BE534786A - - Google Patents

Description

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   On sait que dans la coulée des pièces de fonderie et en particulier des lingots de métal on doit maintenir en fusion la tête du lingot ou mas- selotte de façon que le métal en fusion vienne alimenter le corps de la pi- èce ou du lingot au fur et à mesure qu'il se solidifie en se retirant. 



   Pour réaliser cette prolongation de l'état liquide dans la tête du lingot ou masselotte on utilise soit des revêtements isolants et réfrac- taires, soit des revêtements exothermiques. 



   Les premiers empêchent la déperdition calorifique, les   seconds.-,,   par leur combustion, constituent une source de calories qui se trouvent ap- portées au métal. 



   Dans le brevet fraçais N  1.084.725 déposé le 12 Juin 1953 pour "Procédé de mise en oeuvre des produits exothermiques pour la coulée des lingots et matériel de fonderie pour son   application",   on a décrit un pro- cédé concernant essentiellement les produits exothermiques agglomérables et consistant à utiliser le produit exothermique sous forme d'un revêtement de la paroi du châssis de masselotte ou de la partie supérieure de la   lin-   gotière en ménageant une lame d'air entre au moins une partie du revêtement exothermique et la paroi. 



   Cette lame d'air agit comme calorifuge et évite les,pertes   impor-   tantes en calories qui se produisent autrement par conductibilité entre les parties en contact du produit exothermique et de la lingotière. 



   Or, on a constaté que le revêtement exothermique mis en oeuvre de cette façon ne brûle souvent que sur une partie de son   épaisseur.   En outre; la couche consumée au contact du métal est fortement isolante, de telle sorte que les calories ont tendance à être évacuées vers   l'extérieur.   Ces deux facteurs conduisent à   accroître   l'épaisseur du revêtement au delà de celle qui serait strictement nécessaire pour fournir à la masselotte les calories requises pour maintenir pendant une durée donnée le métal à l'état de fusion. Il en résulte une perte importante en produits exothermiques coû teux. 



   La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et a pour objet un procédé de mise en oeuvre des produits exothermiques agglomérables du type consistant à utiliser le produit exothermique sous forme d'un revêtement de la paroi du châssis de masselotte ou de la lingotière de manière à mettre le revêtement au contact du métal en fusion, constituant la masselotte, dans lequel on interpose, entre le revêtement exothermique et la paroi, une couche d'un matériau isolant. 



   Avec ce procédé la partie intérieure du revêtement en produit exothermique s'enflamme au contact du métal en fusion et envoie ses calories dans le métal. La partie extérieure empêche la diffusion des calories vers l'extérieur. 



   La couche isolante est de préférence réalisée avec un matériau isôlant et réfractaire, poreux naturellement ou artificiellement afin de permettre la diffusion des 'gaz de combustion ou des gaz occlus. 



   On a d'autre part constaté qu'avec le procédé ci-dessus la descente du métal s'effectue d'une façon très régulière, la surface supérieure restant plane, et qu'il était possible de réduire la hauteur du revêtement exothermique sensiblement à la zone dans laquelle se trouve au cours de la descente, la surface du métal. Suivant une caractéristique secondaire de l'invention, le revêtement est constitué par un revêtement isolant comportant entre le point maximum haut et le point maximum bas de la surface du 
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 métal dans la lingotière ou le moule un garnissage a.nt16ltit&m-a8ne..t:t'";cqT eh ,que , 

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 Ce perfectionnement présente plusieurs avantages.

   Non seulement, il permet de réduire la quantité de matériau exothermique mise en oeuvre mais en outre l'état de surface de la partie de la masselotte se trouvant en dessous du garnissage exothermique est très supérieur puisqu'il est analogue à celui d'un lingot coulé en moule de sable. Il donne donc un meilleur rendement 
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 en produits commerai.aJ.t.sables 0 "''',t'l.'';

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Le procédé objet de l'invention est de préférence combiné avec le procédé faisant l'objet du brevet   français ?     1.084.725,   c'est-à-dire que l'on prévoit une lame d'air entre au moins une partie de la face arrière de la couche isolante et la paroi de la lingotière, ce qui non seulement a comme résultat d'améliorer le calorifugeage de la masselotte mais encore   assu-   re la circulation des gaz de combustion et des gaz occlus ayant traversé la paroi isolante. Le rôle d'isolement de cette lame d'air étant toutefois rendu secondaire, il est posssible de réduire son importance. Des canaux collenteurs peuvent être éventuellement prévus dans la masse même de la couche isolante, à la jonction des couches exothermiques et isolantes ou dans la couche exothermique. 



