MACHINES DE FABRICATION ET SERVICE DU LAMINOIR

272. a) Machines de fabrication. — Ces machines sont les marteaux, le squeezer, la rotative, le pilon, la cisaille et le train ébaucheur. Comme nous avons déjà décrit les marteaux, il ne nous reste plus qu'à étudier les autres machines.

1») LE SfiUEEZER, LA ROTATIVE ET LA CISAILLE.

273. Avantages du squeezer. — Le squeezer, aussi appelé ^JJ^esse, compresseur et machine à maquer, s'emploie souvent pour cingler les loupes en place du marteau. Les avantages qu'il présente sous ce rapport sont les suivants : il est léger, ne dépense dans un moment donné que la quantité de force rigoureusement nécessaire au travail qu'il exécute, se meut sans choc, sans bruit, et sans danger pour ceux qui le desservent, coûte peu et n'exige guère de main-d'œuvre ordinaire ni de réparations dispendieuses. Quant à la qualité du fer qu'il donne, nous avons déjà signalé les reproches qu'on lui adresse comme insuffisance et inégalité de la compression ; cependant on admet qu'en général, il tient, sous ce rapport, le milieu entre le marteau et les cylindres cingleurs ; mais il y a des maîtres de forges qui admettent qu'il est même préférable au marteau pour certains fers, par exemple, pour les fers fendus de petit échantillon. Le fer cinglé au marteau serait plus dur, plus sec, plus aigre, plus dépourvu de conlinuité que celui qui a été traité par la presse ; car les chocs du marteau tendent à écraser le fer et à dissocier ses fibres, tandis que l'action douce et graduelle de la presse se borne à exprimer les scories et à rapprocher les molécules métalliques ; les inconvénients du marteau, considéré sous ce point de vue, seraient d'autant plus grands, que son poids est plus considérable et qu'il marche plus lentement. Lorsqu'on fend le fer cinglé à la presse, on obtient des barres plus belles et une moindre quantité de bouts rompus qu'en

traitant du fer martelé, parce que le premier renferme encore une partie des scories qui le rendent souple ; mais cet avantage n'a lieu que pour les fers fendus de petites dimensions. — La presse ne peut cire employée que pour cingler. Encore ne cingle-t-elle que pour fabriquer dans les cylindres des plats de cinq pouces de largeur au plus, tandis que le cinglage au marteau permet de laminer jusqu'à douze pouces de largeur.

La presse ne donne que des pièces en forme de coin, tandis que le marteau permet d'obtenir des pièces à calibre pour diverses sortes de fers.

Les fers larges servant à former le pied et la tête des paquets pour fers de fortes dimensions, et l'intérieur des paquets se composant avec avantage de barres de différentes largeurs depuis 2 à 6 pouces anglais, on voit que le squeezer peut servir pour les cinq sixièmes de la fabrication.

274. Description du squeezer. — Il y a tant d'analogie entre le squeezer et la cisaille à queue, que la plupart des observations générales que l'on fait sur l'une de ces machines s'appliquent aussi à l'autre. Seulement les mâchoires du squeezer, au lieu d'être formées de lames à angles vifs et se rencontrant par leurs bords, comme dans la cisaille, sont, au contraire, larges et se rapprochent de manière à comprimer les corps interposés, sans les couper.

Le squeezer se compose d'un support fixe portant l'axe de rotation, et d'un balancier mobile, appelé squeezer, comme l'appareil entier.

Les fifj. 2 et 3, pl. 16, représentent en plan et en élévation deux squeezers s et s', de l'usine de Scraing.

Le balancier présente une mâchoire et une queue. Il est percé au milieu d'un trou carré qui livre passage à l'axe autour duquel s'opère la rotation. Le dessous de la mâchoire offre un évidement dans lequel se fixe, au moyen de boulons à tête perdue, une plaque de fonte cannelée dans le sens transversal et appelée plaque de mâchoire. Les cannelures sont destinées à mordre sur la loupe pour l'empêcher de glisser. Comme la plaque de mâchoire est sans cesse en contact avec les loupes, elle s'use et on doit la remplacer de temps à autre. Voilà pourquoi la mâchoire n'est pas formée d'une seule pièce ; et même la table se compose de deux ou trois parties jointives dont chacune peut être renouvelée à part. La queue du squeezer est bifurquée à son extrémité pour recevoir la bielle motrice.

