Procédé de coulage centrifuge de métal dans un moule-rotatif et cuve de versement pour la mise en aeuvr e de ce procédé. La présente invention comprend un pro- (-('cl(- de coulage centrifuge de métal dans un moule rotatif et une cuve de versement pour la mise en aeuvre de ce procédé.
Le procédé de coulage centrifuge le plus couramment employé consiste à verser du métal fondu dans un moulé cyiindrique hori zontal rotatif, à, partir d'une cuve de verse ment d'extrémité et à. former le moulage en bélice, en déplaçant longitudinalement le moule et la cuve l'un par rapport à l'autre. Pendant cette opération, le métal est soumis à diverses forces. La première de celles-ci est la force poussant le métal le long de la. cuve. Cette force est cependant partiellement (-ompensée par le mouvement relatif du moule et de la cuve.
Habituellement, mais pas tou- ,;ours, la cuve reste stationnaire pendant que le moule se déplace sur elle, mais même si la cuve se déplace, pendant que le moule reste -i.xialement stationnaire, ce mouvement relatif absorbe une brande partie de la vitesse du courant. La seconde force à. laquelle le métal est soumis, résulte de la rotation du métal lorsqu'il est saisi par le moule. Une troisième force est la force centrifuge créée dans le mé tal par la rotation du moule et de son con tenu.
Pour obtenir un moulage ayant des parois uniformes, il est particulièrement important que le flux longitudinal du métal soit neu tralisé aussi rapidement que possible pour empêcher que l'écoulement se continue vers le bas du moule. Cette neutralisation est effec tuée non seulement par le mouvement longi tudinal relatif du moule et de la cuve, mais par la force centrifuge qui oblige le métal à s'étendre et à inverser en partie sa direction d'écoulement. La vitesse .à laquelle le moule doit tourner pour étendre le métal est cepen dant si grande qu'il se produit une forte ten dance à. la formation d'ondes et d'éclabuu#- sures.
Cette tendance est agravée du fait que le métal est habituellement versé de l'extré mité de décharge de la cuve, sous forme d'un ruban dont la dimension la plus grande est transversale à l'axe du moule. Il en résulte que ce ruban, en touchant le moule, est ba layé par la rotation et forme un tube paral lèle à l'axe du moule. Ce balayage et ce chan gement de direction provoquent des vagues et des éclaboussures qui ont un effet nuisible sur le produit moulé.
Les vagues produisent un tuyau d'épais seur irrégulière, vu qu'elles peuvent se soli difier avant d'avoir été réparties uniformé ment autour du moule.
Le mouvement longitudinal relatif de la cuve et du moule provoque une inclinaison selon le temps, du dépôt du métal, en diffé rents points le long du moule. En considé rant ce facteur temps, toute éclaboussure signifie que le métal d'une surface donnée n'a pas été refroidi partout en même temps. Par exemple, les gouttes qui éclaboussent sur une section qui n'a pas encore reçu de métal, se solidifient avant la solidification du cou rant qui est ensuite versé sur cette section. Par conséquent, ces gouttes ne fondent pas dans le corps du tuyau lorsque celui-ci est coulé sur elles et produisent des défauts dans l'article terminé, appelés habituellement écla boussures.
Le but de la présente invention est de diminuer l'éclaboussement et l'ondulation du métal qui se produit lorsque l'on emploie le type actuel de cuves à. versement d'extrémité et lorsque l'on dépose le métal fondu dans le moule, de manière à produire un moulage meilleur et plus homogène.
Ce but est atteint en donnant au bec de versement de la cuve à versement d'extrémité une forme telle que le courant de métal est aminci et approfondi, de façon à sortir du bec sous la forme d'un ruban plût coulant de champ. Il en résulte que le métal touche le moule de champ, en ayant sa plus grande dimension le long du moule, ce qui est exacte ment l'inverse du cas résultant de l'emploi d'une cuve habituelle à. versement d'evtré- mité. De cette manière, le moule rotatif sai sit rapidement le métal et 1_e distribue avec peu d'éclaboussures et de vagues.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution d'une cuve pour la mise en ouvre du procédé, objet de l'invention.
