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Perfectionnements à la fabrication de blooms, largets, billettes et produits analogues
La présente invention concerne les procédés de fabrication de blooms, largets, billettes d'acier et produits analogues directement en partant de métal fondu coulé d'une poche de coulée ou dispositif analogue et elle a pour but de produire des pièces demi-finies sur une grande échelle industrielle. sans production préala- ble des lingots et en évitant les difficultés et défauts inhérents à cette production.
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Suivant la pratique habituelle, afin que,les grandes masses de métal affinées en une fois par les divers pro- cédés de fabrication d'acier puissent être obtenues sous une forme convenable pour le laminage, il est nécessaire que ces grandes masses soient divisées en masses plus petites, appelées lingots, d'une forme et de dimensions uniformes. Ces conditions sont obtenues en coulant le métal pendant qu'il est encore à l'état fondu-dans des lingotières ayant les dimensions désirées où on le laisse se solidifier en partie ou en totalité avant que le moule soit retiré.
A titre d'opération préliminaire à la conformation d'acier en pièces des diverses actions nécessaires pour ses nombreuses applications, les gros lingots, sauf dans certains laminoirs à tôles et certains grands la- minoirs à pièces profilées, sont tout d'abord réduits grossièrement dans des laminoirs conçus spécialement à cet effet, en pièces de section# beaucoup plus faible, mais encore très simple, par exemple ronde, carrée et rectangulaire.
Lorsque le lingot a été réduit aux dimensions d'un carré ayant de 3cm. à 15cm. de côté, il est coupé en pièces de longueurs convenables, appelées billettes; lorsque ces pièces sont des carrés de 15 cm de oôté ou sont. plus grandes, on les désigne sous le nom de blooms; si elles sont réduites sous forme de pièces rectangulaires, mais avec des largeurs qui sont inférieures à deux fois l'épaisseur et si elles conservent les dimensions indi" quées pour le carré, les mêmes dénominations sont utilisées.
Mais, si la largeur excède de beaucoup l'épaisseur de la section rectangulaire, on appelle ces pièces des largets.
\;) Un lingot parfait doit produire une matière parfaite-
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ment finie et, par un lingot parfait, on entend ici un lingot exempt de toutes cavités ou ouvertures et fait de métal partout homogène. Malheureusement les lois na- turelles qui commandent la solidification du métal liquide s'opposent à ces deux nécessités et donnent lieu aux défauts naturels bien connus appelés retassements, criques, cavités, ségrégation et cristallisation, auxquels il y a lieu d'ajouter d'autres défauts accidentels, tels qu'inclusions de croûtes et de scories ou laitier.
Conformément à la présente invention, le moulage préliminaire de lingots et l'élimination nécessaire de leurs défauts inhérents à ce moulage sont évités en coulant du métal fondu directement dans un moule tour- nant rapidement dans lequel il est projeté par la force centrifuge et moulé en une pièce homogène, uniforme, compacte, de section sensiblement rectangulaire sous la forme d'une couronne continue ou discontinue, qui peut être redressée après solidification, soit avant, soit après complet refroidissement, en produisant ainsi des blooms, largets, billettes, directement en partant de métal fondu, sans produire les défauts que l'on constate dans un lingot préliminaire et qu'il faut supprimer avant qu'un bloom, un larget ou une billette parfait puisse être produit par ce procédé.
Afin d'obtenir des avantages pratiques et commerciaux du procédé de moulage par la force centrifuge de couron- nes d'acier destinées à être laminées ensuite pour donner des produits finis, il est nécessaire de traiter manipuler et travailler de très grandes masses de métal à la fois, parce que l'acier est fondu et fait en grandes masses de 75 tonneset plus, qui doivent naturellement être coulées en une seule fois et, afin de conserver la chaleur
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initiale et de maintenir une qualité uniforme, il est pratiquement nécessaire de mouler cet acier sous une forme demi-finie aussi rapidement que possible en une couronne ayant une section de 100 cm2 et plus, avec une dimension minimum de 7cm.5 par exemple, appelée ici couronne massive.
