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Dans la fabrication de blocs d'acier calmé, l'on évite la formation de retassures et de ségrégations dans le bloc par l'emploi de chapeaux de moules. Ces cha- peaux sont faits en général de briques réfractaires qui ou lingotière sont maçonnées dans la partie supérieure de la coquille/ Les chapeaux peuvent également être amovibles .
Au lieu d'utiliser des briques réfractaires, il est possible d'utiliser une masse réfractaire à pilonner(foule que l'on pilonne entre un gabarit et un évidement de la partie supérieure de la coquille .Par suite d'une certaine conicité du gabarit, la masse pilonnée peut être enelvée sans dommages. Ce genre de chapeaux a par suite, généfale- ment, sa plus grande section à la partie supérieure.
C'est là un inconvénient en ce qui concerne le rendement lors du laminage des blocs* Ces difficultés s'accroissent avec la grandeur du bloc
Comparativement à d'autres genres de chapeaux, un chapeau pilonné a l'avantage qu'entre le chapeau et la paroi de la coquille il n'apparaît pas de fente ouverte dans la- quelle le métal liquide puisse s'infiltrer . Si cela se produit, le libre retrait de la peau du bloc est notamment contrarié et des fissures transversales peuvent se produire qui donnent lieu à la production de chutes lors du laminage.
Un genre particulier de chapeaux pilonnés, combi- nés à des coquilles plus larges placées en dessous,est connu.
Dans ce cas, on met en place dans la coquille, un bâti ré- glable qui repose sur le fond @ ou la plaque inférieure ou le sol- . Sur ce bâti, et à la hauteur voulue dans la coquille , on monte un gabarit dont la largeur diminue vers
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le haut,Un pilonne alors entre le gabarit et la paroi de la coquille, qui normalement ne présente pas d'évidement, une masse réfractaire pour le chapeau. Le bâti et le gabarit sont enlevés par l'extrémité ouverte du fond de la coquille, la coquille étant simplement soulevée du sol . Ce procédé pour la fabrication des chapeaux est compliqué et coûteux car il nécessite un temps relativement long pour monter, le bâti et le gabarit dans la coquille et les en retirer de nouveau a- près le pilonnage du chapeau.
Un autre inconvénient de ce gen- re de chapeuax réside en ce que l'on ne peut les utiliser qu'avec des coquilles plus larges en bas.
La présente invention permet de fabriquer des cha- peaux pilonnés de manière simple, convergents vers le haut.
Cela se réalise par l'utilisation d'un gabarit repliable ou démontable. Un tel chapeau peut être fabriqué rapidement et possède de bonnes propriétés d'isolement thermique.
L'invention a également pour objet un procédé de- fabrication de chapeaux se rétrécissant en haut, dans des co- quilles pour la coulée d'acier ou d'autres métaux. L'inven- tion est.caractérisée en ce que l'on introduit dans la coquille un gabarit repliable ou démontable qui s'applique contre la paroi intérieure de la coquille, en ce qu'on applique dessus, entre le gabarit et la coquille, une.masse réfractaire, et en ce qu'on tire le gabarit de la coquille après repli. Comme le gabarit est repliable ou démontable, il est facile de l'enle- ver de la coquille après que la masse réfractaire a été mise en place. Il importe peu qu'il s'agisse de coquilles plus lar- ges en haut ou plus larges en bas. Il importe peu aussi que la coquille soit ouverte ou fermée à la base.
Le repli du gabarit peut,par exemple, se faire de la même manière que le repli d'un parapluie.
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En comparaison d'autres procédés de fabrication de chapeaux pour moules, l'invention présente les avantages sui- vants :
1,- le chapeau est fabriqué à très bon marché, car le gabarit repliable ou démontable peut être utilisé une nom- bre quelconque de fois. En outre, comme matériau pour le cha- peau, on peut utiliser un matériau à très bon marché, par ex- emple on utilisera du sable siliceux, du laitier granulé ou analogue, en association avec un liant quelconque ou mélangé avec des produits chimiques durcissant convenables, par exem- ple suivant la procédé connu au gaz carbonique. La fabrica- tion des chapeaux ne demande que peu de temps et peu de frais en salaires.
