<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENT A LA COULEE DES METAUX FERREUX ET NON FERREUX.
La présente invention, réalisée dans les Aciéries de la Société d'Escaut & Meuse,concerne la coulée des métaux ferreux et non ferreux en lingots, demi-produits et produits finis.
On sait que les métaux ferreux et non ferreux destinés aux laminoirs dégrossisseurs ou finisseurs, sont habituellement coulés en chute ou en source, par des procédés de coulée discontinue ou continue, dans des lingotières ou moules conducteurs de la chaleur et que, dans l'application de certains procédés de coulée, en particulier la coulée dite continue, on accélère le refroidissement des métaux par la circulation d'un fluide autour du moule recevant le métal liquide.
Les méthodes actuelles de coulée réalisent, soit des lingots ou brames destinés aux laminoirs dégrossisseurs qui les transforment en demiproduits pour relaminage, soit des lingots ou billettes destinés aux laminoirs finisseurs, lorsque les procédés actuels de coulée des métaux liquides permettent d'obtenir directement par coulée, les sections, profils et longueurs utilisés par ces laminoirs.
L'application de la coulée en chute est limitée, en ce qui concerne les lingots ou billettes de petites dimensions et de hauteur relativement importante par : a) la difficulté de couler en chute les tonnages souvent importants des fours de fusion, en moules ou lingotières de faible section et de hauteur relativement importante. b) la détérioration du matériel qui résulte de la coulée dans cesconditions.
<Desc/Clms Page number 2>
c) le grand nombre de moules de petite section nécessaires pour contenir le tonnage de métal de la poche et les inconvénients qui résultent de leur encombrement et de leur manipulation. d) le grand nombre de déplacements de la poche pour la coulée dans chaque lingotière et la durée prohibitive de la mise en lingotières qui en résulte.
e) les imperfections et défauts extérieurs et intérieurs des produits coulés en chute qui altèrent la qualité des.-produits,finis. 1,1
La coulée en source remédie dans une certaine mesure aux difficultés de la coulée en chute et aux inconvénients qu'elle présente en ce qui concerne la qualité des produits et le nombre de moules que l'on peut couler dans des temps normaux, mais, par suite du refroidissement rapide des métaux au cours de leur ascension dans les formes ou lingotières à conductibilité calorifique élevée, les sections et hauteurs des lingots ou billettes sont limitées et ne peuvent correspondre à toutes celles exigées par les laminoirs transformateurs.
C'est ainsi que la coulée en source en lingotières à conductibilité calorifique élevée semble se limiter à environ 80 mm de diamètre ou de côté et à une longueur de 2m5 et que la coulée de brames de 4m.50 x lm.50 et de 100 mm. d'épaisseur uniforme, ou de billettes de 30 mm. de diamètre ou de côté et d'un mètre de longueur ne peut être réalisée facilement en lingotières métalliques.
La coulée en source en lingotières à conductibilité calorifique élevée ne résoud pas complètement les difficultés provoquées par la multiplicité des moules à remplir et à manipuler ; elle n'épargne pas aux produits coulés les défauts extérieurs ou intérieurs des lingots: éclaboussures, doublages, gouttes froides, replis de métal, criques longitudinales ou transversales, piqures de peau, inclusions de laitiers, retassures primaires ou secondaires, flocons etc...
Les lingots ou brames coulés par les procédés de coulée discontinue, en moules ou lingotières conducteurs de la chaleur, doivent être réchauffés avant leur transformation en demi-produits par les laminoirs dégrossisseurs, et leur transformation s'accompagne d'une perte de métal, désignée sous le nom de mise au mil, comprenant la perte au feu, les chûtages de tête et de pied, et, éventuellement, de rives, en sorte qu'une fraction, souvent importante, de métal coulé retourne aux fours de fusion après transformation des lingots ou brames en demi-produits.
Les parties de lingots ou billettes destinées aux laminoirs finisseurs, coulés par les procédés de coulée discontinue, en moules conducteurs, et contenant la retassure, retournent également aux fours de fusions sous forme de chûtes.
Les demi-produits sont souvent classés en 1 et 2 choix suivant leur position au pied ou à la tête des lingots.
