoir, la disposition à quatre cylindres (fig, 3l6, 27 et 28) (1) peut être employée avantageusement.

Les deux cylindres verticaux A et B sont constitués par des rondelles de forme appropriée à la section de la pièce. Ces cylindres sont commandés par des engrenages en relation avec la transmission principale et par suite avec les organes de commande des cylindres horizontaux C, D qui achèvent la pièce en passant dans les cannelures de forme convenable.

La pièce est présentée à l'entrée des cylindres verticaux en la plaçant dans un guide G; un pousseur P, à levier, est disposé sur l'avant pour engager la pièce qui se dirige à la sortie des verticaux entre les horizontaux, munis à l'avant de guide empêchant le fer de dévier. A la sortie des cylindres C et D, UQ guide courbe E (un galet serait préférable) donne à la pièce la forme circulaire.

Barres laminées de formes variées à sections variables.

Les barres de formes variées se laminent avec des cylindres à empreintes correspondantes et font l'objet d'une fabrication qui tend à se développer.

Diverses forges les confectionnent depuis une trentaine d'aonées.

Ces barres permettent de réaliser une grande économie de main-d'œuvre lorsqu'il s'agit de pièces qui se répètent en grand nombre, comme les ferrures, les crampons, les marteaux, les pièces de coutellerie, etc.

Le laminoir peut comporter deux cylindres à rondelles rechangeables montées sur deux arbres (fig. 29) (â). Ces ron-

(1) Laminoir de MM. Mansoy et C'«. Brevet du 9 janvier 1867.

(2) Société anonyme des forges et aciéries d'Alforlviile. — Brevet du 27 mars 1877.

180 PROCÉDÉS DE F0RGEA6S DANS l'iND^STBIE

délies présentent des cannelures à empreintes déterminées. Le diamètre est tel que leur développement contient un nombre exact de pièces dont la longueur est calculée en tenant compte du retrait.

Les figures 30 se rapportent à des manivelles pour tendeurs brides de ressorts, plaques de renfort de wagonnets, pour attelage de wagons, fers à talons pour butées de ressorts, vis de tendeur, manettes.

Les ébauches étant séparées, on parachève la forme définitive. D convient de donner aux cannelures des formes se rapprochant autant que possible de la pièce finie. C'est ainsi que pour la fabrication des rasoirs à bon marché, on lamine des barres ayant presque exactement la forme définitive, que pour les couteaux de table, la barre d'acier a la forme d'un double coin; découpée par le milieu, elle donne des couteaux, à peu près achevés.

Une condition essentielle pour obtenir un bon laminage de ces objets et une sortie rectiligne correcte de la barre consiste à opérer sur section symétrique par rapport à Taxe longitudinal. On est ainsi conduit à laminer en double ébauche des pièces que Ton découpe ensuite à la cisaille ou par un autre procédé.

Barres laminées à Vétat liquide pâteux.

En appliquant aux barres le procédé d'alimentation d'un laminoir par du métal à l'^t Uquidc, MM. Norton et Hodgson (1) ont adopté les dispositions figures ai à 34.

Le métal est versé entre quatre cylindres conveegents C, G, C", G'"; il est comprimé, refroidi, solidifié et^ntraînè en prenaint k forme voulue. La barre B passe de suite dans une seconde série F, F', F' F", de cylindres convergents disposés au-dessous des cyUndresrefroidisseurs B. La barre B ébauchée

(1) Brevet du 16 juillet 1889.

PROCÉDÉS OE FORGEAG£ DANS l'iNDUSTRIE

est guidée et traoâportée vers un traia flnks^ir comprenant plusieurs paires de cylindres H.

Ce procédé s'applique aux barres simples ou profilées. M. Buisset a préconisé l'emploi d'une lingotière de 2 à 3" de hauteur donnant la forme approchée du fer profilé sous pression énergique du métal à l'état pâteux, l'ébauché passant verticalement dans un laminoir figure 3S. De là, la pièce est conduite à un laminoir finisseur horizontal.

Ces procédés ne sont pas encore appliqués industriellement; l'avenir saura probablement en tirer parti, de même que du

Fig. a, 6, c. — Plan, élévation et coupe du cylindre de compression.

procédé de refoulement du métal pâteux contenu dans ua récipient, à travers un orifice dont la section correspond à celle du profilé.

Ce dernier procédé a le désavantage sur les précédents, d'exiger de très fortes pressions pour peu que le métal se soUdifie, et l'usure des mandrins de passage nécessite un entretien onéreux. Ce procédé a reçu quelques applications en Angleterre et en Allemagne (méthode Bick) avec les divers alliages malléables du cuivre- La haute température, ^0"^ et plus, de la masse métallique nécessite un récipient constitué \fig, a, 6, c (1)], par un premier (1) Génie CivU du 6 février 1897. Article de M. Trébla.

152 PROCÉDÉS DE FORGEAGK DANS l'iNDUSTRIE

cylindre intérieur en acier, entouré d'autres cylindres également en acier, mais séparés les uns des autres par une matière isolante et en même temps très résistante. Cet ensemble est fretté extérieurement et ce sont les frettes qui résistent plus particulièrement à l'action des efforts développés par la pression qui atteint jusqu'à 3''*,5, par millimètre carré dans un cylindre de 0",500 de diamètre. Les récipients peuvent contenir de 50 à 200^» de métal ; ils sont montés sur collier à tourillons de manière à pouvoir prendre, au moyen d'un engrenage hélicoïdal et vis sans fin, la position verticale lorsque se fait le remplissage, puis la position horizontale pendant le refoulement. Pour obtenir le fond du récipient pendant le chargement, on emploie une plaque en acier maintenue à l'aide de crochets. Dès que le métal est à l'état plastique, on place au-dessus un disque en acier biseauté, ajusté de manière qu'après dilatation il empêche le métal de refluer en arrière lorsque la pression s'exerce.

On amène le récipient dans la position horizontale; la plaque obturatrice du fond est remplacée par le mandrin profileur ajusté dans un support (fig, d, e) maintenu au moyen de mâchoires hydrauliques.

D'autre part, la tige du piston refouleur prend appui sur le disque intérieur par l'intermédiaire d'un bloc libre qui emboîte quelque peu la tige.

La pompe de la presse entre alors en jeu et en quelques minutes (4 à 6 suivant les cas), le contenu du récipient est transformé en une barre plus ou moins longue affectant Je profil du trou du mandrin. La barre est supportée à la sortie sur des rouleaux.

L'opération se termine en ouvrant les mâchoires pour dégager le support de la matrice et en continuant à faire avancer le piston pour expulser le métal qui reste, formant le déchet, et pour chasser la matrice, le disque d'arrêt et le blocd'about de la tige. Au lieu de verser du métal liquide, on peut introduire

dans le récipient un lingot chauffé jusqu'au degré de plasticité convenable.

On arrive à traiter une cinquantaine de charges par jour. Le service de la machine exige trois hommes seulement. Les profils peuvent peser de IS*"" à SO''^ par mètre courant.

Lorsqu'on opère en faible section, afin d'accélérer le débit, éviter des pressions trop grandes, la matrice présente plusieurs orifices.

Les matrices sont en acier extra-dur; elles sont chauffées avant la mise en place afin de déterminer la dilatation et pré- :

venir des différences de section qui motiveraient un travail de \

finissage ultérieur. i

Le métal des barres refoulées présente des propriétés ana- <

logues à celles des barres laminées et le prix de revient serait \

moins élevé. Le procédé serait applicable aux profils de fer et i

d'acier, si on poœédait un métal suffisamment résistant pour confectionner les matrices.

Barres profilées par étirage.

Les barres étirées à la filière-mandrin peuvent présenter tous profils simples ou composés (fig. f), I

Ce sont généralement des barres de sections réduites en fer !

fondu, acier, laiton, cuivre, pour serrurerie, pièces de petite !

mécanique, instruments de précision, pièces d'électricité. |

Ce n'est qu'exceptionnellement que l'on étire des barres de i

dimensions relativement fortes pour organes de machines, en j

vue de les calibrer, de les polir, de les durcir, ainsi que nous j

le signalons plus loin.

Il convient d'opérer sur des barres à profil ébauché au laminoir afin de réduire au minimum le travail finisseur d'étirage à la filière, qui est très coûteux, et donne lieu à des recuits plus ou moins répétés suivant la nature du métal et les dimensions [

de la section. \

Fig. f. — Profils divers de barres étirées.

156 PROCÉDÉS DK FORGEAGE DANS l'i«DUSTRIE

TÀles.

Les tôles sont des plaques métalliques de faible épaisseur relativement à leur longueur et leur largeur.

Les procédés de fabrication varient suivant Tépaisseur et les dimensions à obtenir.

Les tôles de grandes dimensions se travaillent isolément, tandis que celles de petites dimensions se façonnent plusieurs à la (bis. C'est la caractéristique de cette fabrication, soit que Ton opère par martelage ou par laminage, en laissant au second plan les divers autres procédés, tels que ceux de découpage, de coulage entre cylindres.

Le martelage était le seul procédé couramment employé autrefois ; il est peu appliqué à notre époque, si ce n'est pour le corroyage préparateur des lingots ou des paquets de fer soudé et pour quelques catégories de tôles (I).

Les anciens procédés de façonnage des tôles et ceux suivis actuellement sont peu différents, si ce n'est pour les fortes épaisseurs telles que celles des plaques de cuirassement qui exigent des engins dont la puissance n'est pas comparable à celle des outils ordinaires.

Autrefois les épaisseurs n'atteignaient qu'exceptionnellement 15 à 20™"; les tôles pour chaudières, poêles de salines, avaient une épaisseur ne dépassant pas 10 à 12"".

La fabrication comportait généralement des tôles minces, des feuilles, des bandes de laiton, de cuivre que Ton découpait en fils, des planches pour chaudières des machines à feu, ustensiles divers pour teintureries, distilleries, brasseries, raffineries, pour les arsenaux, la marine, les poudres et salpêtres. Les tôles de fer ne vinrent qu'ensuite, et leurs applications s'étendirent successivement en tendant à se substituer au cuivre.

(1) Certains cahiers des charges pour tôles de chaudières stipulent que les lingots doivent subir Faction du marteau-pilon sur toutes leurs faces, en vue d'obtenir un métal plus serré.

Leur emploi sous forme de fer étamé dit fer-blanc prit particulièrement une certaine importance au siècle dernier.

L'époque actuelle exige des tôles de fortes dimensions pour la construction des appareils de vaporisation, des ponts métalliques et surtout des navires et des vaisseaux de guerre. Les grandes forges fabriquent couramment aujourd'hui des tôles qui atteignent jusqu'à 6'" de longueur, 3" de largeur et 30 à 40™™ d'épaisseur et plus (1).

Les tôles constituent, par assemblages, des parois de grande étendue et souvent de grande résistance. La tôlerie a pris à notre époque une importance majeure; la production a suivi le développement général de l'industrie en perfectionnant son outillage en vue du travail rapide, en vue de donner satisfaction aux besoins nouveaux.

Les tôles de fer fondu, d'acier doux remplacent progressivement les tôles de fer soudé dans la plupart des applications, soit en mince épaisseur pour fers-blancs, soit en forte épaisseur pour chaudières, ponts, pour toutes pièces où on recherche rhomogénéité du métal, la ténacité el la ductilité (2).

La production des tôles d'acier au four Martin-Siemens est environ le double de celle produite au Bessemer; les tôles en acier puddlé ou en acier fondu au creuset entrent pour un vingtième de la production des tôles d'acier.

La fabrication des tôles se faisait autrefois dans des « ateliers appelés batteries, dont les marteaux sont de la même forme que ceux de forge ; il ne pèsent que quatre à cinq cents.

(1) A l'Exposition de Chicago 1893, Krupp exposait une tôle d'acier doux de 20- de longueur, S-jSOO delargeur, 0"',032 d'épaisseur, pesant I6.000''k.

Les forges de Denain laminent journellement des tôles de 18 à 20" de longueur, que Ton débite en trois longueurs.

(2) La quatrième livraison de 1894 des Annales des Mines fait ressortir les chiffres suivants pour la France :

1892. — Tôles de fer, 111.545^; tôles d'acier, 127.774»; au Bessemer, 42.773»; au four Siemens, 80.826».

