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Perfectionnements à la fabrication de pièces en métal coulé.
La présente invention est relative à la fabrication de pièces en métal coulé et concerne spécialement, sans tou- tefois y être limitée, la fabrication de lingots d'acier coulé.
Suivant le brevet belge 299.852 du 11 Août 1931, pour éviter certains défauts dans la coulée des lingots, on intro- duit dans le moule, à un moment déterminé de la coulée, un mé- tal ou alliage convenable à bas point de fusion.
Suivant la présente invention on évite ces défauts, ou certains de ceux-ci, en introduisant dans le moule un métal ou alliage à bas point de fusion, avant la coulée.
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Pour appliquer l'invention, on verse dans le moule une certaine quantité d'un métal aisément fusible, par exem- ple du plomb s'il s'agit de fabriquer des lingots ou des piè- ces coulées en acier, et on laisse solidifier ce métal avant de couler le lingot, ou bien on l'introduit dans le moule à l'état de corps solide de forme convenable, disque, plaque ou anneau par exemple. On recouvre le morceau de métal à bas point de fusion d'une plaque propre à constituer dans le moule un faux-fond dont la capacité thermique et la résistance à la transmission de la chaleur sont telles que le métal fusible ne commence à fondre qu'après que le lingot a été entièrement ou partiellement coulé.
Cette plaque peut être en toute ma- tière appropriée, par exemple de la fonte ou de l'acier, ou être formée de deux ou plusieurs matières, par exemple de fonte revêtue sur l'une ou ses deux faces d'une substance ré- frctaire mauvaise conductrice de la chaleur, telle qu'une feuille d'amiante. Au fur et à mesure que le métal fusible se liquéfie, il monte dans l'interstice qui se forme entre le moule et le lingot par suite de la contraction de celui-ci au refroidissement et/ou de la dilatation du moule provoquée par la chaleur.
On peut éventuellement accroître la résistance opposée au passage de la chaleur transmise par le métal fusi- ble au fond du moule et/ou à la partie inférieure de sa paroi, au point que la majeure partie de la chaleur dégagée par la partie inférieure du lingot serve à fondre le métal à bas point de fusion, et on peut déterminer le niveau que ce métal atteint dans le moule en réglant la quantité de métal fusible qu'on introduit initialement dans celui-ci, de manière qu'elle soit suffisante pour faire flotter le lingot.
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La vitesse à laquelle le métal à bas point de fusion se liquéfie détermine celle de la montre de son niveau dans le moule et, par conséquent, le degré auquel le refroidissement du bas du lingot est rendu plus actif que celui de sa partie supérieure. On peut modifier ce refroidissement progressif en variant la construction du moule, en épaississant sa paroi vers le bas, ou en le refroidissant artificiellement à l'ai- de d'un courant d'air circulant de bas en haut sur sa surface, par exemple.
Dans le cas de la coulée de lingots ou de pièces de dimension faible ou moyenne ou de lingots de section carrée ou polygonale, peu ou pas exposés à ce qu'il s'y produise des fissures, c'est-à-dire des défauts aux angles, on applique prin- cipalement l'invention en vue d'assurer que le refroidissement du lingot s'effectue de bas en haut. Toutefois, lorsqu'il s'agit de lingots de grande dimension, exposés à ce que des crevasses se produisent dans leur zône extérieure, il est nécessaire de contrebalancer l'effort de rupture exercé par le métal restant encore enfermé à l'état liquide dans la croûte extérieure solidifiée, à l'aide d'un fluide sous pression contenu dans l'interstice entre la surface du lingot et celle du moule, comme c'est décrit dans le brevet mentionné ci- dessus.
Lorsqu'on applique la présente invention dans ce but, la plaque ou faux-fond dont il a été question ci-dessus peut être de toute forme convenable et peut consister, par exemple, en une plaque ou un disque de faible épaisseur, plat, évasé ou en forme de cuvette, ayant une résistance à la transmission de la chaleur et une capacité thermique suffisamment faibles pour assurer¯que le métal fusible qu'il recouvre se liquéfie
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peu après le commencement de la coulée du lingot, et monte par conséquent entre le lingot et le moule alors que le ni- veau du métal coulé dans le moule est encore bas. Ainsi qu'on l'a expliqué, on peut également accentuer ou faciliter le refroidissement graduel du lingot, de manière que l'intensi- té de ce refroidissement décroisse du bas vers le haut du moule.
On peut assurer ce refroidissement progressif en chan- geant le niveau du métal fusible dans le moule, ce qui peut s'effectuer soit en modifiant la quantité de métal fusible introduite initialement, comme on l'a expliqué, soit en per- mettant à une quantité déterminée de ce métal de s'échapper du moule à un moment voulu, par un orifice normalement fermé à l'aide d'un bouchon fileté ou autre dispositif convenable, par exemple.