Le support ou la chaise du squeezer, coulée d'une seule pièce, se compose de deux montants et d'une semelle. Les montants, qui portent l'axe de rotation, sont à chapeaux fixés par des boulons. Des coussinets

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en bronze garnissent les logements qu'occupent les tourillons de l'axe.

La semelle du support présente quatre oreilles qui servent à la boulonner solidement sur la charpente de fondation. Elle offre sur le devant le logement nécessaire pour recevoir l'enclume, sur laquelle se fait le cinglage.

Les balles à cingler se placent, au moyen de tenailles, sur la panne élevée de l'enclume, et l'ouvrier les fait avancer dans la gueule de la machine à mesure que leur grosseur diminue. La panne inférieure de l'enclume sert à refouler les pièces par bouts. A cet effet, l'ouvrier les place verticalement entre l'enclume et la mâchoire du squeezer. Il doit se garder de cingler au squeezer des loupes trop froides ; autrement une partie de l'appareil se briserait (*). Les loupes peuvent se cingler de manière à entrer dans la première cannelure des cylindres dégrossisseurs qui a 4 1/2 pouces anglais de côté.

Le squeezer de Seraing dessert 8 fours à puddler, en battant 8S coups par minute. Le cinglage à ce squeezer est un peu plus lent qu'au marteau-pilon. En Angleterre, on fait battre aux squeezers jusqu'à 90 coups par minute, ce qui accélère le travail. — Un filet d'eau rafraîchit constamment la tête du squeezer. — Fondation identique avec celle d'une cisaille à queue.

Il serait bon de donner à l'extrémité de la machine une courbure insensible pour faciliter le placement de la loupe sur l'enclume, et de cocher ou d'arrondir le rebord de celle-ci pour la manœuvre de la loupe.

27b. Moulin à loupesQ). — Comme rapidité de travail, économie de force motrice et de frais d'établissement, le moulin à loupes offre des avantages sur les marteaux et les presses. De plus, il n'expose pas les bâtiments de la forge aux trépidations résultant des chocs du marteau, et qui compromettent leur solidité. Il permet de supprimer les marteleurs, et diminue ainsi les frais de fabrication ou le prix de revient du fer. Enfin, la rapidité avec laquelle il fonctionne procure des pièces plus chaudes, plus faciles à laminer ; on obtient des ébauchés moins criqués, des fers plus gras, moins susceptibles de s'ébarber, mais plus chargés de scories, comme avec la presse. Sa durée est, du reste, plus longue que celle des gros marteaux à soulèvement inférieur : tandis que ceux-ci peuvent exiger annuellement pour 4- à S, 000 francs de réparations, l'entretien du moulin, pendant le même temps, ne coûte que de 4 à 500 fr. La principale usure se fait au tambour, dont les dents doivent être

(1) On a proposé de remédier à cet inconvénient, en rendant la semelle du squeezer mobile sur sa partie antérieure, comme charnière, et en chargeant la partie postérieure de la semelle de poids pour l'empêcher de se soulever par un effort ordinaire. 0 Voir Tiaité de la fab. de la Fonte, p. 681.

FABWCATION DU FER ÉBAUCHÉ

renouvelées au bout de 18 mois. Les inconvénients principaux de cette machine consistent en ce qu'elle ne permet pas de refouler assez énergiquement les bouts de la loupe et en ce que l'on n'y peut travailler que des loupes d'une grandeur presque égale : de trop grosses s'y arrêtent et peuvent occasionner des ruptures ; des balles un peu trop petites ne sont pas suffisamment comprimées et débarrassées de scories ; enfin, de plus petites encore ne peuvent le traverser. Voilà pourquoi l'on ne peut cingler à cette machine des balles de fer tendre que la pression fait éclater en plusieurs morceaux.

Le moulin à loupes est inférieur au squeezer en ce qu'il ne permet pas, comme ce dernier, de ressouder les morceaux que la première action de la machine peut détacher des loupes ; mais il fait cinq fois plus d'ouvrage et n'exige point de marteleur. Du reste, l'une et l'autre machines produisent les mêmes qualités de fers.

Il paraît que le moulin à axe vertical a été inventé en Allemagne, mais c'est Henri Burden, directeur des forges de Troy, près Glasgow, en Ecosse, qui l'a perfectionné de manière à le rendre applicable dans la pratique.

