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"PROCEDE ET INSTALLATION DE COULEE"
La présenté invention est relative à des procédés et une installation de coulée et se rapporte plus spécialement aux moulages constitués par des blocs-cylindres de moteurs.
Le premier objet de la présente invention consiste à établir un procédé de moulage propre à réduire les inégalités dans la composition et la température du métal utilisé pour le moulage de façon à produire des moulages uniformes.
Ceci est particulièrement avantageux lorsqu'il s'agit de couler
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des moulages compliqués, vu que, dans ce cas, le déchet est réduit dans une large mesure,, grâce au procédé suivant l'invention.
Un autre objet de l'invention consiste à établir un procédé de coulée grâce auquel le rendement du four servant à chauffer le métal se trouve presque doublé,, L'avantage économique résultant d'une telle amélioration du rendement est évident.
Un autre objet de la présente invention consiste à établir une nouvelle poche de coulés destinée à être utilisée en combinaison avec un système transporteur à mouvement continu qui supporte les moules destinés à former les moulages en question.
Dans les dessins annexés : Fige 1 est une vue en coupe verticale et axiale d'un four électrique et d'un four intezmédiaire, utilisés tous deux pour la mise en oeuvre du procédé perfectionné suivant l'invention;
Figé 2 est une vue en plan de la poche de coulée per- fectionnée, montrant la position de cette dernière par rapport au four intermédiaire montré dans la Fig. 1 ;
Fige 3 est une vue en plan plus détaillée de la poche de coulée, montrant la position de cette dernière par rapport au transporteur qui supporte les moules;
Fig. 4 est une vue d'élévation latérale de la poche montrée dans les Figs. 2 et 3;
Fig. 5 est une vue en bout de la poche de coulée, et Fige 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 3.
Afin de mieux faire ressortir les avantages du procédé suivant l'invention, on décrira ci-après brièvement les opéra-
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tions qui étaient nécessaires jusqu'à présent pour couler des blocs-cylindres.
Dans ces procédés connus, le fer était d'abord chauffé à une température beaucoup supérieure au point de fusion, soit dans un cubilot, soit dans un four électrique, après quoi le métal en fusion était versé, par intermittences, du four dans les poches de coulée. Ces poches étaient transportées depuis le four jusqu'aux moules où les moulages devaient se former. Ce procédé classique présentait deux inconvénients, dont le fait que les moulages étaient caractérisés par un manque d'unifor- mité prononcé, ceci pour la raison que le fer versé en premier lieu dela poche était beaucoup plus chaud que celui qui provenait du fond de la poche.
En outre, les écarte inévitables dans les temps nécessaires pour transporter les différentes poches de coulée depuis le four jusqu'aux moules avaient éga- lement pour effet des différences de température. Lorsqu'il s'agit d'obtenir des moulages compliqués en fer, il convient tout particulièrement que celui-ci soit versé à une tempérai ture uniforme, de façon que la structure du fer soit uniforme dans tous les moulages.
Un autre désavantage du procédé usuel réside dans le fait que le f our reste inactif pendant toute la durée de la coulée dans les poches. Lorsqu'on utilise un four électrique de 15 tonnes, la coulée d'une fournée de métal du four dans les poches nécessite vingt minutes environ. En considérant que dans un tel four il suffit de vingt minutes pour porter la charge à la température voulue, on conçoit que le four ne sert au chauffage de la charge que pendant la moitié de la durée de son fonctionnement. De plus, la coulée doit s'opérer par intermittences, arec, comme résultat, un mauvais rendement.
Grâce au procédé perfectionné suivant l'invention, on obtient
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non seulement une coulée continue, mais également un rendement du four presque deux fois supérieur au rendement qu' il est possible de réaliser avec le procédé de coulée habituel.
Le procédé perfectionné suivant l'invention consiste, en résumé, à fondre le fer dans un four électrique et , une fois la température voulue du métal atteinte, à verser le contenu du four électrique dans un four intermédiaire. Cette opération de transvasement nécessite seulement une à deux minutes.
Le four intermédiaire est établi de manière à présenter une capacité normale à peu près double de celle du four électrique, de sorte qu'on obtient une compensation entre le contenu de fournées successives provenant du four électrique. iine auge partant du four intermédiaire est parcourue constamment par un jet de métal, ce dernier venant se déposer dans une poche spécialement conçue, montée sur un chariot qui va et vient le long d'une voie de faible longueur* Les moules sont suspendus à un transporteur aérien et se déplacent suivant un trajet parallèle à la voie sur laquelle se déplace la dite poche. De cette façon, et pendant que la poche de coulée se déplace côte à côte avec un des moules, elle peut être inclinée de façon à remplir le moule en question.
La poche est construite de telle manière que 1*auge venant du four intermédiaire décharge cons- taament du métal dans cette poche.