   Il peut enfin pour certaines applications être intéressant de combiner des canaux situés sur la face externe de la couche isolante et sur la face interne de celle-ci et/ou dans la masse du matériau exothermique. Ces canaux collectent les gaz de combustion or, il a été constaté que cette combustion est incomplète et ces gaz présentent une énergie calorifique latente importante qui se trouve libérée lorsqu'ils arrivent dans une zone oxygénée, c'est-à-dire lorsqu 'ils sortent des canaux.

   Conformément à l'invention   et notamment ; lorsquele garnissage en produits exothermiques est limité   à la zone comprise sensiblement entre le niveau supérieur du métal en fusion et le niveau inférieur atteint après retrait et solidification,on prévoit des canaux collecteurs entre la face arrière du garnissage exothermique et le garnissage isolant, canaux qui débouchent à la partie supérieure du garnissage exothermique vers l'intérieur de la lingotière. Les calories dégagées par la combustion de ces gaz à l'intérieur de la rehausse limitent la déperdition calorifique de surface et permettent de réduire la couverte de produits exothermiques, couverte qui peut être enrichie en produits générateurs d'oxygène afin d'assurer la combustion desdits gaz.

   Dans ce cas, il y a intérêt à choisir la couche isolante peu perméable aux gaz ou de la rendre telle par un enduit tel que la colle de liaison entre la plaquette exothermique et le garnissage isolant. 



   L'épaisseur relative des deux couches peut être variable, elle est de préférence choisie de façon à substituer à la partie de la couche de matériau exothermique, dont les calories résultant de la combustion ne sont pas entièrement utilisées dans la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet du brevet français N  1.084.725, une couche de matériau isolant d'une épaisseur au moins égale. Cette épaisseur varie en pratique entre l'épaisseur et la moitié de l'épaisseur de la couche exothermique nécessaire pour assu- 
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 rer l'apport de calories requis en vue dm #àintief, de la tête de lingot. 



   La couche isolante peut être réalisée en tous matériaux isolants et notamment en sable siliceux aggloméré, en matériaux réfractaires tels que silice agglomérée, chamotte et kieselghur. Lorsque la couche isolante n'est pas poreuse naturellement par exemple une couche en chamotte, on réalise éventuellement dans celle-ci des perforations. 



   Le revêtement peut être monobloc et réalisé directement dans le châssis de masselotte ou la rehausse de lingotière par application d'une couche de matériau isolant, puis d'une couche de mélange exothermique. Il   @   est de préférence réalisé par plusieurs éléments préfabriqués assemblés 

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 dans le châssis de masselotte. La partie isolante et la partie exothermique peuvent être moulées et cuites indépendamment et réunies ultérieurement ; : avant où lors de la mise en place dans le châssis de masselotte, par   coll   notamment.

   Il est toutefois préférable de réaliser les deux parties sous for- me d'un élément monobloc moulé auquel cas on met dans le fond du moule d'a- bord le produit réfractaire puis le produit exothermique, on comprime la masse puis on porte l'ensemble dans un four de séchage ou de cuisson. 



   Si la section de la masselotte présente des angles on raccorde de préférence les faces du revêtement par un large congé, un angle vif favori- sant la solidification de l'arête et empêchant la descente du métal sur toute la périphérie. Le' congé est obtenu de préférence par le matériau isolant, ce qui permet de donner à la couche du produit exothermique une épaisseur uniforme. 



   La présente invention a également pour objet à titre de produits industriels nouveaux, les plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages, plaquettes comportant une couche de produit isolant doublée d'une couche de produit exothermique et notamment de telles plaquettes dans lesquelles le garnissage en produit exothermique est limité à une partie de la hauteur de la plaquette. 



   On décrira ci-après un exemple de réalisation du matériel pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels : fig. 1 est une vue en coupe suivant I/I de fig. 2. du châssis de masselotte avec son revêtement suivant un premier mode de réalisation. fig. 1-a est une coupe correspondante du châssis de masselotte avec revêtement partiel suivant un second mode de réalisation. fig. 2 est une demi-coupe suivant II/II de fig.1. fig. 2-a est est une demi-coupe suivant Il/Il de fig. 1-a. fig. 3 est une coupe en élévation du châssis de masselotte avec son revêtement suivant un troisième mode de réalisation. fig. 4 est une demi-coupe correspondant à la fig.2. dans une variante de réalisation. fig.

   5 est une coupe du châssis de masselotte avec revêtement   par-'   tiel suivant un quatrième mode de   réalisation.   fig. 6 est une vue en élévation frontale partielle du revêtement exothermique tel que réalisé à la fig. 5. 



   Dans les modes de réalisation représentés le châssis de masselotte 1 est monté sur une lingotière 2. Le châssis de masselotte a une section carrée et constitue un tronc de pyramide. 



