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" Moule métallique pour coulée centrifuge et procédé pour l'exécution du dit moule "
Il est connu de prévoir dans les moules métalliques pour coulée centrifuge, des nervures de très petites dimensions, les dites nervures servent, soit. à améliorer la transmission de la rotation depuis le moule jusau'au métal en fusion, soit, et ce. tout particulièrement aux points de transition du diamètre normal du moule vers celui du manchon, à maintenir les matières de revêtement sur les dits points.
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On a déjà proposé. en outre. de munir artificiellement de rugosités l'intérieur des moules métalliques et, de préfé- rence. les points subissant les plus grands efforts, tels que. par exemple, la face intérieure du manchon, ou de munir ces points de nervures minuscules de manière à prolonger ainsi la durée de vie des dits moules.
Les rugosités sont obtenues par la projection de ferrailles d'acier sur les faces intérieures ou bien au moyen d'un décapage au sable, ou bien encore par la corrosion de la surface lisse. A moins qu'elles ne se disposent absolument irrégulièrement et de manière désordonnée, les ner- vures minuscules ainsi obtenues devaient être orientées, d'une part. dans le sens de la périphérie du moule, d'autre part, dans son sens longitudinal, donc en se croisant, de manière à former des petits rectangles qui peuvent être comparés à une peau de crocodile.
Suivant la présente invention, une importante amélioration decces moules pour coulée centrifuge, munis de fines rainures qui se croisent, est obtenue du fait que les entailles en croix ne sont plus disposées, comme actuellement, dans le sens de l'axe de la coquille et dans le sens de sa périphérie, mais obliauement par rapport à ces deux sens, et ce, par exemple, chaque fois sous un angle d'environ 40 à 50 .
Les entailles en croix suivant l'invention peuvent former des carrés ou des rhomboïdes, cependant, dans ce cas. ce ne sont pas les entailles mêmes, mais bien les diagonales des dits carrés qui sont orientées approximativement dans le sens de l'axe et dans celui de la périphérie de la coquille.
Les avantages de cette nouvelle disposition des entailles résident dans le fait nue lorsque les pièces coulées sont en- levées des coquilles, aucune strie longitudinale n'apparaît sur les pièces coulées et que les entailles, dans les coquilles mêmes, conservent mieuxet plus longtemps leur forme initiale ; d'autre part. les entailles ne se remplissent pas aussi facile-
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ment. Dans les réalisations actuelles, les entailles orientées dans le sens de l'axe s'aplatissent facilement et les entailles orientées dans le sens de la périphérie se remplissent rapide- ment et disparaissent de ce fait.
Lorsqu'il s'agit de surfaces partielles carrées ou rhom- boïdes. formées entre les entailles, les écartements depuis le point central de chaque partie jusqu'à ses coins sont essentill- lement différents par rapport aux écartements depuis le point central jusqu'au centre de leurs c8tés. De ce fait, éventuelle- ment. des conditions différentes concernent l'étirage de la ma- tière pourraient se présenter dans la surface du moule muni d'entailles, conditions différentes de celles oui se présente- raient lorsaue ces fines fissures se produiraient d'elles-mêmes pendant l'utilisation du moule.
Pour cette raison, l'invention vise. en outre. la réali- sation d'entailles ou similaires sous la forme de nids d'abeil- les.
En réalisant les entailles sous la forme de nids d'abeil- les. les surfaces partielles formées entre les entailles sont limitées de manière que leurs lignes de démarcation présentent un écartement identique depuis leur point central.
Pour éviter dans cette forme d'exécution également les stries longitudinales sur la pièce coulée lors de son enlève- ment du moule. les nids d'abeilles sont disposés, autant oue possible, de manière Qu'aucune entaille ne soit orientée dans le sens de l'axe longitudinal de la coquille: en outre, il est avantageux de disposer les alvéoles de façon ou'aucune entaille ne soit orientée dans le sens de la périphérie du moule. En disposant les alvéoles de cette manière, les entailles conser- vent avec certitude le plus longtemps possible leur forme ini- tiale et, d'autre part, elles ne se remplissent pas.
Un autre objet de l'invention est la subdivision en sur- faces irrégulières ou même en triangles et/ou en carrés des surfaces entre les différentes alvéoles en y pratiquant des
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entailles encore plus fines. Cette subdivision peut être effec- tuée, par exemple. lors ou après l'exécution des entailles en forme d'alvéoles, et ce, par un usinage approprié, par exemple. par tournage ou au moyen d'une molette.
