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PROCEDE PERFECTIONNE DE FABRICATION DE LINGOTS CREUX.
L'invention est relative à la production de lingots mé- talliques creux destinés à être employés, plus spécialement, dans la fabrication de tubes métalliques et de barres creuses, comme par exemple les arbres d'acier de forage et analogues.
Dans un procédé connu de fabrication de lingots métalli- ques creux, un plongeur est introduit axialement dans un moule partiellement rempli de métal fondu, ou de métal qui est encore plastique, ou tout au moins comprend un noyau qui, en substance, est liquide ou plastique, de sorte que le métal fondu ou plastique est amené à la conformation du lingot creux désiré. Après que le métal s'est solidifié dans une mesure suffisante pour se soute- nir, le plongeur est retiré.
On a proposé de placer le métal sous pression dans le moule en équipant le plongeur d'une portion élargie conditionnée
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pour s'ajuster à l'embouchure du moule, ou en équipant le mou- le d'un couvercle s'ajustant étroitement autour du plongeur.
Conformément à la présente invention, après que le plongeur a été introduit dans le moule partiellement remplie le mouvement ou déplacement du plongeur dans le moule est arrêté et une pression est appliquée à la surface du métal, entre la surface latérale du plongeur et les parois du moule, et cette pression est maintenue jusqu'au moment où le lingot est suffisam ment solidifié pour se soutenir, la pression étant alors libé- rée, le plongeur retiré du lingot et ce dernier éjecte du moule.
Le lingot creux ainsi produit peut alors être soumis à toute suite de traitement pour le convertir en un tube Dans des conditions d'installation appropriée, la suite de trai- tement peut s'exécuter avec un faible chauffage additionnel ou sans chauffage additionnel du lingot autre qu'un passage dans les pits,
L'invention comprend également l'appareillage pour 1' exécution du procédé perfectionné, dans lequel on prévoit un collier s'ajustant autour du plongeur axialement mobile, et dans l'embouchure du moule, et propre à être déplacé indépendant ment du plongeur pour exercer une pression sur le métal du mou- le.
Dans un appareil comprenant un moule et un noyau condi- tionné pour être disposé dans le moule préalablement à l'introduc tion du métal dans ce moule, il est connu de prévoir un collier s'ajustant autour du noyau et dans l'embouchure du moule et con- ditionné pour être déplacé afin d'exercer une pression sur le métal du moule.
La présente invention comprend également certains au- tres perfectionnements du procédé et des appareils, qui seront plus explicitement décrits en se référant au dessin annexé dans lequel :
Figs, 1 à 3 sont des vues schématiques illustrant des phases.de l'opération;
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Figs, 4 et 5 sont des vues analogues illustrant une variante du processus.
Pour exécuter l'invention, on prévoit un moule à lingot 2 conditionné pour être amené dans une position où un plongeur doit être introduit dans et retiré du moule.
Dans la dite position, on a prévu un plongeur 3 conditionné pour être déplacé vers le haut et vers le bas, suivant l'axe du moule, lorsque ce dernier se trouve dans la dite position.
On a prévu également un collier 4 que traverse le plongeur et qui peut lui-même être soulevé, et forcé vers le bas. Le collier s'ajuste sur le plongeur et dans l'embouchure du moule d'une façon suffisamment étroite pour empêcher le passage du métal liquide au delà du collier. Le plongeur est creux et pourvu d'un conduit 5, afin d'y assurer la circulation d'un fluide refroidisseur à une vi- tesse contrôlée.
Dans la première phase du procédé, le moule est partielle- ment rempli de métal liquide 6, et il est amené, ainsi qu'il est re présenté à la fig. 1, en dessous du plongeur et du collier soulevés.
Le collier est abaissé dans l'embouchure du moule, comme il est montré à la fige 2, et maintenu immobile dans cette position en for- mant un couvercle pour le moule et un guide pour le plongeur 3.
Le plongeur est alors abaissé dans le métal fondu. Il est amené jusqu'au fond du moule si l'on désire former un lingot ouvert aux deux extrémités, ou bien il est arrêté ainsi qu'il est représen- té à la fig. 2, afin de produire la forme bouteille de lingot requi- se pour la confection d'un tube au banc à refouler.