Dans certains cas on fond de préférence le métal à bas point de fusion en deux phases, un procédé utilisé à cette fin consistant à placer une certaine quantité de métal fusible dans le fond du moule, à le recouvrir d'une plaque, et à placer ensuite au-dessus de cette plaque une quantité supplémentaire de métal fusible, qu'on recouvre d'une deuxiè- me plaque. La deuxième plaque possède une capacité et une résistance thermique faibles, tandis que celles de la premiè- re plaque sont sensiblement plus fortes.
Lorsqu'on coule le lingot, le métal fusible contenu entre la première plaque et la deuxième se liquéfie rapidement, monte dans l'interstice formé entre la face externe du lingot et la paroi du moule, et fait flotter le lingot jusqu'à ce que la coulée soit ache- vée et pendant un temps suffisamment long pour permettre à la croûte extérieure du lingot de se solidifier au point de pouvoir retenir sans danger de rupture le métal en fusion
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qu'elle contient. A ce moment on peut évacuer du moule, par un orifice convenablement commandé, une quantité suffisante de métal à bas point de fusion pour que le lingot redescende et vienne reposer sur la plaque inférieure.
On referme alors le trou de coulée du métal fusible, dont le morceau situé sous la première plaque, ou plaque inférieure, fond lentement grâce à la résistance de celle-ci au passage de la chaleur. Du métal en fusion monte alors de nouveau entre le moule et le lingot, et on peut procéder au refroidissement de celui-ci du bas vers le haut pendant les phases finales de sa solidification.
Il peut éventuellement être nécessaire de prévoir des moyens d'empêcher que la plaque inférieure ne se mette à flotter lors de la liquéfaction du premier morceau de métal fusible, par exemple des rebords ou saillies dans le fond du moule., sous lesquels on dispose la plaque.
Lorsqu'on utilise plus d'une plaque ou faux-fond, ces plaques et/ou les morceaux de métal fusible qu'elles re- couvrent peuvent être en métaux différents, ou avoir des cha- leurs spécifiques et des conductibilités thermiques ou des points de fusion différents.
Le dessin annexé représente schématiquement trois coupes verticales de moules à lingots suivant l'invention, contenant des plaques de métal à bas point de fusion.
La Fig. 1 montre en 1 le corps du moule, en 2 une plaque en métal à bas point de fusion, en plomb par exemple, dans le cas où il s'agit de couler des lingots d'acier,et en 3 une plaque constituant le faux-fond du moule.
Sur la Fig. 2, le métal à bas point de fusion est en deux parties, dont la première consiste en une plaque 4 logée dans un évidement ménagé dans le fond du moule, la seconde
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étant formée d'un anneau 5 situé un peu plus haut que la pla- que 4 et reposant sur un rebord voisin du fond du moule. Les morceaux 4,5 peuvent être d'un même métal fusible ou de mé- taux différents,et sont tous deux recouverts d'une plaque 6 de section convenable, constituant un faux-fond. Sur cette figure, la partie inférieure du moule 1 est plus épaisse que sa partie supérieure.
La Fig. 3 montre deux plaques de métal à bas point de fusion 7, 8, disposées au fond du moule et séparées par une plaque 9, formée d'une matière différente ayant une capacité et une conductibilité thermiques convenables, la plaque supé- rieure 8 étant à son tour recouverte d'une plaque 10, formant le faux-fond du moule et ayant également des propriétés ther- miques convenables,qui peuvent toutefois être différentes de celles de la plaque 9. Le corps 1 comporte un orifice 11 com- muniquant avec l'intérieur du moule, qu'on peut fermer à l'ai- de d'un obturateur 12 susceptible d'être vissé dans une pièce appropriée 13, ou ouvrir en dévissant cet obturateur, en vue d'évacuer le métal fusible du moule au moment voulu.
La figure 3 montre également une broche 14 vissée à travers la paroi du moule, destinée à empêcher que la plaque 9 ne se soulève lorsque la masse de métal fusible 8 se liquéfie.
Quoique dans les modes d'exécution de l'invention qu'on a décrits on place directement le métal fusible dans le fond du moule, ce qui est avantageux et préférable en général, l'invention n'est pas limitée à cette disposition du métal fusible dont on peut, si on le désire, placer un ou plusieurs morceaux à des niveaux différents, ou au haut de la pièce cou- lée, ou encore au sommet ou près du sommet de celle-ci. Lors- que la chaleur transmise par le lingot fait fondre ce métal
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fusible, celui-ci s'écoule sous l'effet de la pesanteur dans l'interstice formé entre le lingot et le moule, des moyens convenables étant prévus pour l'admettre dans cet interstice.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Procédé pour la fabrication de pièces en métal coulé, caractérisé en ce qu'on introduit un métal à bas point de fusion dans le moule avant d'y couler le métal à mouler.