Les procédés de coulée continue en moules métalliques refroidis ou non artificiellement, suppriment la retassure que l'on rencontre habituellement en tête des lingots, mais les produits-réalisés sont, actuellement encore, limités dans une gamme très étroite de dimensions transversales et de profils. Ils ne sont pas exempts de défauts de surface, d'inclusions de laitiers et de défauts internes : criquescentrales, flocons, ségrégations, cristallisations rayonnantes et grossières etc... Le débit des appareils de coulée continue est limité par la vitesse de remplissage de la lingotière, et la coulée continue de tonnages importants nécessite plusieurs appareils utilisés pendant un temps relativement considérable.
<Desc/Clms Page number 3>
La présente invention a pour objet un procédé qui permet d'améliorer la fabrication directe,dans les ateliers d'élaboration des métaux à l'état liquide, de lingots, ébauches creuses ou non, brames, demi-produits et produits finis de toutes formes en toutes qualités d'aciers et de métaux non ferreux, que l'on coule habituellement en moules ou lingotières à conductibilité calorifique élevée, soit par des procédés de coulée discontinue en chute, en source ou centrifuge, soit par les procédés de coulée continue, ou que l'on ne peut obtenir que par laminage.
Elle modifie les procédés habituellement employés entre les fours d'élaboration et les utilisateurs, pour mettre à la disposition de ceuxci des métaux sous des formes ou profils correspondant à ceux nécessaires à leur transformation ultérieure ou à leur utilisation définitive sans transformations ultérieures.
Elle modifie également les caractéristiques physiques et chimiques des produits obtenus, améliore leur santé et leur qualité, diminue leur prix de revient et réduit les pertes de métal après laminage en diminuant considérablement le creux de contraction des métaux désigné sous le nom de "retassure", et en améliorant la qualité et les formes des produits coulés destinés au laminage, dans le but d'-éviter les -chutes -de métal laminé.
Elle s'applique aux métaux ferreux et non ferreux, et en particulier aux aciers effervescents, semi-calmés, calmés, semi-spéciaux et spéciaux élaborés par les procédés Thomas, Martin, électriques à arc ou autres.
Ce procédé consiste fondamentalement à couler les métaux en source, dans un moule dont les parois en contact avec le métal coulé sont constituées par un matériau réfractaire à faible conductibilité calorifique.
Cette coulée est, de préférence, effectuée dans un moule multiple groupant côte à côte un grand nombre de formes de même profil ou de profils différents, la capacité totale du moule pouvant ainsi être égale à celle du four de fusion utilisé s'il ne dépasse pas 30 ou 40 tonnes. Dans le cas contraire, on utilise plusieurs moules.
La faible conductibilité calorifique des parois du moule évite le refroidissement brusque et inégal des métaux, maintient leur fluidité, en apportant à ce procédé de coulée tous les avantages qui résultent de la suppression du refroidissement brusque au cours du remplissage des moules et de la solidification rapide des métaux, non seulement en ce qui concerne les caractéristiques physiques de la surface ou de la masse intérieure des produits coulés et leurs caractéristiques chimiques, mais encore en ce qui concerne leur texture de solidification, la répartition de leurs constituants et l'élimination des inclusions endogènes et exogènes.
Il en résulte une transformation profonde des possibilités de réalisation de formes, sections, profils et dimensions des produits métalliques coulés, de leur longueur, de leur poids, de leurs propriétés physiques et chimiques auxquelles on conserve sensiblement, dans tout leur volume, des valeurs et une homogénéité de composition comparables à celles des métaux dans les poches de coulée.
Il en résulte des modifications essentielles du matériel utilisé habituellement pour la coulée des métaux, par la suppression partielle ou totale des moules, formes ou lingotières à conductibilité calorifique élevée, une contraction importante de l'espace horizontal nécessaire à la préparation des moules, dont le nombre est considérablement réduit, et à leur mise en position de coulée, une plus grande liberté dans le choix des emplacements de préparation des moules et de leur remplissage, une réduction importante de la main d'oeuvre et du temps de préparation des moules avant coulée, du démoulage des produits coulés, de la remise en état des moules pour leur réutilisation, une réduction importante du temps nécessai-
<Desc/Clms Page number 4>
re pour vider la poche de coulée,
une extension importante du tonnage pouvant être coulé dans un moule ou un groupe de moules.