Il existe aussi dans plusieurs usines, notamment à Ruhort, en Prusse, et dans une usine près de Wolwerhampton, en Angleterre, des moulins à loupes à axe et à cylindre horizontaux, qui semblent partager les avantages et les inconvénients des moulins à cylindre vertical.

!276. Cisailles jumelles pour ébauchés construites par M . Detombay. — Ces cisailles, représentées à l'échelle de 1/20, pl. IS, fig. 1, 2 et 3, sont à excentriques. — Fig. l, plan; fig. 2, coupe suivant l'axe des arbres moteurs ; fig. 3, élévation vue de face.

m, machine motrice de 6 chevaux.

b, b', bâti. — ■ La pièce b est rapportée. La pièce b' fait corps avec la semelle de fondation et avec les supports des blocs des cisailles, c, c', cisailles.

La machine attaque directement l'arbre a du volant F. — p, pignon en fer battu qui fait mouvoir l'arbre à excentriques a', au moyen du grand engrenage E. — e, e', excentriques, qui activent les deux cisailles.

r, régulateur commandé par l'arbre a, au moyen d'une courroie et de deux engrenages coniques, s, support du régulateur en fonte garni de cuivre.

Ces cisailles pèsent 18000 à 19000 k. et coûtent 9000 fr.

Lorsqu'une lame est dérangée à un côté, on peut travailler à l'autre côté pendant qu'on répare cette lame, et la cisaille n'exigeant aucune fondation, on peut lui faire changer de place à volonté.

Même personnel que pour les autres cisailles.

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2" TB\m ÉBAUCHEUR.

277. Notions générales. — Autrefois les cylindres à ébaucher, activés par des transmissions à engrenages, au moyen d'une machine de 35 chevaux, recevaient un diamètre moyen qui variait entre 0'^,iO à O^jSO et une vitesse comprise entre 30 à 40 tours par minute. Aujourd'hui on donne aux cylindres 20 pouces anglais de diamètre et une vitesse de 60 tours, et à la machine, qui est à attaque directe, une force de 40 à 50 chevaux. Enfin, on a renforcé les cages proportionnellement à l'augmentation de la puissance. Les gros cylindres sont les plus favorables au travail, et la vitesse de 60 tours n'est pas trop considérable pour les fers soudants non rouverins, et préparés par le cinglage au marteau ou à la presse.

L'usage le plus général est d'avoir deux paires de cylindres ébaucheurs, dont l'une, portant des cannelures ogives, sert à dégrossir le métal, et dont l'autre présente des cannelures plates finisseuses. Il y a des usines où l'une et l'autre paire d'ébaucheurs portent des cannelures ogives et des cannelures plates. Cette disposition fait gagner du temps en dispensant, pendant le travail, de transporter d'un équipage à l'autre les fers qu'on veut étirer en barres plates ; mais comme les cannelures plates s'usent plus promptement que les cannelures ogives, elle peut occasionner le rebut de cylindres dont les cannelures ogives sont encore en bon état. Lors du laminage dans les cannelures ogives, il se produit des chocs latéraux qui usent les cannelures plates.

Ensuite la portée trop longue des cylindres à deux espèces de cannelures multiplie les chances de fractures. Lorsque les cannelures ogives sont sur une paire de cylindres séparée, on termine ces cylindres aux deux bouts par une cannelure plate pour les empêcher de se déranger.

Indépendamment des cannelures ogives, le dégrossisseur du train à ébaucher porte quelquefois des cannelures carrées pour certains fers marchands très-grossiers, tels que les barreaux de grille, et pour des carrés destinés à la confection des paquets.

Lorsqu'on trace les dégrossisseurs pour fer ébauché, et même pour fers plats quelconques, il faut avoir égard à l'espèce de fer ou de paquets à laminer et à la largeur des barres qu'il s'agit de fabriquer. Si la largeur à produire était trop grande, eu égard à la section, à la forme et à la nature des barres dégrossies, l'excès de pression qu'il faudrait donner dans des cannelures trop larges, écraserait le fer, et l'on n'obtiendrait que des produits défectueux, criqués sur les bords et impropres à la confection de bons paquets pour rails et fers marchands ; car les barres

d'ébauché crevassées sur les côtés exigent une chaude phis forte pour se souder que les barres saines et occasionnent par là des déchets plus grands, sans qu'on puisse compter sur le succès du travail. Une chaude trop forte peut, d'ailleurs, brûler les paquets. Enfin, un excès de pression peut faire tourner les fers dans les cylindres. On ne pourra, par conséquent, employer pour le tracé de tous les dégrossisseurs la même formule générale qui a été suivie jusqu'à ces derniers temps et que nous exposerons ; le maître de forges devra, au contraire, modifier le tracé selon les circonstances susmentionnées.