Divers procèdes ont été proposés pour le moulage par la force centrifuge de lingots sous la forme de couronnes, qui sont ensuite coupés et redressés, mais ces procédés ont été utilisés pour produire des pièces de sections relativement faibles, de courtes longueurs et de masses de matière réduites, afin de les étirer ou laminer directement pour faire des fils, tôles, rails légers et autres produits légers, mais ces opé- rations sur des pièces légères ne causent pas les dif- ficultés que rencontre la fabrication de couronnes mas- sives.
En premier lieu, des couronnes massives -ne peuvent pas être faites aveo la structure uniformément compacte et homogène partout par le moulage centrifuge dans les moules annulaires de petits diamètres, en raison de la différence notable entre la pression de l'action centrifuge sur le côté extérieur de la couronne et sur son côté intérieur, et, pour atteindre le but de la présente invention, il est pratiquement nécessaire -d'employer un moule annulaire ayant un si grand diamètre que la différence de pression entre les côtés extérieurs et intérieurs de,la couronne soit si petite qu'on puisse la négliger, par exemple un diamètre d'au moins 2,m 5 pour une couronne ayant une section de 100 cm2 avec une dimension minimum de 7 cm. 5.
Il en est ainsi parce que la force centrifuge créant une pression est proportionnelle.au diamètre,
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à la masse et à la vitesse de rotation d'une couronne qui est moulée par la force centrifuge. Lorsqu'une couronne de 10 cm x 10 cm est formée dans un moule ayant un diamètre de 60 cm la force centrifuge à la face intérieure de la couronne n'est que de 66-2/3 % de la force centrifuge développée à la face extérieure de cette couronne, tandis que si une cpuronne de 10 cm x 10 cm est formée dans un moula' ayant un diamètre de 2 m 4, la force centrifuge à la face intérieure de la couronne est de 91-2/3 % de la force centrifuge à la face extérieure de cette couronne.
Dans le premier cas, la force centrifuge dans la partie intérieure de la couronne est ainsi tellement in- férieure à celle développée dans la partie extérieure de cette couronne qu'il y a une différence nuisible, sinon prohibitive, dans la structure du métal à la partie inté- rieure de la couronne, comparativement à la partie exté- rieure de cette couronne, tandis que dans le second oas, la différence de la force centrifuge est si minime qu'elle est sensiblement négligeable.
Une augmentation de l'épaisseur radiale de la couronne, comparativement au diamètre du moule, augmente naturellement la différence entre la force centrifuge à la face intérieure et à la face extérieure de la couronne, mais, dans tous les cas, la force centrifuge à la face intérieure de la couronne ne doit pas être inférieure à par exemple 85 % de la force centrifuge développée à la face extérieure de cette couronne, selon les buts pour- suivis par la présente invention.
Ensuite, l'élément temps dans la mise en oeuvre des procédés antérieurs de moulage par la force centrifuge de couronnes ayant des sections relativement petites et des masses limitées de métal n'est pas appré-
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aiable parce que la masse de métal fondu et parfois son épaisseur sont relativement faibles et que la cavité du moule est remplie presqu'instantanément lors de la coulée à partir de,la poohe de coulée, mais, lorsque de plus grandes masses de métal sont coulées pour produire des couronnes massives ayant une section de 100 orna ou plus, avec une longueur de 7? 5 et plus, et pesant environ une tonne,ou plus,
le temps nécessaire pour-remplir la cavité du moule nécessite des modifications aux procédé et machines pour assurer avec succès une production en série de couronnes massives, de façon que la matière moulée ait une densité, une résistance et d'autres caractéristi- ques sensiblement uniformes sur toute la longueur et toute la largeur de la couronne.
Au cours du moulage de couronnes massives, le métal fondu coulant en premier lieu par Inaction centrifuge dans la cavité du moule, à la coulée de la poche de coulée, tend à devenir beaucoup plus froid que le métal coulant ultérieurement,dans la cavité du moule pour le remplir complètement, non seulement en raison de l'effet de refroi- dissement du moule même, qui absorbe immédiatement de la chaleur provenant du métal coulant en premier lieu dans' ce moule, mais encore à cause de.la transmission rapide de chaleur du métal fondu à l'air, résultant des grandes vitesses périphériques nécessaires pour assurer une action centrifuge satisfaisante.