Il en résulte également des modifications profondes dans le cy- cle de transformation des produits coulés destinés à la fabrication des demi-produits. Ces produits coulés en lingots de section et poids impor- tants sont habituellement dégrossis au blooming ou forgés pour être trans- formés en demi-produits par réduction de leur section. La présente invention supprime le passage au blooming et le forgeage pour un grand nombre de fa- brications de demi-produits avec tous les avantages économiques et techni- ques qui en résultent au point de vue dépenses de première installation, im- mobilisation de capitaux, décentralisation des aciéries et des laminoirs fi- nisseurs, amélioration de la qualité des produits, réduction de la mise au mil, du prix de revient, du temps entre les coulées et la mise des billet- tes à la disposition des laminoirs finisseurs etc.
On peut aussi faire varier dans des limites plus étendues la température de coulée des métaux et la réduire au minimum nécessaire pour les coulées des produits, faire varier dans de larges limites le débit des poches de coulée et, par conséquent la vitesse de remplissage des moules, en faisant abstraction de sujétions imposées actuellement à ce sujet par la coulée en moules conducteurs de la chaleur, notamment par la pression ferrostatique, en fonction des dimensions transversales, de la hauteur des moules et de la composition des métaux coulés, couler en source les métaux à la pression atmosphérique en .moules ouverts, à l'abri de l'air ou en at- mosphère contrôlée en moules fermés avec évents, ou sous pression et sous vide en moules fermés sans évents.
L'invention prévoit donc, dans des cas définis, la coulée des métaux en moules complètement fermés, sans évents, la porosité seule des ma- tières constituant les lingotières ou moules étant utilisée pour assurer
EMI4.1
l'échappement-de-1'.air et des gaz -B.aI1S 11t.; l:i sation Ji '-évents.
La coulée en lingotières ou moules complètement fermés a pour but, dans certains cas, de créer, au cours du remplissage et de la solidification de ceux-ci, une contrepression s'opposant au dégagement des gaz des aciers et des métaux et des conséquences qui résultent de ces dégagements de gaz.
La coulée des métaux en lingotières ou moules peu conducteurs de la chaleur, permet de réduire les inclusions, laitiers et matières non métalliques des parois et de l'intérieur des pièces coulées, par la conservation de la température qu'ils possèdent au moment de la coulée et de la fluidité qui résulte de cette température. On supprime ainsi l'enrobage des inclusions ou matières non métalliques par le roulement des métaux contre les parois plus froides des lingotières et la fixation, dans l'intérieur ou à la paroi des produits, des matières non métalliques plus ou moins solidifiées.
L'invention se différencie essentiellement des procédés habituels de moulage et de coulée des aciers et métaux non ferreux en ce qu'elle n'utilise pas de masselotte pour nourrir par gravité la masse intérieure des produits coulés et réduire ou supprimer ainsi le creux de retassement de ces produits.
Contrairement aux méthodes habituellement utilisées pour assurer, par gravité ou sous pression, l'alimentation en métal maintenu liquide par une masselotte avec ou sans réchauffage accessoire du métal contenu par l'enveloppe réfractaire de la masselotte, le procédé assure la réduction ou la suppression du creux de retassement des produits en utilisant simultanément, sur toute leur hauteur, la différence de vitesse du refroidissement de l'extérieur et de l'intérieur des produits.
<Desc/Clms Page number 5>
A cet effet, la partie centrale des produits coulés est mainte- nue, après remplissage des lingotières ou moules, en communication, par les jets de coulée, avec le métal liquide de l'entonnoir et de la colonne d'alimentation.
Il est prévu que la partie supérieure et la paroi verticale des produits coulés sont refroidis très rapidement, immédiatement après le rem- plissage des lingotières ou moules, par injection, dans la masse constituant le moule, d'un fluide gazeux ou liquide. Ce refroidissement énergique peut être provoqué également sur toute la hauteur des produits coulés.
Il en résulte une contraction rapide et intense du métal coulé à partir de la partie supérieure des lingotières ou moules et des parois de ceux-ci, ayant pour conséquence une contraction du métal dont l'intensité diminue de haut en bas des produits. Il est prévu que la vitesse de refroi- dissement est telle que la contraction commence à l'extérieur des produits, avant le début de la solidification de la partie axiale.
Celle-ci restant liquide et en relation, sous pression, avec le métal liquide de la colonne d'alimentation, le creux de retassement est comblé au moyen de métal liquide par nourrisage vertical de bas en haut de la partie centrale des produits, en opposition avec la pratique actuelle de nourrissage du creux de retassement par gravité verticale de haut en bas.