1893. — Tôles de fer, 106.523»; tôles d'acier, 121.653»; au Bessemer, 43.478»; au four Siemens, 72.902».

1895. — Tôles de fer, 86.000»; tôles d'acier, 182.000».

458 PROCÉDÉS DB FORGEAGE DANS l'iKOCSTRIE

» L'objet des batteries est de rendre le fer de foi^e pixjpre à différents usages, par son étendue, acm peu d'épaisseur, sa souplesse; il prend alors le nom général de taule, et les surnoms particoliers de rangeite à étrUle^ à ferrure^ à gHc, à palasire, ronde, oou/œrcle, de four, enseignes, fers de charrue^ La diffîreadce de ces espèces consiste dans Félendue et Tépaisrseur; ce qui les fait chauffer et battre différ^nment.

» Pour faire la rangette, on coupe le fer qui, au sortir des forges, est d'environ ti^^te lignes de largeur sur douze d'épaisseur, en morceaux pesansenviron huit livres : chaque monceau se chauffe à blanc, et se bat en deux chaudes, puis on le plie «n deux, et s'appelle doublon; et en deux autres chaudes, on lui donne la laideur d'environ quatre pomces siu» douze ou treize de longueur; ce qu'on appelle arbelage. De là on prend quatre doublons ensemble, trempés en eau d'arbue, pour empêcher les feuilles de se souder les unes aux autres : on les chauife couleur de cerise et bat à quatre chaudes; ce qui leur donne environ dix pouces de largeur, et dixHfieuf à vingt de longueur. On y joint quatre autres doublcHis en pan^l ^al, et -on bat les huit doublons en deux chaudes couleur de cerise qui les réduisent à leur dernière perfection. La rangette porte quatorze à quinze pouces de largeur sur vingt et un à vin^~ deux de longueur ; il entre ordinairemeat huit doublons dans un paquet pesant cinquante livres, poids de manc; les paquets se lient en deux endrx>its avec des bandes de taule coupées à la cisaille

» Les taules rondes pour poésies et poeslons se battent en deux feuilles, ménageant un endroit plus étroit au milieu de la feuille; c'est où on les plie : cet excédent est pour souder. la queue; elles se unissent en les élargissant à deux doablcHis..

» Les couvercles de four se battent en feuilles à demi-rond en quatre chaudes ; et on achève de les battrequatre ensemble.

» Les barreaux deslinés à faire des feuilles pour les chaudières des salines ont depuis douze lignes jusqu'à dix-huit

PBOCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 139

lignes d'épaisseur. Ces grandes tôles se travaillent une à une. »

a C'est aussi dans les batteries qu'on prépare les taules pour le fer-blanc. Pour cela, on prend un paquet ou une trousse de quarante feuilles doubles chauffées au rouge que Ton porte so«is le marteau de 700 qui n'est point acéré. Là, ce paquet est battu jusqu àice que les feuilles cffit acquis à peu près leur dimensioD'; mais ifl faut obsarver que les feuiUes extérieures, celles qui touchei^ immédiatement à renchime et au marteau, ne s'étendent pas autant que celles qui sont renfermées entre etles, œllesKn consery^mt la chaleur plus longtemps, et cédant par conséquent aux coups plus tôt et plus longtemps.

» Après cette façon, parmi ces feuilles on en eutre-krde qu^ques-unes qui dans le travail précédent n'avoient pas éié assez étendues; puis on fait la même opération sur tous les paquets.

» On remet au feu, on retire par trousses d'environ cent feuilles chacune. On divise un paquet en deux parties égales, et l'on applique ces deux parties de manière que ce qui étoit en dedans se trouve en dehors. On bat sous le gros marteau...

» Les feuilles sont rognées et équarries, à la cisaille, puis elles sont préparées, décapées pour letamage (1). »

Le martdage des trousses ou paquets de tôles est pénibie et exige beaucoup d'habileté pour éviter les bosses ou cavités, les plis, les déchirures. 11 faut battre la trousse méthodiquement, la retourner souvent en opérant en plusieurs chaudes; il faut examiner les tôles, les trier, décoller celles cpaii apdhèrent

(1) La fabrication du fer-blanc s'était particulièrement développée au xvn* siècle, dès 1620, en Allemagne et en Bohême. Ce n'est que vers 1720 qu'une première usinefnt installée ea Angleterre, à Pontypool, etoù, en 1728, les tôles furent laminées au lieu d'être martelées. La première usine à ferblanc établie en France date de 1T18. On essaya Tintrodoction de cette fabricaiioBL vers le milieu du xvii" siècle, à Chenesy en Franche-Comté et à Beaumont-la-Ferrière dans le Nivernais.

Les premiers laminoirs à tôles installés en France datent du milieu du xvm* siècle. Ils forent introdnit» ans lorges d^Reichshoffen par le barofi Dietrich.

(Ouvrage de Dietrich, 1785, tome II, page 346.)

d60 PROCÉDÉS DK FOUGËAGE DANS l'iNDUSTAIE

et ont une tendance à se souder; placer à rinlérieur celles de l'extérieur qui s'allongent moins parce qu'elles se refroidissent plus rapidement. 11 faut remettre les feuilles plus épaisses ensemble, reformer les paquets pour les rebattre et les parer. Les feuilles sont ensuite battues au maillet pour les régulariser, puis elles sont rognées à la cisaille aux dimensions voulues.

On conçoit que, malgré Thabiletè de l'ouvrier, l'épaisseur d'une tôle martelée est plus ou moins uniforme et que le prix de revient est beaucoup plus élevé que celui des tôles laminées qu'on obtient plus régulières et surtout plus rapidement. Le laminage est pour ainsi dire le seul procédé suivi aujourd'hui; le martelage n'étant plus appliqué qu'au battage de feuilles n'ayant que quelques dixièmes ou centièmes de millimètre d'épaisseur, conmae par exemple les feuilles d'étain que l'on obtient par les moyens suivants :

Feuilles d*étain battues.

Le métal coulé en lingot ou planche est laminé, puis les feuilles mises en paquet sont battues au maillet pour généralement réduire l'épaisseur à quelques centièmes de millimètre, ce que permet aisément la grande ductilité du métal.

On supprime le laminage en coulant le métal dans un châssis sur lequel est tendu un drap recouvert d'une toile fine.

Le métal versé dans un augel de la laideur du châssis s'écoule en nappe régulière.

L'opération est rapide, les feuilles pèsent de i''» à â'^» chacune, ayant une surface de 2»"*, une épaisseur d'environ 0™,0001.

Les feuilles sont portées sur une table de fonte; elles sont battues et réduites à une épaisseur de O^jOOOOS à O-^jOOOOS, en les plaçant dans un cadre qui se déplace sur la table de manière que toutes les parties passent sous le marteau. Ou encore, la feuille reste fixe sur la table et c'est le marteau agissant verticalement qui se déplace automatiquement dans deux directions rectangulaires, comme il est indiqué ci-après.

PROCEDES DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIB 161

Battage des feuilles minces.

Les feuilles très minces étaient le plus souvent battues à froid au marteau à main ; celles d'assez grandes dimensions étaient martelées par des équipes de six, huit, dix hommes travaillant un paquet de feuilles pendant quinze jours et parfois plus, ce qui donnait lieu à une main-d'œuvre considérable, en même temps qu'à une très grande fatigue de la part des ouvriers.

Grâceaumartelagemécanique, onputopérer plus rapidement.

S'il s'agit de petites feuilles, on emploie des marteaux actionnés par courroie.

Le paquet comprenant un nombre variable de feuilles, 100 à 200 suivant l'épaisseur, est présenté à la main sur une large enclume et le travail est conduit de manière à battre successivement toute la surface à diverses reprises.

On obtient ainsi plus facilement que par le laminage, des épaisseurs de quelques centièmes de millimètre (1). Ces feuilles sont eu plomb, étain, laiton, cuivre, aluminium et font l'objet d'une fabrication spéciale. Signalons le marteau dont les dispositions se rapportent à une machine à battre les feuilles minces construite par M. Dardel (2) (fig. ià 6, pi, XXIII).

Les feuilles coulées ou laminées, au nombre de cinq à six cents, sont disposées horizontalement les unes sur les autres et reposent sur un massif de pierre ou de fonte.

Elles sont battues au moyen d'un petit marteau mécanique à vapeur de 35 à 40^^. Ce marteau est monté sur un chariot D (fig. 5) pouvant prendre un mouvement longitudinal et un mouvement transversal par rapport à la table. Ce dernier mouve

(1) On obtient aussi par laminage des feuilles très minces. Par exemple : les feuilles de fer, de cuivre sont réduites à O^jOOOOl et même moins en les laminant entre des feuilles plus épaisses. Ces feuilles n'ont pour ainsi dire pas d'emploi. Avec les procédés électriques, on produit des feuilles transparentes de moins de 0"",0001 d'épaisseur.

(2) Brevet français, 1866.

162 PBOCÉDÉS DE FORGEAfiE DANS L'iNDUSTRIË

ment se produit d'une façon intermittente à la fin de chaque course longitudinale. Le marteau atteint ainsi toutes les parties de la table. Il opère sur toute la surface, à plusieurs reprises, à volonté et automatiquement.

Le marteau peut donner de 150 à 250 coups par minute; le diamètre du cylindre est 100*""°; la vapeur agit à la pression de 4 à 5"^ par centimètre carré.

Ce marteau est du type Farcot ; le grand cylindre C enveloppe le petit cylindre B et forme réservoir de vapeur détendue qui relève le marteau sous une pression de ^^« par centimètre carré. La came E actionne le tiroir par le levier N; elle permet la variation de la détente et par suite la variation de l'intensité des coups. L'arbre de la came est mis en rotation par une poulie à gorge tournant à volonté à la vitesse de 150 à 250 tours par minute. Cette commande étant solidaire du mouvement alternatif du chariot D, le marteau cesse de battre quand on arrête la machine.

Feuilles minces laminées.

De même que pour le martelage, le laminage des feuilles minces se fait en trousses, soit en réunissant plusieurs feuilles de manière à obtenir une épaisseur totale, qui répartit les défauts d'épaisseur dus aux flexions des cylindres, et aussi pour prévenir un refroidissement rapide défavorable à la rapidité du travail. Ici encore les feuilles du milieu s'allongent plus que les feuilles extérieures dont la température s'abaisse plus vite ; on a soin avant chaque réchautfage de donner de l'air à toutes les feuilles, de changer leur position, de manière à faire voir la face des cylindres à toutes les feuilles à tour de rôle.

On opère sur un nombre de feuilles variables suivant l'épaisseur. Ordinairement pour des épaisseurs de

Omra^^ 0™°*,2 0"*"',4 0°*",6 O^^'^jS 1°^ la trousse comprend

16 12 10 8 6 4 feuilles

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iMDUSTRIB 16«^

dans les passages entre cylindres finisseurs. Dans les passages des dégrossisseurs, et suivant la nature du métal, le nombre des feuilles des trousses est variable. Ainsi, pour du fer, on part de largets fournis par les grandes forges ou par un train spécial à largets.

Ces pièces pour petites tôles ont 160""» à ISO^^ï^ de largeur sur lO"^"^ à 20°»™ d'épaisseur et environ 4 à 6™ de longueur, que Ton coupe à une longueur un peu supérieure à la largeur delà tôle àobtenir, pour tenir comptedesdéchets et des rognures.

£n quatre ou cinq chaudes on ébauche et on finit. La première chaude est faite sur deux largets et les transforme en platines de 0",60 à 0">,80. La deuxième chaude donne i",30 à 1",50 de longueur, puis les deux feuilles sont décollées, pliées et réchauffées pour passer aux finisseurs, qui leur donnent la même longueur que précédemment. On a soin de faire passer le pli en premier lieu pour éviter les boursouflures.

Décollées, pliées, rognées et réchauffées une quatrième fois, on lamine en paquet et Ton donne trois chaudes pour achever à une épaisseur de O^^.ô et cinq chaudes pour une épaisseur de 0™,2.

Les tôles étant recuites et refroidies, on leur fait encore subir un laminage à froid comprenant quatre à six passages.

On emploie aussi pour les tôles minces des bandes découpées dans les tôles plus grosses rebutées. Ces bandes ont des largeurs variables (0",20 à 0'",40) avec leurs dimensions finales, et suivant qu'elles sont ou non laminées dans les deux sens, on leur donne une longueur sensiblement égale ou plus petite que la largeur finale de la tôle.

