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Procédé et moyens perfectionnés de production de billettes creuses pour la fabrication de forets.
La présente invention est relative à la fabrication et à la production de barres creuses ou autres corps tubulaires ou creux, et plus particulièrement à la fabrication et à la pro- duction de lingots creux pour l'obtention de forets creux et autres.
Dans la production de billettes, barres, blooms creux ou autres, par exemple de lingots pour la fabrication de forets creux, on a déjà proposé de couler du métal en fusion autour d'un noyau plein ou tubulaire formé d'une matière appropriée. ce procédé est généralement réalisé en coulant de la fonte ou de l'acier dans des moules d'une dimension telle qu'on obtien- ne des lingots propres à être laminés directement, supprimant ainsi toute opération supplémentaire de réduction des lingots.
Dans cette opération de coulée, un certain nombre de moules sont réunis en un seul groupe pour la production simultanée d'un
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certain nombre de lingots. Suivant ces procédés, le métal en fusion est introduit dans les moules par en dessous par des ouvertures communiquant avec un canal d'admission commun, de façon que le métal s'élève dans les moules.
Les moules utilisés dans les dits procédés connus de fa- brication sont composés de plusieurs parties assemblées, les moules étant reliés, à la base, à un récipient en matière ré- fractaire, ce récipient présentant un canal servant à l'admis- sion de métal en fusion et communiqu ant avec l'intérieur du moule par deux ouvertures ménagées symétriquement dans le fond du moule par rapport au noyau autour duquel le métal doit être coulé, le dit récipient présentant également un évidement pour centrer l'extrémité inférieure du noyau. Afin d'empêcher le métal de déborder, le moule est pourvu d'un couvercle, qui sert également à centrer l'extrémité supérieure du noyau.
Les procédés décrits présentent plusieurs inconvénients importants, qui en réalité les rendent pratiquement inutilisa- bles, notamment du fait de la construction des moules.
Ainsi, en raison des faibles dimensions des lingots et, par conséquent, des moules, les ouvertures d'admission du métal en fusion, ménagées dans le fond du moule, seront situées si près du noyau, autour duquel le métal doit être coulé, que la partie inférieure du noyau adjacente aux ouvertures d'admission, fondra par places, et, si ce noyau a une forme tubulaire, elle se brisera, ou, si les ouvertures d'admission sont formées plus près des parois du moule, ces dernières seront endommagées par le métal en fusion. En outre, la retassure ou retassement formé à l'endroit où le métal coulé s'est solidifié s'étendra loin vers le bas à l'intérieur du lingot.
Aucun des types de gueuse intermédiaire (ou masselottes) connus jusqu'ici, pour empêcher la formation de retassure dans le lingot proprement dit en limi- tant la retassure au métal à l'intérieur de la masselotte, ne pourrait être utilisé dans ces procédés, car, pour les raisons indiquées ci-dessus, la partie supérieure des moules doit être fermée .
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Un autre inconvénient de ces procédés connus consiste en ce que, par suite de l'emploi d'un certain nombre de moules réunis en un seul groupe, il est nécessaire d'utiliser un très grand nombre de parties différentes pour produire un poids rassemblé relativement faible de lingots, ce qui rend la fa- brication rationnelle difficile ou impossible.
L'invention a pour objet, entre autres, un moyen à l'aide duquel il est possible d'utiliser des masselottes en combinai- son avec le procédé de coulée en source, et l'invention a éga- lement trait à une forme appropriée de botte à masselotte de ce genre.