Les moules, pour la mise en oeuvre de l'invention, sont obtenus par durcissement, autour de modèles dont les dimensions correspondent, au retrait près, à celles des produits à réaliser, de matières réfractaires telles que, par exemple, des produits silicieux, silico-alumineux, alumineux, magnésiens, des produits à base de chromite, de carbone, de graphite et autres matériaux réfractaires. En résumé, des réfractaires naturels, artificiels ou synthétiques, en briques, pisés ou sables, dont la composition et la nature sont déterminées dans chaque cas par les conditions de résistance mécanique et pyroscopique imposées, la perméabilité aux gaz désirée et autres conditions courantes analogues.
Le durcissement des moules peut être réalisé par tous procédés connus, mécaniques ou physico-chimiques, avec ou sans séchage ou cuisson.
Ils peuvent être utilisés tels quels, serrés ou durcis, ou être enduits intérieurement de matières possédant des propriétés améliorant ou modifiant la surface, la texture, le refroidissement ou la forme des produits coulés.
Les moules peuvent également être obtenus par la mise en oeuvre de poudres métalliques réfractaires à base de métaux tels que le nickel, le chrome, le molybdène, le tungstène etc... agglomérés par frittage ou par un procédé quelconque,.de manière à réaliser des moules réfractaires et peu conducteurs de la chaleur.
Les coffres, mottes, chassis ou moules destinés à la coulée des métaux, peuvent grouper ou non un très grand nombre de formes d'un même profil ou de profils différents, destinés à être coulés soit en longueurs d'utilisation, soit en longueurs multiples. Dans ce dernier cas, des diaphragmes ou retreints peuvent être utilisés pour délimiter les longueurs d'utilisation.
La vitesse de refroidissement peut être déterminée à l'avance par la nature et l'épaisseur du matériau réfractaire constituant le moule et l'épaisseur des parois de ce dernier. On peut également régler cette vitesse de refroidissement en insérant dans le moule, entre les alvéoles destinés à la coulée des métaux, soit à ses parties supérieure ou inférieure, soit en un point quelconque de sa hauteur, soit en plusieurs de ces emplacements, une ou plusieurs pièces métalliques conformées pour constituer une partie des parois internes du moule destinées à venir au contact direct ou die@@ré
<Desc/Clms Page number 6>
du métal à couler, et pour être en liaiscn calorifiquement conductrice avec l'extérieur.
Ces pièces métalliques rempliront les buts suivants: a) diminuer le volume de matière réfractaire du moule, b) faciliter l'évacuation des gaz de la masse du moule au cours du séchage et pendant la coulée. c) accélérer le refroidissement du métal coulé. d) elles peuvent être utilisées pour assurer l'injection d'un fluide ou d'un liquide pour accélérer le refroidissement et régler la vitesse de refroidissement à volonté pendant la coulée;
Dans le même but, on peut disposer, dans le matériau réfractaire constituant le moule, un ou plusieurs circuits étanches ou non de circulation d'un liquide ou d'un. fluide refroidissant.
Le maintien à l'état liquide d'une partie au moins du métal alimentant la ou les formes du moule jusqu'à solidification complète du métal se trouvant dais ces formes, est obtenu en dimensionnant les canaux d'ali- mentation de la source pour qu'au moins le métal contenu dans leur partie axiale reste liquide jusqu'au moment désiré. Les parois de ces canaux peuvent être constituées en matériau exothermique pour accroître la durée du maintien à l'état liquide du métal qui s'y trouve.
Grâce à cette disposition, le métal liquide contenu dans les canaux d'alimentation peut exercer une pression permanente à l'intérieur des produits en cours de solidification et de contraction dans la ou les formes du moule et alimenter celles-ci, par le bas, en métal liquide qui remplit progressivement le creux de retrait au fur et à mesure de sa formation,
L'invention est décrite plus en détail ci-après, avec référence aux dessins annexés dans lesquels:
Fig. 1 est une vue en coupe verticale, par I-I, de fig. 2 d'un exemple de réalisation d'un moule pour la mise en oeuvre de l'invention.
Fig. 2 est une vue de ce moule en coupe horizontale par II-II de fig. 1.
Fig. 3 est une vue partielle, en coupe, suivant III-III, à plus grande échelle, de la partie supérieure du moule précédent.
Fig. 4 est une vue verticale analogue à celle de la fig. 1, d'un autre exemple de réalisation d'un tel meule.
Fig. 5 est une vue en coupe transversale., à plus grande échelle d'une brique de source entrant dans la constitution du moule de fig. 4.
