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" Perfectionnements au. moulage des produits réfractaires "
La présente invention se rapporte a des produits ré- fraçtaires, et spécialement à la fabrication d'articles réfractaires fondus en plein et sans fentes ou. creux à l'intérieur.
Les articles réfractaires fondas du type auquel se rap- porte cette invention, sont fabriqués en soumettant à une haute température les matières brates, telles que les mi- nerais consistant en grande partie en alumine, silice, zirconiam et semblable, ce gai les fasionne et fond en- semble, ensuite elles sont versées dans les moales de fa- çon et grandeur convenables, et recuites. par suite de la grande différence en volume entre ces matières à l'état liquide et à l'état solide, le rétrécissement qai se pro- duit en se solidifiant, cause des vides ou. cavités dans le prodait fini.
Ceux-cisont connus dans la technique sous le nom de: retassement et sont nuisibles ,parce qu'ils
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augmentent la rapidité de la détérioration de l'article et en conséquence ils en raccourcissent la période d'utilité.
En plus, ces vides rendent la fonte plus légère et peuvent diminuer la poids spécifique de l'article en-dessous de cela.! de la matière avec laquelle il est employé. Ceci est surtout vrai lorsque le produit réfractaire est em- ployé pour revêtir les creusets pour fondre le verre, par- cequ'il pont communiquer à l'article ane tendance à se séparer de sa position prédéterminée et à flotter sur le verra fonda, surtout si le creuset est isolé extérieure- meut. De cette' façon la stabilité de l'article, et dans certaines circonstances son utilité, peuvent être dépréciée.
Un des bats de la présente invention est de permettre la fabrication d'an article réfractaire fonda, qui sera sans creux et les désavantages conséquente comme expli- qué pi-haat.
Une caractéristique de l'invention est la deuxième coulée de la matière réfractaire avant la solidification complète de la matière coulée d'abord d'où il résulte que le vide formé dans la matière de la première coulée par la solidification d'une partie, est rempli, et la matière réfractaire employée dans la seconde coulée s'unit avec celle de la première coulée pour former une masse homogène.
Le but ci-dessus et d'autres de l'invention, sont atteints par la pratique da procédé qui fait l'objet de la description de la présente invention, qui sera expli- quée et revendiquée dans la saite, et représentée sur les dessins annexés, sur lesquels:
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale par un moule et une coulés représentant la formation du vide dans la coulée à la fin de la première coulée;
La fig. 2 est une vue semblable représentant le mou- le préparé pour la deuxième coulée;
La fig. 3 est une vue semblable représentant le moule
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à la fin de la deuxième coulée et après la solidification du liquide dont l'article est formé;
et
La fig. 4 est un vue en perspective à une échelle réduite, d'un bloc fini fabriqué d'après la présente in- vent ion..
Le moule 10 peut consister en une substance et forme convenable quelconque, mais dans le but d'illustrer l'in- vention , on l'a représenté comme construit poar former un bloc réfractaire fondu, du type employé pour revêtir les creusets poar fondre le verre ou semblable. Le moule comprend les parois da fond, latérales et extrêmes 11, formées préférablement de sable aggloméré par l'huile de lin et cuit pour produire des plaques, qui sont réunies d'ane manière convenable quelconque, comme en les cimen- tant sur les bords adjacents pour former une botte.
Une plaque de dessus 12 est attachée aux bords supérieurs des parois latérales et extrêmes 11, et elle est manie d'une ouverture centrale ou porte 13, par laquelle la matière réfractaire est coulée.
Le moule est placé dans un récipient 14, en métal ou autre matière convenable et supporté à une distance déterminée du fond da récipient par une matière isolante convenable ou par des briques 15. Une plaque ll' peut être interposée entre les briquas et le fond du moule, mais elle n'est pas absolument nécessaire pour la présente in- vention. Une plaque 16 est posée sur la plaque supérieure
12 du moule, et pourvue d'une ouverture centrale 17 dispo- sée pour correspondre avec l'ouverture 13 dans la plaque 12.