On a constaté que lorsque du métal fondu est coulé dans un moule tournant rapidement, à une température inférieure à 1430 C pour produire des couronnes ayant des sections de 100 cm2 ou plus, avec des longueurs de
7m, 5 ou plus, le métalfondu introduit dans la cavité du , moula n'e.st pas suffisamment fluide en raison de sa perte
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de chaleur rapide par suite de la transmission au moule proprement dit et à l'atmosphère environnante, pour permettre aux gaz emprisonnés et dégagés de s'échapper du corps de métal en cours de formation avant que ce métal ait atteint l'état plastique pendant la solidifi- cation,
d'où il résulte que des vides et des poches de gaz sont formés et existent à l'intérieur du corps de métal solidifié qui forment des imperfections dans la couronne moulée en annihilant ainsi les avantages du moulage centrifuge de cette couronne.
Une autre caractéristique de la présente invention consiste à chauffer le métal fondu et à le faire couler de la pbche de coulée à une température d'au moins 14300 0 et au-dessus pendant toute l'opération de remplis- sage du moule, de sorte que le métal fondu reste suffi. samment fluide pour réduire par compression les poches de gaz et évacuer ces gaz de la masse fluide sous l'action de la force centrifuge, en empêchant la formation de vides dans le corps du métal, de façon que ce métal su- bisse la pression oréée par la force centrifuge et forme un produit uniformément sain, dense et compact.
On signalera ici que l'acier pendant la coulée et après avoir atteint dans sa totalité ou en partie la vitesse du moule est soumis à deux forces de directions différentes, à savoir la gravité et la force centrifuge, lorsque l'axe de rotation du moule est vertical, de sorte que si la viscosité du métal est trop élevée pen- dant le remplissage de la cavité du moule, l'effet complet de la force centrifuge est perdu.
En d'autres termes, les bénéfioes résultant de l'utilisation de la force centrifuge dépendent grandement de la fluidité du métal pendant la coulée et cette
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fluidité dépend à son tour de la coulée initiale et de la température du métal fondu remplissant le moule qui doit être de 14300 0 et au-dessus.
Même en supposant que le diamètre du moule aoit suffisamment grand pour éviter une différence nuisible de pression entre les cotés intérieur et extérieur de la couronne, et même en supposant que le métal fondu soit suffisamment fluide pour remplir complètement le moule avant que ce métal devienne trop visqueux, il est désirable, sinon nécessaire, de limiter les dimen- sions de la couronne, soit radialement, soit axialement, à par exemple au moins 7 am,5, de façon à conserver une épaisseur importante du corps de métal dans toutes les directions pour maintenir la température plus longtemps avec une plus grande fluidité et avec une augmentation en résultant de Inefficacité de la force centrifuge, en assurant ainsi une uniformité essentielle du refroi- dissement du métal et de sa texture en résultant.
Enfin, la contraction bien connue du métal lors de son refroidissement de 11 état plastique à l'état solide, qui peut être de 16 mm. au mètre, est négligeable lors du moulage par la force centrifuge de pièces présentant des sections, longueurs et masses de métal relativement petites, mais, il faut tenir compte de cette contrac- tion lorsqu'on moule par la force centrifuge des pièces de plus grandes sections, longueurs et masses de métaux, telles que celles que concerne la présente invention, pour éviter une désintégration granulaire du métal pen- dant le refroidissement, qui se produirait si on ne laissait pas le métal se contracter conformément à sa loi naturelle.
ìl Un procédé par .. - lequel on peut satisfaire cette
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nécessité par la présente invention consiste à réduire la vitesse du moule rotatif au moment ou approximati- vement au moment où le métal se refroidit pour passer d'un état liquide à un état plastique, de façon à réduire la pression due à la force centrifuge dans une mesure voulue pour permettre à la couronne de se contracter par un nouveau refroidissement du métal, d'un état plastique à un état solide, sans désintégra- tion granulaire quelconque de ce métal.
Comme supplément à ce procédé, et dans certains cas pour le remplacer, on peut conformer le moule pour faire ou mouler une couronne discontinue qui peut se contracter sans qu'il y ait beaucoup de réduction de là pression centrifuge, s'il y a une semblable réduc- tion, pour éviter une désintégration granulaire du métal et, de nouveau, le moule peut être fait pour produire une partie affaiblie à un endroit dans la couronne , de façon à permettre une rupture facile de cette couronne en cet endroit pendant sa formation dans le moule.