Lorsqu'on emploie des largets laminés, il convient de disposer les bords en chanfreins pour faciliter rengagement dans les cylindres. Il faut aussi enlever Toxyde de ces plats à la sortie du laminoir en les plongeant dans un ruisseau à circulation d'eau. L'acier doux, le fer fondu se substituent de plus en plus au fer soudé dans la fabrication des tôles minces et particuliè-

164 PROCÉDÉS DE FORGEAGB DANS l'lNDUSTRIE

rement pour celles destinées à subir un travail d'emboutissage.

Ainsi la plus grande partie des fers-blancs se fabrique en fer fondu; de même pour quantité de tôles de serrurerie et petite chaudronnerie (1).

Avec le fer fondu, les bords des feuilles sont plus nets, il y a moins de rognures, la qualité du métal est supéiieure et le prix est le même ou moins élevé. Le rognage est fait avec des cisailles à levier à action rapide.

Tôles minces polies.

Le fer de qualité spéciale est d'abord laminé en feuilles de 0'",60 à 0'",80 de côté en étirant dans les deux sens. Ces feuilles sont recuites, mises en trousses comprenant cinq ou six épaisseurs avec interposition de charbon de bois pulvérisé et laminées aux dimensions moyennes de 1"» à l^jSO.

Triées avec soin, elles sont mises en paquets et recuites pendant six heures dans un foui* clos ; puis on les martèle en paquets en interposant encore du poussier de charbon, avec un marteau de 1* à panne de 0"*,1S sur 0°*,40, très peu bombée. Un nouveau recuit est suivi d'un deuxième martelage finisseur avec un marteau dont la table a 0"»,40 x 0'",50. Les feuilles ont une épaisseur de 4 à 8 dixièmes de millimètre; elles sont coupées aux dimensions 1°»,40 X O'^TO et pèsent de 4^^ à 6"*».

Ces tôles, recuites dans des caisses, ont une surface noirâtre extrêmement unie et brillante, due à Toxyde qui les recouvre et qui est très difficile à détacher, ce qui les préserve {^) ; on leur donne le nom de tôles noires.

Les tôles fines s'achèvent par un laminage à basse température, et pour leur donner un bel aspect bleuâtre foncé les préservant de l'oxydation, on les chauffe au rouge dans des fours à flammes fumeuses et on les refi^oiditavec delà vapeur;

(1) L'acier doux ou fer fondu a été employé pour tôles minces vers 1875, par G. Siemens, usines de Landore.

(2) Ce procédé estsuivi depuis plus de quarante ans en Russie, dansTOural.

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 1G5

puis elles passent, à plusieurs reprises, au laminoir qui donne une surface brillante, exempte d'écaillés d'oxydes noirs que garde toujours le fer laminé à chaud.

L'uniformité d'épaisseur, et le bel aspect des surfaces étant des conditions essentielles d'une bonne fabrication des tôles rainces, le laminage se fait de préférence avec un laminoir bio dont la conduite est plus régulière.

Les cylindres, surtout les finisseurs, doivent être très lisses, très droits, très durs pour éviter les inégalités. Ces cylindres doivent être précis et bien serrés parallèles. La vitesse ne doit pas être trop élevée, afin de ne pas échauffer les cylindres et donner lieu à des dilatations inégales produisant des feuilles ondulées. On admet qu'il ne faut pas dépasser 20 à 25 tours par minute, les diamètres des cylindres ayant de 0'",40 à 0'",S5 de diamètre. Avec des vitesses plus élevées, il faut arroser les cylindres à l'eau chaude afin que le refroidissement ne soit pas trop vif (1).

Le laminage à basse température des tôles de fer ne se fait que pour les minces épaisseurs.

Cependant, à l'Exposition de Vienne, MM. Jones et Langhns présentaient des tôles laminées à froid en assez forte épaisseur très réj^ulière (2).

Le laminage à froid augmente la ténacité du métal au double de la valeur ordinaire, mais la ductiUté peut disparaître complètement; et on conçoit que ces tôles d'emploi spécial ne sauraient convenir pour des pièces qu'il faut déformer à froid.

Laminoir à deux paires de cylindres dit à marche inverse.

« Le laminage des tôles fines et moyennes ne pouvant s'effectuer qu'à de faibles vitesses pour éviter réchauffement des

(1) On adopte alors : 60 tours pour les tôles de l"" 1/2,

40 — - O-^-JS

30 —- — au-dessous.

(2) Annuaire 1874 ; Exposition de Vienne ^ par M. Hlppoiyte Fontaine.

166 PROCÉDÉS DB FORGEAGB. DANS l'iNDUSTRIE

cylindres; d'un autre côté, la surface de refroidissement étant très grande, on ne parvient à donner aux feuilles minces les dimensions voulues, qu'en multipliant les réchauffages et les platinages. De là, les frais élevés de fabrication.

» Pour les réduire, il faudrait laminer promptement entre des cylindres à faible vitesse, de sorte qu'on puisse satisfaire à cette condition indispensable : conserver un parallélisme parfait des cylindres.

» Nous proposons l'étirage des tôles minces dans les deux sens. Les passages inverses sont ordinairement obtenus dans nos forges, soit au moyen d'une cage à trois cylindres, soit au moyen d'un train à mouvement alternatif. Ni l'un ni l'autre de ces laminoirs ne peuvent être utilisés au platinage des tôles minces, les cylindres du premier étant soumis à une dilatation inégale, ceux du second à des dérangements dans le montage par suite des modifications fréquentes dansle sens delà rotation.

» Afin de conserver aux cylindres un parallélisme parfait et de s'opposer à leur échauffement, l'étirage dans les deux sens ne pourra avoir lieu qu'au moyen de deux paires de cylindres animés d'un mouvement inverse.

» Le train de tôlerie à marche inverse (fig. 7) est établi sur ce principe. La figure fera comprendre parfaitement les dispositions que nous avons adoptées. Ce train de tôlerie satisfait complètement à la condition du parallélisme et ne présente dans son application aucune complication qui doive en faire retarder l'usage.

» On économisera plus de la moitié du temps employé dans les laminoirs ordinaires (1). »

Laminage continu ou semi-continu des tôles.

Les tôles minces peuvent aussi être laminées d'une façon continue ou semi-continue au moyen d'un train tel que

(1) Extrait de la Revw universelley 1863. — Fabrication de la tôle, par Oscar Rongé

PROCÉDÉS DE F0R6EAGE DANS l'iNDUSTRIE 167

celui figures ^ et 9 (1). Le train peut comporter un nombre indéterminé [de cylindres, le métal subissant autant de passages qu'il y a de cylindres moins un dans le train.

Le laminage est alternativement horizontal et vertical.

Si on suppose le train formé de quatre cylindres, A, B, C, D, la feuille s'engage d'abord entre les cylindres A et B, et reçoit dans le sens horizontal un premier degré de laminage; puis, sans interruption, elle est dirigée, par un guide curviligne entre les deux cylindres B et C, où elle reçoit une deuxième réduction dans le sens vertical; ensuite, elle est conduite par un autre guide entre les cylindres C et D qui laminent à leur tour, et ainsi de suite, à travers les couples successifs de cyhndres, qui, s'ils sont en nombre suffisant, terminent la feuille d'une façon continue. Ou bien, on fait repasser la tôle par les premiers cylindres A et B, et l'opération est alors semi-continue. Les cylindres sont convenablement réglés en vue des réductions à produire. On voit que les cylindres adjacents horizontaux sont à double action, ce qui impose la condition de donner la même vitesse à tous les cylindres, condition incompatible avec l'allongement de la pièce, à moins de la laisser se gondoler entre chaque paire de cylindres, ce qui ne saurait pratiquement reproduire qu'avec de minces épaisseurs.

Il est préférable de placer les cylindres à la môme hauteur et de former un train continu rectiligne qui permette de faire varier la vitesse des cylindres proportionnellement aux longueurs de tôle qui doivent y passer dans le même temps. Ou encore le train qui est finisseur peut être disposé comme figures iO et // (2). Les paires de cylindres sont à des niveaux différents. Entre la première et la deuxième paire se trouve une plate-forme pour guider la tôle au moment oti elle sori de la première paire pour se rendre à la deuxième, et derrière celle-ci se trouve un guide courbe dirigeant la pièce vers la paire

(1) Brevet du 4 septembre 1866 à M. de la Martellière.

(2) Brevet du 27 septembre 1892 à M. Hervitt.

168 PROCÉDÉS DE FORGKAGE DANS l'iNDUSTRIE

de cylindres supérieurs. On fait passer la tâle ou bande mince à diverses reprises suivant que le nécessite le métal.

Avec le train continu, les dégrossisseurs réduisent, par exemple, rébauche à une épaisseur de S"*"*, puis les cinq ou six paires de cylindres du continu i*amènent à 1 ou 2*"°'. La longueur peut être de 50*" que Ton découpe en trois ou quatre tronçons qu'il convient de passer à un finisseur.

Ce procédé a l'avantage d'être rapide, de diminuer les chutes, les réchauffages et les pertes qu'ils entraînent.

Il a été aussi proposé de laminer d'une façon continue une virole ou manchon sans soudure avec un laminoir à deux cylindres et galets de soutien tels que ceux que nous indiquerons à la confection des viroles de chaudières.

La virole étant laminée à épaisseur voulue est sciée suivant une génératrice, puis développée à la machine à redresser. Ce procédé permet d'opérer à graude vitesse en une seule chaude ou en un petit nombre de chaudes. Il n'est pas appliqué; cependant, pour les métaux fondus dont les ébauches sont aisément obtenues, le laminage en virole serait avantageux, peut s'adapter à toutes épaisseurs (1) et ne nécessite pas, comme avec les trains multiples, une grande dépense pour Tinstaliation, ni une forte puissance motrice.

Laminage des tôles à Vétat liquide-pâteux.

Dès 18o7, H. Ressemer cherchait à obtenir des tôles de longueur indéfinie, par la coulée directe du métal entre des cylindres lamineurs.

Il parvint à fabriquer une tôle d'un millimètre environ d'épaisseur et d'un mètre de longueur. Ce procédé ne fut pas appliqué industriellement à cette époque ; mais, en ces dernières années, cette conception a donné lieu à quelques dispositions qui permettent de prévoir son succès.

(1) Ce procédé a été préconisé par M. Bonniard en 1865.

PROCÉDÉS DB F0RGEA6E DANS l'jNDUSTAIE 169

M. H. Bessemer a conçu le laminoir (fig. 42) (1). Les cylindres A et B, en fonte dure, sont creux et constamment refroidis par une circulation d'eau passant par les axes ou arbres des cylindres.

Ceux-ci ont un grand diamètre, 0°,90 à l'",20 et plus. Ils pré.^entent des collets retenant le métal sur les côtés. Le cylindre A peut se déplacer latéralement; ses paliers sont maintenus par des pistons hydrauliques, de manière que si la réaction du laminage est trop forte, ils reculent, ce qui donne lieu à une petite surépaisseur de la tôle qui disparaît au laminage ultérieur entre deux autres paires de cylindres CC, DD' qui servent de finisseurs.

Le métal contenu dans une poche E se déverse dans une trémie F (fig. i3 et 14) à garniture réfractaire, dont le fond est percé de trous de Q^^ de diamètre, qui distribuent le métal le long des cylindres dans une gouttière formée par le liquide luimême, qui se solidifie au contact des parois.

La vitesse des cylindres doit correspondre au débit de la trémie.

Le métal entraîné sous forme de feuille est guidé à la sortie sur une couronne H qui dirige la feuille à travers les cylindres ce, puis un deuxième guide I la dirige entre les cylindres DD' qui la finissent.

Une cisaille J, disposée à l'avant des cylindres CC, coupe les feuilles à longueur voulue.

On admet qu'un laminoir à cylindres de l'",20 de diamètre sur 0",4o0 de large, marchant à 4 tours par minute, débitant des feuilles de l"^"^,^ d'épaisseur, réduites en DD' à i"»"*,2o, fournirait par minute 100 tôles de 300 x 430 x 4, 2S et pesant 135*», soit une tonne en sept ou huit minutes. Le déchet est très réduit.

L'épaisseur qu'il est possible de donner aux tôles par ce pro-

(1) Revue industrielle, 7 novembre 18^1, page 441.

