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"Perfectionnements aux revêtements isolants, particulière- ment pour des pièces de fonderie , et à un procédé de fabrication desdits revêtements
La présente invention a pour objet des perf ectionnements apportés aux couvercles isolants employés pour la solidifi- cation des métaux fondus, et particulièrement avec les lin- gots.
On fait depuis longtemps un assez grand usage de couver- cles isolants pour les têtes de coulée des lingots, les têtes d'alimentation ou les baguettes de coulée. On a suggéré l'emploi dans ce but de diverses matières, combustibles et incombustibles. Souvent on a répandu à la surface du métal à isoler des matières en vrac. On a employé parfois des couvercles d'une seule pièce en forme de plaques, et en cer-
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tains cas on a donné à ces.plaques un dessin et des dimen- sions correspondant à peu' près à la surface du métal chaud à recouvrir.
Dans tous les cas envisagés par la technique pratiquée jusqu'ici, il faut que la matière, qu'elle soit en vrac ou en plaque, qu'on dépose sur le métal chaud, afin de couvrir celui-ci d'une couche d'épaisseur suffi- sante pour donner un isolement satisfaisant, ait une (nasse importante . Aussi est-elle très encombrante à emporter et à stocker. En outre, les couvercle qui utilisent la plupart des matières employés jusqu'ici dans le but indiqué ci- dessus sont sujets à des contractions ou des retraits quand il sont soumis à la chaleur intense du métal.
Cet effet, avec la diminution d'isolement qui en résulte, doit être soit accepté, soit combattu par des applications supplémentaires de matière .Quand on a utilisé des p laques pour des hauts de lingotière en forme de troncs de cône dirigés vers le haut, il a été nécessaire de les faire su ffisamment petits pour laisser libre l'extrémité supé- rieure de l'ouverture du haut de lingotière qui est de surface moindre que le métal situé dans le haut de la tête de coulée . Par suite, dans ce cas, la plaque ne peut pas recouvrir entièrement le métal chaud.
La présente invention vient à bout des difficultés mentionnées plus haut et donne un isolement au moins aussi efficace que tout ce cu'on a connu jusqu'ici. Elle donne le moyen d'étaolir sur une place un couvercle par la dila- tation sous l'effet de la chaleur, d'une matière exfolian- te, spécialement, d'une matière exfoliante mélangée à une matière combustible, cette dernière étant distribuée régu- lièrement dans tout le couvercle, et sa combustion aidant dans son exfoliation la chaleur du métal qui se trouve à la partie supérieure du couvercle qui, évidemment, est la plus
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éloignée du métal chaud.
Avant d'être déposée sur le métal chaud, et au moment où on l'y dépose, la matière exfolian- te occupe un volume beaucoup moindre que celui qu'occupe le couvercle quand il est développé par l'action de la chaleur. Quand le couvercle est fait sous la forme d'une plaque de dimensions telles qu'elle puisse pénétrer facile- ment par l'ouverture située dans le haut du haut de lingo- tière, même si cette ouverture est un tronc de cône diri- gé vers le haut, au moment où la matière dont la plaque est faite est soumise à la chaleur du métal fondu, elle se développe latéralement aussi bien que verticalement, elle recouvre complètement la tête de coulée et remplit le vide situé dans le haut de lingotière au-dessus du métal sur une épaisseur suffisante pour assurer un bon isolement.
Pour décrire l'invention, on s'aidera du dessin annexé sur lequel :
Les fig. 1 et 2 sont des vues schématiques en pers- pective montrant deux formes légèrement différentes de plaques de couverture réalisant l'invention.
La présente invention concerne l'emploi de couvertures isolantes pour la solidification des coulées métalliques comprenant des matières qui se dilatent quand elles sont soumises aux températures élevées de coulées, que ces matières soient utilisées seules ou en combinaison avec d'autres matières, combustibles ou incombustibles.
Les matières dilatables répondant aux buts de l'in- vention peuvent être naturelles ou fabriquées. La ;? lite, un verre volcanique qui peut se-dilater jus qu' à atteindre six ou sept fois ses dimensions originales, est un exemple de matière naturelle, mais on préfère actuellement la ver- miculite, minerai secondaire formé par altération des mi- cas biotite et phlogopite que l'on trouve répandus dans le monde entier, e.t qui est capable sous certaines formes de s'exfolier jusqu'à atteindre vingt fois ses dimensions
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originales.