La.,subdivision des nids d'abeilles en plus petites surfa- ces au moyen d'entailles plus fines est particulièrement à con- seiller lorsque, au cours de coulées ultérieures dans les co- quilles, on travaille avec des matières de dispersion, telles que. par exemple, du ferro-silicium en poudre ou similaire, étant donné que ces entailles supplémentaires conservent la réparti- tion uniforme de ces matières de dispersion sur la face intérieu- re de la coauille.
L'application sur la face intérieure d'un moule métallique pour coulée centrifuge d'un dessin en nids d'abeilles, parti- culièrement hexagonaux, n'est pas très simple: en outre, de prime abord il est impossible de prévoir quelles sont les dimen- sions et positions oue de telles alvéoles formeront à la suite des efforts auxouels elles sont soumises pendant l'utilisation, c'est-à-dire que de prime abord il est impossible de prévoir avec exactitude si les alvéoles pratiquées artificiellement correspondront aux fissures en forme d'alvéoles se présentant ultérieurement sous l'influence des efforts en cours d'exploi- tation.
En développant l'invention, il est tenu compte de cette circonstance. du fait que la face intérieure du moule est munie uniquement d'alvéoles triangulaires, de préférence. de trinles équilatéraux dont les entailles présentent une profondeur iden- tique et, dans ce cas, on laisse au hazard de l'exploitation ultérieure du moule, préparé de cette manière, de former depuis ces alvéoles triangulaires, les formes et les dimensions les plus avantageuses découlant des efforts auxouels les dites al- véoles sont soumises pendant l'exploitation. De préférence, dans ce cas également, aucune entaille des triangles ne doit corres- pondre au sens de l'axe longitudinal de la coquille et, éven-
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tuellement au sens de sa périphérie.
Une forme d'exécution particulièrement avantageuse du moule métallique pour coulée centrifuge, muni de fines entail- les ou de rainures en forme de rectangles, de rhomboïdes, de nids d'abeilles. de triangles ou similaires, est obtenue du fait nue les écartements entre les entailles orientées dans le même sens ne comportent ou'environ 1 à 2mm. de préférence, 1,5mm. Il est surprenant de constater que ces faibles écarte- ments entre les entailles procurent les meilleurs résultats au point de vue résistance et durée de vie des coquilles, par exemple, en acier.
Une possibilité pour l'exécution de la résille d'entail- les en croix, disposées obliquement, réside dans le fait oue lors de l'usinage final de la surface intérieure de la coquil- le, les entailles sont tournées avec un pas approprié.
De manière particulièrement avantageuse, et ce procédé constitue également un objet de la présente invention, la sur- face intérieure de la coquille est munie d'entailles fines. orientées obliquement par rapport au sens de l'axe et oblique- ment par rapport au sens de la périphérie, au moyen d'une molet- te oui est guidée à travers le forage de la coquille dans le sens de la périphérie, éventuellement en progressant axialement. avec une pression appropriée: dans ce cas et de préférence, les entailles en croix sont pratiquées simultanément en une seule opération en utilisant une molette à profil approprié. Ce pro- cédé présente un autre avantage, à savoir qu'il est possible d'obtenir en même temps un renforcement de la surface intérieure de la coquille.
Il a été constaté que par la résille d'entailles fines, orientées obliquement, suivant l'invention, et oui recouvre par exemple, la totalité de la surface intérieure de la coquil- le, la durée de vie du moule pour coulée centrifuge est accrue considérablement et que, de ce fait, le nombre de coulées obtenu
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est de 50% et davantage supérieur à celui obtenu dans des moules dont la surface intérieure n'est pas munie d'une telle résille d'entailles, orientées obliquement.
Tandis que dans les moules à intérieur lisse pour la coulée de tubes à manchon, la détérioration se manifeste sur- tout dans la partie cylindrique du corps, les conditions sont différentes pour les moules munis d'une résille d'entailles obliques, du fait qu'ici, après un nombre relativement élevé de coulées, les premières fissures se manifestent dans la par- tie située entre le manchon et le corps ou dans le manchon. tandis oue le corps même ne montre pas encore de défauts.