170 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTAIE

cédé dépend de la dimension des cylindres.' Avec des diamètres de 3" h S'^jSO, on produirait des tôles de 18 à 25™°» d'épaisseur et même plus. L'écoaomie de ce procédé semble évidente : il supprime les frais de coulée en lingolières, ceux de réchauffage des lingots, une grande partie des frais de laminage; on évite aussi les chutes des lingots. Cependant, le métal ne saurait acquérir les propriétés de résistance, de ductilité qu'il possède avec le procédé ordinaire. La difficulté est de bien régler Técoulement du métal pour que celui-ci ne s'amasse pas trop dans l'espace situé au-dessus et entre les cylindres. Il convient de faire tourner les cylindres à une vitesse circonférentielle égale ou supérieure à celle du jet de métal fondu versé entre eux, de façon que le métal n'ait que peu ou point de tendance à se recueillir ou à s'amasser entre les cylindres.

Il faut aussi donner aux tables des outils une largeur suffisante plus grande que celle de la bande de tôle pour compenser toute légère variation du débit par des variations dans la largeur de la bande.

Les figures i 5 à i8 se rapportent à un laminoir opérant d'après ces conditions (1) et permettant de varier les épaisseurs à volonté.

Le métal liquide est versé dans un récipient R ayant une ouverture ou fente d'écoulement à son extrémité inférieure ou fond, directement au-dessus des cylindres CC et s'étendant parallèlement aux génératrices, de façon que le jet ou veine fluide coule tangentiellement aux deux cylindres refroidisseurs-lamineurs.

Pour régler la distance entre les cylindres lamineurs-refroidisseurs, rendre uniforme l'épaisseur de la tôle, chacun des cylindres est muni de collets qui se correspondent et qui sont en contact, de façon que la dilatation n'a pas d'influence sur la largeur de la cannelure.

(1) Brevet du 16 juillet 1889, à Norton et Hodgson.

Les cylindres présentent aussi deux petites gorges destinées à recueillir l*excès de métal dû à la variation du débit.

Ce sont les collets rapportés des cylindres qui règlent Tépaisseur de la tôle; ils sont rechangeables à volonté.

Au-dessous des cylindres C,C' est établi un guide-tôle G courbé raccordant la direction verticale à une direction horizontale.

La tôle T passe immédiatement entre des cylindres finisseurs FF' en nombre déterminé qui laminent et achèvent les tôles en épaisseur.

Les cylindres CC sont creux et une circulation d'eau les refroidit, les maintient à la température nécessaire pour solidifier le jet de métal qui s'écoule entre eux. A cet effet, les tourillons des cylindres sont creux, Teau entre d'un côté et sort de Vautre. Pour faire dévier l'eau du milieu vers le pourtour intérieur de chaque cylindre, ainsi que pour consolider la paroi si la longueur de table est grande, une cloison médiane est disposée à Tintérieur et des ouvertures sont ménagées pour le passage de l'eau.

En faisant Varier la vitesse des cylindres pour un même débit, Tépaisseur de la tôle varie inversement. Ordinairement, les cylindres tournent à une vitesse de 1",60 à 3^ par seconde.

Le récipient R est chauff'é par des brûleurs de gaz pour empêcher le métal de trop se refroidir.

Dans la pratique, on emploie deux creusets dont le remplissage de l'un s'effectue pendant Técoulement du métal contenu dans l'autre.

On peut se servir des mêmes cylindres pour faire des feuilles de largeurs différentes en modifiant la largeur et l'épaisseur du flux de métal et la vitesse de rotation.

Feuilles pressées et coulées.

Un procédé primitif pour obtenir de petites feuilles de plomb.

d'étain, de zinc, consiste à couler sur une pierre une petite

uantité de métal et à l'étendre avec une autre pierre en faisant

172 PROCÉDÉ- DE FORGEAGE DANS L*INDUSTR1E

pression. L'opération est rapide. Pour les longues bandes minces ou feuilles de longueur indéfinie, ce procédé s'est pour ainsi dire transformé dans Tappiication du laminoir recevant le métal liquide qui s'écoule entre les cylindres tournants en développant une feuille indéfinie.

Ce procédé ne saurait s appliquer aux grandes dimensions, il faudrait des pressions excessivement puissantes pour comprimer le métal dès qu'il serait devenu solide.

Feuilles de plomb.

Les feuilles de plomb se sont laminées dès les premières applications du laminoir et cette fabrication a peu modifié sa méthode de travail.

Le plomb est coulé en tables de 1™ à 2™ de largeur, sur 2" à 3"* de longueur et une épaisseur de 40 h 60°".

Le métal présente une quantité de soufflures ou de pores et des irrégularités d'épaisseur que le laminage à froid fait disparaître en resserrant les molécules, donnant du liant au métal et augmentant aussi sa malléabilité et sa ténacité.

Nous avons signalé dans la première partie les dispositions d'un laminoir à plomb. Les feuilles sont découpées à dimensions au moyen de cisailles circulaires, de scies mécaniques. On en forme des bandes plus ou moins larges et plus ou moins longues que Ton roule pour livrer au commerce. Pour les longues bandes dites plombs de couvreurs, le laminage continu serait avantageux en le combinant avec le laminage du métal à Tétat liquide-pâteux.

Feuilles de plomb; procédé de œmpression et d'écoulement.

Les feuilles de plomb sont aussi obtenues par pression du métal à l'état liquide, pâteux ou solide, en le forçant à s'écou- 1 1er par une orifice approprié. Cet orifice est rectangulaire ou annulaire, et, dans ce dernier cas, on obtient d'abord un tuyau qui, fendu et ouvert, se transforme en feuille.

Considérons la machine figure /, planche XXIV (1). Dans un

PROCÉDÉS DE F0RGEA6E DANS l'iNDUSTRIE 173

cylindre de presse A se naeut un piston B guidé par une tige centrale C rendue solidaire du cylindre au moyen d'une bride inférieure D. Sur la tête du piston B est rapporté le récipient E dans lequel on verse le métal. Sur E est monté un mandrin dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur du tuyau qui sera formé. Sur le guide central C se monte également un mandrin maintenu par bride dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur du tuyau. Le piston B étant au bas de sa course, le plomb (ou autre métal malléable) est versé dans l'espace annulaire du récipient où il se solidilie. Puis faisant remonter le piston B, le métal se trouve comprimé entre la tête supérieure de la tige C et le fond du récipient ; il ne peut s'écouler que par l'ouverture ménagée entre les deux mandrins. Le tuyau est fendu par un couteau ûxe et ouvert progressivement par un coin; il s'applique sur un tambour guide et passe par deux cylindres lamineurs qui régularisent sa forme plane. La feuille s'enroule ensuite sur un rouleau.

Feuillea de plomb découpées.

Les minces feuilles de plomb s'obtiennent aussi par le procédé de découpage d'un long et large copeau à l'aide d'un outil tranchant, dans un cylindre de plomb animé d'un mouvement de rotation continu. L'épaisseur est réglée à volonté, et peut être très réduite.

Le plomb est coulé en coquille autour d'un arbre creux de manière à pouvoir y faire passer un courant d'eau froide produisant la solidification rapide du centre ; solidification qui se propage verslepourtour en donnant ainsi un métal bien homogène, que l'on peut, de plus, soumettre à une pression énergique pendant le refroidissement.

La machine à découper (fig. 2 et 3) (2) comprend un arbre A monté sur paliers et recevant un mouvement de rotation con-

(1) Brevet Weems. {Encyclopédie Horet, Plombier.)

(2) Brevet Wimshurst. {Encyclopédie Rwet, Plombier.)

174 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS L'iNDUSTRfE

linu produit par engrenages, vis sans fin et cône-poulie D. Le couteau C, solidaire d'un chariot mobile transversalement,, découpe le métal P, en avançant à mesure que le diamètre du cylindre diminue. Le mouvement transversal est produit par la vis du chariot actionnée par des mécanismes comprenant la roue R, la vis R', Tarbre E relié à un intermédiaire I et à Tarbre A par les courroies F et G.

La feuille est enroulée sur un cylindre.

Ce procédé est très économique et s'applique principalement à la fabrication des papiers de plomb ou d'étain.

Pour la fabrication des feuilles de plomb découpées dans un bloc, il convient de couler le métal dans un moule permettant de le soumettre à une forte compression au moment où il commence à se solidifier. Le plomb est ainsi plus homogène, plus tenace et plus dense.

Les figures 4 et 5 représentent la disposition d'un moule cylindrique A' soumis à l'action d'un plongeur R de presse hydraulique C.

Pour enlever la masse de métal, on enlève le fond I) et le plongeur chasse la pièce.

Le bloc A est ensuite monté sur la machine (fig. 6), qui lui imprime un mouvement de rotation pendant qu'une ou plusieurs feuilles continues d'épaisseurs déterminées sont enlevées au moyen de lames tranchantes L disposées de manière à s'avancer progressivement vers l'axe du cylindre, à mesure que ce dernier tourne, la commande se faisant par courroie, cône-poulie, vis sans fin et engrenage.

Il convient de faire passer les feuilles entre deux cylindres EE qui lissent la surface. Do là elles s'enroulent sur deux tambours (1).

Lci blocs peuvent être prismatiques et les feuilles débitées par un rabot.

(1) Brevet du 30 juin 1879 à M. Jones.

Tôles de cuivre.

Le métal fondu raffiné est coulé dans des moules de fer. Dès que la solidification est complète, le gâteau est livré au laminoir dégrossisseur où on lui fait subir un certain nombre de passes.

Puis les feuilles ébauchées sont réchauffées au four et passent aux cylindres finisseurs. On les plonge dans un bain de décapage; les ondulations des feuilles minces sont régularisées avec une tape de bois sur aire plane ; ensuite elles sont découpées à la cisaille aux dimensions voulues.

Les plaques destinées à des feuilles minces sont brossées au balai dans des lavoirs et visitées au grattoir pour enlever les pailles qui s'y trouvent.

Ensuite, elles sont laminées à froid en paquets ou trousses en les superposant deux à deux, puis quatre à quatre, six à six, etc., jusqu'à ce qu'on ait obtenu Tépaisseur désirée.

Avec les procédés électrolytiques on obtient des plaques très^ homogènes. La cathode est constituée par un mandrin creux d'environ 2™ de longueur, 0",80 à 1™ de diamètre plongé dans^ la cuve et animé d'un mouvement de rotation lent. La densité du courant employé varie de ISO à 300 ampères par mètre^ carré. Afin d'assurer l'homogénéité du métal, des jets d'électrolyse sont constamment projetés sur la virole en formation. Lorsque l'épaisseur est d'environ SS"*"", la virole est fendue suivant une génératrice; puis, enlevée du mandrin, elle est développée et livrée au laminoir.

Le laminage continu de la virole pourrait, de préférence, être appliqué.

Feuilles de zinc, de laiton et d'aluminium.

Les modifications des propriétés physiques du zinc, du laiton et de l'aluminium à diverses températures rendent le lami-

176 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iMDUSTRIE

nage diflQcile(l). Il ne peut guère se fairequ'àbasse température.

Pour le zinc, les gâteaux, coulés dans des lingotières en fonte, sont de poids déterminés pour une ou deux plaques si elles doivent être minces. Après dégrossissage, la feuille est dans ce dernier cas coupée en deux et régularisée. On admet un déchet de 1/3 à 1/8 pour les rognures.

Les plaques ont ordinairement 0°*,80 de longueur sur 0",30 de largeur, une épaisseur maximum de 0",030. Dès que le refroidissement atteint à la température de 150<», ce que Ton constate par expérience en jetant quelques gouttes d'eau sur le lingot, celui-ci est dégrossi dans le sens de la largeur de la feuille h obtenir. On a soin de graisser les cylindres pour éviter Tadhérence du zinc et son enroulement.

Les plaques sont passées, isolément d'abord, puis deux à deux, de façon à avoir une largeur dépassant de 0",15 à 0'",20 lalargeur des feuilles à produire. On lesintroduitentre les cylindres, le plus large côté en avant, de sorte que la platine ou plaque dégrossie ait environ une largeur égale à la longueur du lingot.

Le diamètre des cylindres dégrossisseurs varie de 0",50 à 0",60; la longueur est de 1™ à 1™,25, la vitesse est de vingtcinq h trente tours. On utilise ordinairement les vieux cylindres de finissage.