L'invention a également pour objet des moyens pour la fabrication rationnelle, d'une manière parfaite au point de vue technique et économique, de barres, billettes creuses et autres, par coulée en source autour d'un noyau tubulaire, ou plein, ou mixte, introduit dans un moule.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, la boîte à masse- lotte peut être conformée de manière à obtenir le volume le plus faible possible compatible avec l'efficacité, c'est-à- dire sans réduire son action qui a pour effet de retarder la solidification. En outre, on peut donner à la boîte à masse- lotte une forme telle qu'aucune arête ou bavure de joint ne soit formée sur le lingot, lors de l'opération de moulage, arêtes ou bavures qui pourraient empêcher d'enlever le lingot facilement du moule. La botte à masselotte peut également ser- vir de couvercle pour le moule, à l'exception des évents né - cessaires, mais on comprendra qu'un autre couvercle peut être disposé au-dessus de la masselotte, pour maintenir cette der - nière en place, afin de centrer le noyau, ou pour d'autres buts.
De plus, on donne au moule suivant l'invention une forme telle, et on dispose les ouvertures d'admission du métal en fusion de telle manière que ni le noyau introduit dans le moule, ni les parois du moule ne seront endommagés par le métal en
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fusion, ce résultat peut par exemple être obtenu en donnant à la chambre du moule une section transversale telle que les dis- tances entre les parois du moule et le noyau soient différentes en différents endroits, et en pratiquant les ouvertures d'admis- sion du métal en fusion aux endroits où les dites distances sont les plus grandes, par exemple, en prévoyant une chambre de moule ayant une section transversale en principe polygonale ou carrée avec des coins légèrement arrondis,
et en formant les ouvertures d'admission du métal en fusion sur une ligne diagonale ou sur les lignes diagonales dans le fond de la dite chambre de moule.
Au lieu d'utiliser plusieurs petits moules séparés réunis pour constituer un seul groupe, on préfère, suivant la présente invention, employer un seul moule présentant plusieurs chambres de moule (et désigné ci-après par le terme " moule multiple "), dans lequel un nombre correspondant de lingots peuvent être cou- lés simultanément, de sorte qu'on évite ainsi les inconvénients mentionnés ci-dessus qui résultent de l'emploi d'un grand nombre de parties de moule.
Des moyens pour la mise en oeuvre d'une forme de réalisa - tion du procédé de fabrication suivant l'invention sont repré- sentés, à titre d'exemple, dans le dessin annexé, mais il est entendu que de nombreuses modifications ou changements peuvent y être apportés sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Dans le dessin :
La fig.l est une coupe verticale faite par la partie supé- rieure d'un moule pourvu d'une botte à masselotte suivant l'in- vention, ainsi que d'un couvercle supplémentaire.
La fig.2 est une vue de dessus du même moule.
La fig.3 en est une coupe longitudinale.
La fig. 4 est une élévation, partie en coupe, d'un moule pourvu d'une boîte à masselotte et d'un couvercle supplémentaire, ce moule comportant plusieurs chambres, dont une seule est repré- sentée en coupe.'
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La fig.5 est une coupe faite suivant la ligne B-B de la fig.4, toutes les chambres du moule étant représentées dans cette figure.
La fig.6 est une vue de dessus du même moule.
La fig.7 est une vue en bout du mouie représenté fig.4.
La fig.8 représente une broche de guidage pour faciliter la fixation du couvercle au moule.
Dans la fig.l, 1 désigne le moule, dont l'extrémité supé- rieure présente une partie agrandie 2 formée dans la paroi in- térieure du moule, la base de cette partie agrandie étant déli- mitée par un épaulement 3 pré.senté par la paroi du moule. Dans la partie supérieure du moule est introduite une mince plaque ou tôle 4 destinée à constituer une boite ou châssis à masse - lotte, et pourvue, à son extrémité inférieure, de bandes 5 repliées extérieurement (ou soudées à la dite extrémité infé- rieure) et portant contre l'épaulement 3, le bord inférieur de la dite plaque s'étendant dans le moule, au-dessous de l'é- paulement 3, comme indiqué en 6 de la fig.l.