L'invention vise encore à la fabrication d'une couronne continue ou discontinue par moulage centrifuge de cette couronne sous une forme ou configuration extérieure telle que lorsque la couronne ou une partie de celle-ci est passée par un ou plusieurs jeux de oy- lindres pour la redresser et (ou) la réduire, la matière sortant des cylindres présente une section uniforme régulière ou symétrique et une structure interne uniforme.
Une autre caractéristique de l'invention consiste à fabriquer une couronne annulaire moulée ayant une épaisseur axiale, sur sa circonférence intérieure qui est plus grande que l'épaisseur axiale à sa circonférence
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extérieure, de sorte que la section périphérique inté- rieure de là couronne est sensiblement la même que sa surface périphérique extérieure.
La surface intérieure d'une couronne annulaire moulée par la force centrifuge présente une forme para- b@@ique et l'effet de refroidissement du moule annulaire sur le métal fluide introduit dans ce moule, combiné à la gravité s'exerçant. sur le métal fondu, accentue grandement la formation parabolique, de sorte que la couronne présente une formation d'ailette en forme de
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1- ,nervure sur sa surface intérieure/et près de la partie de la plaque de fond horizontale du moule annulaire, sur laquelle cette couronne annulaire est formée.
Cette formation d'ailette fait que des efforts, de contraction sont développés dans la masse du métal et donnent lieu à un mouvement de contraction non naturel de la masse de la couronne annulaire pendant son refroi- dissement dans son moule, puis il faut enlever l'ailette ainsi formée, avant que les opérations de laminage sub- séquentes puissent être exécutées de façon satisfaisante sur la couronne annulaire moulée.
L'invention est encore caractérisée par la fabri- cation d'une couronne annulaire continue ou discontinue par moulage par la force centrifuge de cette couronne, de telle manière que l'emplacement de l'ailette formée par rapport à la masse de la couronne annulaire empêche cette ailette d'avoir un effet quelconque pendant la solidification et-le refroidissement sur la masse de métal constituant la couronne, de façon que la couronne annulaire ait une formé parabolique sensiblement paral- lèle à la surface extérieure de la couronne, puis de façon que du laitier ou des impuretés que le métal fluide peut contenir soient placés dans l'ailette ainsi formée.
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et enfin de façon que l'ailette formée puisse être retirée de la couronne en la brisant ou en la faisant craquer pendant la solidification, ou, en tout cas, de façon que l'ailette formée puisse être séparée facilement et rapidement de la masse de la couronne annulaire proprement dite de la couronne solidifiée, avec le laitier ou les impuretés placés dans cette ailette.
Le procédé perfectionné faisant l'objet de l'in- vention peut être mis en oeuvre dans la machine repré- sentée à titre d'exemple dans les dessins annexés,dans lesquels :
La fig. 1 est une coupe axiale d'un mode de réali- sation de machine à mouler par la force centrifuge aveo laquelle le procédé de l'invention peut être appliqué.
La fig. 2 est un plan correspondant.
La fige 3 est,une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la fig. 2.
La. fig. 4 est une coupe partielle suivant la ligne 4-4 de la fig. 2.
La fig. 5 est un plan d'une couronne annulaire moulée par la force centrifuge et ayant une section trapézoïdale, qui a été faite conformément à l'invention.
La fig. 6 est une coupe de la couronne suivant la ligne 6-6 de la fig. 5.
La fig. 7 est une vue montrant la couronne de la fig. 5 coupée pour former une pièce discontinue et écartée de façon à pouvoir être passée par les cylindres redresseurs.
La fig. 8 est une vue schématique de la couronne pendant son passage par des cylindres de serrage verticaux et des cylindres redresseurs horizontaux.
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La fig. 9 est une coupe transversale de la couronne suivant la ligne 9-9 de la fig.8.
-La fig. 10 est une coupe transversale du bloom ou de la billette obtenue, suivant la ligne 10-10 de la fig.8.
La fig. 11 est un plan montrant la manière dont une couronne annulaire peut être coupée en un grand nombre de blooms ou billettes arqués.