La fig.l est un schéma montrant un moule, une cuve et les mécanismes associé pour la fabrication de tuyaux; La fig. ? est une coupe longitudinale il'un moule et un plan vu pardessus de l'extrémité de décliarce d'une cuve et du bec monté sir elle; lia fi'r. 3 est une vue en coupe selon l', ligne 3-3 de la. fig. 2, prie dans la direc tion des flèches;
La fig. .1. est une coupe. selon la ligne 4-T de la fig.2, prise dans la direction des flèches; lia fig. ;-) est une coupe selon la ligne 5-:i de la fig. 4, prise dans la direction des flèches; La fig. t> est une vue semblable à la. fi,,. I, sauf qu'elle montre le métal pendant le ver sement et pendant la formation d'un moula;@@@dans le moule;
La. fig. 7 est une vue en bout du bec de versement pendant l'opération de moulage, montrant le métal qui s'en écoule.
En référence plus particulièrement à la fig. 1, un type conventionnel de moule 1 est. représenté, monté de façon à pouvoir tourner dans un chariot l', ce dernier étant supporté par des roulettes 2. Le moule est mis en ro tation par un moteur 3 ou par un autre moyen d'aetionnement, l'entraînant à. l'aide d'un train d'engrenages -l. Les roulettes \? roulent sur un rail 5 incliné, comme l'indique la ligne 6. Des moyens (non représentés) Sont prévus pour déplacer le moule sur le rail 5.
On a représenté à la fig. 1 une poche de coulée 7 qui peut être de n'importe quel type, montée sur un support 8. Une cuve 9 à ver sement d'extrémité est supportée par une de ses extrémités sur le support 8. U n couloir de décharge 11 s'adapte à l'intérieur de la, Olive '.) pour recevoir le métal venant de la poche 7 et pour le transporter ait canal de la. cuve 9.
Au début d'une opération de moulage, le c liariot l' est déplacé sur le rail incliné 5, ,jusqu'à. ce que l'extrémité de la cuve 9 soit adjacente à. l'extrémité 1? évasée du moule. 11 est évident que l'invention est aussi bien destinée au moulage de tuyaux à extrémités unies, qu'à celui de tuyaux à. extrémités éva sées.
Dans le cas du moulage de tuyaux à extrémités unies, l'opération est commencée en versant le métal à l'extrémité éloignée du moule, correspondant à l'extrémité évasée 1?: 1.c# métal est déchargé de la poche de coulée 7 dans le couloir 1l, huis transporté par la. cuve 9 à. l'extrémité la. plus éloignée du saoule. clans le cas présent à l'extrémité éva sée 1.2.
Une fois que cette extrémité a été suffisamment remplie de métal, le chariot l' commence à descendre sur le rail incliné 5. Pendant ce mouvement du chariot, le métal forme à l'intérieur du moule des eouclies en Hélice, les couches adjacentes s'unissant au fur et à mesure due le coulage avance.
Ce qui précède est une description géné rale de la construction et du fonctionnement des machines à couler centrifuges du type à. versement d'extrémité. On va décrire mainte nant les modifications apportées à cette cons- truction.
En référence plus particulièrement aux ? à 5, la cuve 9 est composée d'une en veloppe 13 en un acier à point de fusion clevé, de préférence ,recuit, ou en une autre iii,itièra réfractaire appropriée. Un revêtement 14 est disposé dans le canal de cette cuve. ('e revêtement est de préférence en fonte de fer, mai: il peut aussi bien être en l'acier qui vient d'Être mentionné, en argile réfrac- tiiire ou en n'importe quel autre matière ré fractaire appropriée.
Le canal du revêtement 1-1 ;-st très large, ce qui facilite le nettoyage et ).'enlèvement de tout métal qui peut y rester après une opération de coulage. La forme du canal du revêtement 11 diminue é; ale- nient la surface en contact avec le courant de métal. en comparaison à nu canal plus étroit. Cette forme combinée avec la vitesse d'écoule ment du courant produite par la position inclinée de la cuve, empêche toute perte appréciable de chaleur du métal.
On remar quera que le canal du revêtement 14 de la cuve est uniforme sur sa, longueur.
Un bec 15 est fixé 'à. l'extrémité de dé charge de la, cuve par n'importe quels moyens produisant un joint étanche. Ce, bec peut être en fonte de fer, en un acier à point de fusion élevé ou en une matière réfractaire telle que de l'argile réfractaire. On remar quera, en se référant à la fig. 4, que le fond du bec 15 est de niveau avec le fond de l'en veloppe 13 (bien qu'il puisse être incliné) et qu'une partie 16 du bec s'étend à l'intérieur Cie l'enveloppe 13 et forme en fait un revête ment pour la partie de l'enveloppe ainsi occupée et constitue un support supplémen taire. Le canal de la partie 16 est<B>lé</B> même que le canal du revêtement 1.4, comme in- cliqué en 17.
