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Procédé pour la fabrication de corps creux par coulée centri- fuge, en particulier en acier.
La présente invention se rapporte à un procède pour la fabrication de corps creux par coulée centrifuge, comme par exemple de tuyaux, en particulier en acier.
Suivant la présente invention, il est propose de projeter licier liquide sur une couche extérieure, projetée immédiatement avant, d'un métal de plus bas point de fusion, par exemple de fonte, de telle manière que la couche exterieure permet une contraction sans .entrave de l'acier projeté à l'in- térieur, même après le commencement de la prise de celui-ci.
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Il était déjà connu que l'on peut fabriquer par coulée centrifuge des tuyaux au moyen de plusieurs couches concentriques, appliquées successivement , de métaux diffé- rents. Il a déjà été proposé également de placer sur la paroi intérieure de la coquille un ruban, un tressage ou une matière analogue et d'amener sur ce système la matière principale.
Ce dernier procédé a pour but de fabriquer des tuyaux à couche extérieure plus douce, pour rendre inutile une opération ultérieure de recuit. Dans tous ces procédés connus, on ne vise toutefois pas, par le choix d'une couche extérieure mé- tallique de plus bas point de fusion, à permettre la contrac- tion sans entrave de la couche intérieure après le commencement de sa prise, comme c'est proposé suivant la présente inven- tion. On a au contraire cherché jusqu' à présent à diminuer les difficultés que présente la coulée centrifuge des tuyaux d'acier par suite de la température de coulée élevée et du grand retrait de la matière, par le fait que l'on travaillait ,vec des coquilles chauffées.
Ceci implique toutefois des difficultés considérables de la technique d'exploitation et raccourcit la durée d'existence des coquilles.
Le procédé suivant la présente invention est applicable également, moyennant les changements voulus, à d'autres masses fondues qui donnent comme l'acier une forte contraction. Il n'est pas lié non plus à l'emploi de coquilles refroidies par de l'eau bien que dans ce cas son emploi soit particulièrement avantageux, mais il peut s'employer égalemene dans le cas de moules de coulée centrifuge à re¯vêtement de sable.
Dans le procédé nouveau, la masse fendue d'acier ne parvient pas en contact immédiat avec la paroi du moule de coulée ou de la coquille, mais elle est conduite sur une couche intermédiaire métallique appliquée au préalable, qui est elle-même en train de faire prise seulement, mais est encore @
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assez chaude pour se souder de façon sûre à l'acier. Une semblable couche intermédiaire passant de l'état fondu à l'état solide représente dans une certaine mesure une coquille chauffée avantageusement pour le tube d'acier à projeter, avec lequel elle reste toutefois reliée après l'achè- veinent de l'opération de prise.
La coquille proprement dite n'est alors pas sollicitée plus fortement que c'est le cas lorsqu'on projette seulement la matière de la couche inter- médiaire. Comme matière pour la couche intermédiaire, on peut employer par exemple une masse fondue de fonte qui possède une composition convenant pour la coulée centrifuge. Le point de fusion peu élevé de la fonte facilite la soudure à la masse fondue plus chaude de l'acier. D'autre part, le poids spécifique un peu moindre ne gêne pas car l'acier est amené seulement sur la couche de fonte lorsque celle-ci a fait prise dans ses z8nes extérieures et est déjà pâteuse au moins sur la surface intérieure.
Il est dans ce cas avantageux que l'acier liquide soit conduit sur la couche intermediaire autant que possible en direction tangentielle et avec une vitesse d'écoulement correspondant à la vitesse de rotation de la coquille.
Le refroidissement du c8té extérieur de la couche d'acier se fait, dans le nouveau procédé, notablement plus len- tement qu'en cas de rencontre immédiate avec la paroi du moule de coulée. La couche extérieure d'acier ne peut donc pas se contracter notablement plus rapidement que la couche intérieure.
En outre il se forme vers la couche intermédiaire projetée au préalable une z8ne de contact qui est encore souple lorsque la couche d'acier à déjà fait prise et s'est contractée.
Le ralentissement du refroidissement de la couche extérieure d'acier par l'effet de chauffage de la couche inter- médiaire peut aller de pair avec une accélération du refroidis- sement de la couche intérieure d'acier. Ce refroidissement de /
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la couche intérieure peut par exemple se faire par soufflage d'un courant de gaz qui sort avantageusement par des tuyères disposées en étoiles. Le corps à tuyères est alors déplacé par rapport au moule de coulée pendant la coulee centrifuge. On peut prévoir, outre un mouvement longitudinal, également une rotation du corps à tuyères.
Le procédé suivant la présente invention est avantageu- sement réalisé de telle façon que les masses fondues sont ame- nées au moyen de chenaux dans un moule de coulée tandis qu'on veille à un mouvement relatif entre le chenal et le moule, comme c'est connu en cas d'emploi d'une seule masse fondue. Suivant la longueur du corps à couler, et suivant la différence des températures de prise de matières employées, on peut couler d'abord complètement l'une des matières et ensuite la seconde matière moyennant l'emploi du même chenal d'amenée ou d'un autre chenal, ou bien on peut couler les deux matières en succession rapide immédiatement l'une après l'autre.
Dans ce dernier cas, on se sert avantageusement d'un chenal de coulée double dans lequel deux chenaux individuels sont réunis en un ensemble de telle façon que dans un seul chenal de largeur suffisante, on dispose une cloison séparatrice s'étendant dans le sens longitudinal, les ouvertures d'écoulement pour les deux masses fondues étant disposées à une distance appropriée l'une de l'autre. On peut imaginer également de placer dans un chenal à parois latérales de hauteur appropriée un second chenal qui est employé avantageusement pour l'amenée de la matière qui est employée en plus petite quantité. Ce sera en général la matière de la couche intermédiaire dont l'épaisseur de paroi doit être maintenue aussi mince que possible par rapport à l'épaisseur de paroi de la couche d'acier.
