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PROCEDE ET DISPOSITIF DE MANUTENTION-POUR METAUX EN FUSION.
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispo- sitif pour transférer et verser du métal-en-fusion d'un creuzet ou réservoir similaire dans des moules ou autres réceptacles'et plus particulièrement à un dispositif à siphon par lequel le zinc, l'aluminium ou tout autre métal facilement oxydable peut être extrait d'un important bain dudit métal et coulé directement dans des moules d'une manière plus efficace que selon les méthodes connues,
occasionnant moins d'ennuis dus aux scories et permettant l'interruption des opérations et leur reprise au bout de toute période de temps désirée o
On a déjà proposé antérieurement à la présente invention diverses méthodes d'utilisation d'un siphon pour le transfert d'un métal en fusion d9un bain mais ces méthodes ne se sont pas révélées pratiquement avantageu- ses sous les conditions rencontrées pour le coulage du zincLes méthodes con- nues jusqu'à ce jour entraînent des erreurs d'opération du fait que le siphon incorpore de l'air et demande à être réamorcé après chaque alimentation de métal; la régularité d9alimentation se trouve compromise par l'effet de bulles dans le siphon, défaut contre lequel aucun remède satisfaisant n'à pu être apportés le tube s'obstrue par adhérence des scories du métal;
ou encore la matière dont le tube est fait est attaquée par le métal en fusion spécialement dans le cas de zinc.
Il s'ensuit que le transfert et le versage de zinc en fusion ou matériau analogue du bain-réservoir ou creuzet dans des moules en forme de plaque est encore aujourd'hui accompli à la main en utilisant des cuillères de coulée transportées jusqu'au moule.
Depuis longtemps le besoin s'est fait sentir d9un dispositif pratique pour accomplir mécaniquement une grande partie de ce travail tout en conservant l'asservissement total ou la souplesse des opérations actuelles de moulage, de sorte que ces dites opérations puissent avoir lieu dans tou=. tes les conditions désirées de continuité ou de discontinuitéDe plus, 1' art de mouler du zinc en plaque ou autre matériau analogue requiert depuis
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longtemps un moyen de réduire ou d'éliminer les inconvénients résultant des scories de la surface du métal moulé,
L'objet principal de la présente invention est un dispositif qui remplit les conditions ci-dessus énoncées.
Un autre objet de la présente invention est de permettre l'utili- sation efficace d'un siphon à cet effet, et plus particulièrement, de permet- tre le transfert et le transvasement de zinc en fusion ou de matériau ana- logue sous l'action d'un siphon sans pour cela rencontrer les défauts opé- ratoires indiqués plus haut et inhérents au dispositif de transfert par siphon connu jusqu'à ce jour.
Un autre objet encore de l'invention est la conception d'un dis- positif'pour le transfert et le versage, par lequel le métal en fusion est versé sous contrôle manuel de toute manière désirée d'un réceptacle adéquat tel qu'une cuillère de coulée dans les moules, tandis que le métal ainsi coulé est automatiquement remplacé à partir d'un creuset ou tout autre ré- servoir de sorte que l'intervention manuelle n'est requise au plus seule- ment pour la manipulation de la cuillère de coulée
Un autre objet de la présente invention est un dispositif pour le transfert et le moulage de zinc en fusion ou de tout autre-métal facile- ment oxydable'grâce auquel les inconvénients découlant des scories sont réduits dans des proportions importantes.
Enfin un dernier objet de la présente invention est de permettre le coulage de zing ou d'autres métaux- en fusion dans une succession de nom- breux moules individuels'avec une plus grande vitesse et une plus grande efficacité que cela n'a été fait jusqu'à présent.
La présente invention sera décrite ci-après plus en détail avec référence aux dessins annexés qui illustrent à titre d'exemple des réalisa- tions conformes à 1 invention et dans lesquelles :
Fig. 1 est une élévation de face avec arrachement partiel d'une vue approximative le long de l'axe 1-1 de la figo 2 d'un dispositif de trans- fert et de transvasement montrant une réalisation conforme à l'inventions utilisée pour verser du zinc en fusion provenant d'un four par l'entremise d'un siphon et d'une cuillère de coulée dans une série de moules en plaques.
