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Procédé de coulée des métaux.
On a déjà fait de nombreux essais en vue d'utiliser la force centrifuge pour la coulée des métaux . Le présent procédé apporte une novation complète aux procédés connus dans ce domaine en ce qu'il fonctionne à l'aide de canaux et orifices de coulée fixes et par conséquent avec des moules fixeso
Le présent procédé emploie pour effectuer l'adduction du métal, l'expulsion des gaz de scories, etc pour obtenir la conden sation du métal liquide et atteindre la vitesse nécessaire de coulée dans les moules, un plateau concave ou un bassin,ou encore une cuve de centrifugation commandée mécaniquement du dehors.
A cet effet,le plateau,bassin ou cuve est fixé sur un axe relié di- rectement à l'électro-moteur ou connecté à cet électromoteur par un train d'engrenages ou une transmission à coprroie ou chaine, ou par um autre système de renvoio
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On connait toute une série de procédés de coulée qui utilisen' la force centrifuge.
Le présent procédé se distingue de ceux connus jusqu'ici utilisant aussi la force centrifuge pour ]'opération de la coulée,, d'abord,en principe,par le fait que les trous ou canaux de coulée, d'après le présent procédé,sont disposés dans une direction tan- gentielle au bord ou à proximité du bord du plateau, du bassin ou de .la cuve. En conséquence en tant que,dans les procédés connu: on faisait usage de plateau,bassin ou cuve ,ceux-ci servaient à débarrasser le métal fondu des gaz, scories ou autres impuretés qu'il renfermait.
Mais dans certains de ces cas,le métal en sortant du plateau, du bassin ou de la cuve,n'arrive pas directement aux moules en pas sant par des trous ou des canaux de coulée,mais est d'abord reçu dans une gouttière et est conduit ensuite seulement de celle-ci aux moules de sorte que contrairement aux dispositions de la pré- sente invention ,il ne se produit pas de condensation du métal sous l'effet de la force centrifuge et que la vitesse de coulée déterminée par la force centrifuge n'est plus réalisée. Pour au- tant que lemétal en fusion est coulé directement du plateau, bassin ou cuve,dans les moules,avec les procédés connus,les trous ou canaux de coulée sont disposés dans le sens du rayon.
D'après la présente invention,par l'effet de la force centri- fuge qui est transmis du plateau, bassin ou cuve, au métal en fusion,celui-ci est chassé contre le bord relevé du plateau ,dessin ou cuve,de centrifugation. Le métal en fusion est pressé par la force centrifuge contre ce bord, ce qui fait sortir,par pression, les gaz et les scories ou autres impuretés qui se trouvent dans le métal. La force centrifuge condense le métal par la pression qui s?exerce contre les bords.
Le métal en fusion préparé de cette façon parvient aux moules fixes par un tube ou une embouchure qui pénètre ou plongedans le plateau,le bassin ou la cuve de centrifugation,dans une direction tangentielle par rapport à celui-ci,et qui conduit directement aux moules. Au lieu du rebord relevé on peut munir le plateau, bassin ou cuve d'une calotte contre laquelle le métal en fusion monte
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comme contre le rebord du plateau,se condense et s'épure. La coulé peut s'effectuer de même par un tuyau,ou une embouchure de coulée après lequel sont disposés immédiatement les moules ; ces conduits peuvent, suivant les besoins être ouverts ou fermés au moyen d'un registre d'arrêt.
Dans ce cas l'orifice de coulée peut aussi commu. niquer avec un tuyau placé derrière, qui d'autre part conduit aux moules fixes. La calotte peut revêtir diverses formes; elle peut être d' abord dirigée verticalement puis décrire une courbe ou un angle. Cette courbe ou cet angle de la calotte peut toute- fois se trouver aussi immédiatement près du bord externe du pla- teau decentrifugation.
Pour améliorer l'épuration du métal,de même que pour mettre le métal plus rapidement en giration,et le repousser de la surface interne du plateau,bassin ou cuve,contre le rebord ou contre la calotte,on peut munir la surface du plateau,bassin ou cuve de parties surélevées. Ces surélévations peuvent consister en nervu- res ou ondulations qui,partant de l'axe dans la direction du rayon ou en formant des courbes,se dirigent vers le bord du pla- teau bassin ou cuve.
Dans l' application du procédé conforme à la présente inven- tion, le métal peut être amené à l'état de fusion dans le plateau, bassin ou cuve de centrifugation. On peut obtenir ce résultat par exemple en faisant usage d'un axe creux pour le plazeau,bassin ou cuve de centrifugation. Si l'axe est disposé en dedans du plateau, on peut couler le métal fondu par l'intérieur de cet axe; si l'axe au contraire aboutit à la face inférieure du plateau,bassin ou cuve, on peut introduire le métal fondu par une hélice logée dans l'axe creux,à la manière d'une pompe centrifuge ou encore être refoulé par l'air ou un autre gaz sous pression,Dans un autre cas ,on peut donner à la calotte la forme d'un entonnoir dans lequel on verse le métal.