   Le châssis de masselotte 1 prend appui sur le bord supérieur de la lingotière 2 par une embase 3, qui aux figs. 1 et 1-a, se prolonge de cinq à dix millimètres vers l'intérieur de manière à former une bandecontinue 4 en saillie sur tout le pourtour de la base. Des bandes 5 présentant, par rapport à la face interne du châssis de masselotte, la même surépaisseur que la bande 4 et perpendiculaire à celle-ci, sont réalisées sur les faces internes du châssis de masselotte. Le bord supérieur de ce dernier présente un rentré 6 qui limite l'ouverture utile de la rehausse. 



   Le procédé conforme à l'invention est mis en oeuvre par un garnissage constitué par quatre plaquettes trapézoïdales. A la   fige     1,   les plaquettes sont réalisées par une couche de produit isolant   7,  réfractaire et poreux, et une couche de produit exothermique 8 en contact avec le métal 

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 en fusion.Les bords latéraux 9 des plaquettes ainsi réalisées sont chanfreinés à   45    de manière à permettre leur assemblage dans le châssis et ils sont conformés de façon à réaliser un congé prononcé au point de jonction entre deux   plaquas.   Le bord inférieur 10 est également chanfrein. 



   A la fig. 1-a le revêtement exothermique 11 est limité sensiblement à la zone comprise entre le point maximum haut et le point maximum bas 17 du métal dans la lingotière Ces deux types de plaquettes peuvent être réalisées par moulage sous forme d'un élément monobloc ou être constituées par deux éléments moulés séparés réunislparcollage. 



     Au@   figs. 1,   1-a,   2 et 2-a, les plaquettes sont emboîtées à l'intérieur du châssis de masselotte avec interposition entre leur face externe   ci!    surfaces d'appui des bandes 4 et 5 d'une couche de celle réfractaire. Après emboîtement les plaquettes constituant le revêtement laissent entre elles; la paroi interne du châssis de masselotte 1 et les bandes formant nervures 4 et 5 une lame d'air 13 de cinq à dix millimètres d'épaisseur suivant la saillie donnée aux nervures, lame d'air qui constitue un isolement   calories   supplémentaire. Les plaquettes laissent subsister entre leur bord supérieur et le rentré 6 un intervalle par où peuvent s'évacuer les gaz occlus qui diffusent à travers les plaquettes. 



   A la fig. 3 les plaquettes sont réalisées dans le moule même par application d'une couche de produit isolant 7 et d'une couche de produit exothermique 8. Ce mode de réalisation est similaire au procédé de fabrication près à celui décrit avec référence aux fig. 1 et 2. Dans le mode de réalisation faisant l'objet de la fig. 4, des canaux collecteurs 14 sont prévus dans la masse isolante et à la jonction des couches exothermiques et isolante pour l'évacuation à la partie supérieure de la lingotière des gaz occlus. 



  Ces canaux 14 permettent de supprimer la lame d'air 13 des figs. 1 et 1-a dont le rôle isolant était secondaire. 



   Aux   figsa   5 et 6 le garnissage exothermique 15 est, comme aux figs. 



  1-a et 2-a, limité à la zone comprise sensiblement entre le niveau supérieur 16 du métal en fusion et le niveau inférieur 17 atteint après retrait et solidification et est emboîté et collé dans le garnissage isolant 18 pour former la plaquette de revêtement. 



   Les gaz de combustion du garnissage exothermique 15, se dégagent on grande partie vers la face arrière en raison des caractéristiques, de la masse déjà   brûlée   du revêtement, ces gaz sont évacués par des canaux 19 prévus entre la face arrière du garnissage exothermique 15 et le garnissage isolant 18. Ces canaux 19 débcuchent à la partie supérieure du garnissage exothermique 15 vers l'intérieur de la lingotière et les gaz viennent en 20 brûler à l'intérieur de la rehausse. 



   Il est bien évident que si les modes de réalisation   ci-dessus   décrits ont trait plus spécialement à la coulée des lingots, l'invention n   app@@@   également et dans les mêmes conditions à la coulée des pièces de   fond @@@   
REVENDICATIONS.

Claims (1)

1. 1 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie du type consistant à utilise@ le produit exothermique sous forme d'un revêtement de la paroi du châssis de masselotte ou de la lingotière, de manière à mettre ledit revêtement au contact du métal en fusion constituant la masselotte caractérisé en ce que l'on interpose, entre le revêtement exothermique et la paroi, une couche d'un matériau isolant 2 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon la revendication 1 caractérisé <Desc/Clms Page number 5> en ce que la couche de matériau isolant est réalisée en un matériau isolant et réfractaire naturellement poreux.

   3 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon la revendication 1 carac- térisé en ce que la couche de matériau isolant est réalisée avec un sable de fonderie aggloméré.

   4 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon la revedication 1 caractérisé en ce que la couche de matériau isolant est réalisée en un matériau iso- lant et réfractaire rendu poreux artificiellement.