2.- Le chapeau possède une forme appampriée en ce qui concerne le rendement, c'est-à-dire qu'il se rétrécit vers le haut. Il en résulte peu de recouvrements lors du laminagg et une moindre surface non isolée et une consommation moindre de moyens pour empêcher les retassures.
3.- Comme la masse à pilonner du chapeau peut être apportée dans la coquille sans qu'il soit nécessaire de pré- voir à l'extrémité supérieure de la coquille un évidement ou analogue, il est possible, en montant le chapeau a des hau- teurs différentes, de fabriquer des blocs de poids différents avec une seule et même coquille. Il est simple aussi de chan- ger la grandeur du chapeau en le remplissant à des hauteurs différentes et en l'adaptant de ce fait à la qualité d'acier correspondante.
. 4.- Par suite de la forme du chapeau qui est relati- vement mince à son extrémité inférieure et qui est plus épais. se à son extrémité supérieure , il ne se forme qu'un bord re- lativement étroit entre le corps du bloc et la masselotte.
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Dais d'autres genres de chapeaux, dans lesquelse bord doit devenir plus grand, il se produit des recouvrements ou d'autre difficultés lors du laminage des blocs. travailler
5.- Il n'est pas nécessaire de /- .. la face supé- rieure de la coquille. Ceci est nécessaire par exemple lors- qu'on utilise des chapeaux amovibles.
6.- En comparaison d'autres formes de réalisation de chapeaux, la forme pilonnée a l'avantage qu'entre le cha- peau et la coquille il ne se forme pas de fente ouverte dan
14quelle puisse entrer du métal fondu. Si ceci arrivait, il y aurait empêchement au retrait libre de la peau du bloc, et des fissures transversales pourraient se produire.
7.- Le gabarit est de préférence réalisé en forme de calotte. Il est fermé à son extrémité supérieure, ce qui empêche la masse pilonnée du chapeau de tomber dans la co- quille lors du remplissage.
8.- Le chapeau ne doit pas être descendu complète- ment dans la coquille. Le gabarit peut éventuellement être agencé dans la coquille à unauteur telle qu'il dépasse pour partie ou presque complètement au-dessus du bord supérieur de la coquille. La masse à pilonner dans le chapeau est pla- cée alors aussi bien autour de la partie du gabarit qui pion. ge dans la coquille, qu'autour de la-partie de la coquille qui dépasse hors de la coquille.
La partie du gabarit qui dépasse au-dessus de la coquille peut être entourée d'un col, par exemple de tôle d'acier, qui repose en haut sur la coquille. Cette partie peut converger vers le haut afin de pouvoir être facilement enlevée Pour autant que la masse de pilonnage soit assez solide ou puisse être traitée en sorte d'être.assez solide, on peut en- lever le col avant la coulée du bloc. Si la masse de pilonnage
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du chapeau n'a pas assez de solidité, on peut aussi laisser le col pendant la coulée. En particulier, lorsqu'une partie seulement du gabarit dépasse au-dessus de la coquille, il est superflu d'utiliser sur la coquille un col ou dispositif analogue quelconque.
Lorsque le chapeau dépasse au-dessus de l'extrémi- té supérieure de la coquille, le poids de coquille par tonne de bloc est diminué en conséquence. D'ailleurs, le bloc peut être extrait facilement pour autant que la masselotte s'éten- de vers le haut au-dessus de l'extrémité supérieure de la co- quille. Les propriétés d'isolement thermique du chapeau peu- vent être améliorées en maintenant la partie qui se trouve au-dessus de la coquille plus épaisse que ce serait possible si le chapeau était engagé complètement dans la coquille.
Dans la description précédente, on n'a pris en con- sidération que la coulée de blocs d'acier et de métaux en coquille. Le procédé suivant l'invention peut cependant être utilisé aussi pour former un entonnoir d'évent dans la fabri- cation de pièces coulées, d'acier ou d'autres métaux. Ceci se fait.par l'apport d'une masse à pilonner tout autour du gabarit qui est alors replié et extrait de l'évent qui est formé alors. De cette manière, on peut fabriquer un évent a- vec un espace creux se rétrécissant ,vers le haut, de manière beaucoup plus simple et moins coûteuse que jusqu'à présent.