Grâce à cette opération, le métal fondu est déplacé de fa- çon qu'il remplit sensiblement le moule, comme il est indiqué en 6a, la quantité introduite à l'origine étant calculée dans ce but.
Dans l'opération suivante, le collier est refoulé vers le bas comme il est indiqué en traits interrompus à la fig. 2, pour placer le métal fondu sous forte pression afin d'obtenir un métal dense dans le lingot fini.
La pression est maintenue tandis que le métal se solidifie
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suffisamment pour maintenir sa forme, le collier descendant avec le métal lorsque ce dernier se contracte durant la solidification.
Le plongeur 3 est, ainsi qu'il est représenté dans le dessin, de conformation cône à partir d'un diamètre plus réduit dans sa portion inférieure jusqu'à un diamètre plus large au soin- met à l'effet d'en permettre finalement le retrait du lingot.
Lorsque le métal se Solidifie et lorsque le collier 4 le suit vers le bas, le mouvement du métal se produit continuel- lement dans la direction pour laquelle le plongeur réduit son diamètre . Ainsi, durant la contraction initiale du métal,on évi- te les fissures dans ce dernier.
Immédiatement que le lingot s'est solidifié suffisamment pour maintenir sa forme, le plongeur est retiré comme il est re- présenté à la fig. 3. Le prompt retrait du plongeur dès que le lingot métallique peut se soutenir et n'a subi que le minimum de contraction, est important,non seulement afin de permettre la li- bération du plongeur mais également pour empêcher la fissuration du métal. Le retrait du plongeur perrnet au métal de continuer de se contracter sans fissures.. En même temps que commence le re- trait du plongeur, la pression sur le collier est relâchée, mais ce dernier reste en place et agit à la manière d'une butée-ra- cloir pour maintenir le lingot 6b dans le moule et par suite le détache du plongeur.
Egalement, presque au moment du retrait du plongeur, une circulation rapide de fluide reroidisseur est établie dans le plongeur afin d'en provoquer le refroidissement et la con- traction et de ce fait faciliter sa séparation du lingot métal- lique.
Le collier est ensuite relevé, le moule est écarté de la position de plongée, et le lingot en est éjecté. Le lin- got est soumis, de préférence sans réchauffage, mais après un traitement ou passage aux pits si on le désire, à toute opéra- tion désirée pour le conformer en tube. Il peut par exemple ê- tre laminé', étiré ou refoulé à travers des matrices conformémet à des méthodes bien connues,
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La face inférieure du collier est de préférence rendue concave en section droite, à l'effet d'arrondir le bord de l'ex- trémité ouverte du lingot, ainsi qu'il est désirable de le faire pour la fabrication de tubes.
Le présent procédé, dans lequel la pression est appliquée à la surface du métal, entre la surface la- térale du plongeur et les parois du moule, est distinct de tout agencement dans lequel la pression est appliquée sur le fond du métal car, en ce dernier cas, le mouvement du métal durant la so- lidification se produit vers le haut, o'est à dire dans la direc- tion pour laquelle le plongeur croit en diamètre. La contraction du métal en refroidissement est par conséquent contrecarrée, et il peut en résulter la fissuration du lingot.
Conformément à une particularité supplémentaire de l'in- vention, le lingot creux est pourvu d'une garniture ou chemise d'une matière différente, comme par exemple un métal ne se corro- dant pas, par la méthode représentée aux figs. 4 et 5
Conformément à cette méthode, un tube de garniture 7 est retenu à frottement sur le plongeur en dessous du collier 4.
Ce tube est entrainé par le plongeur dans le métal fondu 6 et est abandonné dans le lingot 6b comme il est représenté à la fig. 5.
Il sera d'ordinaire tel qu'il se soude au métal du lingot et; en tous cas, son détachement du plongeur est assuré par l'action de racloir du collier 4. Une couche 8 de matière de faible conduc- tibilité calorifique, par exemple de l'amiante, peut être insérée entre le plongeur et le tube 7, afin de réduire le refroidisse- ment du tube lorsque le plongeur est refroidi, pour le contracter, comme décrit plus haut.
REVENDICATIONS.
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