Parmi les matières dilatables fabriquées,on peut citer les matières pyrotechniques telles que les "oeufs de Pharaon" et les 'serpents du quatre juillet" qui sont bien connus; ces matières peuvent se dilater jusqu'à atteindre de dix à quinze fois leurs dimensions originales . Hais on préfère la vermiculite.
On peut obtenir le minerai de vermiculite micacé en particules relativement petites. A son état naturel, chaque particule de vermiculite a l'apparence d'un flocon, mais quand on les chauffe suffisamment, ces flo- cons se dilatent et prennent une forme qui fait ressembler chacun d'eux à un minuscule accordéon. Quand elle se dila- te sous l'action de la chaleur, une quantité donnée de manière à son état naturel occupe un espace plusieurs fois supérieur à celui qu'elle occupeavant dilatation, laminerai de qualité n 3, qu'on peut ootenir facilement en quantités suffisantes, se dilatant de huit à douze fois son volume original.
Le fait qu'on peut l'expédier sous un faible volume, à l'état non dilaté, et le transfor- mer sur placepour lemettre dans l'état où il occupe un grand volume, est évidemment important aux différents points de vue du transport, des commodités de stockage à l'usine et de la manipulation.
En de qui concerne la présente invention, on peut employer le minerai de vermicplte, de préférence la qualité n 3, courue couverture, suit seul soit combiné avec des matières ayant des propriétés neutres ou exothermiques, afin de former un mélange en vrac. Dans l'un ou l'autre état, la matière de couverture en vrac peut être répandue sur la surface métallique à isoler ou être jetée sur cette surface à l'aide d'un récipient doseur. La matière en vrac peut aussi être empaquetée dans des bo/ltes combusti-
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bles,en carton ou en papier par exemple, faites pour contenir une quantité déterminée à l'avance , et la boîte peut être déposée à la surface du lingot chaud, de la tête de coulée ou de la baguette de coulée.
Bien que l'utilisation de matière en vrac soit très commode et puisse être préférable en certains cas,il est avantageux dans beaucoup de circonstances de donner à la matière la forme de plaques, car alors on peut la manier vite et facilement, et l'on peut aisément mettre dans la plaque la quantité exacte de vermiculite nécessaire pour chaque lingot. Les plaques reçoivent de préférence la forme approximative de l'ouverture d'en haut de lingotière donnée, mais avec des dimensions légèrement plus faibles pour qu'on puisse facilement les introduire par l'ouverture.
On peut les faireaussiminces que le permet la résistance nécessaire pour le stockage et la manipulation, ceci étant évidemment fonction pour une part des dimensions de la plaque . On peut utiliser, si on le désire, une armature de fil de fer.
Sur la fig. 1, on a représentéune plaque comprenant des couches superficielles 10 de carton, sur les surfaces intérieures desquelles on a appliqué de la colle, ou un autre adhésif 11. Entre ces surfaces il y a une mince couche 12 de vermiculite à hon état naturel, que l'adhésif 11 maintient en/palace. L'adhésif et la vermiculite peuvent aussi être mélangés et appliqués comme une pâte sur une couche de carton nu 10, l'autre couche 10 étant ensuite. appliquée sur la couche recouverte de pâte . On peut utili- ser une pression plus ou moins forteet un certain chauffage insuffisant toutefois pour dilater la vermiculite afin de faire adhérer fortement les éléments de ce sandwich.
Au lieu d'une plaque en forme de sandwich, on peut fabriquer une plaque en revêtant de minerai de vermiculite et d'ad-
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hésif l'une des faces du carton ou ses deux faces.
La fig. 2 du dessin représente une plaque d'une seule pièce, à laquelle on peut donner par moulage la forme voulue, quelle qu'elle soit, ou qu'on paut fabriquer en grandes feuilles qu'on découpe ensuite suivant la forme et les dimensions désirées. Les constituants du mélange avec lequel les plaques sont faites peuvent être extrême- ment variables; la vermiculite ou une autre matière qui se dilate à la chaleur constituent dans tous les cas l'un des ingrédients. On obtient une épaisseur suffisante pour que la plaque soit résistante en utilisant une matière de bourrage et un liant. On peut)employer l'une quelconque des nombreuses matières de bourrage différentes qui peu- vent être neutres ou exothermiques.