Dans la fabrication d'un évent, le gabarit devrait avoir, de préférence, une section circulaire, en sorte qu'il ait en principe la forme d'un cône tronqué. De ce fait, on peut uti- liser un seul et même gabarit pour différentes grandeurs d'évents.
Particulièrement en ce qui concerne la fabrication de nièces d'acier coulé relativement grandes, l'emploi d'un
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évent à espace creux rétréci vers le haut est d'un avantage considérable. On utilise moins de métal fondu et moins d'a- gents contre la ségrégation et il y a moins de tendance à la formation de fissures dans la pièce coulée. Les difficultés de fabriquer des évents avec espaces creux rétrécis vers le haut d'après les procédés habituels sont si grandes, que dans bien des cas, on estime nécessaire d'utiliser des évents à espace creux rétréci vers le bas bien que ceux-ei soient an- ti-économiques à certains égards.
Une autre tâche de l'invention consiste à procurer un gabarit pour la fabrication de chapeaux et d'évents,pour le procédé suivant l'invention. Le gabarit suivant l'inven- tion consiste en une coiffe se rétrécissant' vers le haut composé d'au moins trois plaques séparées, le bord inférieur de la coiffe coincidant avec la section horizontale de la coquille dans laquelle le gabarit est utilisé et en ce que chaque plaque est agencée de telle façon qu'elle puisse être basculée en direction de l'axe médian de la coiffe pour per- mettre l'enlèvement du gabarit hors de la coquille sans endom mager le chapeau.
Le bord inférieur est conformé en coïncidence avec la section de la forme du bloc ou, si l'on considère des piè- ces coulées, avec la section de l'évent. Chacune de ces pla- ques pivote vers l'intérieur dans la direction de l'axe cen- tral du chapeau, pour permettre l'extraction du gabarit par le haut du moule ou de l'évent, après que la masse du chapeau ou la masse de l'évent ait été mise en place sans détériora- tion.
L'invention sera exposée dans ce qui suit à l'aide de dessins qui représentent des exemples de formes de réal. sation. On voit, en
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- Figure 1 , une coupe partielle de la partie supé- rieure d'une coquille avec un gabarit mis en place et une masse pilonnée entre le gabarit et la coquille; - Figure 2, le dispositif suivant la figure 1 vu d'en haut, mais sans masse pilonnée; - Figure 3, une vue correspondant à la figure 1 et montrant le gabarit replié avant qu'on l'enlève; - Figure 4 une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; - Figure 5, le gabarit appliqué à la fabrication de pièce de moulage en acier.
Le gabarit suivant les figures 1 à 4 consiste en que @ dans tre plaques qui sont articulées /. un tube ou analogue 2. Les plaques sont conformées de telle sorte qu'elles s'appliquent exactement dans les coins de la coquille quadrangulaire 13.
Le bord inférieur des plaques 1 est de préférence pourvu d'une bride 12. Par le tube 2 passe une tige 5 munie d'une poignée 4. Elle est pourvue à son extrémité inférieure de bras
6 dont les extrémités qui se font face sont reliées aux pla- ques 1.; Ces bras peuvent éventuellement être conformés élasti- quement. Dans la forme de réalisation des figures, il n'y a que deux plaques qui soient pourvues de bras, et en fait deux plaques qui se font face, cependant, toutes les plaques peu- ' vent être reliées par des bras 6 à' la tige du milieu 5. La tige
5 peut être fixée au tube ,2 au moyen d'une vis 7 ou d'une li- aison à baïonnette.
Sur le tube 2, il y a en outre deux bras
8 avec des'tubes 9 à leurs extrémités vers l'extérieur. Ces tubes portent des tiges 10 qui servent comme appuis pour le gabarit et qui, dans toute position, peuvent être fixées au moyen des vis 11. Il s'est avéré avantageux de relier les dif- férentes plaquer-contiguës du gabarit au moyen de minces chat- nes ou de moyens analogues, pour empêcher tout jeu entre le
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diverses plaques. Un tel assemblage des plaquer est réalisé de préférence de manière .élastique et en fait par l'adapta- spirale tion d'un court ressort ou ou par des cordes de caout- chouc.