En développant l'invention et pour éviter autant aue pos- sible la formation de fissures à ces points qui subissent des efforts particulièrement grands, à savoir au point de transi- tion entre le manchon et le corps et dans le machon même. la surface intérieure du moule pour coulée centrifuge munie d'une résille d'entailles orientées obliquement, est équipée à ces endroits de rainures fines supplémentaires, obtenues, tout par- ticulièrement, à la presse ou par laminage et qui sont orientées. lorsque le diamètre du moule est petit et moyen ( jusqu'à envi- ron 200-250mm ) dans le sens de l'axe du moule et, pour les diamètres moyens et plus grands ( à partir d'environ 250-300mm et plus ) dans le sens de la périphérie.
De manière étonnante on a pû constater que dans les moules à diamètres petits jusau'à moyens, des fissures longitudinales apparaissent aux endroits subissant des efforts particulière- ment élevés, tandis aue dans les moules à diamètres moyens et grands, des fissures de périphérie peuvent être observées à ces endroits. En disposant suivant un plan préconçu de fines rainures, soit. dans le sens de l'axe du moule, soit. transver- salement par rapport au dit axe. la formation de telles fissu- res est éliminée du fait que les fissures individuelles ulté- rieures sont déià subdivisées par de nombreuses rainures fines
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et minces, exécutées suivant un plan préconçu.
De préférence. les rainures supplémentaires sont plus profondes Que les rainures de la résille d'entailles: lorsque ces dernières présentent. par exemple. une profondeur de 092mm- les rainures supplémentaires présenteront. de préférence, envi- ron 0.5mm. L'écartement entre ces rainures supplémentaires est de préférence également supérieur à l'écartement entre les dé- marcations de la résille d'entailles; lorsque ces dernières comportent un écartement d'environ 1 à 2mm, les rainures supplé- mentaires doivent présenter un écartement se situant approxima- tivement entre 2 et 10mm.
Une autre mesure avantageuse consiste à munir la surface intérieure du moule de rainures qui sont refermées à la sur- face de la coquille, de manière que la surface oui doit être chauffée ne présente plus oue de fines fentes ouvertes. Dans ce ces il est possible de procéder de façon à exécuter d'abord des rainures relativement larges dont les lèvres sont rappro- chées à la surface. Il peut être utile d'insérer dans les rai- nures, avant le rapprochement de leurs lèvres, un moyen. par exemple, un métal qui peut être différent de celui du moule et qui garantit la séparation des bords des rainures, après aue leurs lèvres aient été rapprochées. A cette fin. on peut envisager des métaux dont la conductivité de chaleur est supé- rieure à celle des matières de base.
L'interruption de la ma- tièe aux endroits des rainures, est maintenue malgré le rappro- chement des lèvres. La largeur des fines fentes dans la sur- face et qui se produisent après le rapprochement des lèvres des larges rainures, doit être aussi petite que possible. afin que la surface du moule chauffé présente un maximum d'homogénéi- té.
L'intérieur des coquilles utilisées pour la fabrication de tubes coulés par centrifugation. est soumis à un échauffe- ment considérable du fait que le métal, par exemple la fonte
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grise, est introduit avec des températures, par exemple, de 1100 à 1200 . Lors de la fabrication de tubes coulés, la co- quille tourne rapidement. Pour permettre une utilisation conti- nue, la coquille en rotation doit être refroidie depuis l'ex- térieur. Pour cette raison la coquille doit être entourée d'un manteau d'eau. Pendant la centrifugation des tubes, la zône interne de la coquille est réchauffée considérablement et. dues à l'augmentation de la température. des tensions de pression relativement élevées se présentent à cet endroit.
Etant donné que la matière de la coquille ne peut s'allonger que du c8té intérieur, la z8ne intérieure est refoulée. Lors du refroidis- sement, l'acier ne peut pas refluer aussi rapidement que la ma- tière. étant donné que la température baisse plus rapidement.
Après un certain nombre de coulées. une telle coquille peut se déchirer soudainement dans son sens longitudinal par suite des tensions de traction élevées. Sous ces conditions, les parois à épaisseur de 30 à 40mm ne peuvent pas résister à ces tensions. de manière que le fer en fusion peut entrer en contact avec l'eau et provoquer des explosions si la fissuration prématurée n'est pas immédiatement détectée.