Fig. 2 est une vue avec arrachement partiel du montage illustré à la fig1;
Figo 3a et 3b sont des illustrations schématisées montrant les positions respectives de non-versement et de versement de la cuillère de cou- lée par rapport au tube du siphon et illustrent de plus un moule du poste de couléeo
Figo 4 est le fragment d'une vue de profil verticale montrant la première opération d'amorçage du siphons le tube du siphon étant illustré pour plus de clarté sans son enveloppe
Figo 59 6 et 7 sont des vues analogues à celle de la figo 4 et montrant respectivement les étapes intermédiaires et finales de l'amor- çage du siphon et la position de travail du siphon amorcépar rapport au bain d'approvisionnement de la cuillère de coulée.
Figo 8 est une vue de profil verticale montrant le tube du siphon muni de son enveloppe et dont l'extrémité est insérée dans des man- chons électriquement chauffés dans les conditions d'opérations ou pendant les intervalles entre des opérations
Conformément à l'invention, et ainsi qu'on peut le voir aux figo 1 et 2, du zinc en fusion, ou métal similaire, à traiter est transféré par l'intermédiaire d'un dispositif à siphon 1 d'un bain d'approvisionnement 2 où le métal est emmagasiné par exemple dans un creuzet 3 d'un fourneau ou four 4 à un récipient séparé 5 du métal dans une cuiller de coulée 6,
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espacé horizontalement du bain au- poste de coulée et le métal est versé de la cuillère de coulée 6 au moment et pendant le temps désiré de façon à successivement remplir chacun des moules en plaque 7, Les moules peu- vent être conduits à la station de moulage par un transporteur par -exemple une table de-moulage par un transporteur par exemple une table de moulage rotative 80 Que le versement soit continu ou discontinu, aussi longtemps que le bain d'approvisionnement 2 demeure à un niveau adéquat dans le creuzet 3,
le corps en fusion 5 dans la cuillère de coulée 'est automati- quement renouvelé au fur et à mesure que le métal est déversé par l'effet du transfert de métal du bain 2 par l'entremise du dispositif de siphon dont le fonctionnement sera décrit plus en détail ci-dessous.
Par conséquent le dispositif rend effectivement possible une cuillère de coulée pouvant déverser le métal soit continuellement, soit par intermittence sans jamais se videro
L'élément principal du dispositif de siphon est un tube 9 (fig. 4 à 7) généralement en forme de U inversé de sorteque la plus lon- gue branche 10 s'étend vers le bas dans le bain de métal 2 tandis que 1' autre branche 11 s'étend vers le bas dans la masse 5 du métal en fusion dans la cuillère de coulée 6.
De cette façon, les extrémités de réception et de déchargement du siphon sont toutes deux immergées dans du métal en fusion de sorte que leur ouverture se trouve largement en-dessous des couches d' ébarbage et lorsque le siphon opère . il transfère automatiquement du métal libre d'impuretés du bain d'approvisionnement dans la cuillère de coulée 6 sans risquer deexposer le métal à l'effet d'oxydation atmosphérique o Le tube de siphon 9 ayant été amorcé de façon à être entièrement 'rempli de métallil est évident que la surface du corps de métal dans la cuillère 6 aura normale- ment le même niveau que celle du bain d'approvisionnement 2. La cuillère de coulée montrée ici à titre d9exemple préférentiel mais non limitatif est une cuillère de
coulée basculante se balançant sur.un axe horizontal par exemple celui des tourillons 14 à partir deune position supérieure pour laquelle la lèvre de l'embouchure de déversement 13 est située au-dessus du niveau du bain 2 dans une position de déversement telle que ladite lèvre demeure en-dessous dudit niveau. L'extrémité d'écoulement 12 du tube de siphon, est immergée dans le métal de la cuillère de coulée 5 à un niveau inférieur à l'une quelconque des positions de la lèvre de déversement ainsi qu'il est figuré aux figo 3a et 3b.
De cette façon le déversement de métal de la cuillère de coulée a lieu sans jamais mettre à découvert de décharge immergée du siphon et sans jamais l'exposer à l'air libre et le dispositif continue à opérer pendant les opérations de déversement et les interruptions de ces opérations quelqu-en soit leur durée sans qu'il soit pour cela besoin de réamorcer le siphon après qu'il ait été une première fois rempli avant le début des opérations.
Lorsque la cuillère de coulée est basculée en position de déver- sement (voir fig.3b), le métal s'en échappe pour couler dans le moule 7 et ce dit métal est immédiatement remplacé par l'entremise du siphon de façon à maintenir une quantité substantiellement constante de métal dans la cuil- lère de coulée. De plus, lorsqu'il sagit du coulage de zinc ou dautres mé- taux susceptibles de former des scories le versement a généralement lieu de dessous la couche de scorie formée à la surface du corps 5 de façon qu'un minimum de scories passe dans le moule.