La vitesse est faible, afin d'éviter réchauffement du zinc au-dessus de 180°, température qui correspond au maximum de ductilité.

Les platines sont rognées, découpées suivant les dimensions proportionnées au poids des feuilles; la longueur un peu majorée est égale à la largeur finale à produire au finissage.

Les plaques, réunies en paquets de 100 à 125^^, sont recuites dans des fours spéciaux, puis livrées aux cylindres finisseurs.

Le paquet est divisé en deux ou trois parties que Ton fait

(l) Les premiers essais de laminage du zinc datent de 1805 (Charles Sylvestre, Charles Hobson), Mosselman (1830) et la Société de la Vieille-Montagne 1837) ont donné les premières grandes quantités de zinc au commerce.

passer séparément et que l'on réunit ensuite pour continuer le laminage.

Les rattrapeurs renvoient les feuilles par groupes partiels, de manière à changer constamment la position relative des feuilles, que Ton enduit de suif pour prévenir Tadhérence.

Le changement de position assure une égale répartition de la chaleur due au laminage, empêche les ondulations, les bosses et les longueurs trop inégales.

Les ondulations se produisent particulièrement quand la température des paquets diffère en largeur; elles sont difficiles à faire disparaître; elles s'accusent surtout si les feuilles sont minces.

Le finissage, en moyenne épaisseur, d'un paquet de 100'^» se fait en une quinzaine de minutes.

Le laminoir duo est du type ordinaire.

Les cylindres dont le diamètre est de 0™,60 tournent à 30 ou 40 tours au plus. Ils doivent être bien ajustés et très réguliers, à surface polie et rodée au plus près.

Lorsque les cylindres s'échauffent trop, on les rafraîchit à Teau de manière à ne pas laminer au-dessus de 130°.

Les feuilles sont eosuite découpées aux dimensions commerciales, par une cisaille à guillotine dont la table est pourvue de guides mobiles à volonté, assurant la régularité et la rapidité de l'opération.

Dans le laminage du zinc, il faut tenir compte de la variation de sa ductilité avec son état physique, sa structure cristalline, sa température.

La dureté que le métal acquiert par la transformation d'un lingot en feuille sous le laminoir, disparaît par le recuit h basse température, le grain de la structure conservant la finesse acquise par le laminage.

Si, au contraire, on chauffe la feuille à un degré voisin du point de fusion, elle devient, que le refroidissement se fasse vite ou lentement, extrêmement cassante. Avant d'avoir été

nS PROCÉDÉS DE FORGSAaE DANS L'INDUSTRIE

cbauffèe à œ point, la faillie, qaaad oq la cintre sur ellemême en sens contraire, ne fait pas entendre de craquement; mais lorsqu'elle Ta été, on distingue ce bruit dû probablement à la rupture des cristaux qui se sont neproduits, en soumettant le métal à une température inférieure même à celle de son point de fiisi<m.

Pour le laiton, -suivant sa teneur en xinc, loci suit à, peu près les mêmes procédés de laminage à basse température en ayant soin de recuire le métal dès qu'il est trop écroui.

L'aluminium donne aussi lieu à des précautioQs paiiiculières. 11 peut se laminer à chaud et à froid sans qu'il soit nécessaire de le recuire après un plus ou moins grand nombre de passes.

Il convient de recuire dès que le métal accuse de la raideur. Les plaques de forte épaisseur sont laminées à une température voisine de 300°, qui est la plus convenable.

L'aluminium perd plus rapidement sa ductilité sous les cylindres que le cuivre et le laiton. Le métal doit être coulé, pas trop chaud, dans des lingotières en fer recouvertes. Avant le laminage les gâteaux sont visités et débarrassés de leurs irrégularités ou défauts. Les premières passes à chaud sont assez fortes afin de détruire la structure cristalline. On recuit après chaque passe jusqu'à ce que la feuille soit réduite à une épaisseur d'environ 3™°*. Les réductions ultérieures sont faites avec ou sans quelques recuits. La température de recuit doit correspondre à celle qui détermine un dégagement de fumée lorsqu'on applique sur la pièce la pointe d'un morceau de bois dur.

Le recuit doit se faire dans un mdufle ou four fermé pour éviter le contact direct de la flamme. Plus le laminage approche de sa fin, moins la température du recuit doit être élevée. La ductilité et la malléabilité sont encore augmentées en chauffant, puis en refroidissant brusquement le métal dans un courant d'eau froide. Ce moyen s'applique particulièrement à l'aluminium ferreux difficile à laminer.

PROCÉOiâ DE FORGEAGE DANS l'iNDOSTBIE 179

Les cylindres doivent être à la température de 100 à 1^, que Ton refroidit, s'il y a lieu, àTeau froide.

Parfois, on projette sur les cylindres de la chaux en poudre. Il faut se garder de les graisser.

Tôles de petite ^ de moyenne et de forte épaisseur, en fer et acier.

Les tôles de fer et d'acier de 1"*°* à 5™"* peuvent être considérées comme de petite épaisseur; celles de 5"*™ à lo"'", comme de moyenne épaisseur, et celles de ^S°^ à 40*^ sont dites de forte épaisseur.

Ces tôles se façonnent une à la fois en partant de paquets ou de lingots que Ton soumet à un martelage soudant le paquet ou resserrant le lingot. Ou bien Tébauche est préparée au laminoir à cannelures, puis livrée au laminoir à tôles; parfois, le lingot n'est pas ébauché et, dans ce cas, les premières passes de laminage régularisent les dimensions pour ensuite déterminer l'étirage proprement dit. L'emploi de la presse pour la régularisation du lingot avec un certain étirage est avantageux. Si le lingot correspond à plusieurs tôles on le débite en tronçons; ou mieux, on étire d'un seul tenant que l'on découpe ensuite à la cisaille en longueurs déterminées. Il y a ainsi moins de déchets d'abouts et le travail est plus rapide.

On fabrique aujourd'hui des tôles de chaudières ou autres de plus de 30^^°» (1) d'épaisseur, 2 à 3^ de largeur, 10 à IS^ de longueur pesant 4.000 à SjOOO"* et plus.

Il faut des laminoirs de grande puissance.

Le nombre de passages est plus ou moins élevé suivant les dimensions.

Les tôles formées de paquets soudés présentent moins d'hoœcgénéité que les tôles de fer fondu provenant d'un lingot.

Souvent, p our masquer une partie des défauts, les premières

(1) Certaines chaudières naarines exigent 40""» d'épaisseur, S" de largeur, 6" de longju^eur. Actuellement, la plupart des grandes forges sont outillées pour laminer des largeurs de 3"*.

180 PROCÉDÉS DÉ FORGBAGE DANS l/lNDUSTRIB

sont formées de deux feuilles superposées que Ton soude en laminant sur un ou deux réchauffages au blanc soudant. Ces tôles présentent des défauts de soudure que Ton réduit autant que possible en recouvrant les faces soudées d'un fondant que le laminoir expulse.

Tôles d'acier ou de fer fmdu.

Les tôles de fer fondu ou d'acier ont pour point de départ ordinaire un lingot méplat dont le poids est égal à celui de la tôle augmenté de celui des déchets et des rognures (5 à iO 0/0).

Les dimensions des lingots sont en rapport avec celles de la tôle, de manière à ne pas donner lieu à un corroyage trop prononcé, mais cependant suffisant.

On adopte pour les tôles de

gmm gmm ^ 15'"'" d'épaisscur des lingots plats (1 ) de

0",10 O-JS à 0",2o — pour les tôles de

^Qmm 30min ^ 33min

les lingots ont

O'^jSO 0",40 à 0™,4S d'épaisseur

Leur longueur, chutes enlevées, est un peu inférieure à la largeur de la tôle, car on a soin au début du laminage de présenter le lingot dans les deux sens. Les chutes sont ordinairement de 2S 0/0 pour la tête et de S 0/0 pour le bas du lingot.

Ces lingots se laminent à des températures variant entre 1300 et 1000 ou 900®, ce qui nécessite, soit de puissants laminoirs pour opérer en une ou deux chaudes, soit un plus grand nombre de réchauffages (2).

On cherche, autant que possible, à opérer en une seule chaude.

(1) Ce qui facilite le réchauffage et le laminage.

(2) Avec un lingot de O^jlO d'épaisseur, on obtient souvent d'une seule chaude le laminage d'une tôle moyenne dont l'épaisseur varie de 0",005 à O^jOlO, et la tôle est encore rouge après le dernier passage.

Pour ôela, il faut que le lingot soit bien chauffé à cœur et que le laminoir permette de donner de fortes réductions qui ont le

Fig 37

Diagrammes des réductions su£cessives diinliTigot de 0.I&50 d'epaisseup entoile de lO."^» d'epaisseup par Z8 passages ; et dtin Imgot de 0,300 depaisseup en coJe de lû^Wdepaisseiir par 20 passages

n 1 ? ^. 4 s e 7 8 9 10 11 UliHIBif n 1819 20?t 22 «2* 26 nVit

grand avantage, surtout au début du laminage, de réchauffer le métal, par suite de la déformation prononcée qu'il subit. Le chef lamineur cherche toujours à donner le plus de pt'es-

182 PBOCÉDÉS DE FOROEAGE DAKS l'iNDUSTRIE

skm posfiible dès le début, afin de serrer à cœur et de cUasser les impuretés.

Si le chauffage n'est pas suffisant, on réchauffe après le premier dégrossissage, soit à la suite de quatre à cinq passages.

Un bon chauffeur arrive généralemeol, quel que soit le volume du lingot, à le porter à la température convenable pour le réduire en tôle en une chaude.

Cependant, il ne faut pas perdre de vue que plus les passages sont nombreux, meilleure est le plus souvent la qualitéde la tôle.

Si, par exemple, on lamine un lingot de 0",4S d'épaisseur, 0"*,80 de largeur, pesant de 5.000 à 6.000^», on passe d'abord quatre ou cinq fois avec une réduction de 30"™ à chaque passage; puis on fait faire demi -tour au lingot (en terme de lamineur on passe sur la largeur) pour obtenir la largeur demandée (ordinairement 2™,2U0 à 2", 400), ce qui exige cinq ou six passages avec une pression de 28 et 20"*".

Après nouveau demi- tour on lamine sur longueur : trois ou quatre passages avec une réduction de 15"" en moyenne; trois ou quatre fois sur réduction moyenne de 10"", puis six à sept fois sur réduction de 4 à 5"", et enfin quelques passages de finissage avec des réductions de 0"",o à 1"".

Le lingot peut ainsi être réduit à une épaisseur de 15"" ou moins (voir diagrammes fig, 37).

Les tôles courantes pour chaudières, avec épaisseur de 8 à 10"", sont obtenues en prenant des lingots d'environ 1000^», et une épaisseur de 0'",25 qu'on lamine d'une façon analogue en douze à quinze passages.

Pour prévenir Tincrustalion des battitures, obtenir les surfaces aussi nettes que possible, on a soin de balayer constamla tôle pendant le laminage.

Paquets pour tôles de fer soudé.

Les tôles communes sont obtenues en «nf^yant des fers ébauchés mis en paquet avec mises croisées. Ces tôles présen-

PROCÉDÉS DE FORGBAGE DANS l'iMDUSTRIS 183

tent des lignes de joint à la surface, des défauts que l'on atténue en partie en adoptant des couvertes couvrant partiellement ou entièrement le pacfuet.

Souvent ces couvertes sont en corroyé, le nombre de joints étant réduit au minimum. On obtient ainsi des tôles de belle apparence extérieure.

Parfois, le paquet est formé de largets de même largeur que le paquet, soit de mises de 0"',020 à 0«,030 d'épaisseur, de 0«,18 à0«,30 de laideur, de 1»,20 à l'»,40 de longueur.

Pour les tôles de bonne qualité, on augmente la proportion de corroyé et afin d'assurer de bonnes soudures aux joints intérieurs, les mises d'ébauché ou de corroyé sont à section trapézoïdale donnant lieu sur leurs faces de champ à des pressions qui les soudent lors de leur passage dans les cannelures soudeuses. Les paquets sont encore constitués par des riblons, des mises et des couvertes.