Dans les cas ou l'adduction du métal se fait par l'axe creux, les gaz et les scories peuvent être extraits de la calotte par un organe d'aspiration. D'autre part on peut aussi, pour empêcher le déchet du métal en fusion (par oxydation)
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créer une atmosphère neutre, d'azote par exemple Dans ce cas, il faut que la calotte soit pourvue d'un joint étanche aux points de passage de l'axe et aux orifices ou canaux de coulée.
En outre le plateau,bassin ou cuve de centrifugation,ou la calo te ou les deux parties de l'appareil,peuvent Être chauffées en- semble,et être maintenues par exemple par un système de chauf- fage à une température constante,ce qui est favorable à l'opé- ration de la coulée.Ce chauffage peut se faire avantageusement au moyen-de corps chauffants électriques disposés dans le pla- teau,bassin ou cuve. Le plateau,bassin ou cuve de centrifuga- tion ainsi que la calotte peuvent être faits de métal, par exem- ple de fer, Mais ces pièces peuvent aussi être revêtues d'une autre matière. A cet effet les plaques de chamotte ou une autre substance présentant une forte résistance à la chaleur se scnt montrées comme bien appropriées.
D'aprs un autre mode d'application du procédé le plateau, bassin ou cuve de centrifugation peut être disposé dans un récipient de fusion par exemple dans un creuset ou dans un avant-four en communication directe par un canal,avec un four de fusion. Dans ce cas le plateau,bassin ou cuve de centrifu- gation peut être pourvu, à proximité de son centre,d'ouverture; par lesquelles le métal fondu passe sur la face supérieure du plateau,bassin ou cuve. Ici également il y a intérêt a pourvoi: cette face supérieure du plateau,bassin ou cuve,de nervuresou ondulations. La mise en mouvement du plateau se fait encore au moyen d'un axe qui traverse le récipient de métal fondu;cet axe ,quand le récipient de fusion est muni d'un couvercle traverse celui-ci vers le haut et est mis en mouvement par le moyen déjà décrit.
L'axe peut aussi être creux afin qu,on puisse aspirer, par son canal,les gaz ou les scories formés, ou créer une atmosphère neutre d'azote par exemple. Toutefois, cette aspiration ou cette adduction d'un gaz neutre peuvent s'effectuer anssi par un autre orifice pratiqué dans le cou- vercle. Dans ce cas également le métal qui se trouve sur le
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plateau,bassin ou cuve de centrifugation est aussi mis en gira- tion. Le plateau,bassin ou cuve de centrifugation a un diamè- tre tel qu'il arrive à proximité de la paroi du récipient de fusion cylindrique, par exemple du creuset ou de l'avant-cham- bre du four de fusion.
Le métal mis en giration se condense aussitôt de la manière déjà décrite,contre la paroi du réci- pient de fusion,abandonne ses gaz, s'épure et se déplace sous l'influence de la pression. La paroi du récipient de fusion est également percée dans la direction tangentielle,d'ouver- tures ou de canaux de coulée qui peuvent être fermés ou ouverti au moyen de registres ou d'autres organes. Le métal s'écoule, par ces trous ou canaux de coulée,dans les moules fixes. Ces moules peuvent être placés immédiatement contre la paroi du creuset de fusion ou de l'avant-chambre du four de fusion.
Mais dans les cas où l'on -ait usage d'un creuset contenu dans un foyer,on peut placer les moules,contre les parois,en dehors du foyer, Mais alors les moules doivent être reliés par des canaux avec la capacité intérieure du creuset. Toutefois on .peut encore procéder dans ces cas,à la coulée du métal en faisant pénétrer ou plonger dans le plateau,bassin,ou cuve, à proximité du bord externe, un tuyau dirigé dans le sens de la tangente. L'axe peut être disposé de manière à etre réglé de telle sorte que le plateau n'est immergé dans le métal que quand la charge du four est fondue ou diaprés les emprunts faits dans le creuset.
Le grand progrès technique que constitue ce procédé par rapport à tous les procédés connus employant la force centri- fuge ,réside en ce que lesmoules ne sont plus mis en rotation.
Par la,le poids de l'installation,une fois que les moules soni remplis, est extremement allégé. Par suite,conformément à 1,invention,le nombre de tours du système centrifuge peut être considérablement augmenté sans que l'appareil soit mis en péril par les forces centrifuges engendrées; d'autre part le poids des pièces fondues peut être accru co rrélativement.