Pour l'utilisation, le gabarit est descendu dans la coquille 13 jusqu'à ce que les appuis 10 reposent en haut sur le moule. La profondeur d'enfoncement du gabarit dans la co- quille dépend de la position des appuis 10. La poignée 4 de la tige 5 est poussée vers le bas. De ce fait, les bras 6 et les plaques 1 sont poussées vers l'extérieur, jusqutà.ce que les bords inférieurs des plaques s'appliquent à la paroi intérieu- re de la coquille. Les deux plaques supplémentaires, et en fait celles qui ne sont pas reliées à l'extrémité de la tige
5, sont poussées vers l'extérieur par les deux plaques dépla ' cées par les bras 6. La tige 5 est alors immobilisée par la vis 7.
Naturellement, toutes les plaques peuvent être re- liées par des bras à l'extrémité inférieure de la tige 5. Il peut alors être avantageux de rendre les bras élastiques,au moins les bras qui sont en liaison avec les plaques se trou- vant dans les coins du gabarit. On obtient ainsi toujours une bonne étanchéité entre gabarit et parois de la coquille, même lorsque la section de la coquille n'est pas exactement quadrangulaire mais est quelque.peu irrégulière.
Le nombre des plaques du gabarit peut être quelcon que et dépend, en général de la-forme et de la grandeur de la coquille. Il en faut cependant toujours au moins trois.
Eventuellement, on peut mettre un matériau de gar- nissage au fond de l'espace entre 'la paroi de la coquille et le gabarit. Le matériau de garnissage peut être par exemple de l'amiante,-de la paille, de la laine de verre ou un corps analogue. Il est possible aussi de disposer un fil de fer
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courbé ou agencé autrement comme armature à l'extrémité inf'.- rieure du cliapeau, avant que la masse du chapeau soit mise en place. La bride 12 au bord inférieur des plaques 1 donne au gabarit une plus grande résistance et au surplus au chapeau, à son extrémité inférieure, une certaine épaisseur et par sui- te de bonnes propriétés d'isolement thermique. Alors, la mas- se du chapeau est mise en place, on desserre la vis 7 et on ti- re la poignée 4-avec la tige 5 vers le haut.
Ceci replie le ga- barit, comme visible à la figure 3, le gabarit est ensuite re- tiré de la coquille et enlevé.
Un seul et même gabarit, comme le montre le dessin, peut être mis dans la coquille à différentes profondeurs. On peut ainsi avoir un bon contact entre les bords inférieurs des plaques 1 et la paroi intérieure de la coquille. Même lors- que les plaques 1 se recouvrent plus ou moins, le bord inféri- eur du gabarit présente toujours la forme d'une figure géomé- trique essentiellement régulière, dans le cas présent à peu près celle d'un carré.
La figure 5 montre l'application d'un gabarit re- pliable à la fabrication d'un évent dans un moule pour une pièce moulée en acier.
Au moyen d'un premier modèle, on forme de manière connue une cavité de moulage 21 et un jet 22 dans la partie de fond d'un châssis de moulage inférieur 23. Au moyen d'un deuxiè- me modèle, on forme une autre cavité de moulage 24 dans le châs- sis de moulage supérieur 26, avec la coulée 25, et cela éga- lement de manière connue. Le châssisde moulage supérieur est alors assemblé au châssis inférieur comme représenté à la figure 5. Le châssis de l'évent 27 est ensuite placé au-dessus, après quoi l'on introduit un gabarit 28 dans la partie supérieu- re de la cavité de moulage 24. Le gabarit dépasse vers le haut
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du châssis de moulage supérieur 26. On peut alors constituer par pilonnage autour du gabarit 28 un évent 29 avec un espace creux se rétrécissant vers le haut autour du gabarit 28.
La masse à pilonner est pilonnée entre le gabarit et le châssis d'évent 27. On replie alors le gabarit et on l'extrait de l'é- vent formé. Après moulage de la partie en entonnoir de coulée
30 et séchage éventuel le moule est prêt à l'emploi.