L'installation pour la mise en oeuvre du procédé perfec- tionné suivant l'invention comporte un four électrique usuel 10, de quinze tonnes ou d'une autre capacité. établi de manière à pouvoir pivoter par une de ses extrémités, autour d'un axe 11, sous l'action d'un câble 12. Ce four est chargé en faisant couler du métal, en partie de seconde fusion, en partie de première fusion, dans une auge 13, d'où le métal s'écoule jusqu'au creuset du four 10. On a constaté que lorsqu'il s'agit
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de couler des blocs cylindres pour moteurs à combustion interne, on obtient d'excellents moulages en utilisant 70% de fer de seconde fusion pour 30% de fer de première fusion, le métal chaud provenant du haut fourneau étant, employé seul, trop riche en carbone et en silicium.
Après que le métal contenu dans le four 10 a été chauffé, pendant vingt minutes environ, ou jusqu'à une température de 2700 à 2800 degrés F., on fait basculer ce four autour de l'axe 11, de sorte que le fer s'écoule du dit four, par un bec 14, dans une auge 15, d'où il pénètre, à travers un orifice 16,dana l'intérieur du f our à vent 17.. Le four intermédiaire 17 possède une capacité de trente tonnes, c'est-à-dire le double de la capacité du four électrique 10.
Le métal contenu dans le four à vent est maintenu à une température de 2750 degrés F. au moyen d'une flamme de charbon dirigée vers l'intérieur du four, à une des extrémités de ce dernier, à travers une ouverture 18..La flamme est dirigée contre le bain de métal, de manière à maintenir celui-ci à la température voulue. La capacité du four 17 étant double de celle du four 11, on conçoit que l'installation peut être conduite de manière qu'il y ait à tout moment au moins quinze tonnes de métal en fusion dans le four 17.
Les moules dans lesquels doit s'opérer la formation des moulages sont désignés par 19. Ces moules sont montés entre des potences individuelles 20 suspendues à une chaîne transporteuse 21, cette dernière étant supportée par une poutre en double T ou autre élément 22 au moyen d'une série de chariots 23. La poutre en double T 22 et la chaîne transporteuse 21 forment un système transporteur continu qui fait passer les potences 20 à travers une chambre de chargement où les moules 19 sont attachés à ces potences, après quoi ces dernières sont dirigées suivant un trajet qui passe à proximité du four 17 et
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où a lieu le remplissage des moules. Ces derniers sont ensuite transportée vers le poste de démoulage, après quoi les potences retournent à la chambre de chargement.
Pour permettre la coulée du fer depuis le four 17 jusqu' aux moules 19, l'invention prévoit une poche animée d'un mouve- ment de va et vient et qui est établie de manière à se déplar cer côte à cote- avec chaque moule pendant la partie du trajet de ce dernier qui s'effectue à proximité du four. Une paire de rails parallèles 24 est fixée au plancher, le chariot 25 étant disposé de façon à exécuter un déplacement de va et vient le long de la voie ainsi foxmée. Un moteur électrique 26 entraîne le chariot 25 dans les deux sens.
Le chariot 25 est pourvu de deux supports montants 27 dont les parties supérieure sont pourvues de paliers dans lesquels se trouvent montés à rotation deux tourillons 2B, Ces tourillons font saillie hori- zontalement depuis les extrémités respectives d'une poche 29.
On remarquera dans la Fig. 5 que les tourillons sont disposés directement au-dessus des moules 19. Un secteur denté 30 fixé à l'un des tourillons 28 est en prise avec un pignon 31 commandé par une roue à main 32 par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur de vitesse 33, de telle manière que lorsque ladite roue est tournée dans un seng, la poche est basculée jusqu'à la position montrée en traita interrompus dans la Fige 5. A ce moment,, le métal contenu dans la poche s'écoulera par le bec 35 et pénétrera dans un des moules située au-dessous. Les extrémitéa extérieures des tourillons 28 portent des bras appropriés 37, des ressorts de compression 38 étant interposés entre les extrémités libres de chaque bras 37 et la base du chariot 25.
Ces ressorts sont tendus à un degré suffisant pour contrebalancer, dans une large mesure, le poids de la poche et du métal contenu dans celle-ci. Etant donné que les tour il...
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Ions se trouvent à proximité du bord supérieur de la poche 29, et du coté extrême gauche du chariot 25. l'ensemble présente un prote-à-faux considérable, de sorte que l'opérateur aurait très difficile à faire basculer la poche sans l'effet d'équilibrage exercé par les ressorts 38. Une caractéristique très importante de la disposition suivant l'invention réside dans le fait que le bec 35 se trouve sensiblement en ligne avec l'axe des tourillons 28, de sorte que lorsqu'on fait basculer la poche, les positions relatives du bex de celle-ci, d'une part, et des moules, d'autre part, ne se modifient pas.