Pour espacer le moule 10 des côtés du récipient 14, et pour empêcher les plaques 11 de bouger pendant ou après l'opération de la coulée, des briques isolantes 18 sont disposées , espacées par rapport l'une à l'autre. aux cô- tés du 'moule. Les intervalles entre les briques sont rem- plis de matière isolante convenable 19, telle que la
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" silocel " (terme de commerce pour la colite naturelle, an minerai siliceux).
Sapporté sur la plaque 16 se trouve an moula à tête morte 20 lequel, dans le cas actuel , comprend an corps cylindrique conique en fonte de fer ou semblable. La peti- te extrémité dadit moula à tête morte est disposée en haut, pour qu'il pàisse être facilement enlevé de la tête après la coulée. L'espace entre le moule à tête morte et les pa- rois da récipient 14 est remplie' de matière isolante 19, pour isoler le moule complètement et pour empêcher que la fonte ne se refroidisse trop vite.
Lorsque on désire conter an article, le moule, préparé comme décrit ci-@aut, est mis en place pour recevoir la matière réfractaire fondue, laquelle est alors coulée dans le moale par le moule à tête morte 20. La matière réfractaire fondue est coulée à une hauteur de env. 7,5 cm au-dessus de l'extrémité inférieure du moule à tâte morte, comme représenté dans la fige 1 et à cause du rétré- cissement de la matière en se solidifiant, la tête morte devriendra vide de matière fondue, et ainsi -il se formera un vide ou une cavité 21 dans la fonte.
Avant que l'objet fonda soit complètement solidifé, la matière isolante entre le moule à tâte morte 20 et le récipient est enlevée, ensemble avec le moule à tête mor- te, et la tête 22 formée par la solidification de. la ma- tière fondue à l'extrémité inférieur da moale à tête mor- te , est enlevé pour découvrir le vide, comme représenté dans la fig. 2.
On place alors une nouvelle plaque de couverture 12' sur l'objet fonda et le moule à tête mor- te est mis en place de nouveau., sur quoi on fait une deaxiè- me coulée, comme représenté dans la fig. 3, de sorte que la vide se remplit complètement et l'objet fonda, devientplein. la deuxième coulée se fait dans un court délai raisonna-
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ble après la première coulée. c.à.d. avant que le liquide de la première Goulée se soit complètement solidifié, de façon à ce que la matière de la deuxième coulée s'unira avec celle de la première ooalée, et formera une masse homogène.
Pour la deuxième ooalée le moale à tête morte 20 est presque rempli avec la matière réfractaire fondue, pour assurer ana quantité suffisante de la matière fondas poar remplir le vide.
Lorsque l'extériear de la deuxième tête 23 s'est soli- difié le moule à tête morte est enlevé et la tète morte est entourée de matière isolante. Lorsque l'articla fonda.
24 est complètement solidifié, la tête 23 est enlevée et une barbe 25 quelconque qui se serait formée en faisant cela, est lissée poar enlever les saillies inconvenables.
L'objet fonda, est ensaite couvert de matière calorifique et mis de coté pour refroidir, comme expliqué en détail dans le brevet n 1.615750 da 25 Janvier 1927 des Etats-Unis Après avoir été recuit, l'objet fonda, est enlevé et si dé- siré, une partie oa toutes les surfaces de celui-ci peu- vent être moulées lisse et rectifiées. il peat arriver qu'une grande barbe, cornue en 25, ne paisse convenir et puisque la grandeur de la barbe est déterminée par le diamètre de la porte de coulée, il Peut être convenable d'utiliser une porte relativement petite, et nécessiter ainsi l'emploi de plusieurs têtes mortes en succession, poar couler le liquide jusqu'à solidifica- tion complète de l'objet fonda..
Ensaite de la solidification rapide de la matière réfractaire fondue, et de la tendance à produire ana orou- te uniforme extérieare autour de l'objet fonda, en fai- sant contact avec les surfaces plus froides du moale, les objets qui ont une profondeur plaa grande qus la grandeur de l'ouverture de coulée, ne peuvent pas âtre coulés sans
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vides avec ane seule coulée, puisque la matière se solidi- fiera et fermera l'oavertare, et empêchera ainsi la matiè- re fondue dans le moale à tête morte, d'entrer dans le moule, au. far et à mesure qaa le contenu de celai-ci se rétrécit.
