<Desc/Clms Page number 1>
perfectionnements à la production de pièces métalliques coulées.
La présente invention concerne la production de pièces métalliques coulées et a pour but de procurer des noyaux perfectionnés pour la coulée de pièces creuses ou tubulaires. Elle intéresse particulièrement la production de lingots creux en acier, mais n'est pas limitée à cette application.
Pour la coulée des pièces métalliques creuses, les espaces intérieurs du moule, destinés à être entourés entiè- rement ou partiellement de métal coulé, sont généralement occupés par des noyaux. Lorsque le métal coulé autour de ces
<Desc/Clms Page number 2>
noyaux se refroidit et se contracte; il faut qu'on retire ceux-ci ou qu'on les brise, ou bien qu'ils consistent en une matière plus ou moins aisément compressible, afin d'évi- ter qu'il ne se produise des efforts inadmissibles dans la pièce coulée, à mesure que celle-ci se refroidit. Dans le cas, par exemple d'un lingot tubulaire, cylindrique ou pris- matique, comportant un noyau axial, il faut qu'il soit possible de retirer ce dernier, de le briser, ou de réduire, les dimensions de sa section transversale.
On supprime ainsi, ou on atténue au point de les rendre inoffensifs, les et- forts qui se produiraient autrement entre le noyau et le lingot µ mesure que celui-ci se refroidit. Lorsqu'on coule des lingots, surtout des lingots d'acier, il est avanta- geux que le noyau soit en métal aux endroits où il vient en contact avec le métal coulé du lingot, afin que celui-ci reste aussi exempt que possible des impuretés non métalli- ques qu'il serait susceptible d'absorber du noyau.
Suivant la présente invention, on réalise un noyau déformable ou compressible en métal, pour la fabrication de pièces métalliques creuses coulées, qui est formé en par-',2 tie d'éléments consistant en un métal ne fondant pas aux températures les plus élevées auxquelles le noyau est desti-. né à être soumis et, en partie, d'un autre métal ou alliage' à point de fusion relativement bas, ou autre matière aisé- ment fusible.
On laisse subsister un espace dans lequel l'entièreté ou une partie du métal ou alliage à bas point de fusion peut s'écouler lorsqu'il se liquéfie, les éléments métalliques restants du noyau étant disposés de manière à pouvoir, à ce moment, de déplacer les uns par rapport aux autres, afin de réduire la section transversale du noyau si c'est nécessaire.
<Desc/Clms Page number 3>
Dans certains cas, on peut disposer les parties fusibles du noyau de manière qu'elles s'écoulent dans l'es- pace formé entre la surface interne du moule et la surface externe de la pièce coulée, par la contraction de cette der- nière à mesure qu'elle se solidifie et/ou par la dilata- tion du moule.
Dans la fabrication de lingots creux en acier, par exemple, le noyau peut être formé d'éléments en acier ou en aisément fonte, en combinaison avec d'autres éléments/fusibles, en plomb ou autre matière. On dimensionne et on dispose ces élé- ments de façon qu'à un moment convenable après la solidifica- tion des z8nes internes et externes du lingot à la profon- deur voulue et à tout niveau ou endroit de l'axe de celui-ci, les parties en plomb du noyau fondent et soustraient ainsi ses autres parties à un effort que le degré de solidifica- tion du métal coulé des zônes externes et internes du lingot rend désormais inutile.
Sur les dessins annexés sont représentées schématique- ment et à titre d'exemples, diverses formes de réalisation de l'invention.
Fig. 1 représente en coupe verticale un moule desti- né à la coulée d'un lingot creux ou tubulaire, de forme ex- terne cylindrique ou prismatique;
Fig. 2 est une coupe transversale d'une partie d'un noyau composite en métal, analogue à celui représenté sur la Fig. 1;
Figs. 3, 4, 5, 7 et 8 montrent différents moyens de supporter les éléments constitutifs du noyau du moule;
Fig. 6 représente un moule destiné à la coulée d'une pièce ou d'un lingot cylindrique creux, dont l'extrémité su-
<Desc/Clms Page number 4>
périeure est massive ou fermée ;
Figs. 9, 10 représentent, en coupe verticale et en plan respectivement, une forme de réalisation d'une calotte pour l'extrémité supérieure d'un noyau de moule, telle qu'u- tilisée dans la disposition représentée sur la Fig. 6 ;
Sur la Fig. 1, un socle de moule 1, en acier ou en fonte, comporte dans sa partie centrale un évidement 2. Un corps de moule 3, reposant sur le socle 1, est surmonté à son extrémité supérieure par une tête réfractaire 4, de construc- tion ordinaire. Le moule est muni d'un noyau comportant une colonne centrale 5 en acier, massive ou creuse, prenant appui dans une cavité formée dans l'évidement 2. La colonne 5 est encerclée de blocs segmentaires, en acier ou en fonte, écar- tés d'elle à l'aide d'un élément intercalaire ou de remplis- sage 7, en plomb ou autre métal ou alliage à bas point de fusion. Le noyau composite 5 se maintient sur le socle 1 par son propre poids, mais on peut éventuellement l'y boulon- ner ou l'y fixer de toute autre manière.
