1?,PROCEDE DE COULEE DE PIECES MOULEES"
L'invention est relative à un procédé de réglage et
de contrôle du poids prescrit de pièces moulées fabriquées en
grande série, en particulier de pièces moulées métalliques.
Dans différentes branches de l'industrie, les pièces
coulées sont fabriquées en succession rapide par coulée des
matières fondues avec consécutive solidification dans le moule.
Dans la plupart des cas, il est essentiel d'assurer
avec précision le poids prescrit, car même de petites variations
de celui-ci entraînent, lors de l'usinage, de sérieux inconvé-
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opérationnelle.
C'est ainsi que par exemple, un dépassement d'environ
2 % du poids d'anodes en cuivre provoque, lors de l'électrolyse, .
<EMI ID=2.1> .. suite de courts-circuits entre anodes et cathodes.
Un autre exemple, tiré de Il électrolysa du cuivre, montre les inconvénients d'un écart vers le bas par rapport au poids prescrit lors de l'utilisation d'anodes en cuivre d'un poids prescrit de 200 kg, celles-ci ont été, au cours de l'électrolyse, rongées de 174 kg, donc jusqu'à un poids restant de 26 kg, avant achèvement de l'électrolyse du bain. Des électrodes du même bain et d'un poids initial de 190 kg, soit donc inférieur de 5 % au poids prescrit, ont été, par suite des lois de l'électrochimie, également rongées de 174 kg, de sorte que le reste notait plus que de 16 kg. Par suite de la plus faible quantité restante de ces anodes, leur résistance était réduite au point qu'elles se sont brisées et sont tombées dans le bain,;, ou qu'elles se sont déformées. Les conséquences en ont été des courts-circuits, des dégradations du revêtement de base etc.
En outre, la présence de plusieurs anodes avec un.poids initial inférieur au poids prescrit a rendu obligatoire un arrêt prématuré de la circulation des anodes dans l'ensemble des groupes de bains.
Lors de la fabrication de fils, des variations dans le poids prescrit des pièces coulées, étant donné qu'elles se traduisent par des variations dans les dimensions desdites pièces, créent, au laminoir, des conditions différentes de chauffage et de formage, de longueur des fils et des cycles opératoires. Ceci conduit à des troubles de fonctionnement, notamment dans les installations fortement automatisées.
Lorsque comme moules, on n'emploie pas des coquilles entièrement fermées à l'exception des conduits usuels de coulée, mais bien des coquilles ouvertes vers le haut, il n'est pas possible, avec les méthodes connues et usuelles, sinon en <EMI ID=3.1>
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conserver, d'une pièce à l'autre, un poids prescrit correct lors de la fabrication, en succession rapide, de nombreuses pièces coulées identiques.
Il est vrai que l'on connaît le contrôle par pesée
des coquilles au cours de l'opération de coulée mais, par suite des effets dynamiques du jet de matière coulant dans la coquille, l'indication est sérieusement faussée, notamment dans le cas de l'emploi de petites coquilles sans conduit de coulée.
Il est exact que cette influence sur la précision de
la mesure est éliminée par d'autres procédés dont le principe repose sur la détermination soit pondérale, soit volumétrique, de la quantité recherchée, ce avant la coulée. Mais ces procédés présentent le grave inconvénient de nécessiter un ou plusieurs dispositifs de mesure qui, dans le cas de la détermination pondérale, doivent pouvoir osciller librement et, dans le cas
de la détermination volumétrique, nécessitent complémentairement des dispositif compliqués d'ouverture et indicateurs comme, par exemple, des flotteurs. Ils doivent éventuellement travailler sous atmosphère protectrice ainsi qu'avec chauffage d'appoint. Tous ces équipements additionnels sont très sensibles à l'action des souillures, des attaques chimiques par la matière de coulée ainsi qu'à celle des fortes températures éventuellement nécessaires. De plus, le processus de coulée est ralenti.
Le principal inconvénient de ces dispositifs est que, au cours des opérations de mesure, ils prennent de la chaleur
à la matière à couler. En conséquence, afin de compenser ces pertes, il faut porter la matière à des températures plus élevées que voulu pour la coulée ce qui, à côté d'inconvénients économiques (accroissement des besoins en énergie), peut conduire à des altérations de qualité p. ex. une absorption de gaz.