Fig. 6 est une vue partielle, en coupe verticale, des briques de source du moule fig. l, variante des briques de source de fig. 5.
Fig. 7 est une vue verticale d'une variante du moule fig. 1.
Tel qu'il est représenté aux fig. 1, 2, 4, 7, le moule comporte un ou plusieurs châssis en fonte ou en acier, formant coffrage pour le moule 2 proprement dit. Ces châssis sont articulés le long de trois génératrices, la quatrième portant des boulons à clavette pour réaliser la fermeture.
A la base du chassis 1 est disposé le réseau des canaux d'ali- mentation 22 et 23 constitué par des briques réfractaires 21, fig. 5 ou, en variante, par des canaux 3 d'un groupe de briques réfractaires fig. 6. Dans la brique inférieure 4 sont ménagées des rigoles 3 se ccupant sous un angle quelconque, ces briques 4 étant recouvertes d'un dallage de briques réfrac- taires 5 percées d'orifices 6, disposés pour communiquer avec les rigoles 3.
Au centre du réseau des canaux d'alimentation est disposée une brique de distribution 7, circulaire ou polygonale, dans laquelle sont ména- gées des rigoles radiales 8 partant d'un évidement central 9, disposée? pour
<Desc/Clms Page number 7>
communiquer avec les rigoles 3 des briques 4 et les trous 6 des briques 5, cette brique 7 étant percée d'un orifice central 10 communiquant avec la mère de coulée constituée, de fagon usuelle, par un tube métallique 12, gar- ni intérieurement de réfractaires 13 et 14, et se terminant à sa partie su- périeure en forme d'entonnoir 15.,
On peut également utiliser, pour l'alimentation des moules des briques 21, (fig. 5) possédant un canal 22 et un orifice vertical 23.
Le moule 2 proprement dit., est constitué par une matière réfrac- taire humide,.séchée ou culte., et préalablement tassée ou placée dans le châssis?autour de modèles dont la forme correspond aux produits que l'on désire obtenir, afin de préparer les formes 16 pour la coulée.
Dans l'exemple représenté à la fig. 2, on a intentionnellement montré un moule préparé pour la coulée simultanée d'une pluralité de pro- duits de profils différents: billettes et brames de diverses formes et di mensions,fers à T, I, cornières, fersà U etc..., ceci pour faire apparai- tre toutes les possibilités du procédé conforme à l'invention. Les formes
16 sont disposées pour se trouver au droit des orifices 6 ou 23 ménagés dans les briques 5 ou 21. Ces orifices peuvent être disposés de fagon régu- lière ou non selon les besoins.
Le moule est recouvert d'une plaque de fonte 17 (fig. 3) percée d'orifices 18 pour l'évacuation de l'air ou des gaz à travers la masse réfractaire du moule$, et d'orifices 19 garnis intérieurement d'une couche réfractaire 20 pour 17 évacuation de l'air et des gaz contenus dans les formes. Des moyens peuvent être prévus pour utiliser ces orifices 19 pour créer, dans les formes, une dépression pour extraire les gaz contenus dans l'acier et réaliser la coulée sous vide, ou, au contraire, une pression en injectant dans le moule, au cours de la montée de l'acier, des gaz actifs ou inertes.
Ces orifices peuvent également être obturés complètement si on le désire.
Au lieu d'être en fonte,, ce qui assure un refroidissement accéléré des produits après coulée? la plaque 17 peut être en une matière réfractaire mauvaise conductrice de la chaleur., ou même constituée totalement ou partiellement par un matériau exothermique réchauffant le métal après coulée.
Dans l'exemple représenté à la fig. 4, plusieurs moules élémen- taires 2, 2', 2", 2'", contenus dans des châssis 1, 1', 1", 1'", sont empi- lés les uns sur les autres pour permettre d'obtenir des pièces de grande longueur.
Ainsi qu'il a été précisé plus haut, il est possible de couler des produits en longueurs multiples, ce qui permet d'obtenir, après coulée? des billettes ou produits aux longueurs d'utilisation et de réduire l'encom- brement en surface en groupant l'un au-dessus de l'autre plusieurs moules.
Ce résultat peut être obtenu, conformément à ce qui est représenté à la fig.
7, en intercalant entre les moules élémentaires 2-2', 2'-2" etc... des diaphragmes constitués par une plaque réfractaire 24 percée d'orifices 25.
