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PROCEDE POUR COULER EN LINGOTIERE DES CYLINDRES DE LAMINOIRS ET LINGOTIERE
POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
Les cylindres de laminoirs sont des outils qui doivent satisfaire à des exigences sévères, plus particulièrement au point de vue de la résistance à l'usure et à la rupture. Pour que les cylindres en fonte grise présentent le grain fin désiré et pour procurer aux cylindres en fonte trempée une surface trempée blanche, une grande partie des cylindres est coulée en hingotière. Les lingotières accélèrent la prise des couches extérieures des lingots, tandis que leur effet sur le noyau des cylindres coulés est faible. Ceci donne naissance à des tensions dans les pièces coulées, tensions qui, lorsqu'elles atteignent des valeurs trop élevées, spécialemeht dans des cylindres à haut alliage, peuvent avoir un effet très défavorable.
Pour supprimer cet inconvénient on propose, suivant l'invention, de retarder, lors de la coulée des cylindres en lingotière, le rayonnement de la chaleur de la lingotière en l'entourant d'un manteau constitué en une matière peu conductrice de chaleur. Par la coulée en lingotière les propriétés désirées, dureté et résistance à l'usure, sont obtenues. Etant donné que la lingotière elle-même est entourée à l'extérieur d'un manteau isolant, elle ne peut plus rayonner la chaleur vers l'extérieur après avoir rempli son office, c'estaà-dire après àvpir absorbé pendant les premières minutes la chaleur de la matière coulée après la coulée de celle-ci.
De cette manière la chaleur est retenue dans le système "lingotière-pièce couléea et le cylindre se refroidit très lentement et uniformément ; ces conditions les tensions qui se sont déjà produites dans la fonte sont éliminées intégralement ou partiellement. On pourrait désigner cette nouvelle méthode de coulée comme étant une coulée avec traitement thermique subséquent, puisque le recuit qui, jusqu'à présent, se faisait avec plus ou moins de succès après le démoulage du cylindre ou même après son dégrossissage, n'est plus nécessaire. De cette façon sont évités siumultanément le réchauf-
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fage éventuell pratiqué jusqu'à présent et le refroidissement du cylindre depuis une température variant entre 750 à 350 (suivant la nature de l'alliage) jusqu'à la température normale.
En opposition à ce qui précède, la solidification s'effectue très lentement et uniformément dans la lingotière isolée, sous contrôle spécial, sans que des tensions et, partant, des risques de fentes ne puissent se produite.
La comparaison du nouveau procédé avec la coulée classique en lingotière permet les constatations suivantes :
Lors de la coulée normale en lingotière, les températures intérieures suivantes sont relévées :
EMI2.1
<tb>
<tb> après <SEP> 20 <SEP> min. <SEP> 220
<tb> après <SEP> 30 <SEP> min. <SEP> 270
<tb> après <SEP> 60 <SEP> min. <SEP> 3650
<tb> après <SEP> 100 <SEP> min. <SEP> 430
<tb> après <SEP> 200 <SEP> mine <SEP> 4750
<tb> après <SEP> 400 <SEP> min. <SEP> 460
<tb> après <SEP> 600 <SEP> mina <SEP> 420
<tb> après <SEP> 1000 <SEP> mina <SEP> 340
<tb> après <SEP> 2000 <SEP> min. <SEP> 220
<tb> après <SEP> 5000 <SEP> min. <SEP> 100
<tb> après <SEP> 10000 <SEP> min.
<SEP> 50
<tb>
Lors de la coulée d'un cylindre identique dans une même Lingotière mais qui, suivant l'invention, est entourée extérieurement d'une matière peu conductrice de chaleur d'environ 350 mm, d'épaisseur, les températures suivantes sont relevées dans la lingotière:
EMI2.2
<tb>
<tb> après <SEP> 20 <SEP> min. <SEP> 2400
<tb> après <SEP> 30 <SEP> min. <SEP> 2850
<tb> après <SEP> 60 <SEP> min. <SEP> 3800
<tb> après <SEP> 100 <SEP> min. <SEP> 4450
<tb> après <SEP> 200 <SEP> min. <SEP> 5450
<tb> après <SEP> 400 <SEP> min, <SEP> 630
<tb> après <SEP> 600 <SEP> min. <SEP> 6550
<tb> après <SEP> 1000 <SEP> min. <SEP> 6550
<tb> après <SEP> 2000 <SEP> min. <SEP> 6400
<tb> après <SEP> 5000 <SEP> min. <SEP> 500
<tb> après <SEP> 10000 <SEP> min. <SEP> 2500
<tb>
Il ressort nettement de ces chiffres qu'après environ 100 min.
une accumulation extraordinaire de chaleur est provoquée pendant un très long temps dans le système "lingotière-pièce coulée ce qui produit un refroidissement extrêmement lent et uniforme du cylindre entier. L'invention est plus particulièrement de grande importance pour la fabrication de cylindres à tôles et de cylindres à cannelures dans lesquels on a disposé de fa- çon connùe sur la surface intérieure de la lingotière une couche de masse plastique d'environ 2 à 3 mm ou d'environ 6 à 12 mm. pour tempérer le refroidissement brusque de la lingotière, s'effectuant au commencement de la coulée, de façon que, dans le premier cas, se produise une structure reès fine et, dans le deuxième cas, une structure un peu plus grossière;
dans ce dernier cas,la structure plus grossière peut éviter les tensions prenant naissance dans la table des cylindres. Dans ces cas, le manteau isolant entou-
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rant la lingotière détermine une suppression des tensions de coulée, de façon que le nouveau procédé peut aussi être appliqué très avantageusement.