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Avec le procédé qui fait l'objet de l'invention on peut couler,à volonté,tous les métaux et alliages métalliques,de plus on peut donner aux pièces de fonte telle forme que lion veut.
On peut produire aussi bien des pièces creuses que des pièces pleines. Les moules peuvent etre faits de métal ou d'autres matériaux comme par exemple le charbon comprimé.Pour mouler les pièces creuses on 'peut aussi bien introduire dans les moules des noyaux métalliques et également des noyaux désagrégeables en sable comprimé ou en graphite,charbon ou poudre de tourbe cuits.
Dans le dess.in annexé,on a représenté,à titre d'exemple, des dispositifs pour l'application du procédé suivant l'inven- tion.
Les fig 1 à sa représentent des appareils auxquels le métal fondu est amené du dehors tandis que les figures 5 à 7 représentent des appareils dans lesquels le métal fondu dans un récipient de fusion coule directement pour remplir les mou- les
Dans les fig. 1 et 2,le métal de fusion est coulé sur le plateau de centrifugation, par la calotte disposée en forme d'entonnoir à sa cartie supérieure,et ce d'une manière quelcon- que ,par exempleen l'empruntant à un creuset. Les appareils comprennent les arbres a,les calottes c et les plateaux de centrifugation b. L'indice d désigne les trous de coulée qui, vu leur direction tangentiollene peutent être représentes qu'en coupe transversale.
Les registres qui interceptent ces orifices de coulée, ainsi que les moules dans lesquels est versé le métal,ne sont pas figurés.Il faut encore mentionner que les plateaux de centrifugation sont pourvus d'un joint étanche contre la calot te. Ce joint étanche peut se faire par des moyens connus par exemple à l'aide de cercles élastiques à la manière des seg- ments de pistons. Le chauffage de ces calottes peut se faire au moyen de résistances élaetriques fixées ou introduites
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dans les calottes par exemple aux endroits ou le métal en fusion vient en contact avec la calotte. Le dispositif peut aussi se placer en-dessous du plateau de centrifugation.
Le chauffage des calottes peut s'effectuer aussi au moyen de flammespar exemple de flammes de gaz, ou de gaz chauds,par exemple de gaz d'échappé.. ment de ours.Il n'a pas été donné de représentation graphique de ces moyens qui sont connus. nans la fige 5 est représenté un plateau de centrifugation b qui a son bord relevé. La calotte c est traversée par un tube en forme do corne d qui pénètre tangontiell em ont dans 10 métal qui ou/ peut êtreimmergé à chaque coulée. A cetuyau non figuré,sont adjoints extérieurementà 1a calotte,des moules,non figurés, dont la forme peut être choisieà volonté. L'axe a est creux dans sa partie inférieure.
Le métal en fusion est amené sur le plateau par eet axe creux, par excès de pression ou par un autre moyen.
La partie supérieure de l'axe peut etre creuse,et la partie infé- rieure pleine; dans ce cas l'adduction du métal se fait d'en haut, par exemple par déversement.
Dans la fig. 3a le dispositif suivant la fige 3 est représen- té vu d'en dessus; la surface du plateau de centrifugation est pourvue de nervures ou saintes e et fo La nervure e est dirigée dans le sens du rayon; la saillie f part du centre du plateau et aboutit au bord. Ces nervures peuvent aussi être conformées de toute autre façon,les formes indiquées ne le sont qu'à titre d'exemple .
Dans la fig. 4 le plateau de centrifugation c,qui est percé d'ouvertures près de son centre,est monté sur un axe e et est immergé dans un bain de fusion. Ce bain de fusion peut etre ali- menté par adduction de métal par l'arbre creux. Le plateau de centrifugation approche par son bord,tout contre la paroi de la cuve de fusion b et imprime un mouvement de giration au métal qui afflue sur la surface du plateau par l'ouverture.
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Par le canal i dirigé tangentiellement qui traverse l'ouver- ture du creuset,le métal en fusion parvient aux moules. Ces moules sont dans le cas f ,des pièces fixées contre la paroi du creuset.Dans le cas f2 le moule est fixé contre la paroi externe de la chambre du foyer; il communique par le conduit avec le trou de coulée de la paroi du creuset. I,a fig. 5 représente le marne dispositif vu en dessus,suivant la coupe par le plan AB.
Dans la fig. 6 le plateau de centrifugation c est placé dans l'avant-chambre d'un four de fusion a; le moule f se trouve 'contre la paroi extérieure de la chambre. Dans le disco- sitif fige 4, le creuset de fusion et 1 a chambre du foyer sont recouverts par un couvercle commun d; de meme l'avant-chambre dans le cas de la fig. 6, est formé par un couvercle d. Le chauffage du creuset et du four peut se faire 'par un moyen choisi à volonté.