Par contre, si, suivant l'invention, la surface intérieure de la coquille est subdivisée en fines fentes, celles-ci se re- ferment lors de réchauffement par suite de l'extension de la couche de surface et le métal introduit se trouve en présence d'une surface totalement ou presque totalement fermée. D'autre part, les tensions de pression, se présentant par ailleurs sur la couche intérieure de la coquille lors de réchauffement, sont au moins fortement réduites et un refoulement nuisible de la face intérieure ne peut pas avoir lieu. Lors du refroidissement, le processus se passe inversement, c'est-à-dire, les fines fen- tes s'ouvrent de nouveau. De cette manière on évite la formation de longues fissures qui traversent la coquille de part en part.
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En développant l'invention, et tout particulièrement pour faciliter l'exécution des fentes, on propose de réaliser séparément du moule la z8ne intérieure et de l'exécuter sous la forme d'un revêtement. Avant son application dans la coquil- le, ce revêtement est muni des fines fentes nécessaires pour la respiration de la surface. Il est particulièrement avantageux d'exécuter le revêtement sous la forme d'une bande ou sous la forme de plusieurs anneaux qui sont introduits hélicoïdalement dans la coquille pour tubes.
Ces mesures facilitent énormément la réalisation des rai- nures qui, par la suite, sont transformées en fentes. De cette manière il est possible, par exemple, de nervurer la bande. in- troduite comme revêtement dans la coquille, transversalement au sens longitudinal de la bande et de refermer jusqu'à une fine fente les rainures lorsque la bande est roulée. La section trans- versale de la bande est réalisée de manière que dans tous les cas l'application latérale de la bande roulée soit garantie.
Après introduction de la totalité de la bande, il est possible de prévoir, à proximité de l'extrémité, un anneau fileté ou un autre moyen de fixation. Les rainures oui auraient pû rester encore ouvertes peuvent être refermées à la face intérieure en rapprochant leurs lèvres jusqu'à une fine fente. Une telle mesure procure en outre un renforcement de la surface, ce qui produit une pré-tension de pression dans cette z8ne.
Un autre avantage, lorsqu'il s'agit d'une bande roulée hélicoïdalement, réside dans le fait que les tensions se mani- festant plus tard pendant l'exploitation, s'orientent dans le sens de la fibre. étant donné que la bande laminée possède des fibres longitudinales qui subsistent non-entaillées en-dessous de la z8ne nervurée et oui se disposent hélicoïdalemtn dans le tube.
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En subdivisant le revêtement en plusieurs anneaux. l'usi- nage de l'intérieur est beaucoup plus facile que dans un tube long. Les anneaux sont également nervurés avant leur introduc- tion dans la coquille. Après l'encastrement. les lèvres sont également rapprochées de manière que les rainures soient refer- mées avantageusement jusou'à une fine fente. La subdivision du revêtement en anneaux permet d'éliminer les endroits endommagés pendant l'exploitation en remplaçant les anneaux.
Plusieurs formes d'exécution, données à titre d'exemple non limitatif. sont représentées aux dessins ci-annexés, dans lesquels :
La fig. 1 représente une coupe longitudinale d'une extré- mité de manchon d'un moule en acier pour coulée centrifuge. La face intérieure du manchon de cette coquille est munie de fines entailles qui se croisent et qui sont disposées obliquement par rapport au sens de l'axe de la coouille et obliquement par rap- port au sens de sa périphérie. Il est évident que la totalité de la partie cylindrique, faisant suite au manchon. peut être munie sur toute sa longueur de telles entailles.
La fig. 2 est. à plus grande échelle. une coupe trans- versale de la paroi de la coquille.
La fig. 3 représente. à très grande échelle. un autre exemple d'exécution de l'invention, à savoir, une partie de la face intérieure d'une coquille pour coulée centrifuge avec des entailles réalisées sous la forme de nids d'abeilles.
Le sens de l'axe du moule est désigné par 1 et le sens de la périphérie du moule, orienté perpendiculairement au dit sens de l'axe, est désigné par 2. La face intérieure de la co- quille est manie d'entailles 3 sous la forme de nids d'abeilles qui, de préférence, sont disposée de manière qu'aucune des lignes de démarcation des dites alvéoles ne soit orientée dans le sens de l'axe longitudinal de la coquille ou perpendiculaire- ment par rapport au dit axe.
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Les différentes alvéoles 3 peuvent être subdivisées par de fines entailles 4 supplémentaires et présentant la forme de triangles ; il est également possible de les subdiviser en car- rés et triangles ou en surfaces irrégulières.