Lorsque la cuillère de coulée est ramenée à sa position verticale, le corps du métal 5 reprend immédiatement son niveau normal correspondant au niveau du bain 2 après quoi Inaction du sipIion s'arrête automatiquement de sorte que le métal ne passe jamais par dessus les bords de la cuillère de coulée dans sa position droite .
Néanmoins, le siphon demeure prêt à opérer de nouveau répondant immédiatement à un nou- veau mouvement de la cuillère de coulée vers sa position de déversemento
Il a été constaté qu'une efficacité particulière peut être obtenue conformément à l'invention en utilisant un tube de siphon 9 constitué d'un tube continu de céramique non poreuse ou de matériau émaillé tel que de la porcelaine fondues du silice fondu,, du verre ou autre matériau analogue et
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particulièrement d'un tube sans aucun joint ni crevasse de préférence cons- titué par du verre tel que du verre pyrex résistant à la température du mé- tal en fusion à transférer
Un pareil tube de siphon est capable de fournir un long service sans se fracturer; le métal en fusion le traverse facilement;
l'absence de poresde joints ou d'autres crevasses accessibles au passage de ' l'air per- met une action de siphon uniforme et totale aussi longtemps qu'on le désire; enfin,, le tube n'est pas attaqué par le métal fondu ou ses scories.
Afin d'éviter des adhérences de métal ou de scories dans le tube, ou encore pour éviter des chocs thermiques pouvant le fracturer lorsqu'on emploie du tube céramiqueil est important de chauffer au préalable le tu- be à une température voisine de celle du métal en fusion avant d'amorcer le tube et de le mettre en contact avec le métal.
De plus,, la partie externe du tube devra être chauffée- à une température semblable pendant les opérations de versement, spécialement si de longs intervalles doivent avoir lieu entre différentes opérations de versemento Un mode de réalisation particulièrement efficace peut être obtenu, ainsi qu'il est illustré à la fig. 8, en enfer- mant substantiellement tout le tube à. !-exception des extrémités des bran- ches 10 et 11 dans une enveloppe 15 faite d'une feuille d'acier ou toute autre feuille de matériel adéquat contenant des éléments chauffants 16 trans- mettant de la chaleur électrique montés de façon à chauffer l'extérieur du tube à la température désirée.
Les extrémités des branches 10 et 11 exposées sont chauffées de façon analogue lorsque le tube est mis sous condition d' emploi ou pendant les intervalles au cours desquels le dispositif n'est pas utilisé, en les insérant dans des manchons 17 pourvus d'éléments irradiant de la chaleur électrique 18 disposés de façon à chauffer lesdites extrémités.
Pendant les périodes d'utilisation du dispositif.9 les extrémités exposées sont maintenues chauffées à une température uniforme du fait de leur immer- sion aans le métal en fusion.
Il est évident au vu de la description qui précède que le tube du siphon 9 doit être amorcée par exemplecomplètement empli de métal en fusion avant l'emploi du dispositif Ceci peut être accomplir apidement et efficace ment en négligeant les difficultés d'accès à l'intérieur du siphon dans le cas de l'utilisation d'un tube continu de la façon illustrée à la figure 1 et aux figures 4 à 7.
Ainsi qu'il est montré à la figo ls le dispositif à siphon est monté dans sa position opératoire avec son corps principal disposé horizon- talement mais pouvant être basculé dans un plan vertical. Par exemple le dis- positif peut être suspendu par des chaînes 20 et 21 reliées à l'enveloppe 15 et convergeant vers un point commun de suspension 22 Les figo 4 à 7 ne montrent pas l'enveloppe ni les moyens de suspension afin de rendre plus claire l'illustration du tube de siphon 9.
Ainsi qu'on peut le voir à la fig. 4, lorsque le tube de siphon est placé pour la première fois en position d'opérations un petit tube repliable de succion 24 en cuivre ou autre autre matériau adéquat a été inséré à travers l'entrée de la bande 10 jusqu'à 1' extrémité 25 du tube de succion et est placé à un point élevé du siphon à la courbe de la jambe 10.
Le tube de succion s'étend depuis l'extrémité de la branche 10 maintenue dans le bain 2 de métal vers l'extérieur du bain à un point de liaison à une ligne de vide 26 commandée par une soupape 27.L'extrémité de décharge 12 du tube de siphon est immergée dans un corps 5 de métal en. fusion préalablement placé dans la cuillère de coulée 6, de sorte que les deux extrémités du tube du siphon sont immergées.
