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INVENTION Fabrication de cylindres de laminoirs en fonte coulée en coquilles Voici en quoi consiste ce procédé Les cylindres de laminoirs en fonte trempée sont des pièces qui jusqu'ici ont été coulées dans des moules mixtes ; la partie centrale se composant d'une coquille en fonte , de composition analogue à celle des lingotières d'aciérie. Le problème de l'épaisseur des coquilles se réduit essentielle- ment à une question de solidité de la coquille. Le proces- sus très rapide de la trempe ne dure pas plus de 5 à 8 mi- nutes, après quoi le cylindre n'est plus en contact avec la coquille. Il est possible de vérifier qu'à ce moment, la co- quille n'a absorbé de chaleur notable que jusqu'à 1/3 de son épaisseur de paroi. Seul le tiers intérieur d'une co- quille de fonte participe au phénomène de la trempe.
C'est la pratique qui a établi qu'en dessous d'une certaine épaisseur de paroi, il y a danger qu'une coquille de fonte ne se fissure de haut en bas. Cependant, certains fabri- cants préconisent de plus fortes épaisseurs que les épais- seurs habituelles, dans le but de donner aux cylindres une plus grande dureté de trempe. Pratiquement, l'épaisseur de paroi d'une coquille de fonte pour cylindres en fonte trem-
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pée varie de 28 à 50 % de son diamètre intérieur. Ces épais- seurs varient en général de 15 à 30 cms.
La fonte liquide, par le contact avec une coquille, se re- froidit brusquement et tout en produisant le phénomène de la trempe, effectue un retrait considérable. Quand la pièce est complètement refroidie, le diamètre de la table comparé à celui de la coquille, indique un retrait qui est d'autant plus important que la trempe est plus profonde. Ce retrait est de l'ordre de 1.5 à 2%, plus encore pour les fortes trempes, soit environ le double du retrait de la fonte grise.
Au moment de la trempe et tout de suite après, une couche externe de fonte solidifiée est en quelque sorte frettée au- tour d'une masse pâteuse. Non seulement il s'ensuit diffé- rentes tensions de coulées, tantôt compressives, tantôt tractives, qui varient de la surface au centre de la pièce pendant toute la durée du refroidissement et conservent des valeurs très importantes quand la pièce est complètement re- froidie. Ces tensions donnent une grande fragilité aux cy- lindres en fonte trempée, que leurs dimensions massives fe- raient supposer très solides.
D'autre part, la masse pâteuse frettée par la couche exté- rieure solidifiée subitement, doit posséder un certain de- gré de fluidité pour pouvoir remonter dans le moule, suite à la contraction, sous -peine de crever la mince enveloppe solidifiée lors de la trempe. Le fondeur est donc obligé d'incorporer un certain pourcentage de phosphore de l'ordre de 0. 4 à 0.6%, afin d'augmenter la fluidité,mais cette pratique diminue aussi la résistance de la pièce.
Les cylindres en fonte trempée sont utilisés : Il') dans le laminage dit à chaud des tôles fines, au cours duquel les cylindres montent à des températures de l'ordre de 400 C. Ces cylindres sont donc soumis à des
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efforts thermiques en plus des charges mécaniques et des tensions de coulée et ils se brisent facilement.
Un pourcentage très élevé, plus de 50%, de ces cylin- dres à chaud terminent prématurément leur carrière par bris au milieu de la table.
2 ) dans le laminage des tôles moyennes et fortes sous ruissellement d'eau, aux causes précédentes de fragi- lité, s'ajoute ici l'effet désastreux du refroidisse- ment brusque de la surface par l'arrosage d'eau, qui est parfois discontinu. Ces cylindres périssent en gé- néral par écaillage de la surface, d'autant plus vite que l'épaisseur des tôles laminées est plus mince.
3 ) dans les laminoirs à froid proprement dit, où une grande dureté de surface est requise.
Mon procédé a essentiellement pour but de réduire considé- rablement le retrait des cylindres en fonte trempée.
Pour ce faire, j'utilise des coquilles d'acier au lieu de coquilles en fonte et comme l'épaisseur des parois n'est conditionnée que par la résistance au bris., je puis rédui- re considérablement cette épaisseur de paroi, à une dimen- sion qui permet à la coquille de participer entièrement au processus de trempe.
L'épaisseur d'une coquille d'acier varie de 1/3 à 1/2 de l'épaisseur d'une coquille de fonte.
Par l'emploi d'une virole extérieure et le remplissage de l'espace entre celle-ci et la coquille d'une couche de ma- tière réfractaire, on refoule vers l'intérieur la chaleur dégagée par la coulée et les tensions de coulée, dont les plus dangereuses se forment immédiatement après la trempe, sont ainsi en grande partie détruites par un recuit immé- diat, dont l'avantage principal saute aux yeux : ne coû- te rien.
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Par l'emploi d'une couche de sable réfractaire de 5 à 30 cms suivant le diamètre du cylindre, le refroidissement du cy- lindre est d'autre part prolongé au moins du double de temps c'est-à-dire que dans les cas extrêmes, le refroidissement dure un temps égal à 3 fois le refroidissement constaté dans les anciennes méthodes.
Pour réduire au maximum l'épaisseur de paroi de la coquille, il y a lieu de prévoir quelques nervures extérieures.
Pour juger grosso modo de la valeur économique de mon procé- dé, nous pouvons dire que le rendement des cylindres à tôles moyennes est plus que doublé par son emploi. Les statisti- ques montrent en effet que presque tous les cylindres tra- vaillent sous ruissellement d'eau, terminent leur vie par écaillage, alors que la couche de trempe utilisable est en- core supérieure à celle déjà utilisée.
En ne supposant qu'une production mensuelle de 200 tonnes de tels cylindres par mois, à une moyenne de 10 francs le kilog, c'est-à-dire une valeur totale de 2 millions de francs belges,nous pouvons dire que l'écaillage fait per- dre aux laminoirs plus d'un million par mois . En supprimant la cause initiale des écaillages, c'est-à-dire les tensions de coulée, mon procédé représenterait donc un million de francs de bénéfices par mois, qu'il serait équitable de partager entre le lamineur et le fondeur.
Il est également clair qu'un autre avantage de mon procédé, c'est qu'il ne nécessite pas de frais supplémentaires, à part la confection de quelques véroles. Une coquille d'acier d' épaisseur réduite dans les proportions indiquées ci-dessus reviendrait d'ailleurs meilleur marché qu'une coquille de fonte épaisse.