Les tôles fortes de grandes dimensions pesant plus de lOOG"^ exigent des paquets entièrement composés de corroyé. Les mises ont une largeur égaleà celle du paquet, une épaisseur de 0»,030 à 0°»,030, leur longueur est un peu inférieure ou supérieure à la largeur de la tôle à obtenir; la largeur de ces paquets atteint et dépasse 1".

On adopte aussi pour les grosses tôles de fer des paquets formés par des mises ondulées donnant d'excellentes soudures prévenant les dédoubîures.

Le poids des paquets est déterminé en tenant compte d un déchet de 10 à 15 0/0 pour les tôles jusqu'à 200*«f. Les paquets de poids supérieur donnent des déchets variables de 15à 20 0/0 et 25 0/0.

La crainte que la tôle ne soit de dimensions trop faibles porte à augmenter le poids du paquet qui doit tenir compte des rognures, d'autant plus considérables que la tôle est plus longue par rapport à sa largeur.

Il convient de tenir la hauteur du paquet aussi grande que

184 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'inDLSTRIE

possible pour assurer de meilleures soudures et un plus fort étirage donnant de plus belles surfaces et une plus grande homogénéité. Cette hauteur peut varier de 0",29 àO™,40et plus, suivant que le paquetestsoudéen cannelures ou entre cylindres lisses, ce dernier mode d opérer s'imposant pour les gros paquets au-dessus de 1000"^.

Les autres dimensions varient avec le poids de la tôle et aussi avec le moyen employé pour le soudage et le premier corroyage.

Si le paquet est martelé, la section est rectangulaire, à côtés différant peu, la longueur étant suffisante pour manier le paquet uisément. Suivant l'importance de la masse à souder, on emploie des pilons de 5 à 10'.

Si le paquet est laminé en cannelures, la longueur doit être aussi réduite que possible, pour permettre des passages en norohre suffisant avant d'atteindre une longueur peu supérieure, ou même inférieure à la largeur de la tôle, afin que Ton puisse, au train à t<)lft, passer l'ébauche dans les deux sens à diverses reprises et obtenir de cette manière la laideur voulue. Le métal étant porté h une haute température et comprimé énergiquement sous l'action de laminoirs puissants, s'il existe dans l'intérieur de la masse des cavités, des scories localisées, elles disparaissent. 11 reste souvent à ces endroits quelques non-soudures ; mais si l'étirage a été suffisant, le défaut ne s'étend que sur quelques points d'une minime étendue, il ne présente aucuu iuconvénient grave.

Suivant la grosseur du paquet et la puissance des laminoirs, les tôles sont obtenues par une, deux ou trois chaudes. Une première chaude sert à souder au marteau et à ébaucher ; une deuxième, qu'il convient de considérer comme encore soudante, le fer étant porté au blanc, correspond à l'étirage prononcé et souvent à l'achèvement de la tôle. Lorsque la feuille est trop froide pour arriver à la terminer, on la réchauffe de nouveau au four et généralement une quatrième chaude ne sera pas nécessaire, si ce n'est pour recuire le métal au rouge sombre et dresser la tôle avec des maillets s'il y a lieu.

Le rognage des grosses tôles se fait à la cisaille, dont la puissance est en rapport avec l'épaisseur et la longueur à couper.

Les cisailles à grosses tôles sont généralement actionnées par moteur direct et présentent une table de grandes dimensions pour Tappui de la pièce.

Les tôles présentent toujours des inégalités d'épaisseur du milieu aux bords que Ton ne saurait faire disparaître avec le? laminoirs ordinaires. Ces différences sont admises avec une tolérance qui varie selon l'épaisseur.

Lorsqu'il s'agit d'un lot de tôles supérieur à 10, on admet ordinairement une tolérance de 3 0/0 en plus ou en moins sur les poids théoriques. Pour une seule tôle la tolérance s'élève à 5 0/0 jusqu'à 2"» de largeur et à 8 0/0 pour les largeurs supérieures à 2'°. La tolérance en plus ou en moins sur la largeur indiquée est de 5""; sur la longueur il est admis 10"*".

Dressage des tôles.

Les tôles doivent être laminées suivant une épaisseur aussi uniforme que possible et les deux faces ne doivent présenter ni cavités, ni pailles, ni aucune autre défectuosité.

Après avoir été coupées aux dimensions voulues, les tôles sont recuites et sont ensuite parfaitement planées et dégauchies avec des maillets sur un tas de fonte.

On voit facilement, à la seule inspection des surfaces et des arêtes des bords, si une t«)le a été recuite ou non.

Si une tôle gondole vers son milieu, il faut allonger ses bords; si les bords sont gondolés, il faut allonger le milieu. Le tôlier opère à la chasse à l'endroit qui lui paraît le plus convenable et allonge là tôle partout où cela est nécessaire, ce qui nécessite souvent un travail fatigant. Si une bosse est localisée, la chasse refoule le métal. Le dressage se fait beaucoup plus rapidement et plus sûrement avec une machine à dresser à rouleaux multiples, telle que celles que nous avoas indiquées dans la première partie de cette étude.

186 PROCÉDÉS DE F0RGEA6E DANS L'INDUSTBIB

Pour les tôles de chaudières, les rouleaux sont disposés de façon à donner une faible courbure (d'autant plus faible que la tôle est plus épaisse; à la tôle entre chaque rouleau.

En réglant convenablement la position des rouleaux supé*rieurs, on réussit à dresser les tôles presque complètement en deux ou trois passages alternatifs.

Après avoir subi ce dressage, il reste peu de chose à faire à l'ouvrier dresseur.

La machine fait disparaître les bosses et les creux ; elle accuse les points où le gauche prend son origine, qui, le plus souvent se trouve vers les extrémités, de sorte que l'ouvrier voit, de suite, où il doit appliquer la chasse à dresser; tandis que sans la machine, il peut lui arriver de marteler pendant des heures avant d'obtenir un dressage complet.

La machine à dresser agit très efficacement quand la tôle est gondolée dans le milieu, en allongeant les bords et comprimant le milieu dans de bonnes conditions.

Train pour Mes,

Un train de tôlerie comprend ordinairement deux cages à cylindres bios ou duos lisses, à releveurs mécaniques pour les fortes dimensions.

Les figures 7 et 8, planche XXIV, se rapportent à un train de ce genre (1) dont les cylindres diffèrent peu en dimensions, mais les finisseurs sont plus durs, étant trempés en coquille. Souvent on se contente d'une seule paire de cylindres servant à dégrossir et à finir; dans ce cas, les cylindres s'échauffent beaucoup et il n'est pas prudent, lorsqu'ils sont trempés, de les refroidir en les arrosant ; on est obligé de faire des arrêts.

Dans ce genre de laminoirs, le cylindre supérieur est équilibré pour éviter, après la sortie de la pièce, qu'il ne tombe librement sur le cylindre inférieur d'une hauteur égale à la

(1) Train installé à Seraing.

PROCÉDÉS DE FOltGEAGE DANS l'iNDUSTRIE 187

levée. A cet effet, il est supporté par des paliers reliés à des traverses et tiges sollicitées par des leviers armés de contrepoids.

A chaque passage le cylindre supérieur est serré Tortement sur la feuille, jusqu'à ce qu!elle soit à l'épaisseur voulue. Le laminage précis des épaisseurs est difficile, on constate ordinairement des variations qui atteignent 1 à] 2™" et parfois plus.

Un train à tôles comporte parfois une paire d'ébaucheurs et une paire de finisseurs ; on emploie aussi le trio.

Pour le serrage des paquets de grande largeur, de même que pour les gros lingots, le laminoir à quatre cylindres, ou le laminoir différentiel, est d'un usage rationnel. Il permet de bien dresser les bords longitudinaux et de donner des pressions latérales favorables aux soudures des mises.

Il conviait surtout pour les longues tôles de faible largeur, les larges plats (certains se laminent aux dimensions : 60" X 0°*,50 X 0">,020), qui se prêtent au laminage réversible ou alternatif. Dans ce dernier cas, le laminoir doit être k si\ cylindres; deux horizontaux et deux paires de verticaux, une de chaque côté.

Les figure* 4 et 2, planche XXV (i), se rapportent à une ancienne disposition d'un laminoir à tôles, à quatre cylindres. Les cylindres horizontaux ont 2'",S0 de table et 0",7o de diamètre ; les cylindres verticaux ont 0°,50 de diamètre et 0°,50 de table.

Suivant la dimension des paquets et tôles, la vitesse des cylindres horizontaux varie entre trente et soixante tours par minute. La vitesse des cylindres verticaux concorde avec celle des cylindres horizontaux.

(1) Revue universelle des Mines, 1863. — Fabncaiion de la tôle, par Ose. Rongé. Article très documenté sur le travail des tôles en Belgique et qui attribue la première application du laminoir universel vers 1854 en Westphalie. N'était pas encore appliqué en Belgique en 1863!

Laminoir universel de Bealey et Adams.

Pour les larges plats, le laminoir universel du type figures 3, 4 et 5, planche XXV (l), présente des dispositions permettant le déplacement facile des cylindres verticaux B par la manœuvre de volants-manivelles montés sur les vis E (fig. 5), dont le mouvement est transmis à chaque vis inférieure correspondante E' par des pignons F solidaires des écrous des vis E'. Pour les grosses pièces, des barres-guides sont disposées entre les cages C sur les deux faces du laminoir, au sommet comme à la base.

Les figures 6,7 et 8 montrent la disposition adoptée pour un trio. Les vis de commande des doubles cylindres verticaux B sont actionnées simultanément par chaque volant de manœuvre et par un train de roues dentées reliant entre elles quatre vis qui supportent la poussée latérale, laquelle se trouve ainsi répartie dans de bonnes conditions, en vue d'éviter la flexion des arbres portant les cylindres BB.

Les cyUndres à grosses tôles ont un diamètre qui varie de O'^jSO à 0°^,80, une longueur de 1"^,50 à o"^,30 ; une levée de 0'»,30 à 0'°,50.

La vitesse est de trente à soixante tours par minute.

La vitesse est plus grande pour les feuilles longues et étroites que pour les feuilles larges.

Les trains pour fortes tôles de construction récente sont le plu» souvent réversibles par le changement de marche du moteur, qui développe plusieurs milliers de chevaux.

Laminoir à deux paires de cyUndres à mouvements inverses.

Afin de supprimer le relevage et le changement de marche, le laminoir (fig. 9 à 42) (2) comprend deux paires de cylindres

(1) Laminoir Bealey et Adams. Brevet du 29 juiUet 1889.

(2) Laminoir des forges de L'Horme, par Delay (Brevet du 29 mars 1876).

tournant en sens contraire, la tôle étant successivement laminée par la paire n® 1, puis par la paire n^ 2.

Les cylindres inférieurs s'équilibrent l'un l'autre au moyen de leviers à couteaux qui les relient.

Les cylindres de chaque paire sont reliés de telle façon que si l'un d'eux monte, Taulre descend.

L'écartement des cylindres ératit réglé, on fait appuyer le cylindre inférieur sur une large cale ou coin plat. Par suite de leur solidarité, les cylindres ne peuvent plus se déplacer.

Deux tables guidées reçoivent la tôle de chaque côté à la sortie des cylindres et la présentent à tour de rôle à chaque duo. Pour le passage de la table, les cylindres de l'autre duo s'écartent. Les tables sont actionnées par des pistons à vapeur.

Tjno à tôles.

Le laminoir trio appliqué aux tôles peut comporter les dispositions figure / à 4, planche XXVI (1).

« La figure /représente une coupe verticale par les cylindres et les tabliers releveurs; la figure 2, une vue en plan et .*a section; la figure 5, une vue partielle à échelle triple montrant plus clairement la construction des rouleaux des tabliers; la figure 4, une section verticale par les cages montrant comment s'effectuent le levage et l'abaissement du cylindre moyen.

» Les cylindres A, B, C forment un trio Lauth dont les cylindres inférieur et supérieur sont commandés, le cylindre moyen étant libre. DD' sont deux tabliers situés des deux côtés des cylindres; ils sont, à leurs extrémités extérieures, supportés par des pivots horizontaux, de manière à permettre à leurs extrémités intérieures, adjacentes aux cylindres, de s'élever ou de s'abaisser autant qu'il est nécessaire. Ces mouvements des tables DD' sont effectués par un cylindre hydraulique E « t

(1) Train breveté'par Samuel Welman, superintendant de l'Otis Steel C". Installé à l'usine Otls, à Claveland, à l'usine Spr ingfieid et aux usines Spang Park Gros et Schœnberger, toutes trois près de Pittsburg.