A l'état suivant d'amorçage, ainsi que le montre la fig. 5, le tube de siphon 9 est légèrement basculé de sorte que son extrémité supé- rieure vienne rejoindre l'extrémité du tube de succion 25. à ce moment la soupape 27 est ouverte afin de provoquer une forte succion à travers le tube de succion. L'air contenu dans le tube 9 est immédiatement aspiré par le tube de succion et du métal en fusion entre dans le siphon à partir du
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bain 2 et du corps 5Le métal entrant se rapproche de 1-'extrémité 25 du tube de succion (figo 5) et a.lors pendant que l'air restant encore à évacuer., le siphon se remplit complètement, ainsi qu'on peut le voir à la fig. 6.
Une certaine quantité même du métal en fusion est aspirée dans le tube de succion 24, mais cette action est immédiatement arrêtée lors de l'arrêt au- tomatique de la succion parce que le métal qui traverse le tube de succion se solidifie avant datteindre la ligne de vide 26.Après quoi, la soupape 27 est ferméela succion du tube 24 est supprimée en tirant ce tube ou en le repliant afin de l'extraire de la branche 10 et le duspositif à siphon as- sure dès lors sa position de travail montrée au figo 1, 2 et 7.
Conformément à un autre objet de la présente invention., l'extré- mité de décharge du dispositif de siphon 1 et la cuillère de coulée 6 se dé- placent selon une direction horizontale suivant la direction du déplacement des moules sur le transporteur ou table de moulage 8 et des moyens sont prêt.. vus pour mouvoir la cuillère de coulée en synchronisme avec le transporteur durant la période de moulage requise pour le remplissage de chaque moule sur le transporteur.
Gomme on peut le voir aux fig. 1 et 2. par exemple, le fait de suspendre le dispositif de siphon 1 par des chaînes 20 et 21 à partir du point 22, ne permet pas seulement au siphon de basculer dans un plan vertical en vue de l'opération d'amorçage mais permet aussi de le balancer selon une direction horizontale.
La cuillère de coulée 6 peut également être mue d'un mouvement horizontale ses tourillons 14 étant supportés par des moyeux 30 montés sur des bras tels que 31 s'étendant vers le haut et vers l'intérieur jusquà un crochet commun 32 suspendu à un rail 33 L'en- semble composé par le crochet et la. cuillère de coulée est déplaçable le long de ce rail dont la direction est parallèle à celle de la table de mou- lage 8 ainsi quil est indiquée en traits tiretés 34 à la fige 2,
L'un des tourillons 14 de la cuillère de coulée est prolongé par une pièce en forme d9arbre 35 équipée de poignées 36 grâce auxquelles l'opé- rateur fait basculer la cuillère de coulée de part et d'autre de sa position de versement.
Une tige 37 s9étend radialement à partir de cet arbre et son extrémité 38, lors de la position de versement de la cuillère de coulées se trouve dans la direction du mouvement partiel de la table de moulage 8 par exemple dans le chemin de l'un des supports en cornière 39a et 39b qui maintiennent cha- que moule 7 sur la table de moulagePour la position droite de cuillère de coulée,l'extrémité 38 de cette tige se trouve en dehors de la direction de la table de-moulage. L'écartement entre la lèvre de versement 13 de la cuil- lère de coulée et l'extrémité 38 de la tige 37 est tel que lorsque cette dernière se trouve en contact avec un support de moule 39a, la cuillère de coulée se trouve adéquatement localisée pour le déversement dans le moule correspondant a ce support.
En conséquence, le dispositif peut être opéré de manière effi- cace comme suit : pour le moulage successif 'dans chacun de nombreux moules individuels disposés sur une table de moulage 8 animée d'un mouvement rota- tif continuel Lorsqu'un moule 7 se déplace en dessous de la lèvre 13 de la cuillère de coulée il suffit à l'opérateur de faire basculer la cuillère de coulée dans sa position de déversement par l'entremise des poignées 36 et de maintenir la cuillère de coulée basculée jusqu'à ce que le moule soit emplie Pendant ce temps le support de moule 39 butte contre l'extrémité 38 de la tige et provoque le déplacement de cette extrémité et de la table 8, ce qui produit un mouvement analogue de la cuillère 6 et également du siphon si cela est nécessaire,
suivant la direction du moule que l'on remplit. Lorsque le coulage dans ce moule est effectuée l'opérateur n'a qu'à faire revenir la cuillère de coulée à sa position droite et à la pousser horizontalement vers sa position de -départe position à laquelle le moule suivant de la table de moulage est prêt à être rempli de la même manière.