La fig. 12 est une coupe d'un bloom produit en coupant la couronne représentée dans la fig. 11.
La fig. 13 est une coupe transversale du bloom suivant la ligne 13 - 13 de la fig. 12.
La fig. 14 est une élévation latérale schématique montrant le bloom de la fig. 12 passé par des cylindres de laminoir à barres concaves .
La fig. 15 est une élévation de bout schématique des cylindres de laminoir à'barres concaves, montrant le bloom en coupe transversale passant par ces cylindres.
La fig. 16 est une coupe transversale du bloom 'sortant des cylindres de laminoir à barres concaves, suivant la ligne 16-16 de la fig. 14.
La fig. 17 est une coupe axiale d'une machine à mouler par la force centrifuge analogue à celle repré- sentée dans la fig. 1, mais dont l'intérieur du moule est' modifié pour former une couronne ayant une section trapézoïdale et une ailette annulaire déportée.
La fige 18 est un plan de-la machine représentée dans la fig, 17.
'La fig. 19 est-une coupe partielle à plus grande échelle d'une partie du moule perfectionné, suivant la ligne 19-19 de la fig.18
La fig. 20 est une coupe partielle à plus grande
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échelle analogue à la fig, 19, montrant, à titre de comparaison, un moule annulaire fendu qui ne comporte pas de cavité annulaire à ailette déportée par rapport à la vanité annulaire principale du moule.
Dans toutes les figures, les mêmes numéros de référence désignent les mêmes pièces.
Dans les figures 1 à 4, une billette 5, présen- tant la forme d'une couronne continue ou discontinue peut être faite dans un moule annulaire composé d'une plaque de fond annulaire 6 et d'une jante 7 en forme d'L retourné, assemblée au fond 6, ces deux pièces étant montées sur un plateau 8, comportant un moyeu central 9 et muni d'un arbre descendant 10, tournant dans un palier vertical 11, monté sur un socle de support 12.
Le diamètre intérieur de la jante du moule doit être d'au moins 3 m 40 et le poids du moule est de préférence supporté par une aile circulaire 13 descen- dant du plateau 8 et glissant sur des galets 14,montés sur des axes 15, tournant dans des paliers horizontaux 16, montés sur des socles de support 17.
Le moule peut être mis en rotation par un arbre horizontal 18, entraîné par un moteur approprié; cet arbre porte un pignon conique 19 engrenant avec une roue conique maîtresse 20, clavetée sur l'arbre des oendant 10, au-dessus du palier vertical 11 auquel il ne touche pas, et des dispositifs sont prévus pour com- mander ,régler et arrêter l'application de la force motrice et la vitesse de rotation.
Le fond annulaire 6 du moule comporte, de préférence, une aile verticale 21 sur son bord intérieur et le métal moulé 22, qui a été chauffé à une température supé-
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rieure à 1430 0 peut couler d'un ajutage 23 d'une poche de coulée 24, lorsque celle-ci est ouverte, dans un bassin de coulée 24a, puis, de là, par le déversoir 24b dirigé angulairement et sensiblement tangentiellement de ce bassin, dans le moule, qui est mis en rotation pour entraîner ses parties périphéri- ques à une grande vitesse, qui peut être de 1050 à 1200 mètres 4 la minute.
Lorsque le métal fondu 22 coule du déversoir 24b, il est projeté par la force centrifuge vers l'extérieur - dans la cavité du moule sous la forme d'une billette annulaire 5, qui peut présenter une section rectangu- laire et avoir comme section environ 10 cm. ou plus au carré, avec un diamètre extérieur d'au moins 2 m 40.
Au cours de cette opération, la grande pression due ( la force centrifuge presse le métal fluide de façon très compacte et dense dans le moule, puis elle le comprime et en élimine tous les gaz pendant que le métal fondu est encore à une température de 1430 0 et plus.* Les impuretés étant plus légères que le métal peuvent former un mince revêtement sur la 'surface intérieure de la couronne et cette mince couche peut être retirée facilement par des opérations ulté- rieures, si cela est nécessaire ou désirable.