Comme matières de bourrage inertes avantageuses, on peut citer le machefer, la laine de laitier, le sable, l'argile, les cendres et la brique pilée . Les matières de bourrage exothermiques doivent être à combustion ou carbonisation lente,comme le charbon, le coke, la sciure de bois, les cosses de lé- gumes, les tiges de plante , la paille, ou n'importe quel déchet combustible . Actuellement on préfère la sciure de bois, spécialement la sciure qui contient une fcrte proportion de fibres de bois.
Comme liant, on emploie de préférence une matière qui diminue, ou qui est détruite, quand le couvercle est soumis à la chaleur du lingot. Autrement, la dilatation de la vermiculite ou de son équivalent serait gênée. L'argi- le, spécialement la bentonite, est un bon liant, soit seul soit en combinaison avec du silicate de sodium. On a aussi été satisfait de l'emploi, comme liant, de sable servant de matière de bourrage et mêlé à du ciment et de l'eau.
On a trouvé qu'on pouvait utiliser divers autres liants,
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tels par exemple que la dextrine, la farine de froment, le goulac et l'huile de noyau, et l'on pense que d'autres substances telles que les gélatines, les caséines, les gom- mes, les résines et cires conviendraient à cet usage. Il ne faut pasemployer de liant qui demande pour sa mise en pla- ce une température supérieure à celle pour laquelle la di- latation de la vermiculite se produit.
Quand le moulage de la plaque est achevé, il faut le sécher complètement . On peut employer sans danger des températures de l'ordre de 93 à 150 C pour le séchage, car il n'y a pas de dilatation appréciable de la vermicu- lite à ces températures .
Les plaques sont commodes pour les expéditions, les manipulations et le dosage des constituants qui les com- posent. Il n'est pas nécessaire qu'elles soient exactement ajustées sur l'ouverture à recouvrir, car la dilatation de l'agent qui les gonfle comble effectivement tous les jeux. Le retrait de la matière de bourrage est plus que compensé par la dilàtation et l'on obtient ainsi une couverture et un isolement complets. On peut enduire les plaques pour les rendre étanches à l'eau e.t l'on peut les empaqueter en quantités à ouvrir quand on en a besoin.
Il suffit d'un nombre limité de dimensions de plaques pour un plus grand nombre de surfaces des têtes de coulée, car L'expansion latérale qui se produit en cours de dila- tation compense les différences dejeux. Il est aussi possible de placer les plaques en travers de l'ouverture d'un moule, d'un haut de lingotière ou d'une tête d'a- limentation, et de laisser la chaleur de rayonnement détruire le liant, dilater la vermiculite et faire couler la couverture sur la surface métallique à isoler.
Un autre procédé consiste à mettre l'agent de gonfle-
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ment en suspension dans un liquide visqueux lourd dont on peut verser la quantité convenable à la surface de la coulée; en raison de la nature liquide de la matière, celle-ci s'étend régulièrement au dessus du lingot avant la dilatation.
La description précédentemontre clairement l'usa- ge qu'on peut faire de l'invention,par exemple pour la coulée de lingots métalliques. On verse le lingot avec une tête d'alimentation au cas où l'on emploie sur le moule un haut de lingotière. Plus ou moins vite après cette opération, on fait tomber une plaque de dimensions appropriées sur la surface fondue ou formant croûte du mé- tal ; la dilation commence alors iillmédiatement avec accom- pagnement de combustion s'il y xxx a une matière de bourrage combustible dans la plaque .
La combustion et la dilatation se font progressivement, mais elles s'achèvent en un temps relativement court, 15 minutes environ au maximum ; elles sont accompagnées par un gonflement et une expansion de la matière de la plaque jusqu'à forma- tion d'une couverture complète isolante plusieurs fois plus épaisse que la plaque originale et dont l'épaisseur dépend de la quantité de vermiculite qu'elle contient.
Quand on emploiede la matière en vrac au lieu de plaques formées à l'avance , on répand ou l'on dépose d'une autre façon sur le métal la quantité convenable de cette matière; la dilatation e' le gonflement ainsi que la combustion de la matière combustible, s'il y en a, se produisent d'une façon très analogua à celle qui a lieu quand on utilise la matière sous forme de plaque.
REVENDICAIONS.
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