Vers la partie supérieure, la plaque 4 est resserrée, comme montré fig.l, pour constituer une botte ou châssis qui, à sa partie supérieure, présente une ouverture ou trou, de sorte qu'un tube 7 peut être introduit dans le moule, des évents étant ménagés dans les bords de ce trou. La partie supérieure de la plaque a des dimensions telles que, lorsque le couvercle 9 n'est pas en position, la plaque s'étend légèrement au-dessus de la surface supérieure du moule, comme indiqué en traits mixtes dans la fig.l, et de façon que, lorsque le couvercle en fonte 9 est mis en place sur le moule, la plaque soit enfoncée pour venir porter contre les côtés du tube 7, c'est-à-dire dans la position indiquée en traits pleins dans la fig.l.
Le couvercle 9 présente une ouver- ture centrale 17 pour centrer le tube 7, des évents 18 étant formés dans les c8tés de la dite ouverture.
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Avant de mettre le couvercle en place, l'espace existant entre la plaque 4 et la partie supérieure des parois du moule est rempli de sable, amiante, ou autre matière isolante appro- priée. La totalité de la partie supérieure du lingot à l'inté- rieur de la plaque (c'est-à-dire la masselotte) sera par consé- quent isolée, et même le couvercle n'agira pas comme agent de refroidissement pendant la solidification. De ce fait, la forma- tion de retassure est limitée à la masselotte, laquelle est en- suite enlevée, de sorte qu'on obtient des lingots sains.
En conformant la plaque 4 de la manière précédemment men- tionnée, on obtiendra une masselotte ayant le volume le plus faible possible compatible avec l'efficacité, et, en même temps, le métal coulé en fusion sera empêché d'entrer à l'en- droit de l'épaulement 3, ou à la partie supérieure, autour du tube 7, pour former des arêtes ou bavures de joint sur le lin- got. Ce dernier point est très important, car il permet de don- ner aux lingots une forme telle que, même si les moules sont faits d'une seule pièce, les lingots peuvent être chassés des moules, vers le bas, sans aucune difficulté.
Pour obtenir ce résultat, un point présentant une impor- tance spéciale consiste en ce que le tube 7 ne fait pas sail- lie hors de l'ouverture ou trou ménagé dans le couvercle, ou même ne traverse pas complètement cette ouverture ou trou, mais y entre seulement sur une distance suffisante, par exemple 2 à 3 millimètres, comme montré fig.l, pour maintenir le tube dans la position voulue, de façon à empêcher que ce tube soit sus - pendu au couvercle après achèvement de l'opération de coulée.
Les figs. 4 à 7 représentent un moule multiple 1, présen - tant plusieurs chambres 10 (cinq dans le présent cas) ayant une section transversale en principe carrée avec des coins légère- ment arrondis. Le fond du moule consiste en des récipients, ou briques 'de coulée, 11, en matière réfractaire, disposés l'un contre l'autre, c'est-à-dire une plaque ou brique pour chaque
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chambre du moule, ces briques présentant un canai central 12 constituant un canal d'admission pour le métal en fusion, ce canal d'admission étant commun à l'ensemble du moule. Une ex- trémité du canal 12 communique avec une boite 13 comportant une ouverture d'admission commune 14 pour le métal en fusion, tan- dis que l'extrémité opposée du canal est fermée par un bouchon.
A partir du canal 12, deux ouvertures d'admission 15 aboutis - sent à chacune des chambres du moule, au-dessus des briques de coulée 11, ces ouvertures d'admission étant ménagées suivant une ligne diagonale dans le fond de la chambre du moule, comme représenté fig. 5, de sorte qu'elles se trouveront situées suffi- samment loin à la fois de la paroi de la chambre du moule et du tube devant être introduit dans la dite chambre et autour duquel la coulée s'effectue pour que ni la paroi de la chambre du moule, ni le tube ne soient endommagés par le métal en fusion. Sur les côtés supérieurs des briques de coulée 11 sont pratiqués des évidements 16 servant à centrer l'extrémité inférieure des dits tubes.