Un bloc 25 peut être placé dans le moule en un point quelconque de sa périphérie pour servir de cloison, afin de faire une couronne discontinue, si on désire le faire, et, lors du refroidissement et de la solidifca- tion de la couronne, elle peut être retirée du moule en détachant des boulons de serrage 26 et en retirant la jante 7 en forme d'L du moule de la plaque de fond 6 de ce moule, ce qui peut être fait facilement par des dis-
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positifs de soulèvement appliqués à des crochets 27 prévus sur la jante.
Conformément au procédé de l'invention, la vitesse de rotation du moule est maintenue à un maximum jusqu'à ce que le métal se soit refroidi d'un état . fluide à un état suffisamment plastique pour conserver sa propre forme, après quoi la vitesse de rotation peut être réduite pour diminuer la force de l'action centri- fuge, afin de permettre à une couronne continue de s'écarter librement par contraction du moule, ou à une couronne discontinue de se retirer circonférentiel- lement de ce moule.
En réduisant les dimensions du bloc 25 à par exemple la moitié de son épaisseur, comme indiqué par le trait mixte 25' dans la fig. 4, l'épaisseur de la couronne en ce point peut être diminuée et affaiblie de façon que cette couronne se rompe facilement en ce point par la contraction du métal pendant le fonction.. nement rapide du moule, en produisant automatiquement une couronne discontinue.
Lors du retrait du bloom annulaire du moule, il peut être coupé en un endroit, ou, s'il s'agit d'une couronne discontinue, elle peut être simplement ouverte et redressée par laminage ou autrement pour former une billette droite, de laquelle les impuretés qui peuvent recouvrir la surface intérieure originale peu- vent être retirées par tout disposé connu, de préférence de la façon indiquée ci-dessous.
Bien que la présente invention ait été déorite comme s'appliquant à la fabrication d'une pièce ayant une section de 10 cm x 10 cm. il est évident qu'on peut faire varier la jante en forme d'L pour faire une
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couronne, un bloom ou une billette ayant une section de plus de 100 cm2 ou un larget ayant une section analogue, avec une dimension minimum de par exemple 7 cm, 5.
Dans la pratique, il n'est pas rationnel indus- triellement- de faire des couronnes, blooms, billettes ou largets ayant une section inférieure à 100 cm2 parce que le tonnage par couronne serait trop faible.
En outre, des pièces ayant des sections inférieures à 100 cm2 se refroidiraient par trop avant que les opé- rations de redressement de la couronne soient terminées.
Par ailleurs, on peut facilement réduire de grandeur des pièces ayant des sections de 100 cm22 et plus pendant l'opération de redressement, sans augmenter notablement les frais de la production. Enfin, la surface par unité de poids est beaucoup plus petite dans le cas de grandes sections, ce qui réduit les frais de décapage proportionnés à cette surface.
Bien qu'on ait décrit une couronne n'ayant pas moins de 2 m 40, de diamètre, il est évident que l'in- vention s'applique à des couronnes, blooms, largets, et billettes mesurant des diamètres plus grands. En utilisant ainsi des couronnes de plus grand diamètre le tonnage par couronne est suffisamment grand pour permet tre de faire de fortes économies. De plus, on évite les perturbations dues à des bouchages par solidification ou figeage sui se produisent lors de l'ouverture fré- quente des obturateurs de la poche de coulée lorsqu'on coule successivement de petites quantités de métal.
Enfin, la coulée d'un grand nombre de couronnes de petit diamètre au lieu d'un petit nombre de couronnes de grand diamètre nécessite tant de temps que la tempé- rature du métal se trouvant dans la poche de coulée
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tombe au-dessous de 1430 C, en rendant ainsi le moulage centrifuge impratiquable industriellement.
Il est tout à fait désirable, sinon nécessaire, que la machine à mouler soit commandée de façon à façonner la couronne moulée dans un plan horizontal.
En d'autres termes, l'arbre autour duquel tourne le dispositif centrifuge doit être vertical, de façon.que l'effet de la gravité sur le métal soit constant et s'exerce dans une.seule direction pendant le fonction- nement de la machine.