278. Tracé des cannelures. — Je n'exposerai ici que le tracé des cannelures ogives pour ébauchés, et je renvoie, pour les ogives en général et le tracé des cannelures carrées et plates des cylindres ébaucheurs, aux détails que je donnerai en traitant des fers marchands à propos des cannelures carrées, rondes et plates considérées d'une manière générale.

Le tracé des cannelures ogives se fait d'après des règles empiriques et varie souvent d'une usine à l'autre. Je vais en rapporter quelques exemples.

279. Tracé silésien. — ?>oit acbd, fig. 6, pl. 7, le cercle de construction correspondant au diamètre moyen de la cannelure à construire. Menez les diamètres perpendiculaires ab et cd. Après avoir divisé le diamètre horizontal en 5 parties égales et une de cec dernières en 8 parties, on porte i/s du diamètre de a et de 6 en e et f et en g et h, et s/s de i/s ou i/s du diamètre de a en a' et de b en 6'. Ensuite des points a' et b' comme centres et avec 21/40= (2/5 + s/s. 1/5) du diamètre comme rayon, on marque les points d'intersection m, m', n et 71', au moyen desquels on trace les arcs de l'ogive. A cet effet, on prend, par exemple, m pour centre et mh pour rayon, et on décrit dn'h, etc. On décrit enfin les arcs b'g, b'h, etc., en considérant les droites b'g, b'h, etc., comme les cordes de ces arcs, et en prenant les 3/5 du diamètre du cercle de construction pour rayon de ces arcs.

280. Tracé de Couîllet. — Prenez, pl. 5, fig. 20, bc égal au diamètre moyen de la cannelure, tracez la circonférence de construction bhgcfed, divisez cette circonférence en 8 parties égales M, hb, etc., et des points d, f, g, h, comme centres, avec un rayon égal à di, décrivez les arcs imc, bpi, etc. — Comme la forme ogive n'est guère employée pour laminer des pièces ou des paquets plus gros que 6 pouces, on donne à la première cannelure ogive au plus 6 pouces de grand diamètre ou de largeur, et S pouces de hauteur, le tirage étant de i/e environ dans les premières cannelures.

La pl. IS, fig. k, représente, en grandeur d'exécution et d'après le

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dernier tracé, la moitié de chacune des cannelures ogives du train ébaucheur de Couillet. La dernière cannelure sert pour plats de

1 1/2 pouce de largeur qu'on fabrique rarement.

281. Autres détails concernant le train ébaucheur de Couillet. — Le train ébaucheur proprement dit se compose d'un équipage dégrossisseur à cannelures ogives et d'un équipage finisseur à cannelures plates. Les fers que celui-ci donne, respectivement au moyen de 4, 3, 2 et 2 cannelures, ont 4, 3, 2 1/2 et 2 pouces anglais de largeur sur un pouce d'épaisseur, en moyenne, épaisseur que Ton peut, du reste, augmenter ou diminuer en écartant ou en rapprochant les cylindres l'un de l'autre.

Les pressions dans les cannelures plates sont :

Largeur des plats ^ | 'ôf^ | 2'/," | <2."

Pressions enmm. 60 | 56 | 26 | 20 MO | 28 1 20 | 28 | 20 | 28 1 20

Pour les plats de k" on va jusqu'à la cinquième cannelure ogive du dégrossisseur, pour ceux de 5" jusqu'à la sixième, pour ceux de

2 1/2 pouces jusqu'à la septième et pour ceux de 2" jusqu'à la huitième.

Longueur des cylindres i'^i^k. Diamètre des cylindres d'axe en axe 0™,M. Vitesse 40 tours par minute. Longueur des tourillons O^jlQO. Diamètre de ceux-ci 10 pouces anglais. Longueur des trèfles 0">,180. Diamètre 0"",i70.