Le procédé de l'invention élimine les inconvénients des procédés connus, il rend possible un réglage et un contrôle du poids prescrit de pièces moulées coulées en grande série et convient particulièrement bien pour un réglage automatique du processus en vue de l'obtention du poids prescrit de pièces moulées et de leur fabrication sur des machines à couler, à partir de masses fondues mécaniques.
Suivant l'invention, la détermination du poids effectif de la pièce coulée s'effectue, après terminaison du processus de coulée, à des endroits de la machine où la masse fondue coulée dans la coquille s'est calmée ou est déjà solidifiée et où des vibrations provenant du fonctionnement ne se manifestent plus sur la machine. Cette détermination est, de préférence, effectuée en un point où est déjà réalisée une solidification superficielle'de la masse se trouvant dans la coquille, car ainsi on évite, lors des mesures, les erreurs de lecture provoquées par les oscillations de la matière encore liquide et, de plus, on s'assure d'un minimum de temps mort entre l'opéra- tion de coulée et la détermination du poids effectif.
On se sert de l'écart entre le poids effectif et le poids prescrit des pièces moulées pour le dosage de la quantité de matière se présentant lors de la coulée. Si nécessaire, les pièces dont le poids effectif sort des limites de tolérance sont écartées
au sortir de la machine et sont renvoyées à la fusion. La détermination du poids effectif des pièces s'effectue par pesée de. chaque coquille ou par mesure de la hauteur des pièces coulées.
La détermination du poids effectif par pesée s'effectue, dans le cas de machines à couler fonctionnant en continu, de la manière suivante : chaque coquille est disposée sur un ou plusieurs dispositifs de pesée montés sur la machine, p. ex.
des capteurs de pression, et la pesée s'effectue au point indiqué précédemment.
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n'est pas nécessaire de disposer chaque coquille sur son propre dispositif de pesée, mais la mesure peut s'effectuer, au point 'de mesure prévu, par ur. seul dispositif pour toute la machine. L'opération peut, par exemple, s'effectuer comme suit durant les temps 1'arrêt de le machine, le dispositif de pesée est amené sous les coquilles, les soulève de dessus leur support, en détermine le poids puis est retiré avant que ne s'accomplisse le prochain mouvement d'avancement de la machine.
On peut tenir compte de la tare de chacune des coquilles se trouvant au point de pesée, soit par soustraction de la tare de chaque coquille déterminée une fois pour toutes, soit par pesées, fréquentes ou systématiquea, des coquilles vides entre le point de vidange et le point de coulée avec report corres-
<EMI ID=6.1> . nation du poids effectif des pièces moulées, un procédé approprié de pesée pouvant alors être appliqué.
Le poids effectif peut également s'obtenir par une mesure de la hauteur d3 la pièce dans la coquille, p. ex. par sondage de la position en hauteur de la surface, opération qui peut éventuellement s'3ffectuer mécaniquement ou à l'aide de rayons dirigés et réfléchis. En fonction de ces poids au préalable empiriquement déterminés et correspondants à chaque hauteur, s'estime le poids effectif et son éventuel écart par rapport
au poids prescrit.
La conduite du processus de coulée s'effectue en fonction de l'écart entre le poids effectif et le poids prescrit,
de préférence, il est exécuté automatiquement.
Le processus de coulée peut être basé sur le maintien soit d'un poids moyen, soit du poids prescrit des pièces moulées.:.
La. quantité de la masse fondue coulant dans la coquille est estimée par la durée de la coulée en fonction de l'angle
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Ces trois variables se règlent, en cas de conduite manuelle du processus de coulée, à l'aide de tables ou de
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mesurées. La forme préférable d'exécution du procédé de l'inven-
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ration de coulée, se réalise par application d'appareils de calcul et de commande en soi connus. En s'appuyant sur une fonction établie empiriquement ou par calcul, fonction dans laquelle interviennent., comme paramètres, . l'angle d'inclinaison les accélérations positives et négatives du premier et du
second ordre nécessaires au processus de basculement et de relevée ainsi que le degré actuel de remplissage du récipient, le calculateur, par exemple un calculateur numérique, a pour première mission d'établir, pour le processus de coulée, des conditions telles que coule à chaque fois une quantité de
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sont alors introduites dans un appareil de commande qui contrôle' le réglage du processus de coulée. Dans une seconde phase, le calculateur procède à une comparaison entre la valeur prescrite et la valeur, également introduite, du poids effectif des pièces coulées, calcule, on vue de l'obtention de la valeur prescrite, les corrections nécessaires à la coulée de la pièce suivante et transmet les valeurs corrigées à l'appareil de commande.