En outre, l'emploi d'un axe de rotation vertical pour mouler une couronne de grand diamètre dans un plan horizontal supprime les difficultés rencontrées lorsque de grandes quantités de métal sont introduites dans un moule rotatif.. Ainsi, si l'axe de rotation est horizontal, ou si le diamètre du moule est petit, lorsque du métal est introduit dans un moule rotatif, la gravité et la force centrifuge combinées sont inégales autour de la périphérie du moule et font que le métal introduit est distribué de façon inégale dans ce moule, d'où. il résulte un travail excentrique du moule produisant des vibrations des parties constitutives et une usure ex- cessive des pièces mobiles, qui en est la conséquence, tandis que des vibrations excessives pendant la solidi- fication peuvent produire une structure cristalline grossière dans le métal.
Avec les anciens procédés de production de blooms, largets et billettes comprenant le coulage de lingots, le réchauffage, les opérations au laminoir dêgrossisseur, il y a un rendement de 80 % à 85 % , tandis que dans la mise en oeuvre du présent procédé de fabrication de
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blooms, largets et billettes, en moulant ces pièces par la force centrifuge , on obtient un rendement de 90% à 95%.
En outre, on supprime les opérations de réchauffage et de laminage dégrossisseur, ce qui diminue l'immobili- sation en matériel, les frais fixes, l'entretien et la main-d'oeuvre.
Enfin, l'élément temps, considéré dans la production de blooms, largets et billettes, est de beaucoup infé- rieur suivant le procédé de l'invention qu'avec les anciens procédés.
.Ainsi, l'augmentation de rendement, la suppression de certaines opérations et les économies réalisés, no- tamment sur le temps, ont pour résultat de réduire beau- coup les frais de production de blooms, largets et bil- lettes en utilisant le présent procédé et,,de plus, le produit obtenu a une qualité supérieure et est exempt de dépôt.
La description détaillée du procédé et les mentions qui ont été faites en ce qui concerne la température et d'autre conditions pour la fabrication de blooms,largets et billettes d'acier ne doivent pas limiter l'application de l'invention à ce métal particulier, car elle peut tout aussi bien être utilisée pour de l'aluminium et d'autres métaux.
La machine représentée dans les figs. 17, 18 et 19 est d'une façon générale la même que celle représentée par les figs. 1 à 4, sauf que la plaque annulaire de fond 6a et la jante en forme d'L 7a sont établies pour former une couronne 5a présentant une section trapézoïdale. Le palier vertical 11 est représenté comme étant monté dans un carter 11' supporté par un pilier 12 d'une fondation en
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béton 12', tandis que les paliers 16 sont montés sur un châssis de support 16, On a représenté un moteur 18' destiné à entraîner l'arbre 18.
Certains détails de la construction du moule sont représentés dans la fig. 19, dans laquelle la plaque annulaire 6a est encochée en 28 pour recevoir la partie encochée correspondante 29 de la jante 7a et cette jante comporte une bride annulaire 30 venant se loger dans un évidement 31 ménagé dans le plateau 8. Une cavité annulaire de moule est formée par les faces in- térieures 35 et 36 de la jante 7a et la face annulaire supérieure 37 de la plaque 6a, tandis que cette face annulaire 37 se termine en un angle vif 47 à son inter- section avec la surface de préférence cylindrique 48.
Cette dernière se coupe en 50 avec la surface de dessus 49 de la plaque 6a pour produire une poche ou cavité servant à la formation d'une ailette annulaire. La cavité annulaire de moule peut ainsi être divisée suivant une ligne ciroonférentielle 38 passant par l'angle extérieur inférieur de la couronne de métal moulé 5a.
Les tiges de serrage 26 sont représentées comme étant articulées en 32 sur le plateau 8 pour coopérer avec leur bord transversal 33 pour s'engager sur les pattes 34 faisant saillie de la jante 'la, Le bassin de coulée 24a. constitué par une enveloppe ou boite métal- lique 42 contenant un revêtement réfractaire 43, ména- geant une chambre 44, destinée à recevoir le métal fondu du déversoir 23 de la poche de coulée 24 est représenté comme étant monté sur le châssis 41 porté par l'arbre vertical 40 tournant dans un montant de support 39.
Des leviers 45 et des dispositifs 46 sont prévus pour élever
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le châssis 41 et le faire tourner de façon que le bassin de coulée 24a puisse être retiré de sa position au- dessus du moule pour permettre le retrait de la cpuronne solidifiée 5a de la machine.