190 PROCÉDÉS DE FORGtEAGS DANS l'iNDUSTBIE

un piston E' (fig. 4), reliées par Tintermédiaire des tiges aa' à pivot, des leviers-manivelles bb' et des tiges verticales ce' aux extrémités intérieures libres des tables DD'. Il est visible que le mouvement en dehors du piston £' fait lever (es deux tables DD' à la fois et avec elles le lingot ou la plaque iu.^qu'au niveau supérieur du cylindre moyen. Les tables DD' sont pourvues d'une série de rouleaux dd' qui tournent tous ensemble vers Tarrière ou vers Tavant, suivant que les tables sont élevées ou abaissées et que la plaque se déplace dans le premier sens ou dans le second. Ce mouvement alternatif leur est donné par le moteur à vapeur reversing F (fig. 2) et des transmissions appropriées dont l'arrangement est assez corn* pliqué, à cause de la nécessité de maintenir Tembrayage, quelle que soit la position des tabliers. Voici en quoi consiste cette disposition : F' est un arbre qui reçoit son mouvement du moteur reversing. Cet arbre est muni à chacune de ses extrémités de pignons angulaires ce' engrenant avec les pignons c*,e' calés aux bouts des arbres GG' f/î^. gj. Les arbres GG' (fig.l), par l'intermédiaire des pignons /f , des roues gg' et des pignons hh\ transmettent le mouvement aux arbres HH' solidaires des tabliers.

A leur tour, ces arbres, par les pignons d'angle m' (fig. 2) et jf, font tourner les arbres de couche II'. Ceux-ci sont munis d'un nombre convenable de pignons d'angle engrenant avec les pignons kk' des arbres JJ'. Enfin les pignons W calés sur les arbres JJ' (fig. 2) donnent le mouvement aux pignons m fixés sur chaque arbre de rouleaux (figJ,2ei 3). Comme on le voit, grâce à la transmission fgh, où fesi fixe et h mobile avec le tablier, on peut mettre en mouvement dans les deux sens les rouleaux dd' durant ou après la levée ou la descente des tabliers DD'.

Outre ces mouvements des tabliers et des rouleaux, le train comporte un troisième mouvement accessoire : en effet, quand les tables DD' sont abaissées, il faut élever le cylindre moyen

PROCÉDÉS DE FQRGEAGE DANS l'uMOCSTRIE 19t

B pour fournir Tespace nécessaire au passage de la plaque laminée et, réciproquement, quand les tables DD' sont relevées, il &ut abaisser le cylindre moyen. Ce mouvement est donné au cylindre B par le cylindre hydraulique K et le piston K' (fig. 4), lequel est rattaché aux empoises du cylindre B par l'intermédiaire des oi^anes », oo' et j»p\ Quand le piston K' se déplace vers le dehors, le cylindre B se lève et qtiand il reprend sa position normale, le cylindre B. redescend.

La vapeur ou Teau qui font mouvoir les pistons des cylindres F et K, sont fournies par un robinet à quatre voies L (fig. 2) : r est le tuyau correspondant au cylindre E, r' est celui correspondant au cylindre K ; s communique avec le générateur ou réservoir, s' avec le tuyau de décharge. On voit que l'admission du fluide moteur au cylindre E coïncide avec rémission du cylindre K et réciproquement ; il en résulte que les tabliers DD montent quand le cylindre moyen B descend et vice versa.

Pour le serrage des cylindres A, B, C, il y a deux vis MM' fig. 4) qui tournent dans des écrous ûletés à la partie supérieure des cages et dont les bouts inférieurs s'appuient sur les coussinets du cylindre supérieur. Elles sont reliées à l'arbre N, mû à l'aide du volant par les pignons tt' et mm'; l'un des pignons m est calé invariablement sur Tarbre N, l'autre m' peut tourner sur lui grâce à un mécanisme non figuré; de sorte qu'en tournant une clef, on peut faire descendre ou monter l'une des vis M' indépendamment de l'autre M.

Cette disposition permet de rappeler la différence d'usure qui peut exister entre les deux montants de la cage. Souvent le serrage des cylindres est effectué par une machine à vapeur à deux cylindres située au sommet de la cage.

Pour contre-balancer le cylindre supérieur A et le tenir appuyé contre les vis WM', on a ménagé dans le sous-sol des poids XX' qui agissent sur les faces inférieures des coussinets des cylindres, par l'intermédiaire des leviers xx' et des tiges verticales t/j/'.

192 PROCÉDÉS DE F0RGEA6E DANS l'iNDUSTRIE

» Les organes destinés à manipuler et retourner les plaques sur les tabliers sont visibles (fig. 4). Ils consistent en leviers P disposés en nombre convenable de chaque côté de la pièce laminée. Ces leviers, manœuvres à la main, sont suspendus près de leur point d action par des chaînes ou des tiges ww\ dont les extrémités supérieures sont fixées de manière à supporter le poids de la tôle et à permettre une rotation horizontale. Un tel système d'attache est représenté (fig. /J à droite. Si Tappareil doit soulever la tôle en môme temps que la tourner, on fixe les bouts supérieurs des chaînes au piston d'un cylindre vertical R ffig. i) à gauche, fixé lui-même à un pivot au-dessus du tablier.

» Les rouleaux dd' des tables DD' (fig, 3) sont formés d'un certain nombre de roues de même diamètre, placées sur un arbre à peu de dislance Tune de l'autre. Cette série de rouleaux est plus légère et économique qu'un rouleau plein.

>; Ce type de train à tôles jouit d'un grand succès aux États- Unis. Après en avoir décrit les détails, nous donnons quelques renseignements sur sa marche dans difîérents usines.

» A Claveland, où il a été d'abord installé, il est attelé à un moteur Porter-Allen à grande vitesse, dont l'unique cylindre horizontal a 40"de diamètre, 48" de course et fait 100 révolutions, avec une pression de vapeur de 80 Ibs (5*^" et demi) ; le nombre de chevaux indiqués varie entre 1100 et 1200. Les cylindres lamineurs ont 112" (11:2 pouces) de long, avec des diamètres de 31''etde23"; latrempea une épaisseur de plusdel". Lescylindres supérieurs et inférieurs tournent à 67 révolutions; l'arbre de la machine les attaque par un petit pignon entre deux plus grands situés sur leurs axes.

Les tôles sont balayées par une mutitude de jets d'eau sous pression, qui enlèvent les écailles et fournissent de belles surfaces.

Ce traitement a aussi pour effet de raidir les tôles.

Les lingots sont chauffés dans trois fours; ils ne sont ni

PROCÉDÉS DE F0R6EAGE DANS l'IiNDUSTRIE 193

martelés ni bloomés et le laminage se fait en une seule chaude et à une seule cage de cylindres. Cependant, certaines tôles, à cause de leur faible épaisseur et de leur développement, doivent subir deux chaudes. Ce train de Claveland a laminé 125* de tôles en dix heures.

» Le train de Springfield, mis en opération en 1883, ne diffère que légèrement du précédent

» Les deux tabliers à rouleaux ont chacun 3" de long; ils reçoivent le lingot et ne l'abandonnent qu'après achèvement complet du laminage; ils permettent de fabriquer des tôles très lourdes, tout eu procurant une grande économie de main-d'œuvre. Le laminage terminé, l'extrémité d'une de ces tables s'incline vers le refroidissoir. Celui-ci consiste en une série de boîtes en fonte remplies d'eau qui les tient fraîches ; elles sont munies de couvercles assemblés librement. Les tôles reposent sur les couvercles et deviennent parfaitement droites et planes en refroidissant. Ce refroidissoir a plus de 4°* de long : les tôles sont enlevées latéralement par des engins hydrauliques et placées en un point où elles peuvent être accumulées. De là, elles sont reprises par une grue hydraulique et sont, soit distribuées sur le sol où se fait le traçage qui précède le cisaillage, soit portées directeoient aux cisailles.

» Ces cisailles sont une curiosité. Elles pèsent plus de 70' et sont assez puissantes pour couper en une fois un morceau d'acier de 100" de long sur l'14'' d'épaisseur (1). »

En vue de prévenir, dans les trios, la détérioration rapide du cylindre médian et aussi pour permettre de donner des pressions plus fortes que lorsque ce cylindre est seulement entraîné par le frottement de la pièce, on dispose les organes de manière que le cylindre médian vienne en contact alternativement avec les cylindres supérieur et inférieur. Il s'ensuit que le frottement qui se développe entre la pièce et l'un des cylindres extrêmes

(1) (Extrait de la Fabrication de i' acier 9ur so/é, par Jules Freson. {Revue universelle des MineSy tome XX, 1886, 2« semestre.)

id4 PROCÉDÉS DE F0RGEA6B DANS l'iNDUSTAIE

et celui entre les deux cylindres en contact, concourent tous deux à rentrainement.

Le cylindre du milieu peut être fixe, les déplacements verticaux sont donnés aux deux autres cylindres qui sont seuls commandés (1).

La Société des Aciéries de Longwy a adopté la combinaison suivante (2) (fig. 2, pi. XXVI).

Le cylindre supérieur n'est pas équilibré; il est retenu par les vis de pression E qui règlent Técartem^fit des cylindres. A cet effet une traverse I) repose sur un collet de chaque vis; deux tiges de suspension relient cette traverse à Tempoise correspondante. Des ressorts R sont disposés entre les écrous des tiges ei la traverse; ils ont pour but d'éviter un trop fort serrage tout en évitant de laisser du jeu entre Tempoise et la vis, jeu qui déterminerait un choc à chaque passage.

Le cylindre du milieu B, qui parcourt à chaque passage sa distance entre le cylindre supérieur ou celle entre le cylindre inférieur, est équilibré par deux pistons G à pression hydraulique placés chacun sous une flasque du bâti.

Le cylindre inférieur C est fixe ; il prend appuis sur les cages. Des tabliers à rouleaux commandés donnent à la pièce le mouvement d'avance pour la présenter aux cylindres ou pour la recevoir à la sortie.

Les tabliers sont supportés par des leviers L calés sur des arbres horizontaux. L'un de ces arbres porte à une extrémité un levier en relation avec un appareil à vapeur ou hydraulique qui détermine le monte et baisse des tabliers équilibrés par des contrepoids N placés sur le côté. Le mouvement de rotation des rouleaux dans un sens ou dans l'autre est donné par un petit moteur réversible dont l'arbre 0' est supporté par des paliers ménagés dans les bâtis longitudinaux MM'.

(1) Cette disposition a fait l'objet d'un brevet, en date du 17 mars 1892, à M. Thomas.

(2) Brevet du 16 juin 1892.

PROCÉDÉS DE F0R6EA6E DANS l'jNDUSTRIB 195

Cet arbre de transmission porte une roue P engrenant avec une roue intermédiaire Q. Les axes de ces deux engrenages sont reliés par deux bielles d, qui maintiennent la distance des centres. La roue Q engrène avec le pignon R dont l'arbre est fixé au tablier et qui suit le mouvement ascensionnel de celui-ci. La roue et le pignon sont également reliés par deux bielles c qui maintiennent la distance de leurs centres.

Dans toutes les positions que le tablier peut prendre, soit levée oblique, soit levée verticale, Tengrènement se fait et la transmission est assurée par un pignon conique S qui transmet le mouvement à un arbre T, qui le transmet à son totir par pignons coniques f à des arbres n placés en dessous des rouleaux. Ces arbres portent des petits engrenages droits g qui commandent ceux des rouleaux.

Afin d'éviter qu'à la sortie, dans le laminage, entre le cylindre supérieur et le médian, l'extrémité de la tôle ne vienne buter sur J 'avant du tablier releveur, des tables sont fixées sur les empoises du cylindre médian, de manière qu'elles suivent le mouvement vertical de ce cylindre. Sur ces tables sont disposés, à volonté, des guides ou gardes recevant d'abord la pièôe.

Ces dispositions sont également adoptées dans le laminoir (fig, 4 et 2, pU XXVII) pour plaques de forte épaisseur devant être Jaminées sur cpiatre faces, ou pour des larges plats dont Ja largeur doit être régulière.