La détermination du degré de remplissage du récipient
de transport ou de stockage peut, par exemple, s'obtenir par pesée, ce pour quoi l'axe du récipient repose sur des dynamomètres
Au lieu du calculateur, on peut également utiliser des corps profilés ou des cames qui sont électriquement ou mécaniquement amenés dans une position fonction des valeurs de départ
puis palpés.
Un appareil de commande effectue également le report
et le rattachement de la tare de chaque coquille en vue de la posée correspondante, ainsi que la mise à l'écart des pièces moulées qui, par suite de leur poids incorrect, sont à éliminer
à leur sortie de la machine.
L'appareillage de commande assure également les opérations de pesée ainsi que les mouvements d'avance et de retrait, éventuellement nécessaires à cette fin, du dispositif peseur,
en fonction du mouvement d'avancement de la machine.
Si, dans un même temps de coulée, plusieurs pièces
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nément alimentées par la matière en fusion, il existe souvent des différences de poids suivant le côté où se trouvent les pièces coulées dans un seul temps. Une telle différence est également signalée par la pesée suivant l'invention; l'écart peut se compenser en relevant ou en abaissant l'un des paliers du récipient de stockage..Cette opération de levée ou de descente résulte également d'un raccordement approprié entre le calculateur et l'appareil de commande.
Le mode opératoire conforme à l'invention est exemplativement décrit à l'aide d'une forme possible d'exécution de la coulée d'anodes et de cathodes en cuivre.
Le dispositif pour la coulée est schématiquement représenté aux figures 1 et 2. La figure 1 est une vue du dessus sur le dispositif et la figure 2 est une coupe sur une coquille en position de coulée sous le récipient de coulée.
La machine à couler se compose d'un carrousel',-21 sur
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rigole 25 dans la cuvette de coulée 26 dans laquelle les restes
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tion. Après solidification, les anodes sont retirées mécanique- , ' ment et enlevées à l'aide d'un extracteur 31. Les coquilles
22 sont alors nettoyées et enduites d'une masse de composition appropriée permettant d'éviter un collage des anodes fraîchement coulées.
Pour l'exécution du procédé de l'invention, chaque
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reposent également sur des dynamomètres. Les points de pesage
des dynamomètres sur le carrousel 21 et les dynamomètres des paliers 29 sont raccordés à un calculateur 32 et ce dernier est relié à un appareil de commande 33. Ces diverses adaptations peuvent s'apporter, sans modifications constructives fondamentales, sur une installation de coulée déjà existante.
Exemple d'exploitation 1.
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Sortant d'un four d'affinage 24 d'une contenance de 200 tonnes, un jet de cuivre s'écoule en continu, dans une cuvette de coulée
26, en passant par une rigole 25, pendant un temps de coulée
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trou de coulée du four, ce qui toutefois ne peut se réaliser que moyennant certains écarts sur la valeur prescrite de la coulée, laquelle correspond à la capacité maximale de coulée
de la machine, La grandeur de l'écart est fonction de l'habilité et de l'attention de l'opérateur.
Un second opérateur règle la coulée dans les coquilles
22 par variation, à scn estime, de l'angle d'inclinaison de la cuvette 27 et de la durée du versage. Des écarts entre le poids des anodes coulées et le poids prescrit sont ainsi inévitables. Le tableau 1 reproduit les poids effectifs des anodes coulées pendant une durée de 7 minutes. La capacité de coulée de la machine se monte à 45 tonnes de cuivre à l'heure et le poids . prescrit des anodes est de 300 kg.
Ainsi qu'il ressort du tableau 1, des écarts atteignant 6,7 % de la valeur prescrite se relèvent dans les poids effectifs des anodes, ce pendant la durée partielle extraite de la durée totale de 300 minutes de la coulée.
Exemple d'exploitation 2.
Cet exemple décrit une tonne possible d'exécution du procédé de l'invention. Par suite de l'utilisation des dynamomètres
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présence du second opérateur n'est plus nécessaire ou ne l'est
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En vue de faciliter la compréhension du procédé, les coquilles sont successivement numérotées,de 1 à 20 et les posi- tions fixes de la machine de coulée sont repérées de a à v.