Lors de la coulée, le métal liquide s'élève dans les formes en traversant les plaques 24 par les orifices 25. Il en résulte, dans les produits coulés, des étranglements successifs qui facilitent le tronçonnage en longueurs élé- mentaires.
Pour accélérer le refroidissement du métal, des pièces métalliques pleines ou creuses, telles que 26 (fig. 8) peuvent être noyées dans la masse du moule 2, ces pièces pouvant constituer ou non une partie de la paroi interne des formes et venir ou non au contact des châssis 1 et de la plaque de fonte 17. Ces pièces métalliques 26 peuvent être pleines ou percées de trous 27 et 28 (fige. 8 et 10).
Dans les trous 27 et 28, on peut augmenter encore la vitesse de refroidissement par la mise en circulation d'un fluide refroidissant liquide ou gazeux.
On peut obtenir un résultat comparable en faisant circuler dans les tubes 29 disposés autour des alvéoles des moules, un fluide refroidis-
<Desc/Clms Page number 8>
sant, liquide ou gazeux. Ces tubes peuvent être percés de trous 30 pour injantion du fluide dans la masse des moules.
Les pièces métalliques ou les tubes peuvent intéresser une partie ou toute la hauteur des alvéoles pour augmenter la vitesse de solidification des produits coulés à leur partie supérieure ou sur toute leur hauteur.
On donne, ci-après., un exemple de coulée de billettes carrées de 120 mm, en acier non calmé.
Un châssis carré, en acier nervuré, de 30 mm d'épaisseur, de 2 m x 2 m et de 1 m de hauteur, articulé sur trois angles le quatrième pouvant être fermé au moyen de trois boulons à clavette et être ouvert par l'enlèvement des boulons et des clavettes.. est prévupour la coulée de 112 billettes de 1 m de hauteur. Poids unitaire: 112 kg. Poids total: 12 T.500.
Le la, contenu. par ce châssis? est constitué par du sable alumineux ou siliceux pour fonderie d'acier. Ce sable peut être choisi pour cou- lée après séchage des moules.$ ou pour coulée à vert sans séchage des moules.
A titre d'exemple, les alvéoles des moules sont réalisés en em- ballant au moyen d'une machine à mouler par secousses ou par projection., le -sable autour d'un groupe de 112 poinçons en acier., de 122 m, fixes sur une tôle de fond.
Nous décrirons le moulage sur machine à secousses. Sur la tôle de fond est place un peigne portant 112 ouvertures de 123 mm et un plateau circulaire central de 150 mm de hauteur pour le centrage du tube destiné au passage de la lingotière--mère,
La tale portant les poinçons, doublée par la t8le perforée dont il est question ci-dessus, garnie d'une poudre sèche, est placée sur le pla- teau d'une machine à secousses. Elle est recouverte par le châssis carré de 2 m x 2 m x 1 m et une rehausse de 350 mm pour contenir le sable non tasse.
Coiffant le poinçon central., on dispose., au centre du châssis? un tube de 400 mm de diamètre intérieur et 1 m de hauteur pour le passage de la lingotière-mère. Le châssis et sa rehausse sont remplis de sable. Au- dessus du sablea on place une tôle épaisse perforée de 112 trous de 123 mm et d'un trou central de 420 mm, pour assurer, par son inertie, le serrage régulier du haut en bas du moule. gpocés serrage du sable au moyen de la machine à secousses, le groupe de poinçons est extrait du moule en sable par le bas. la tôle perforée restant fixée à la partie inférieure du châssis pour soutenir le sable du moule au cours de cette extraction.
L'excès de sable, à la partie supérieure du moule, est arrasé au moyen d'une règle.. de manière qu'il ne déborde pas la partie supérieure du châssis.
La tôle perforée est enlevée à la base du châssis. D'autre part.. on a préparé à sec, dans une plaque en fonte, 1-'appareil de briques de fond et des plateaux, cens-ci percés., au total de 112 trous de 30 mm correspondant aux centres des alvéoles du moule.
La plaque en fonte porte, au milieu d'un côté,, un logement rectangulaire à grand axe horizontal, destiné à recevoir un vérin de 100 T domt le cylindre., alimenté par une pompe électrique à huile, à pression relativement élevée, peut être suspendu au crochet d'un pont roulant et relié au vérin par une canalisation souple. Le piston du vérin s'appuie sur un côté du châssis dont la base est renforcée par des nervures intérieures, pour résister à l'effort du piston et le transmettre à la masse du moule, de manière a opérer, après coulée, un déplacement de la masse du moule sur une distan- ce de 100 mm environ, et le cisaillage des queues de coulée de chaque billette.