De chaque côté des cylindres horizontaux sont placés deux cylindres verticaux UV, XY, dont le mouvement de rotation est pris sur la cage à pignons (fig, S et 4). Ces cylindres permettent de laminer le champ à volonté, soit à l'entrée, soit à la sortie, dans le passage inférieur ou dans le passage supérieur. A cet effet, la commande est faite par une roue intermédiaire î qui engrène, d'une part, avec une denture k placée sur le pignon supérieur z et, d'autre part, avec un pignon T calé sur chacun des arbres de transmission horizontaux placés aunlessous des

i96 PROCÉDÉS DE FOHGEAGE DANS l'iNDUSTRIB

colonnes. Ces deux axbres sont commandés Fun par Tautre au moyen des deux engrenages mm\ placés à l'extérieur des colonnes.

Par suite de cette combinaison, les engrenages coniques commandant les cylindres verticaux impriment à ceux-ci un mouvement de rotation, dont le sens correspond avec l'entrée ou la sortie dans les cylindres horizontaux, et les cylindres verticaux sont placés suivant le besoin de laminer avant ou après le passage, car la roue intermédiaire peut être placée à droite ou à gauche à volonté. Les figures 5 et 4 montrent le train des deux laminoirs dont les quelques dispositions nouvelles constituent un ensemble complet bien combiné.

Tôles courbes.

Une feuille laminée se gondole d'un côté, si de ce côté le métal est plus en abondance, ou si les cylindres sont plus rapprochés, ce qui réduit Tépaisseur et augmente la longueur, de telle sorte que la feuille supposée rectangulaire prend une courbure plus ou moins accusée en forme de segment annulaire.

C'est le procédé employé pour la fabrication de tôles à profil courbe qui constitue le développement de surfaces tronconiques à inclinaison de génératrice ordinairement peu prononcée.

Un autre procédé^ pour obtenir de telles tôles, consiste à faire varier la vitesse en adoptant des cylindres coniques et une pression égale sur toute la longueur des cylindres.

Le premier procédé a Tinconvénient de donner à la tôle une épaisseur plus forte vers le petit côté du développement, tandis qu'avec le second l'épaisseur est plus uniforme.

Le premier procédé est adopté pour donner aux tôles rondes ou disques circulaires une épaisseur plus faible au pourtour que vers le centre, ce qui est utile lorsque ces pièces doivent subir ultérieurement un emboutissage qui a pour effet de rétablir une épaisseur uniforme.

Lorsqu'une tôle rectangulaire doit voir une épaisseur difié-

PROCÉDÉS DE FORGEAGB DANS l'iNDUSTRIE

rente sur deux parties de sa longueur, on achève le laminage, en interposant successivement plusieurs plaques de tôles ou cales d'épaisseur progressive sur la partie dont Tépaisseur est réduite.

L'opération se fait en quatre ou cinq passages de réduction. Ainsi une tôle de cuivre réchauffée est réduite en un ou deux passages de Fépaisseur de 32 à 38^°^, puis par cales d'épaisseurs égales à 4, 7, 9 et 10™"", la moitié de la tôle a son épaisseur réduite à IS"""". Ces tôles reçoivent des applications dans les plaques tubulaires des chaudières de locomotives.

Pour les tôles circulaires, dont le diamètre atteint 3" et plus, le cylindre supérieur étant disposé obliquement, on présente la pièce un grand nombre de fois, dans des positions relatives différentes, de sorte que toutes les parties formant des secteurs soient soumises à l'action oblique réduisant l'épaisseur du centre au pourtour.

Tôles embouties.

Les tôles embouties (fig. 38 et 39) pour les parois de wagons à marchandises, pour les platelages des tabliers de ponts, pour les parois de certains bâtiments, etc., sont d'abord cisaillées à froid à longueur et largeur voulues, puis chauffées au rouge

Fig.38et 39

dans un four; elles sont embouties dans des formes correspondantes soumises à l'action d'un pilon ou mieux d une presse dont la pression s'exerce jusqu'au refroidissement au rouge sombre.

PllOCÉDÉS PE FORGEàGK lUJiS l'iNDU&T&UE

Feuilles de métal cannelées ou ondulées.

Les tôles présentant des cannelures ou des ondulations (fig.4ù) sont le plus souvent de petite épaisseur. Elles sont depuis ua certain nombre d'années employées pour la couverture des charpentes, pour tabliers de ponts.. Les tôles en fer sont galvanisées pour les préserver de Toxydation; les tôles minces sont en zinc. On adopte aussi des tôles de fer ou d'suùer doux ondulées pour la confection des parois de chaudières à vapeur ; elles ont été préconisées dans ces dernières années comme présentant plus de rigidité et facilitant le jeu des dilatations.

Les feuilles minces sont cannelées à froid à la presse, entre étampes ou au laminoir. Les feuilles d'épaisseur moyenne sont ondulées par laminage à chaud.

Les feuilles minces de grande largeur exigent une presse mécanique assez forte, telle que celle figure 4/.

La tôle étant placée sur une sous-étampe fixée à la table de la machine, la traverse supérieure munie du dessus d'étampe s'abaisse et forme une caimeiure.

La première cannelure étant placée dans un creux correspondant supplémentaire de la sous-étampe, ce qui constitue un

PROCÉDÉS DE FORGEAGS DÂMS l'iNDUSTRIE t99

guide, une traverse auxiliaire vient presser la feuille et la maintient pendant que l'estampe proprement dite produit la deuxième cannelure. L'opération se fait ainsi successivement sans développer dans le métal des flexions et tractions anor-^ maies pouvant produire des déchirures; néanmoins le métal doit être ductile.

La traverse principale est convenablement guidée dans les flasques du bâti. Elle est reliée de chaque côté à des bielles

articulées aux manivelles ou excentriques de Tarbre inférieur qui reçoit l'action motrice par engrenages.

Les fortes machines ont de ikS^ de Icxigueur de traverse; elles battent vingt coups par minute.

La régularité laissant souvent à désira, les tôles passent dans un laminoir finisseur f^^. 42) qui peut aussi être employé pour produire directement Tondulage des feuilles. L'opération entre cylindres cannelés longitudinalement est beaucoup plus rapide qu'à la presse ordinaire à action intermittente. On peut, d'ailleors, considérer les cylindres comme une presse à action continue.

La tôle passant entre les cylindres, les cannelures se produfeent progressivement.

200 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iMDUSTRIE

Le cylindre supérieur est déplaçable verticalement de manière à pouvoir varier à volonté la grandeur de Tonde.

Suivant que les ondes sont droites ou sinueuses, les cylindres présentent des cannelures correspondantes.

Afin de bien assurer la .position relative des outils, ceux-ci sont reliés par des roues d'engrenage qui ont aussi

ravantage de mettre en jeu l'adhérence des deux cylindres pour obtenir Tentraînement au début lorsque la déformation est faible. Les cylindres doivent être d'assez gros diamètre pour limiter leur flexion au minimum, sinon les tôles gauchissent, tendent à prendre une vitesse plus grand au milieu que vers les bords ce qui détermine des déchirures. Pour éviter ces effets, on serait conduit à donner aux cylindres une courbure correspondant à la déformation de Taxe de manière à ne presser fortement la tôle que vers les bords.

Cintrage des feuilles à petites ondes.

Les feuilles cannelées sont quelquefois cintrées, par exemple, pour les couvertures de charpedtes courbes, pour des voûteleltes.

On emploie, pour le cintrage de ces feuilles, une machine à trois cylindres (fig. / et 2, pi. XXVIII) analogue à celles pour tôles ordinaires. Ll n'y a que les cylindres qui, au lieu

PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'jNDUSTRIE 201

d*être lisses, sont cannelés. Deux des cylindres saisissent la tôle, le troisième détermine la pression pour la courbure. Cette machine sert aussi à rectifier les ondes obtenues à la presse. Il faut avoir soin d'introduire les tôles perpendiculairement à Taxe des rouleaux afin d'éviter le gauche. Lorsqu'on cintre une série de tôles de môme épaisseur et de même courbure, on repère la position des rouleaux pour le dernier passage.

Tôles à grandes ondes.

Les tôles à grandes ondes sont d'abord ébauchées dans un laminoir (fig. 3 et 4) en opérant à chaud si l'épaisseur de la feuille est supérieure à 2™". Les cylindres sont cannelés longitudinalement.

Elles sont ensuite achevées dans un laminoir finisseur en opérant à froid ou à chaud. Ce laminoir (jig. S et 6) est à deux cylindres à gorges et bourrelets reliés par engrenages.

De chaque côté, à l'avant et à l'arrière des cylindres, sont disposés deux rouleaux pour supporter la feuille à rectifier et la cintrer au besoin. Les feuilles pour les tabliers de pont ont de If ,50 à Z'^jSO de longueur, 0^,50 à 1"»,20 de largeur et une épaisseur de 0°>,G04 à 0"»,00t).

Machines à onduler les tôles à disques mobiles.

Quand les ondulations des tôles sont très prononcées, il convient d'employer une machine à disques mobiles telle que celle figures 7 à /O, comprenant un rouleau A inférieur ne pouvant se déplacer verticalement. Sur ce rouleau sont montés les disques D, se rapprochant ou s'éloignant à volonté au moyen de vis dont les pas sont variables, si les vis possèdent un mouvement de rotation de même vitesse. Pendant l'opération, les disques se rapprochent afin de resserrer les ondes.

Le rouleau supérieur B est également muni de disques C se déplaçant longitudinalement par l'action des vis qui les commandent. Ce rouleau est mobile verticalement pour produire

203 PROCÉDÉS DE FORGEAGE DANS l'iNDUSTBIE

la pression nécessaire et former les ondes. Celles-ci se font progressivement en plusieurs passages de la tôle. Pendant les mouvements des rouleaux dans les deux sens de la rotation, les vis des disques possèdent un mouvement de rotation de même sens, qui les rapproche. Lorsque les tôles doivent être cintrées, la machine est pourvue (fig, 8) de rouleaux FF également à disques, disposés de chaque côté des rouleaux entraîneurs (1).

Les tôles cannelées longitudinalement peuvent encore provenir de lingots ou de loupes, de plaques préparées avec ou sans nervures, selon la section à produire par le laminage, et d'une longueur correspondant à la largeur de la tôle terminée. Les ébauches sont transformées au laminoir (fig. 44^ 42 et J3) (2) comportant des cylindres à rainures et collets.

De chaque côté des cylindres est disposée une plaque P guidant la tôle, s'opposant à tout déplacement transversal. Cette plaque porte des nervures qui correspondent à celles à former dans la tôle.

Les cannelures se font progressivement par passages successifs ; le cylindre supérieur, mobile à volonté, produit la pression.

Tôles nervurées.

Les tôles à nervures (3) en cuivre, fer ou acier, à paroi plane d'un côté (fig. 43), sont ébauchées ou coulées avec saillies convenables, puis elles sont dégrossies et étirées au laminoir entre cylindres dont Tun est lisse et l'autre à cannelures de forme. Ces tôles trouve nt leur emploi dans les parois planesdes chaudières, les ponts, réservoirs, planchers, cloisons, carlingues, plateaux de presse à tourteaux, etc. Les nervures peuvent exister sur les deux côtés. Au laminage il convient de ménager du métal du côté opposé aux nervures afin de nourrir

(1) Brevet du 8 mars 1882 à M. Bachmeyer et C»«.

(2) Laminoir Ellis. Brevet du 19 juillet 1887.

(3) Ces tôles ont été brevetées par M. Bazin le 12 juiUet 1867.

celles-ci pendant Topération, obtenir un étirage sans entraînement trop grand produisant des déchirures.

Fig.43 Tôles nervurées

MtfMliifiMfllr^»yft/iffriia a

azs^zzz^Z22zaaa

^maii^ aUmentant la nervure

-./^ — /v--A--^ ^ ,0— -o— y>--i^ OL ft A—

Jdto striées.

Ces tôles ont ordinairement une surface lisse, l'autre présente des rainures entre-croisées dites stries, de peu de profon-

deur, que Ton forme immédiatement à la sortie de cylindres préparateurs, alors que la tôle est encore rouge, par un passage entre deux cylindres finisseurs, dont Tun est lisse, en dessous, le cylindre supérieur portant en creux et reliefs les empreintes à donner à la face de dessus de la tôle (fig. 44).

Fig 44-