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Procédé et dispositif pour la coulée centrifuge de corps creux.
Les tubes fabriqués jusqu'à présent par coulée centrifuge ont un diamètre intérieur relativement grand et une faible épaisseur de paroi. Les machines à couler employées à cet effet, à axe de rotation horizontal, incliné ou vertical, sont le plus souvent entièrement fermées à une extrémité et limitées, à l'autre extrémité, par une bague obturatrice qui forme, à l'intérieur du moule rotatif, une saillie annulaire et détermine la longueur du corps creux à couler; pour empêcher la matière liquide introduite dans le moule de refluer, la bague a une épaisseur radiale plus forte que l'épaisseur de paroi du tube que l'on désire fabriquer.
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Cette bague obturatrice constitue en même temps l'orifice de coulée du moule, par lequel on introduit, dans le cas de machines centrifuges horizontales ou inclinées, le dispositif de coulée (tuyère ou goulotte de coulée) dont la section transversale est assez forte à cause du revêtement réfractaire indispensable et pour des raisons de résistance. Les tubes fabriqués jusqu'à présent étant de grand diamètre intérieur, l'ouverture relativement large de la bague obturatrice laissait quand-même un espace suffisant pour introduire et retirer le dispositif de coulée.
Mais celui-ci détermine, par la limite inférieure de sa section, la plus petite ouverture admissible de la bague obturatrice qui, étant donné qu'on ne charge habituellement la matière dans le moule tournant que jusqu'au bord intérieur de la bague terminale, détermine le plus faible diamètre intérieur que l'on peut donner aux tubes coulés dans le moule.
En raison des avantages de la coulée centrifuge, il est désirable de pouvoir produire, de cette manière, également des corps creux d'un diamètre intérieur plus petit, no- tamment des cylindres à creux étroit. Ce résultat est rendu possible par la présente invention qui consiste essentiellement en ce que lors de l'introduction de la matière dans le moule pour la coulée centrifuge, des conditions particulières de refroidissement, crées à l'endroit du moule déterminant la longueur voulue du corps creux à couler, provoquent le refroidissement rapide de la matière coulée qui forme une saillie de barrage. Cette saillie coulée remplace ou complète la bague obturatrice employée jusqu'à présent dans les moules tournants et empêche, comme celle-ci, le reflux de la matière, encore liquide dans le moule, vers le côté de coulée de celui-ci.
Puisque cette saillie qui constitue un barrage
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solide, ne doit s'accroître en sens radial, depuis la paroi du moule vers l'intérieur, que dans la mesure,de l'accroissement du niveau du liquide au cours de la coulée, il suffit de lui donner sa hauteur définitive en lui incorporant le reste de la matière introduite. En outre, cette possibilité est employée pour couler, dans des moules rotatifs horizontaux ou inclinés dans lesquels on introduit le dispositif de cou- lée, des corps creux à paroi épaisse, dont le diamètre intérieur est inférieur au diamètre de l'orifice de coulée du moule, déterminé par la section du dispositif de coulée.
La matière coulée est introduite dans le moule tournant en quantité telle qu'elle laisse derrière le dispositif de coulée qu'on retire, un creux dont le diamètre intérieur est inférieur au diamètre de l'orifice de coulée; à l'extrémité de coulée du moule, la matière qui s'écoule du dispositif de coulée est fortement refroidie pour se solidifier si rapidement que le barrage se formant par exemple dans la bague obturatrice tubulaire connue empêche le reflux de la matière qui est encore liquide dans le moule.
Le dessin annexé montre l'application du procédé suivant l'invention à la fabrication d'un cylindre métallique à creux étroit, au moyen d'une machine de coulée centrifuge représentée schématiquement en coupe longitudinale.
Le moule rotatif tournant autour de son axe longitudinal légèrement incliné --(Fig. 1) se compose d'une forme cylindrique a avec revêtement intérieur a1 en sable, argile etc, avantageusement moulé par un procédé centrifuge et introduit dans la forme; ce revêtement détermine le diamètre extérieur du cylindre à couler. A une extrémité, (extrémité inférieure) le moule rotatif a, a1 est fermé par un fond plein a2, et à
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l'autre extrémité, (extrémité supérieure) une bague obturatrice b est emboîtée dans le moule. La face frontale b1 de cette bague délimite la longueur utile du cylindre à couler.
L'ouverture de la bague sert à l'introduction et au retrait de la goulotte de coulée c, et son diamètre qui tient compte du profil transversal de la goulotte, est si petit que l'on peut tout juste introduire celle-ci sans accroc (Fig. 2). Cette goulotte garnie intérieurement d'un revêtement réfractaire, peut se déplacer longitudinalement par rapport au moule a, ai et à cet effet le moule et/ou la goulotte prolongée à l'arrière par un réservoir contenant la matière à couler sont disposées, de façon connue en soi, sur la taque de manière à pouvoir être déplacées l'une par rapport à l'autre au moyen d'un dispositif de commande approprié, à vitesse réglable.
Le moule rotatif peut être refroidi, par exemple, par la chemise d'eau a3. Le refroidissement agit également sur la bague obturatrice tubulaire b.
Pour procéder à la coulée, on introduit la goulotte c dans le moule a, a1 jusqu'à ce que son extrémité avant .Ci soit proche du fond a2, après quoi on met le moule en rotation. Puis on fait couler la matière dans le moule par la goulotte, le débit étant exactement réglé, et en même temps on retire la goulotte c avec une vitesse déterminée. Le débit et la vitesse de retrait de la goulotte sont réglés de telle façon que la matière coulée s'accumule, radialement vers l'intérieur, derrière le bec c1 de la goulotte jusqu'au niveau du fond c2 de celle-ci ou au-delà, en formant un corps creux d à paroi épaisse, dont le diamètre intérieur désiré est inférieur au diamètre intérieur de la bague obturatrice tubulaire b (Fig. 1).
Quand le bec ci de la gouttière de coulée atteint la bague obturatrice et traverse celle-ci vers
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l'extérieur, la matière coulée qui a rempli l'espace intérieur du moule délimité par la bague obturatrice, déborde au-delà de la surface frontale b1 de la bague, sur la surface cylindrique intérieure b2 de celle-ci. On continue encore, sur une certaine distance, à couler la matière, soit avec le même débit, soit avec un débit réduit en étranglant l'alimentation ou en augmentant la vitesse de retrait de la goulotte, de sorte qu'il se forme, dans la bague obturatrice, un court prolongement d1 du cylindre d (Fig. 3).
Le refroidissement par l'eau a3 et la grande capacité calorifique ainsi que la bonne conductivité de la bague obturatrice massive ont pour effet de solidifier si rapidement le prolongement d1 que ce dernier agit comme un barrage empêchant l'écoulement vers l'extérieur de la matière encore liquide du corps creux d, dont le diamètre intérieur n'augmente pas au-delà de la limite voulue ; le corps d couserve donc sur toute sa longueur un creux cylindrique. Après avoir retiré le cylindre d du moule ou en détache le prolongement d1.
La bague obturatrice tubulaire b peut se placer également en avant du moule rotatif a a1 sans être emboîtée dans celui-ci, et alors le refroidissement rapide du prolongement d1 formé dans la bague est assuré par un choix approprié de la longueur et de l'épaisseur de la bague obturatrice, par l'emploi d'une matière bonne conductrice de chaleur pour la constitution de cette bague, ou encore par un refroidissement par courant d'air.
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