Les chambres 10 formées dans le moule comportent, à la partie supérieure, des châssis à masselotte, disposés de la manière précédemment décrite. Dans.la fig.6 on a représenté un couvercle 9 pour le moule ; ce couvercle peut être utilisé ou non, et, s'il est employé, il présente des trous 17 pour cen- trer les tubes 7, ainsi que des évents et des poignées en forme d'anneau 19 pour soulever le couvercle. Dans le couvercle sont ménagés des trous oblongs 20 destinés à recevoir des organes de guidage 21 (fig.8) qui, au moyen d'une broche 22, sont intro- duits dans la paroi du moule et sont destinés à faciliter la mise en position du couvercle.
Dans l'exemple décrit ci-dessus, on a supposé qu'il est seulement fait usage d'un moule unique comportant plusieurs chambres, mais, suivant l'invention, la coulée peut également être effectuée simultanément dans plusieurs moules de ce genre,
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reliés à un conduit d'admission commun pour le métal, autour duquel les différents moules peuvent être disposés de toute manière convenable, par exemple radialement par rapport au dit conduit.
Au lieu que le châssis à masselotte soit fait en t8le ou en tôle d'acier, avec une matière isolante tassée sur le dessus ou autour de la dite tale, ce châssis peut être fait en matière réfractaire, telle que brique ou poterie, et dans ce cas, on peut se dispenser d'utiliser une matière isolante spéciale. Au lieu que le moule multiple, comportant plusieurs chambres, soit fait d'une seule pièce (cas dans lequel les chambres du moule affectent une forme légèrement effilée pour faciliter l'enlève- ment des lingots), le moule multiple peut être divisé en deux moitiés, les chambres du moule ayant des c8tés parallèles. En outre, on peut utiliser un certain nombre de moules individuels, faits d'une seule pièce et comportant des chambres affectant une forme légèrement effilée.
Sous d'autres rapports, il est entendu que diverses modifications peuvent être apportées aux formes de réalisation décrites de l'invention sans sortir pour cela du cadre de cette dernière. Ainsi, par exemple, plusieurs moules multiples ou des rangées de moules individuels peuvent être disposés sur une plaque de base commune, dans laquelle sont ménagés des canaux pour la mise en place des briques de coulée 11.
REVENDICATIONS.
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Improved method and means for producing hollow billets for the manufacture of drills.
The present invention relates to the manufacture and production of hollow bars or other tubular or hollow bodies, and more particularly to the manufacture and production of hollow ingots for obtaining hollow drills and the like.
In the production of billets, bars, hollow blooms or the like, for example ingots for the manufacture of hollow drills, it has already been proposed to pour molten metal around a solid or tubular core formed of a suitable material. this process is generally carried out by pouring cast iron or steel into molds of a size such that ingots suitable for being rolled directly are obtained, thus eliminating any additional operation of reducing the ingots.
In this casting operation, a number of molds are brought together into one group for the simultaneous production of a
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certain number of ingots. According to these methods, the molten metal is introduced into the molds from below through openings communicating with a common inlet channel, so that the metal rises in the molds.
The molds used in said known manufacturing processes are composed of several assembled parts, the molds being connected, at the base, to a receptacle made of refractory material, this receptacle having a channel serving for the admission of molten metal and communicating with the interior of the mold by two openings formed symmetrically in the bottom of the mold with respect to the core around which the metal is to be poured, said container also having a recess for centering the lower end of the core. In order to prevent the metal from overflowing, the mold is provided with a cover, which also serves to center the upper end of the core.
The methods described have several significant drawbacks, which in reality make them practically unusable, in particular due to the construction of the molds.
Thus, due to the small dimensions of the ingots and, therefore, of the molds, the inlet openings for molten metal, made in the bottom of the mold, will be located so close to the core, around which the metal is to be poured, that the lower part of the core adjacent to the inlet openings will melt in places, and, if this core is tubular in shape, it will break, or, if the inlet openings are formed closer to the walls of the mold, the latter will be damaged by molten metal. Further, the sink or sink formed where the cast metal has solidified will extend far downward into the ingot.