   5 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon la revedication 1 caractérisé en ce que la couche de matériau isolant est réalisée en chamotte et munie de perforations perpendiculaires à sa surface.

   6 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'on limite le- revêtement exothermique à une par tie de la hauteur du revêtement isolant.

   7 ) Un procéde de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon la ravendication'6 caractérisé en ce qu'on limite la hauteur du revêtement exothermique à,la zone du revêtement comprise sensiblement entre le niveau supérieur du métal en fusion et le niveau inférieur atteint après retrait et solidification.

   8 ) Un procéde de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'on ménage un espace entre au moins une partie de la face arrière du revêtement isolant et la paroi de la lingotière.

   9 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 8 caractérisé en ce que des canaux sensiblement parallèles à sa surface sont ménagés à l'intérieur de la couche isolante.

   10 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 9 caractérisé en ce que des canaux sensiblement parallèles à sa surface sont ménagés à l'intérieur de la couche exothermique.

   11 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 10 caractérisé en ce que des canaux sont ménagés à la jonction des couches exothermiques et isolantes.

   12 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 7 et 11 caractérisé en ce que les orifices de sortie de canaux sont dirigés vers l' intérieur de la rehausse au-dessus du niveau du métal.

   13 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon la revendication 12 caractérisé en ce que la couverte est enrichie en produits générateurs d'oxygène.

   14 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'on réalise le garnissage directement dans le châssis de masselotte par application d'une couche de matériau isolant puis d'une couche de mélange exothermique. <Desc/Clms Page number 6>

   15 )Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulés des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'on réalise le garnissage par des éléments préfabriqués assemblés dans le châssis de masselotte.

   16 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 12 caractérisé en ce que la partie isolante et la partie exothermique sont moulées et cuites indépendamment et réunies ultérieurement par collage notamment.

   17 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 16 caractérisé en ce que les faces du revêtement sont réunies par un large congé.

   18 ) Un procédé de mise en oeuvre de produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon la revendication 17 caractérisé en ce que le congé est obtenu par le matériau isolant de façon à donner à la couche du produit exothermique une épaisseur uniforme.

   19 ) Des plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages utilisables dans les procédés de mise en oeuvre des produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 1 à 18 caractérisées en ce que ces plaquettes comportent une couche de produit isolant doublée d'une couche de produit exothermique.

   20 ) Des plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages utilisables dans les procédés de mise en oeuvre des produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon la revendication 19 caractérisées.en ce que le garnissage en produit exothermique est limité à une partie de la hauteur de la plaquette.

   21 ) Des plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages utilisables dans les procédés de mise en oeuvre des produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 19 et 20 caractérisées en ce qu'elles comportent des canaux collecteurs dans la masse de la couche isolante.

   22 ) Des plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages utilisables dans les-procédés de mise en oeuvre des produits èxothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendica- tions 19 et 20 caractérisées en ce qu'elles comportent des canaux collecteurs à la jonction des couches exothermiques et isolante.

   23 ) Des plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages utilisables dans les procédés de mise en oeuvre des produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon la revendication 22 caractérisées en ce que les canaux collecteurs prévus à la jonction des EMI6.1 couches exothermiquei B"è t;i.à.O:l:ânt.e; q.éliÈWt J.:bo:r:s s .giEl;n ,--ç.;-:d:dtt1"teqbhermiqùé;-éà6 limité, liauie;u:r>1##.11l<ttplaqu#t!e, 1 1z*l1ÓJl"d :$!T1j? ê:rd.;ur:'du 'niss4@:nertq ùharmique .

   24 ) Des plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages utilisables dans les procédés de mise en oeuvre desproduits exothermiques pour la coulé des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 19 à 23 caractérisées en ce que la couche isolante est du sable siliceux ag- gloméré.

   25 ) Des plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages utilisables dans les procédés de mise en oeuvre des produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendica' <Desc/Clms Page number 7> tions 19 à 23 caractérisées en ce que la couche isolante est de la silice agglomérée.

   26. ) Des plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages utilisables dans les procédés de mise en oeuvre des produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendica-' tions 19 à 23 caractérisée en ce que la couche isolante est du kieselghur aggloméré.

   27 ) Des plaquettes préfabriquées pour la réalisation des garnissages utilisables dans les procédés de mise en oeuvre des produits exothermiques pour la coulée des lingots ou pièces de fonderie selon les revendications 19 à 23 caractérisées en ce que la couche isolante est à base de chamotte.

   R E S U M E.

   Procédé pour la mise en oeuvre de produits exothermiques agglomérables dans lequel on interpose entre le revêtement exothermique et la par. roi de la lingotière une couche d'un matériau isolant.

   En annexe 2 dessins.