Ainsi, lorsque le métal fondu fluide est introduit dans le moule rotatif, il se forme une couronne annu- laire 5a comportant un corps annulaire R dont la sur- face périphérique intérieure r présente une forme sensiblement parabolique, tandis que le métal en excès est recueilli dans la cavité formée par les surfaces 18 et 49 pour former une ailette annulaire désignée d'une façon générale par F, ayant une surface intérieu- re parabolique accentuée f. L'ailette F et la couronne R sont ainsi reliées par un très mince raccord de métal T.
En raison des différents degrés de contraction, l'ailette F peut craquer et se séparer en T pendant la solidification, ou, en tout cas, cette ailette F peut être facilement coupée en T après le retrait de la couronne 5a du moule pour retirer l'ailette F du corps R de la couronne. Ainsi, du laitier et/ ou des impuretés qui sont placés dans l'ailette E sont facilement retirés de la couronne 5a.
A titre de comparaison, la fig. 20 représente une couronne annulaire 12 qui n'est pas disposée pour former une ailette déportée. Ainsi, la couronne annulaire R' comporte une surface parabolique rtformant une ailette en forme de nervure F', qui doit être coupée par sa plus grande dimension t, afin de retirer cette ailette de la couronne annulaire, de façon que les opérations de laminage subséquentes puissent être exécutées.
Après que l'ailette F a été retirée de la couronne
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5a pour former le corps R de la couronne annulaire représenté dans les figs. 5 et 6, cette couronne est coupée en 51. La couronne R a une épaisseur intérieure axiale Y à son diamètre intérieur B suffisamment plus grande que son épaisseur axiale X à son diamètre ex- térieur A, de façon que sa surface périphérique in- térieure soit sensiblement égale à sa surface périphé- rique extérieure. L'épaisseur radiale Z est, de préfé- rence, égale à l'épaisseur axiale extérieure X lors- qu'on désire produire un bloom ou une billette de sec- tion carrée.
Ensuite, la couronne discontinue ou coupée peut être déformée en 52 en la soumettant à une pression, comme représenté schématiquement en 53 dans la fig.7 et cette couronne déformée 54 peut ensuite être passée par des cylindres redresseurs 55, des cylindres de serrage 56 étant prévus à l'extrémité de sortie des cylindres 55, comme représenté dans la fig. 8.
En passant par les cylindres de serrage 56, la couronne de bloom ou la billette annulaire 54, pré- sentant une section trapézoïdale. comme représenté dans la fig. 9, a sa plus grande dimension de section Y comprimée ou réduite, de sorte que la billette ou le bloom 57 sortant de ces cylindres a une forme de sec- tion sensiblement carrée ou rectangulaire, telle que la forme carrée représentée en 57 dans la fig. 6.
Le bloom ou la billette 57 peut ensuite être coupé en pièces de longueur convenable pour être ensuite laminé dans un train dégrossisseur ou laminoir à barres, suivant sa section et, lorsque la couronne annulaire moulée R a une épaisseur radiale Z relativement faible, on obtient un larget.
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Des opérations différentes peuvent être exécutées pour produire un bloom en partant d'une couronne annu- laire moulée Ra représentée dans la fig. 11, au cours desquelles la couronne peut être coupée en plusieurs endroits suivant des lignes Ra' pour produire le bloom arqué représenté en 58 da,ns la fig. 12 et ayant une sec- tion trapézoïdale, comme représenté dans la fig. 13.
Le bloom arqué 58 peut ensuite être passé par des cylindres de laminoir à barres concaves, représentés schématiquement en 59 dans les figs. 14 et 15, pour redresser le bloom et comprimer la partie ayant la di- mension Y, de façon à produire un bloom 60 sensiblement rectangulaire légèrement concave, comme représenté en coupe dans la fig. 16.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fabrication de blooms, largets, billettes ou pièces massives analogues, directement en partant de métal fondu, comprenant les opérations con- sistant à faire couler et à comprimer le méal fondu par la force centrifuge dans un moule annulaire pour donner naissance à une couronne ayant une section pré- sentant une surface d'au moins.100 cm2 et une longueur circonférentielle d'au moins huit mètres.