L'écartement entre les segments 6 est tel que les interstices 8 qui les séparent soient trop faibles pour qu'il s'y infiltre du métal pendant la coulée du lingot, mais permettent aux segments de se rap- procher de la colonne centrale 5 au moment où le métal ou al- liage à bas point de fusion se liquéfie, ces segments étant en nombre suffisant pour assurer la réduction de section transversale voulue.
Dans certains cas, on peut permettre au plomb ou autre métal ou alliage à bas point de fusion de rester dans le moule après leur fusion et on peut même en augmenter la quantité à l'aide de plomb ou matière analogue, qu'on intro- fuit dans le moule, ou qui s'y trouve déjà au moment de la
<Desc/Clms Page number 5>
coulée ainsi que c'est expliqué dans les brevets nos: 581.956 et 584.501 ou bien permettre au métal à bas point de fusion de s'écouler du moule, après sa liquéfaction, par un orifice d'écoulement convenable, ou encore de s'écouler dans des es- paces ménagés dans le moule ou le noyau, dans lesquels le mé- tal à couler ne peut pénétrer. Si ce métal à bas point de fu- sion est d'un poids spécifique supérieur à celui des blocs segmentaires 6 ceux-ci tendent à flotter sur lui, à moins qu'on ne les en empêche.
Dans la forme de réalisation repré- sentée sur la fig.l, la colonne centrale 5 peut comporter des moyens de maintenir les blocs segmentaires en place. Un moyen convenable consiste à emboîter un collet sur l'extrémité su- périeure de la colonne et à le maintenir en position contre le sommet du noyau à l'aide d'une goupille traversant la colonne.
Fig. 2 représente une disposition comportant une co- lonne centrale 5 creuse, et des blocs segmentaires 6 mainte- nus en place à l'aide de plomb ou autre métal ou alliage à bas point de fusion 7 jusqu'au moment où celui-ci se liquéfie.
Les blocs segmentaires 6 sont écartés les uns des autres de manière à laisser subsister entre les segments adjacents un interstice 8 trop étroit pour permettre au métal à. couler d'y pénétrer et d'empêcher les segments de se rapprocher ou de se déplacer vers l'intérieur. L'interstice 8 peut être plus large, pourvu qu'on le remplisse de métal ou alliage à bas point de fusion. Il faut, dans une disposition de ce genre, que la face du métal ou alliage à bas point de fusion exposée au contact du métal coulé soit garnie d'une matière appropriée, susceptible de la préserver de l'action chauffante et dissol-
<Desc/Clms Page number 6>
vante directe du métal coulé, au moment où le contact s'éta- blit.
Dans le cas de la coulée de l'acier, par exemple, un interstice 8 d'une largeur de 1. 5 mm empêche toute infiltra- tion appréciable de métal au cours de la coulée. On forme dans les faces latérales des blocs segmentaires 6 des gorges de section sensiblement sémi-circulaire, susceptibles de cons'!- tuer, lorsqu'on juxtapose les blocs, une cavité approximati- vement cylindrique qu'on remplit de métal ou alliage 9, à bas point de fusion.
,
Pour former le noyau, on coule le métal ou l'alliage dans chaque rangée de segments 6, de manière à créer des élé- ments annulaires d'un seul tenant. Les parties cylindriques 9 servent alors à tenir les blocs segmentaires'6'en alignement, et à les maintenir en place.
Lorsqu'on forme entre les blocs segmentaires des cavités dont le diamètre varie sur toute leur longueur, de manière, par exemple, que ce diamètre aug- j mente vers le milieu des segments (Figs. 7,8) ou que la gorge comporte un ou plusieurs renflements locaux, on obtient un anneau de noyau scellé, susceptible de rester assemblé pen- dant le transport et le montage, du fait que les blocs ne tendent pas à glisser par rapport les uns aux autres,
Un mode de réalisation avantageux d'un anneau de noyau de ce genre consiste à espacer des blocs 6, en un cercle cons- tituant un moule concentrique par rapport à la colonne 5 mais de diamètre légèrement plus grand que celle-ci, de manière qu'après la contraction, on puisse faire glisser librement le noyau sur la colonne.
On verse alors un métal. ou un allia- ge à bas point de fusion dans l'espace contenu entre le noyau et le cercle de segments 6, ce qui a pour résultat d'unir ces
<Desc/Clms Page number 7>
derniers et de former un anneau d'un seul tenant pour le noyau du moule. On peut alors construire le noyau du moule en su- perposant plusieurs de ces anneaux. Ainsi que c'est représen- té sur la Fig. 1, on dispose une tête réfractaire 10 sur le sommet du noyau, Lorsqu'on utilise des éléments de ce genre pour constituer le noyau, on peut intercaler de minces cou- ches intercalaires en métal ou alliage à bas point de fusion entre les éléments adjacents.