Il a été préparé également un plateau en fonte, en une ou plu- sieurs pièces de 100 mm de hauteur environ, formant couvercle, percé de part en part, au droit du centre de chaque alvéole, d'un trou conique vers le
<Desc/Clms Page number 9>
bas. Le diamètre de la partie inférieure de ce trou conique est d'environ 45 mm et le diamètre de la partie supérieure d'environ 30 mm.
Entre ces trous coniques sont disposés des trous cylindriques de 30 mm environ, percés sur toute la hauteur du plateau et destinés à l'é- chappement des gaz contenus dans la masse réfractaire du moule.
Les trous coniques sont garnis chacun d'un tube conique en sa- ble à noyaux, dont les diamètre des extrémités correspondent aux diamètres inférieur et supérieur des trous coniques du plateau. L'intérieur de ce tu- be est profilé suivant un cône creux,, formant évent, de 25 mm environ de diamètre à la tase et de 5 mm de diamètre au sommet., pour assurer le départ de l'air et des gaz s'0chappant de l'acier au cours de sa montée dans les alvéoles.
Le châssis contenant les alvéoles ménagés dans la matière réfrac- taire du moule,est déposé sur la plaque en fontemmie de son garnissage ré- fractaire.
Pour centrer les alvéoles en correspondance avec les trous ver- ticaux d'alimentation de l'appareil réfractaire, un rebord de 150 mm envi- ron, à face inclinée de haut en bas vers l'intérieur, est prévu sur le pour- tour extérieur de la plaque en fonte.
Après dépôt du châssis sur l'appareil réfractaire, comme il est dit ci-dessus, on dispose à la partie supérieure le ou les plateaux en fonte garnis des noyaux creux en sable.
Dans le tube de 400 mm situé au centre du moule.. on descend un tube de 370 mm de diamètre extérieur garni de poteries réfractaires et d'un entonnoir composant la lingotière mère d'alimentation.
L'ensemble comprenant: le châssis contenant le moule en sable réfractaire, la plaque en fonte de base, le ou les plateaux en fonte disposés à la partie supérieure., et la lingotière mère,est placé sur un car de coulée.
Le car est introduit,. si on utilise un sable alumineux devant être séché, à l'extrémité froide d'un four tunnel de séchage, d'où il ressort à l'autre extrémité, au bout du temps nécessaire à l'enlèvement complet de l'humidité contenue dans le sable et les réfractaires.
Le car supportant ce châssis, et les autres cars semblables, chargés des châssis moulés et séchés précédemment., forment un train qui est dirigé dans le hall de coulée par une voie parallèle au grand axe des fours. Ce train peut être composé également de châssis non séchés pour coulée à vert.
Lorsque la poche de coulée est remplie d'acier, l'orifice inférieur d'écoulement est amené successivement au-dessus de chaque lingotière mère pour assurer le remplissage des alvéoles contenus dans les moules.
Ce remplissage est aussi rapide que possible. Le diamètre du siège de coulée est choisi de manière à assurer le remplissage des alvéoles dans un temps minimum, que l'on peut évaluer, dans ce cas, à trois ou cinq minutes.
L'alimentation de la mère est interrompue lorsque l'acier jaillit par les évents, dont le remplissage par l'acier suspend toute commun!cation entre l'air extérieur et l'intérieur des %alvéoles des, moules. Il en résulte une certaine pression à l'intérieur des alvéoles, provoquée par le dégagement des gaz de l'acier, ce dégagement étant contrarié par la pression existant dans les alvéoles des moules.
Après quelques minutes., dont le nombre correspond à la fin de la solidification de l'acier dans les sillons des briques de fond et de la brique centrale d'alimentation, la lingotière mère est retirée au moyen d'un pont roulant, la haute température de l'acier provoquant la rupture,
<Desc/Clms Page number 10>
à la partie inférieure de la lingotière mère., de l'acier contenu dans la colonne d'alimentation.
On procède ensuite au cisaillement des queues de la coulée de chaque billette par un déplacement du châssis au moyen du vérin hydraulique.
Le ou les cars, portant les châssis dont le moule a été rempli d'acier liquide.. sont envoyés à l'atelier de démoulage.