Si l'évenf était fabriqué avec un espace creux se rétrécissant vers le haut, sans utiliser un gabarit replia- ble ou démontable, il serait nécessaire de fixer le châssis d'évent 27 au châssis de moulage supérieur 26 et de fermer l'ér vent autour d'un modèle séparé pour 1'évent, au-dessus du modèlecorrespondant à la cavité 24. Le châssis de moulage su- périeur pourrait alors être soulevé et serait retourné pour enlever les modèles. Comme le renversement du châssis de mou- lage supérieur ne peut, dans ce cas, avoir lieu avant que le châssis de 1 'évent et le modèle de l'évent aient été immobili- sés en place et l'évent moulé, le renversement serait très compliqué et on courrait un grand risque de détériorer la paroi intérieure de la cavité du moule'.
L'enlèvement au modè- le de l'évent dans le même sens que celui du modèle pour la ..pièce à couler donne toujours lieu à des complications et n'est de ce fait pas toujours réalisable.
11 peut être avantageux parfois ae laisser en pla- ce le modèle pour la pièce coulée pendant le moulage de l'é- vent dans le moule. Alors cependant le gabarit repllable ou uémontable présente des avantages notables, car le gabarit peut être enlevé tout à fait indépendamment du modèle pour la pièce coulée.
A la figure 5, les lignes pointillées 31 indiquent la forme d'un évent qui a été fabriqué d'après les procédés
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connus. Par l'application de la présente invention, on a moins de perte de métal, et en plus le risque de la formation de fissures de retrait est évité.
Avantageusement, la masse de moulage autour du ga- barit est mise en place au moyen d'un projecteur de sable (tasseur de sable) qui est de préférence suspendu à une grue.
Avec le projecteur de sable, il est possible, de manière sa- tisfaisante, de mettre en place la masse de moulage dans une fraction du temps que nécessiterait la mise en place et le pilonnage à la main ou à l'aide d'outils pneumatiques.
On a obtenu, de bons résultats en utilisant le pro- cédé dit "au gaz carbonique", pour la fabrication des chapeaux suivant l'invention. Le matériau du chapeau, qui doit être absolument sec, est mélangé à une petite quantité de verre soluble puis mis en place par pilonnage. Ensuite, on insuffle dy gaz carbonique dans la masse pilonnée. Le gaz carbonique réagit' avec le verre soluble et il se forme un gel qui durcit la masse et lui donne en peu de temps une résistance apprécia- ble. La masse peut avantageusement aussi contenir une petite quantité d'un catalyseur pour accélérer la vitesse de la ré- action entre le verre soluble et le gaz carbonique.
Il s'est montré approprié d'utiliser comme matériau réfractaire des chapeaux, du laitier, par exemple du laitier de haut-fourneau. En contact avec le métal fondu, une mince couche du chapeau entre en fusion puisque le laitier possède un point de fusion relativement bas. Le laitier est cependant un bon isolant thermique. Par suite, la partie restante de la masse du chapeau ne fond pas. Lors du refroidissement du hloc ou de la pièce coulée, la couche fondue de la masse du chapeau se solidife et peut être facilement enlevée de la masselotte.
Un laitier convenable peut être obtenu facilement à bas prix comme déchet d'opérations métallurgiques. Comparativement à
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une masse de chapeau en sable siliceux, une masse de laitier présente l'avantage que l'isolement thermique du chapeau est amélioré, que la masselotte est plus propre et que les frais dus à l'emploi des matériaux sont moindres.
REVENDICATIONS. -
1.- Procédé de fabrication de chapeaux se rétrécis- ou lingotières sant vers le haut pour coquilles/pour la coulée de blocs d'a- cier ou d'autres métaux, caractérisé en ce qu'on introduit .dans la coquille un gabarit repliable ou démontable et en ce qu'on l'applique.à la paroi intérieure de la coquil- le, en ce qu'ensuite on applique dessus, entre le gabarit et la paroi de la coquille, une masse de chapeau, qq'on replie le gabarit et qu'on l'extrait de la coquille.