Suivant les exigences auxquelles le cylindre doit satisfaire en service,,là matière du cylindre, et plus particulièrement sa couche extérieu- re doit être différente d'un cas à l'autre, pour obtenir le plus granderen- dement possible. Pour cette raison il est également nécessaire d'effectuer le traitement thermique de façon variableC. Par exemple, le refroidissement d'un cylindre à tôles doit être réglé de façdh différente du refroidissement d'un cylindre dans lequel sont usinées plus tard des cannelmres plus ou moins profondes. En outre, la nature et la quantité des éléments d'alliage de la matière des cylindres joue un rôle prépondérant pour la méthode de re- froidissement du cylindre.
En développant l'invention, ces différentes conditions seront prises en considération par le fait que le retardement du rayonnement ther- mique par la masse peu conductrice de chaleur ne devient effectif que si une certaine température de la paroi de la lingotière correspondant à l'u- tilisation du cylindre et à l'alliage dont il est constitué, est atteinte.
La coulée du cylindre s'effectue donc d'abord normalement, c'est-à-dire de façon qu'immédiatement après celle-ci la lingotière puisse radier li- brement sa chaleur pendant un certain temps. Lorsqu'àprès un certain temps une température déterminée de la paroi de la lingotière est atteinte, (tem- pérature qui est contrôlée par exemple par un ou par plusieurs points de me- sure, disposés intérieurement), l'enveloppe peu conductrice de chaleur de la paroi extérieure de la lingotière est mise en action et de cette façon cette température est maintenue pendant un temps assez long en évitant au- tant que possible le rayonnement de la chaleur.
Dans ce but la lingotière est, de préférence, entourée à une distance déterminée d'un manteau, par exemple, en tôle, l'espace entre ce manteau et la lingotière étant bourré de matières isolantes faciles à introduire et à enlever, comme par exemple de la pyrite de soufflerie à gros grains. Etant donné, en outre, que la durée du rayonnement retardé de la chaleur de la lingotière est d'une im- portance décisive pour obtenir une certaine structure de la zone extérieure, l'invention s'étend encore à l'interruption du retardement du rayonnement de chaleur de la lingotière, suivant le diamètre du cylindre coulé et suivant son alliage, après un temps d'arrêt''d'environ 4 à 16 heures, pour permettre ensuite à nouveau un rayonnement normale de chaleur et, partant, un refroidissement plus rapide du cylindre.
Le temps d'arrêt qui doit évidemment être plus long pour un cylindre d'un plus grand diamètre que pour un cylindre d'un diamètre réduit,est, en outre, essentiellement réglé suivant la composition de la matière du cylindre et n'est pas limité aux valeurs indiquées ci-dessus : ce temps d'arrêt peut éventuellement être nécessaire et être choisi plus court ou beaucoup plus long.
Cette forme d'exécution'*du nouveau procédé consiste donc en ce que le refroidissement normal du cylindre par la lingotière est d'abord interrompu par accumulation de la chaleur, pour obtenir la structure désirée de la couche extérieure du cylindre et est ensuite accu!' après un certain temps pour ramener la vitesse de refroidissement à l'allure normale, afin d'éviter la formation de la structure grossière.
Pour la mise en oeuvre du nouveau procédé il est de préférence, fait usage d'un manteau entourant la lingotière à une certaine distance, dont l'extrémité inférieure soit son fond) est munie d'un ou de plusieurs orifices de vidange pouvant être fermés par des clapets ou similaires qui, en position ouverte et si l'espace créé est libre, provoquent un effet de cheminée en vue du refroidissement intensif de la lingotière.
De façon.à illustrer le nouveau procédé, le dessin annexé représente, à titre d'exemple, le refroidissement d'un cylindre suivant ce nouveau procédé, par une courbe de la température en fonction du temps,
Après la coulée il se produit d'abord un fort échauffement de la matière de la lingotière, ce qui correspond à un refroidissement brus-
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que de la zone extérieure du cylindre. Ensuite se produit un fort abaissement de la température par suite du rayonnement de chaleur de la lingotière. Après que la température de la paroi de la lingotière est tombée par exemple à 4000. La matière peu conductrice de chaleur est introduite entre le manteau et la lingotière. De ce fait, la température de la lingotière est maintenue autant que possible au même niveau, par exemple pendant 10 heures.
Après ce temps d'arrettla matière peu conductrice de chaleur est enlevée de l'espace entre la lingotière et le manteau en ouvrant les clapets du fond, il en résulte un énergique refroidissement de la surface extérieure de la lingotière par suite de l'effet de cheminée qui entraîne, dès ce moment, un rapide refroidissement de la paroi de la lingotière.
Le nouveau procédé convient aux matières faiblement ou hautement alliées des cylindres, ainsi que dans les cas où le graphite contenu dans le fer se présente, à la suite d'un traitement approprié, plus ou moins en forme de billes ou de noeuds.
Ce nouveau procédé peut également être appliqué à d'autres pièces coulées en lingotière.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la coulée en lingotière de cylindres de laminoirs, caractérisé en ce que, de préférence, le rayonnement de la chaleur de la lingotière est retardé en entourant la lingotière d'un manteau en une matière peu conductrice de chaleur.