Après un espace de temps dépendant de la section transversale des produits coulés qui doivent être suffisamment solidifiés à la partie extérieure pour supporter leur démoulage, on enlève le ou les plateaux cou- vrant la partie supérieure du châssis.
On procède ensuite à l'enlèvement du châssis contenant le moule du dessus de la plaque où est place l'appareil de briques de coulée en source. Le châssis est ensuite déposé sur la table d'une machine à décocher. Il est procédé, à ce moment,à l'enlèvement des clavettes. On accroche à la chaine d'un pont roulant un des deux côtés du châssis par une oreille proche de 1-'angle portant les boulons à clavette, et l'on fait décrire au crochet du pont roulant un mouvement circulaire horizontal., pour dégager le châssis et le développer en un châssis plan, composé des quatre parois latérales du châssis en acier reliées entre elles par une charnière d'angle.
Il est procédé ensuite à la désintégration du sable ou de la matière réfractaire du moule sur la machine à décocher, pour réaliser la libération, de leur gaine réfractaire, des billettes coulées.
Les billettes ainsi dégagées du moule$ peuvent être expédiées au four du laminoir à une température de 800 à 1000 .
Les durées des différentes opérations., décrites ci-dessus, sont d'environ 10 minutes pour lé montage de garnissage réfractaire de la base de fonte. Le remplissage,,, le serrage et Inachèvement du moule peuvent être réalisés en même temps que le montage ci-dessus, en 10 ou 15 minutes: la/15' Le dépôt du châssis sur la plaque de fond garnie de réfractaires,,le placement du ou des plateaux en fonte à la partie supérieure du châssis et le montage de la mère, réclament environ 10 minutes :10' Le dépôt du châssis sur le car et son acheminement à l'endroit de la coulée sont prévus en 5 minutes : 5 ' Le remplissage du moule, y compris le temps mort d'amenée de la poche audessus de chaque châssis demande 5 minutes :
5' L'enlèvement, après coulée, de la mère., le cisaillement des queues, le démontage du ou des plateaux de la partie supérieure, le transport sur la machine à décocher, l'enlèvement du châssis métallique contenant le moule et le décochage du moule sont prévus en 15 minutes-. 15'
Il reste à ajouter à ces temps d'op0rations, le temps de séchage du moule qui peut être supprimé par la coulée à vert.
En sorte que, pour un cycle d'opérations allant du début du montage du matériel à la mise à disposition des billettes au four du laminoir, il est à prévoir environ-. 50' étant bien entendu que si l'on prépare pour la coulée un grand nombre de châssis? les diverses opérations de préparation, de mise en place pour la coulée, de la coulée, du décochage des billettes, etc... peuvent être réalisées simultanément. Le nombre de châssis pouvant être préparés par heure de travail étant seulement conditionné par la durée du serrage du sable au moyen de la machine à mouler.
L'installation du matériel sur la machine, le serrage et son enlèvement demandant 10 à 15', il est prévu que l'utilisation d'une seule ma- chine à mouler permet la préparation de 4 à 6 châssis par heure de travail.
La préparation des moules pour les coulées s'échelonnant en 24 heures de marche des fours pourra dont être réalisée, par une ou plusieurs équipes, en moins de 8 heures.
Dans le hall de coulée, tout le matériel ancien utilisé po
<Desc/Clms Page number 11>
coulée en lingotières métalliques, aura disparu et sera remplacé par un train de cars supportant les châssis prêts à être alimentés en acier liquide.
Le travail dans le hall de coulée, sera donc limité au remplis- sage des moules, la préparation des moules et le décochage pourront être r0a lisés dans un atelier annexe.
Il en résulte, finalement, une importante économie de personnel, la suppression presque totale des équipes de bassin nécessaires à la prépara- tion des plaques de coudée, au montage et au démontage des lingotières, le travail étant limité au service des poches de coulée, et la possibilité de réaliser directement,dans le hall de coulée des fours à acier, des billet- tes carrées de 120 mm en acier non calmé, prêtes pour l'enfournement dans les fours des laminoirs finisseurs, sans qu'il soit nécessaire de dégrossir au blooming des lingots de poids élevé pour obtenir le même résultat, sup- primant aussi les pertes de métal et les frais d'exploitation occasionnés par cette transformation.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de coulée en course des métaux ferreux et non ferreux remarquable par l'utilisation d'un moule dont les parois en contact avec le métal coulé sont constitués par un matériau réfractaire à faible conductibilité calorifique.