Le point de coulée se situe en a, le dispositif extracteur est
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anodes fraîchement codées se refroidissent aux postes b à n; en g leur surface est durcie. La pesée des coquilles pleines
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Le poids théorique des anodes se monte à 300 kg. Dans <EMI ID=26.1>
tôles-mères d'un poids prescrit de 330 kg.
Suivant l'invention, les impulsions données par les dynamomètres 23 se trouvant, en v, sous les coquilles 22, pour la détermination de la tare desdites coquilles, sont introduites dans le calculateur 32. De même, les impulsions correspondantes provenant de la position b pour la détermination du poids total des coquilles sont fournies au calculateur 32. Par soustraction
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Le programme de travail du premier opérateur est identique ;
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Avant le début de la coulée de production, le second opérateur fait effectuer une ou deux rotations à la machine afin de '
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refondues. Le calculateur 32 enregistre simultanément la tare des
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le poids prescrit est de 330 kg pour les anodes pour tôles-mères.
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communiquée au calculateur 32, est fixé, pour chaque poids, , .:..prescrit, un programme qui est envoyé, pour chaque coulée, par <EMI ID=34.1> .fixe l'angle et la durée du basculement de la cuvette 26.
Un des paramètres de cette fonction est le degré de remplissage de la- cuvette 26, il est soumis à certains variations dépendant .du four d'affinage. En conséquence, le poids de la cuvette 26, poids qui est sensiblement proportionnel à son degré de remplissage, est, en tant qu'élément de la fonction, communiqué au calculateur par les dynamomètres.
Si l'opérateur enclenche alors le dispositif automatique, la cuvette 26 est inclinée et le et; ivre coule dans la coquille 1 pendant le temps nécessaire à l'obtention du poids prescrit, , ce sur base de la fonction de la coulée. La cuvette 26 est alors
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La coquille 1 se trouve alors an position b. Les dynamomètres 23 transmettent, de ce point, son poids total au calculateur 32. Ce dernier détermine, après soustraction de la tare et du poids prescrit, la différence Ap sur ledit
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correction de la coulée de la coquille 2, ce dans le sens d'une prolongation ou d'une réduction de la durée de basculement de la cuvette 26 ou d'une modification de son angle d'inclinaison, Même si le poids de la coquille 1 et, éventuellement, également celui de la coquille 2, ne correspondent pas encore au poids prescrit, ceux des coquilles suivantes s'en approcheront sans qu'il soit nécessaire d'apporter des corrections manuelles.
Pour les coquilles 6 et 7 des anodes pour tôles-mères, on coule uniquement suivant la "fonction", donc sans correction. Si l'on désire obtenir également ces anodes avec valeurs corrigées, donc avec poids tout-à-fait corrects, on doit alors équiper, soit tout le carrousel, soit de plus grands secteurs consécutifs, avec des coquilles pour anodes pour tôles-mères.
Le tableau 2 donne un extrait d'un exemple d'un processus normal de coulée.
Le tableau 2 reproduit le déroulement, respectant la cadence, du procédé de l'invention, on y a introduit, pour la bonne compréhension, des poids d'anodes tels qu'ils sont à attendre dans la pratique. Les chiffres indiqués entre parenthèses aux positions v et b se rapportent chaque fois aux coquilles s'y trouvant.
Par rapport aux procédés connus, le procédé de l'invention présente l'avantage principal de rendre possible une détermination correcte du poids effectif et le maintien commandé
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en fonction de celui-ci, d'un poids moyen ou prescrit des pièces ! moulées, sans que ne viennert au contact de la masse en fusion':
d'autres organes, que ceux usuellement nécessaires au processus
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et une commande entièrement automatiques de l'ensemble du
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REVENDICATIONS
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1. Procédé de réglage et de contrôle du poids prescrit ou du poids moyen de pièces moulées fabriquées en grande série sur des machines à couler, en particulier de pièces moulées métalliques, caractérisé en ce que le poids effectif des pièces est déterminé dans les coquilles après achèvement de la coulée et que l'écart entre le poids prescrit et le poids effectif est utilisé pour la commande du processus de coulée des pièces suivantes.