282. Cylindres cingleurs. — Dans une petite usine, qui ne fabrique que des fers marchands, le cinglage des loupes peut se faire au moyen de cylindres de 0'",S0 à 0"',60 de diamèîre marchant à une vitesse de 50 tours par minute et servant en même temps à laminer les pièces et les corroyés; mais le travail à ces cylindres est très-lent; on ne cingle guère plus de deux loupes par minute et l'on n'obtient que des fers imparfaitement dépouillés des scories.

283. Nouveau laminoir à loupes de Seraing. — L'équipe se compose : 1° d'une machine à vapeur de la force de 50 chevaux, à haute pression et à bâti pyramidal ; 2° d'un train ébaucheur mû directement par la machine et composé de deux équipages, l'un pour dégrossir et l'autre pour finir : les cylindres ont 20 pouces anglais de diamètre et font 60 tours par minute; 3° de deux squeezers, mus par des engrenages.

Fig. l, pl. 16, élévation vue par derrière, c'est-à-dire, du côté de la sortie des fers. Fig. 2, plan. Fig. 3, coupe suivant CD du plan.

c, cylindre à vapeur. — 6, bâti pyramidal en fonte qui supporte ce cylindre. — a, caisse ou plutôt bague rectangulaire creuse ou vide à côtes de renfort intérieures formant la première assise de ce bâti : elle est ordinairement coulée d'une pièce avec le support ou le bâti. — t, tige

du piston. — b', bielle. — m, manivelle. — Ji, bouton. — V, volant qui conduit directement le train. — d, équipage pour dégrossir et/", équipage pour finir les barres. — j, jeu de pignons. — e, cages des cylindres. — e', cages des pignons. — g, grue du train.

L'arbre du volant porte un engrenage i, qui fait tourner l'arbre F, au moyen de l'engrenage A. Cet arbre F, porte deux manivelles k et k', pour activer les deux squeezcrs s et s', à l'aide de bielles.

Sous le train il y a un caveau voûté q, dans lequel on peut descendre par une ouverture sous la bielle du squeezer le plus éloigné du volant.

u, maçonneries en briques ordinaires. — r, pierres de taille.

Les boulons des taques de fondation du train, après avoir traversé la pierre de taille et la maçonnerie des pieds droits de la voûte, aboutissent dans des cavités ou pocbes x, couvertes de taques de fonte y, et y sont fixés à l'aide de clefs. Les poches x permettant l'accès de ces clefs, on peut serrer celles-ci selon le besoin.

p', pattes des cages. — l, excavation du sol pour laisser écouler les eaux du train. — z, taque de fondation en fonte. Sous cette taque on a ménagé un vide dans lequel on peut pénétrer par l'ouverture o et qui permet de s'assurer si les eaux s'écoulent convenablement. Ce vide peut être supprimé.

Il y a sous le bâti de la machine motrice un caveau voûté semblable à celui qui se trouve sous le train. On y entre par l'ouverture o'.

284. Train ébaucheur à triples jumeaux. ■ — La pl. 17 représente un de ces trains qui fonctionne, dit-on, à Terre Rouge, près d'Aix-la- Chapelle, et à Médrisch, près de Ruhrort (Prusse). La même machine avait été établie à Sclessin, où l'on s'en est servi pendant quelques années, mais des raisons particulières, indiquées plus loin, l'ont fait démonter pour en revenir à l'ancien système.

Fig. 1 , élévation du train. Fig. 2, vue en profil de la cage des cylindres. — A, A, montants de cage. E, semelle ou patin qui se fixe, au moyen de cales en bois et de coins en fer, entre les ergots ou épaulements en queue d'aronde de la taque de fondation, fig. 17. D, chapeau fixé sur les montants par les boulons t, t, et leurs écrous. Ces boulons sont retenus par des clavettes u, u. Dans le chapeau se trouve logé un fort écrou en bronze e, e, calé ou serré de manière à ne pouvoir descendre par son propre poids. F, vis de pression en fer, à filet carré et à tête carrée ou octogonale, x, boulons à vis pour régler la position du cylindre supérieur.

a, a, trous réservés dans les montants, haut et bas, pour le passage des boulons d'écartement des cages : ces trous sont entourés de rondelles de fonte coulées avec les cages.

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