A la place de nids d'abeilles hexagonaux. il est éventael- lement possible d'utiliser des alvéoles présentant un nombre différent d'angles, par exemple, des alvéoles pentagonales à triangles intercalés ou octogonales à carrés intercalés ou si- milaires. En outre. il n'est pas absolument nécessaire que tous les c8tés des alvéoles présentent exactement la même longueur. il est également possible d'imaginer des dessins à alvéoles irrégulières.
La fig. 4 présente, à très grande échelle, une autre for- me d'exécution de l'invention, à savoir, une partie de la face intérieure d'une coquille pour coulée centrifuge dans laquelle sont pratiquées artificiellement seules des alvéoles triangulai- res 5 dont les entailles présentent une profondeur identiaue.
Pendant l'exploitation et par suite des efforts auxquels elles sont soumises, des alvéoles hexagonales, de dimensions différentes, peuvent se former à partir des dites alvéoles triangulaires, ainsi que représenté au dessin par les répères 6, 7 et 8.
Il est évidemment possible que les alvéoles de dimensions différentes forment un ensemble désordonné à partir des alvéoles triangulaires 5.
En outre, cette forme d'exécution de l'invention présente l'avantage considérable que les alvéoles triangulaires dont les entailles présentent une profondeur identique? sont très faciles à pratiquer dans la face intérieure de la coquille, par exemple, en tournant les fines rainures ou. également. au moyen d'une petite molette ou similaire.
Autant que possible les entailles doivent être orientées de manière qu'aucune d'elles ne corresponde à l'axe longitudi-
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nal de la coquille. également désigné par 1 à la fig. 4.
Les figs. 5 et 6 représentent deux autres exemples d'exé- cution de l'invention dans lesques. outre la résille d'entailles obliques, des rainures supplémentaires longitudinales ou trans- versales sont prévues sur l'extrémité du manchon de la coquille.
La fig. 5 est une coupe de l'extrémité du manchon d'un moule à petit diamètre.
La fig. 6 est la coupe de l'extrémité du manchon d'un moule à plus grand diamètre.
Dans les deux cas, 9 et 10 désignent les fines rainures de la résille d'entailles obliques et s'étendant sur la face intérieure totale du moule.
Suivant l'invention, dans les moules à petit diamètre, les rainures supplémentaires 11 sont disposées dans le sens de l'axe du moule, les dites rainures s'étendant depuis la partie c8nique du corps jusqu'à l'extrémité avant du manchon.
Dans les moules à grand diamètre, les rainures 12 sont disposées additionnellement dans le sens de la périphérie et sont prévues dans la z8ne de transition entre le manchon et le copps.
A la fig. 7. une bande roulée 14 est intercalée sous la forme d'un revêtement dans la coauille pour tubes 13, la face intérieure de la dite bande étant munie de fentes 15 en forme de croix.
Les figs. 8 et 9 représentent la bande à intercaler pen- dent son usinage, la fig. 8 montrant la face intérieure de la bande nervurée, tandis nue la fige 9 illustre comment les rai- nures. prévues sur la bande. se referment jusou'à une petite fente lors du roulage de la dite bande.
La fig. 10 représente une coauille pour tubes 13 dont le revêtement est constitué par plusieurs anneaux 16, l'intérieur des dits anneaux étant muni de fentes 15.
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La fig. 11 représente une vue latérale d'un anneau séparé. la rainure 15 est encore ouverte, étant donné Que dans ce cas particulier. elle est seulement refermée par le rapprochement des lèvres jusqu'à une petite fente, après l'introduction de l'anneau dans la coquille.
Les exemples représentés aux dessins concernent des for- mes d'exécution du moule de coulée dans lesquelles le revêtement est disposé à l'intérieur, cependant, ainsi ou'il ressort des dessins et en principe, il est possible que les rainures s'amé- nuisent depuis leur fond jusqu'à la face intérieure du moule.
Il est possible d'introduire un moyen dans les rainures refer- mées qui garantisse la séparation de la matière aux bords des rainures. Un tel moyen de remplissage est représenté à la fig.9 par le répère 17. Ces moyens de remplissage peuvent être égale- ment appliaués aux coquilles sans revêtement et dont la paroi totale est constituée en une seule pièce.
REVENDICATIONS.
1.- Moule métallinue pour coulée centrifuge et dont la face intérieure est munie artificiellement de fines entailles ou rainures, caractérisé en ce que les entailles en croix sont orientées obliquement par rapport au sens de l'axe et au sens de la périphérie de la coquille.