Ainsi on est obligé de faire plusieurs coulées successivement, comme mentionné, lorsque l'épaisseur de l'objet fonda est plus grande que le diamètre de la plus grande porte de coulée qai peut être employée poar le produire. Des objets pleins sans vides peavent être fabri- qués avec une seule ulée. si l'épaisseur de l'objet fon- da est moins qae le diamètre de l'entrée permise.
Il est donc évident, qu'en employant le procédé décria des articles réfractaires d'une épaisseur quelconque peu- vent être fondas pleins et sans vides et défauts sembla- bles.
Tandis qae dans ce qui précède on a représenté et décrit la réalisation préférée de cette invention, il faut comprendre que divers modifications dansles détails da pro- cédé et aass i des appareils employés, peuvent être faits sans sortir du cadre des revendications su inantes.
REVENDICATIONS.
1. procédé de fabrication poar les articles réfrac- taires fondas pleins, qui comprend la e oul ée de matière réfractaire fondue dans an moule, en permettant à une par- @ tie de ladite matière de se solidifier et de rétrécir et en ajoutant davantage de matière réfractaire fondue dans le moale, poar compenser le retrait de la matière coulée d'abord.
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"Improvements in the molding of refractory products"
The present invention relates to refractory products, and especially to the manufacture of fully melted refractory articles without slots or. hollow inside.
Fused refractory articles of the type to which this invention relates are made by subjecting brate materials, such as minerals, largely alumina, silica, zirconiam, and the like to high temperature, thereby fading them and bottom together, then they are poured into the marrow in a suitable way and size, and annealed. owing to the great difference in volume between these materials in the liquid state and in the solid state, the shrinkage qai occurs as it solidifies, causing voids or. cavities in the finished product.
These are known in the art as sinking and are harmful, because they
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increase the rate of deterioration of the article and therefore shorten its useful life.
In addition, these voids make the cast iron lighter and may decrease the specific weight of the item below it.! of the material with which it is used. This is especially true when the refractory product is used to coat the crucibles for melting the glass, because it communicates to the article a tendency to separate from its predetermined position and to float on the glass, especially. if the crucible is isolated from the outside- moves. In this way the stability of the article, and in certain circumstances its usefulness, may be impaired.
One of the battles of the present invention is to enable the manufacture of a fused refractory article which will be free from hollows and the consequent disadvantages as explained above.
A feature of the invention is the second casting of the refractory material before the complete solidification of the first casting material from which it follows that the vacuum formed in the material of the first casting by the solidification of a part is filled, and the refractory material used in the second cast unites with that of the first cast to form a homogeneous mass.
The above and other objects of the invention are achieved by the practice of the process which is the subject of the description of the present invention, which will be explained and claimed in the description, and shown in the drawings. annexed, on which:
Fig. 1 is a longitudinal sectional view through a mold and a casting showing the formation of the vacuum in the casting at the end of the first casting;
Fig. 2 is a similar view showing the mold prepared for the second casting;
Fig. 3 is a similar view showing the mold
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at the end of the second pour and after the solidification of the liquid from which the article is formed;
and
Fig. 4 is a perspective view on a reduced scale of a finished block made according to the present invention.
The mold 10 may consist of any suitable substance and shape, but for the purpose of illustrating the invention it has been shown as constructed to form a molten refractory block, of the type employed to coat crucibles to melt the material. glass or similar. The mold comprises the bottom, side and end walls 11, preferably formed of sand agglomerated by linseed oil and cooked to produce slabs, which are joined in any suitable manner, such as by cementing them at the edges. adjacent to form a boot.
A top plate 12 is attached to the upper edges of the side and end walls 11, and is handled by a central opening or door 13, through which the refractory material is poured.