None of the types of intermediate pig (or weights) known heretofore, to prevent the formation of sinker in the ingot itself by limiting the sinker to the metal inside the weight, could be used in these processes, because, for the reasons stated above, the upper part of the molds must be closed.
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Another disadvantage of these known methods is that, due to the use of a number of molds united in one group, it is necessary to use a very large number of different parts to produce a relatively combined weight. low ingots, which makes rational fabrication difficult or impossible.
The invention relates, inter alia, to a means by which it is possible to use weights in combination with the source casting process, and the invention also relates to a suitable form. from boot to weight of this kind.
The invention also relates to means for the rational manufacture, in a technically and economically perfect manner, of bars, hollow billets and the like, by source casting around a tubular or solid core, or mixed, introduced into a mold.
In the implementation of the invention, the massager box can be shaped so as to obtain the smallest possible volume compatible with the efficiency, that is to say without reducing its action which has the effect of to delay solidification. In addition, the massager box can be shaped such that no ridges or joint burrs are formed on the ingot, during the molding operation, ridges or burrs which could prevent the ingot from being removed. easily from the mold. The flyweight boot can also serve as a cover for the mold, with the exception of the necessary vents, but it will be understood that another cover can be arranged above the flyweight, to keep the latter in place. place, in order to center the core, or for other purposes.
In addition, the mold according to the invention is given such a shape, and the inlet openings for the molten metal are arranged in such a way that neither the core introduced into the mold, nor the walls of the mold will be damaged by the metal. in
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fusion, this result can for example be obtained by giving the mold chamber a cross section such that the distances between the walls of the mold and the core are different in different places, and by making the inlet openings of the mold. molten metal at the places where said distances are greatest, for example, by providing a mold chamber having a generally polygonal or square cross section with slightly rounded corners,
and forming the molten metal inlet openings on a diagonal line or on the diagonal lines in the bottom of said mold chamber.
Instead of using several small separate molds brought together to form a single group, it is preferred according to the present invention to employ a single mold having several mold chambers (and hereinafter referred to as "multiple mold"), wherein a corresponding number of ingots can be cast simultaneously, so that the above-mentioned drawbacks which result from the use of a large number of mold parts are avoided.
Means for carrying out one embodiment of the manufacturing process according to the invention are shown, by way of example, in the accompanying drawing, but it is understood that numerous modifications or changes may be made. be made without going beyond the scope of the invention.
In the drawing:
FIG. 1 is a vertical section taken through the upper part of a mold provided with a weight boot according to the invention, as well as an additional cover.
Fig.2 is a top view of the same mold.
Fig.3 is a longitudinal section.
Fig. 4 is an elevation, partly in section, of a mold provided with a weight box and an additional cover, this mold comprising several chambers, only one of which is shown in section.
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Fig.5 is a section taken along the line B-B of Fig.4, all the chambers of the mold being shown in this figure.
Fig.6 is a top view of the same mold.
Fig.7 is an end view of the mouie shown in fig.4.
Fig. 8 shows a guide pin to facilitate fixing the cover to the mold.
In fig. 1, 1 designates the mold, the upper end of which has an enlarged part 2 formed in the inner wall of the mold, the base of this enlarged part being delimited by a shoulder 3 shown. through the wall of the mold. In the upper part of the mold is introduced a thin plate or sheet 4 intended to constitute a box or frame with mass - monkfish, and provided, at its lower end, with strips 5 folded outwardly (or welded at the said lower end). and bearing against the shoulder 3, the lower edge of said plate extending into the mold, below the shoulder 3, as indicated at 6 of fig.l.
Towards the upper part, the plate 4 is tightened, as shown in fig.l, to constitute a boot or frame which, at its upper part, has an opening or hole, so that a tube 7 can be introduced into the mold, vents being formed in the edges of this hole. The upper part of the plate has dimensions such that, when the cover 9 is not in position, the plate extends slightly above the upper surface of the mold, as shown in phantom in fig.l, and so that, when the cast iron cover 9 is placed on the mold, the plate is pressed to bear against the sides of the tube 7, that is to say in the position indicated in solid lines in FIG. .l.