Mais, à partir de l'extrémiti# de l'enveloppe 13, la base du canal descend, comme indiqué en 18, en se terminant dans une rainure 19. Comme représenté à la fils. ?. la rainure 19 s'élargit vers son extrémité libre, mais dans certaines conditions, ses cô tés peuvent être parallèles. Les côtés du ca nal convergent en 21 sur une certaine dis tance, puis (pratiquement au début de la rai nure 19) ils s'écartent comme indiqué en ?\?. Ceci forme une gorge dont le but est d'en fermer le métal et d'empêcher ainsi un étale ment latéral excessif, lorsque le ruban tombe dans le moule.
L'effet de cette configuration du bec. sur le courant de métal 215 est d'en diminuer la largeur et d'en augmenter la profondeur, en formant ainsi un ruban de métal qui coule de champ en ayant sa plus grande dimension dans le sens vertical, comme représenté à la fig. 6. On remarquera que le niveau du cou rant reste pratiquement celui du courant à l'intérieur de la cuve 9, mais que la profon deur augmente le long de la partie inclinée 18. Cette forme du courant est produite par la base inclinée et par les parois latérales con vergentes, ces deux facteurs se compensant plus ou moins l'un l'autre, pour maintenir le même niveau du courant que celui obtenu dans la cuve 9.
Le métal commence à, tomber vers le moule au moment où il atteint l'extrémité de décharge de la partie 18 oblique, c'est-à- dire la rainure 19, mais par suite de sa pro fondeur, la partie supérieure du flux est re tardée dans sa chute vers le moule, les parois ?? formant en fait: une aile, pour la rainure 1.9 et empêchant un étendage trop rapide du flux. Lorsque les ailes et la rainure 1.9 manquent, le métal a. tendance à tomber de l'extrémité du bec pratiquement sous forme d'une feuille perpendiculaire à l'axe longi tudinal du moule.
Cependant, avec la cuve selon la présente invention, le métal est vers(- sous forme d'un ruban qui est parallèle à l'axe longitudinal et par conséquent la, for mation de vagues que produirait naturelle ment la rotation du métal lorsqu'il toucha le moule est empêchée.
Les fig. 6 et 7 représentent la forme que prend le métal lorsqu'il quitte le bec. On. remarquera que le courant est comprimé en largeur au moment où il tombe à travers la rainure 19 du bec; ce courant peut être con sidéré comme formant des lamelles 24. Ces lamelles 24 modifient rapidement leur forme par la. rotation du moule et assument facile ment la. forme de la masse tubulaire du métal ?6. Par conséquent, toute tendance du métal à former des ondes ou à éclabousser est ré duite à. un minimum. On verra à la fil-. 6 que la masse 26 s'amincit comme en ?7 vers un point du moule, à l'arrière de la rainure 19.
Cette partie mince ? 7 avance graduelle ment au fur et à mesure que le moule se dé place le long du rail 5, ,jusqu'à ce que le mou lage soit de la même épaisseur sur toute sa longueur. Il en résulte que le tuyau moulé est exempt d'éclaboussures ou, d'ondulations solidifiées.
La, mise en auvre de la présente inven- lion peut se déduire: facilement de la descrip- tion précédente. Du métal est déposé dans ïc@ revêtemenl 1 1- et coule à travers ce dernier ,usqu'au bcv 15. Le courant est rasseniblr' dans ces becs par les parois 21 et augment de profondeur par suite de l'inclinaison duc fond du canal 18; il est aminci en largeur.
La gorge ?.1 amincit le courant à la largeur minimum désirée. La vitesse dit flux est di minuée pour s'approcher de la vitesse à la quelle le chariot 1' se déplace. Ceci. tend à. neutraliser la force créée par le mouvement longitudinal du chariot. De plus, comme in- cliqué ci-dessus, le métal tombe sur la paroi interne du moule, sous forme d'un ruban, le quel épouse rapidement la forme du moule.
Ceci réduit à un minimum les ondulations et les éclaboussures du métal, et évite les effet nuisibles des -procédés et des appareils em- plnYés jusqu'it'i.