The mold is placed in a container 14, made of metal or other suitable material and supported at a determined distance from the bottom of the container by a suitable insulating material or by bricks 15. A plate ll 'can be interposed between the briquas and the bottom of the container. mold, but it is not absolutely necessary for the present invention. A plate 16 is placed on the upper plate
12 of the mold, and provided with a central opening 17 arranged to correspond with the opening 13 in the plate 12.
To space the mold 10 from the sides of the container 14, and to prevent the plates 11 from moving during or after the casting operation, insulating bricks 18 are arranged, spaced apart from one another. to the sides of the mold. The gaps between the bricks are filled with suitable insulating material 19, such as
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"silocel" (trade term for natural colitis, a siliceous ore).
Brought to the plate 16 is a dead head mold 20 which, in the present case, comprises a conical cylindrical body made of cast iron or the like. The small end of said dead head moula is disposed at the top, so that it can be easily removed from the head after casting. The space between the dead head mold and the vessel walls 14 is filled with insulating material 19, to isolate the mold completely and to prevent the cast iron from cooling too quickly.
When it is desired to tell an article, the mold, prepared as described above, is set up to receive the molten refractory material, which is then cast into the marrow by the dead head mold 20. The molten refractory material is cast. at a height of approx. 7.5 cm above the lower end of the dead head mold, as shown in fig 1 and because of the shrinking of the material as it solidifies, the dead head will become empty of molten material, and so - a void or cavity 21 will form in the cast iron.
Before the molten object is completely solidified, the insulating material between the dead head mold 20 and the container is removed, together with the dead head mold, and the head 22 formed by the solidification of. the molten material at the lower end of the mortar head, is removed to uncover the vacuum, as shown in fig. 2.
A new cover plate 12 'is then placed on the melted object and the dead-head mold is put back in place, on which a second casting is made, as shown in FIG. 3, so that the void fills up completely and the object melted, becomes full. the second casting is done within a short period of time.
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ble after the first pour. i.e. before the liquid of the first gulp has completely solidified, so that the matter of the second gulp will unite with that of the first gulp, and form a homogeneous mass.
For the second alea the dead head marrow 20 is almost filled with the molten refractory material, to ensure a sufficient amount of the molten material to fill the void.
When the exterior of the second head 23 has solidified the dead head mold is removed and the dead head is surrounded by insulating material. When the article melted.
24 is completely solidified, the head 23 is removed and any barb 25 which would have formed in doing so is smoothed out to remove the unwanted protrusions.
The melted object is then covered with heat and set aside to cool, as detailed in US Patent No. 1,615750 of January 25, 1927 After being annealed, the melted object is removed and if disassembled. - if desired, a part where all its surfaces can be molded smooth and rectified. It may happen that a large beard, retort at 25, will not be suitable and since the size of the beard is determined by the diameter of the gate, it may be convenient to use a relatively small gate, and thus require 'use of several dead heads in succession, to run the liquid until complete solidification of the molten object.
As a result of the rapid solidification of the molten refractory material, and the tendency to produce an exterior uniform orouture around the molten object, by making contact with the cooler surfaces of the marrow, objects which have a flat depth. large than the size of the pouring opening, cannot be poured without
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empty with only one casting, since the material will solidify and close the oavertare, and thus prevent the molten material in the dead head marrow, from entering the mold, at. far and as qaa its content shrinks.
Thus one is forced to make several successively castings, as mentioned, when the thickness of the molten object is greater than the diameter of the largest pouring gate which can be used to produce it. Full objects without voids can be made with a single ulea. if the thickness of the molten object is less than the diameter of the permissible entry.
It is evident, therefore, that by employing the described method refractory articles of any thickness can be melted solid and free from voids and similar defects.
While in the foregoing the preferred embodiment of this invention has been shown and described, it should be understood that various modifications in the details of the process and the apparatus employed may be made without departing from the scope of the following claims.
CLAIMS.
1. A method of manufacturing for solid fused refractory articles, which comprises supplying molten refractory material into a mold, allowing part of said material to solidify and shrink and adding more material. refractory material melted in the moale, to compensate for the shrinkage of the material cast first.