The cover 9 has a central opening 17 to center the tube 7, vents 18 being formed in the sides of said opening.
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Before putting the cover in place, the space existing between the plate 4 and the upper part of the walls of the mold is filled with sand, asbestos, or other suitable insulating material. The entire top of the ingot inside the plate (i.e. the weight) will therefore be insulated, and even the cover will not act as a coolant during solidification. . As a result, shrinkage formation is limited to the flyweight, which is then removed, so that sound ingots are obtained.
By shaping the plate 4 in the manner previously mentioned, a weight will be obtained having the smallest possible volume compatible with the efficiency, and, at the same time, the molten cast metal will be prevented from entering into it. - straight from the shoulder 3, or to the upper part, around the tube 7, to form ridges or burrs on the seal. This last point is very important, because it allows to give the ingots such a shape that, even if the molds are made in one piece, the ingots can be pushed out of the molds, downwards, without any difficulty.
In order to achieve this result, a point of special importance is that the tube 7 does not protrude out of the opening or hole in the cover, or even completely pass through this opening or hole, but y enters only a sufficient distance, for example 2 to 3 millimeters, as shown in fig. 1, to keep the tube in the desired position, so as to prevent this tube from being suspended from the cover after completion of the operation of casting.
Figs. 4 to 7 show a multiple mold 1, having several chambers 10 (five in this case) having a generally square cross section with slightly rounded corners. The bottom of the mold consists of receptacles, or pouring bricks, 11, of refractory material, placed one against the other, that is to say one plate or brick for each
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chamber of the mold, these bricks having a central channel 12 constituting an inlet channel for the molten metal, this inlet channel being common to the whole of the mold. One end of channel 12 communicates with a box 13 having a common inlet opening 14 for molten metal, while the opposite end of the channel is closed by a plug.
From the channel 12, two inlet openings 15 lead to each of the mold chambers, above the casting bricks 11, these inlet openings being formed along a diagonal line in the bottom of the mold chamber. , as shown in fig. 5, so that they will be located sufficiently far both from the wall of the chamber of the mold and from the tube to be introduced into said chamber and around which the casting takes place so that neither the wall of the mold. mold chamber or tube are damaged by molten metal. On the upper sides of the pouring bricks 11 are formed recesses 16 serving to center the lower end of said tubes.
The chambers 10 formed in the mold include, at the top, weight frames, arranged in the manner previously described. Dans.la fig.6 shows a cover 9 for the mold; this cover may or may not be used and, if employed, has holes 17 for centering the tubes 7, as well as vents and ring-shaped handles 19 for lifting the cover. In the cover are formed oblong holes 20 intended to receive guide members 21 (fig. 8) which, by means of a pin 22, are introduced into the wall of the mold and are intended to facilitate positioning. of the cover.
In the example described above, it has been assumed that only use is made of a single mold comprising several chambers, but, according to the invention, the casting can also be carried out simultaneously in several molds of this kind,
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connected to a common inlet duct for the metal, around which the different molds can be arranged in any suitable manner, for example radially with respect to said duct.
Instead of the feeder frame being made of sheet metal or sheet steel, with an insulating material packed on top of or around said plate, this frame can be made of refractory material, such as brick or pottery, and in in this case, the use of a special insulating material can be dispensed with. Instead of the multiple mold, with several chambers, being made in one piece (where the mold chambers have a slightly tapered shape to facilitate the removal of ingots), the multiple mold can be divided into two. halves, the mold chambers having parallel sides. In addition, a number of individual molds can be used, made in one piece and having chambers in a slightly tapered shape.
In other respects, it is understood that various modifications can be made to the described embodiments of the invention without thereby departing from the scope of the latter. Thus, for example, several multiple molds or rows of individual molds can be arranged on a common base plate, in which channels are formed for the placement of the pouring bricks 11.
CLAIMS.
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