On remarquera qu'une auge 36 s'étend depuis le four 17 jusqu'à un point situé au-dessus de la poche 29, cette auge étant parallèle à la voie 24. La poche 29 présente une longueur suffisante pour que l'anse 36 se trouve constamment située au- dessus de cette poche, de sorte que le métal qui s'écoule par la dite auge viendra se déposer dans la poche de coulée, quelle que soit la position occupée par cette dernière et le chariot 25 sur la voie 24. Comme montré dans les Fige. 2 et 6, la poche 29 est pourvue d'une cloison transversale 40 disposée à proxi- mité du bec 35 et destinée à empêcher l'écoulement du laitier par ce bec.
Cette cloison ne s'étend pas jusqu'au fond de la poche, de sorte que le métal peut passer librement d'un côté de la poche vers l'autre, en s'écoulant en-dessous de la cloison. Grâce à cette disposition, le laitier qui se forme sur la surface du métal à l'extrémité d'amont de la poche ne peut pas s'écouler au-delà de la cloison 40.
Lors de la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on charge du fer en fusion dans un four électrique 10 dans lequel ce fer est chauffé pendant vingt minutes environ. Le four électrique 10 est ensuite rapidement déchargé dans le four intermédiaire 17, et une nouvelle charge de métal est
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introduite dans le dit four 10. Avant de mettre le four intermédiaire en décharge, il convient de mélanger une deuxième fournée de fer provenant du four 10 à la première fournée contenue dans le dit four intermédiaire, de manière à uniformiser la température et la composition des charges successives provenant du four électrique.
Lorsqu'on désire commencer l'opération de coulée, on ouvre le trou de coulée du four intermédiaire, de sorte que le métal s'écoule de ce four, à travers l'auge 36, dans la poche 29. Un orifice de sortie d'un diamètre de 5/8 de pouce dans le four intermédiaire est à peu près suffisant pour la marche en série avec un four électrique de quinze tonnes. Le métal coule en permanence dans l'auge 36 et se dépose dans une poche 29. Après que cette dernière a été remplie a moitié ou aux deux tiers , l'opérateur fait coïncider le bec 35 avec un des moules mobiles et met en marche le moteur 26, lequel entraîne le chariot 25 à la vitesse d'avancement du moule. L'opérateur fait alors basculer la poche, de sorte que le métal s'écoule par le bec 35 dans le moule le plus proche.
Dès que le moule est rempli, on fait basculer la poche en arrière, jusqu'à la position horizontale, et le moteur 26 est renversé, en vue de ramener le chariot 25 à sa position initiale ou de départ. Les moules 19 sont espacés de telle manière que, après avoir été amené à sa position de départ, le chariot se trouvera côte à côte avec le moule suivant suspendu au transporteur, de sorte qu'on peut immédiatement faire basculer la poche, en vue du remplissage du nouveau moule, ceci pendant que cette poche se déplace vers le four. La nouveauté du procé- dé réside dans le fait que, pendant le déplacement de la poche 29 dans les deux sens, le métal coule continuellement à travers l'auge 36.
On a constaté que, pour la coulée de blocs cylindres,
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il convient d'entraîner le transporteur à une vitesse de huit pieds et demi par minute, lorsque les moules sont disposés le long de la chaîne transporteuse à des intervalles de cinq pieds.
Parmi les nombreux avantages résultant de l'application du procédé suivant l'invention, il y a lieu de mentionner le fait que le rendement du four électrique se trouve presque doublé, étant donné que ce four peut être vidé en l'espace d'une minute ou deux, tandis qu'avec les anciennes méthodes decoulée, où le fer était versé dans des poches individuelles, le temps requis pour vider le four était égal à, celui néces- saire pour le réchauffage de la charge.
En outre, et grâce au procédé suivant l'invention, la composition des charges successives provenant du four électri que se trouve égalisée,de sorte qu'on obtient des moulages plus uniformes .
De plus, le fait que la température du four intermédiaire peut être maintenue dans des limites étroites assure également une plus grande unif ormité des moulages. Une perte de chaleur dans l'auge 36 et la poche 29, bien qu'inévitable - le métal se refroidissant jusqu'à 2650 degrés F. pendant la traversée de ces dernières - est cependant uniforme et peut être compensée par le chauffage du four intermédiaire, de sorte qu'une température de coulée comprise dans des limites très étroites est constamment assurée.
Certaines modifications peuvent être apportées aux diverses opérations qui constituent le procédé perfectionné suivant l'invention, ainsi qu'à l'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, sans s'écarter de l'esprit de cette invention, les revendications qui suivent étant censées couvrir les modifica- tions qui peuvent être comprises raisonnablement dans le domaine de la dite invention.