Afin de supporter les éléments 6 du noyau de la maniè- re représentée sur la Fig. 3, on utilise des ancrages en métal ou alliage à bas point de fusion. Dans ce cas, on forme dans la colonne 5 un certain nombre de gorges ou crénelures axiales 12 ayant la section représentée, les ancrages étant formés de bandes ou barres en métal ou alliage à bas point de fusion dont la section comporte, comme c'est représenté, une partie plus large 13 située entre les deux extrémités renflées et destinée à maintenir les segments 6 à distance de la colonne 5, ajoutant leur action à celle des renflements terminaux.
L'action supplémentaire de ces parties élargies 13 tend à main- tenir les segments 6 à l'écart de la colonne 5 pendant un cer- tain temps après que les renflements 11 ont fondu. On peut éventuellement remplir de métal ou alliage à bas point de fu- sion tout l'espace 15 compris entre les segments 6 et le noyau 5.
Fig. 4 représente une disposition du noyau suivant laquelle les blocs segmentaires externes 6, de section sensi- blement en T, comportent une partie plus large 18 à l'extrémi- té de leur branche 16. Les parties 16 et 18 s'emboîtent dans une gorge 17 en forme de T, ménagée dans la colonne centrale 5,
<Desc/Clms Page number 8>
les segments 6 étant maintenus à l'écart de cette dernière par des bandes 15 en métal ou alliage à bas point de fusion.
Fig. 5 représente une autre variante, selon laquelle on maintient les blocs segmentaires 6 en position par rapport à la colonne 5, à l'aide de pièces d'ancrage 19 en métal ou alliage à bas point de fusion. On confectionne ces ancra- ges à l'aide de bandes de métal qu'on emboîte dans les extré- mités en forme de poire des gorges 12, ménagées dans la colon- ne 5, et on les y coince à l'aide de cales 14 en métal ou alliage à bas point de fusion ou autre métal, par exemple des barres de fer ou d'acier. Des cales 20 remplissent le même rôle et les blocs segmentaires 6 sont maintenus à distan- ce de la colonne 5 à l'aide de métal ou alliage à bas point de fusion 15.
Fig. 6 représente un moule pour une pièce coulée ou lingot cylindrique creux, dont l'extrémité supérieure est massive ou fermée. La colonne 5 comporte à son extrémité inférieure une bride qu'on boulonne au socle 1 du moule à l'aide de boulons 21. Une plaque 22 recouvrant les têtes des
EMI8.1
boulons supporte les anneaux de blocs segmentaires 6, qui emai tituent le noyau compressible. Le sommet du noyau est coiffé d'une tête hémisphérique comprenant une plaque 25 en tôle dta-1 cier, par exemple et un élément hémisphérique 24 en t8lecon-1 venablement fixé à cette plaque. On remplit l'espace compris entre ces éléments de métal ou alliage à bas point de fusion, qu'on peut y couler avant d'assembler la plaque à 1 On peut prévoir des conduits de dégagement appropriés.
Dans laI forme de réalisation reprèsentée, un tuyau de dégagement 25 ,met en communication avec l'extérieur la partie intérieure 1 fe l'élément hémisphérique située à proximité de la paroi du
<Desc/Clms Page number 9>
récipient. Sur la Fig. 6 ce dégagement débouche dans l'espa- ce situé entre la colonne 5 et les blocs segmentaires 6 de l'anneau supérieur du noyau.
Du fait que le métal en fusion qui pourrait éven- tuellement se trouver dans la tête hémisphérique peut s'é- couler, le dégagement évite qu'il ne se produise une pression excessive dans le corps creux. Les Figs 9, 10 représentent une variante de la tête hémisphérique, dans laquelle les éléments composant celle-ci sont ondulés afin de les rendre flexibles et d'atténuer les efforts que provoque la dilata- tion du corps creux.
De ce qui précède, il ressort qu'on peut modifier sensiblement la forme, la disposition et le fonctionnement du noyau de moule perfectionné suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci, et que pour introduire un mé- tal ou alliage à bas point de fusion dans le moule, on peut utiliser en association avec cette invention l'un quelconque des moyens décrits dans les brevets auxquels il a été fait allusion.
REVENDICATIONS
1. Moule pour la coulée de pièces métalliques creu- ses, comportant un noyau déformable ou compressible formé, en partie, d'éléments en un métal tel que l'acier ou la fon- te, ne fondant pas aux températures les plus élevées auxquel- les le noyau est soumis et, en partie, de plomb ou autre métal ou alliage à point de fusion plus bas.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.