Le cas échéant, la couche inter- médiaire peut être éliminée par usinage après refroidissement du corps creux.
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A la coulée centrifuge peuvent faire suite des opérations connues de recuit et analogues.
L'alimentation des deux chenaux séparés ou des deux passages d'un chenal double peut se faire d'une manière connue par coulée au moyen de poches de coulée basculantes ou moyennant l'intercalation d'une cuillère de coulée commandée automatiquement. Il est toutefois possible également d'employer des réservoirs collecteurs de plus grande capacité et chauffés, par exemple chauffés au gaz.
R e v e n d i c a t ion s .
I/ Procédé pour la fabrication de corps creux en acier par coulée centrifuge, par coulée de la masse fondue d'acier dans une couche extérieure en un métal de point de fusion plus bas, caractérisé en ce que pour la couche extérieure on emploie un métal dont le point d'ébullition est notablement au- dessus de la température de la masse fondue d'acier et dont le point de fusion est supérieur à 1000 .
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Process for the manufacture of hollow bodies by centrifugal casting, in particular of steel.
The present invention relates to a process for manufacturing hollow bodies by centrifugal casting, such as pipes, in particular made of steel, for example.
According to the present invention, it is proposed to spray liquid liquor onto an outer layer, projected immediately before, of a metal of lower melting point, for example of cast iron, in such a way that the outer layer allows unhindered contraction. steel projected inside, even after it has started to set.
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It was already known that it is possible to manufacture pipes by centrifugal casting by means of several concentric layers, applied successively, of different metals. It has also already been proposed to place on the inner wall of the shell a tape, a braiding or a similar material and to bring the main material onto this system.
The purpose of the latter process is to manufacture pipes with a softer outer layer, in order to make a subsequent annealing operation unnecessary. In all of these known processes, however, the choice of a lower melting point metal outer layer is not intended to allow unhindered contraction of the inner layer after it has started to set, as. it is proposed according to the present invention. On the contrary, until now, attempts have been made to reduce the difficulties presented by the centrifugal casting of steel pipes as a result of the high casting temperature and the great shrinkage of the material, by the fact that one worked, with heated shells.
This, however, involves considerable difficulties in the operating technique and shortens the life of the shells.
The process according to the present invention is also applicable, with the desired changes, to other melts which, like steel, give a strong contraction. It is also not related to the use of water-cooled shells although in this case its use is particularly advantageous, but it can also be used in the case of centrifugal casting molds with coating. sand.
In the new process, the slit mass of steel does not come into immediate contact with the wall of the casting mold or the shell, but is conducted over a pre-applied metallic intermediate layer, which is itself in the process of forming. take only, but is still @
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hot enough to weld securely to steel. Such an intermediate layer passing from the molten state to the solid state represents to a certain extent a heated shell advantageously for the steel tube to be sprayed, with which, however, it remains connected after the completion of the spraying operation. taken.
The shell itself is then not stressed more strongly than is the case when only the material of the intermediate layer is thrown. As the material for the intermediate layer, there can be employed, for example, an iron melt which has a composition suitable for centrifugal casting. The low melting point of cast iron makes it easier to weld steel to the hotter melt. On the other hand, the slightly lower specific weight does not interfere because the steel is brought only on the cast iron layer when the latter has taken in its outer z8nes and is already pasty at least on the inner surface.
In this case, it is advantageous for the liquid steel to be conducted over the intermediate layer as much as possible in a tangential direction and with a flow speed corresponding to the speed of rotation of the shell.
The cooling of the outer side of the steel layer occurs, in the new process, notably slower than when it comes into direct contact with the wall of the casting mold. The outer layer of steel therefore cannot contract significantly faster than the inner layer.
In addition, a contact zone is formed towards the intermediate layer projected beforehand, which is still flexible when the steel layer has already set and contracted.
The slowing down of the cooling of the outer layer of steel by the heating effect of the middle layer may go hand in hand with an acceleration of the cooling of the inner layer of steel. This cooling of /
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the inner layer can for example be made by blowing a stream of gas which advantageously leaves through nozzles arranged in stars. The nozzle body is then moved relative to the casting mold during the centrifugal casting. In addition to longitudinal movement, it is also possible to provide for rotation of the nozzle body.
The process according to the present invention is advantageously carried out such that the melts are fed by means of channels into a casting mold while care is taken for relative movement between the channel and the mold, as is the case. is known when using a single melt. Depending on the length of the body to be cast, and depending on the difference in the temperature of the materials used, it is possible to first completely cast one of the materials and then the second material by using the same feed channel or another channel, or the two materials can be flowed in rapid succession immediately one after the other.
In the latter case, a double casting channel is advantageously used in which two individual channels are united in a set so that in a single channel of sufficient width, there is a separating wall extending in the longitudinal direction. , the flow openings for the two melts being arranged at a suitable distance from each other. It is also conceivable to place in a channel with side walls of appropriate height a second channel which is advantageously used for the supply of the material which is used in smaller quantity. This will generally be the material of the intermediate layer, the wall thickness of which should be kept as thin as possible relative to the wall thickness of the steel layer.
If necessary, the intermediate layer can be removed by machining after cooling the hollow body.
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The centrifugal casting can follow known annealing operations and the like.
The feeding of the two separate channels or of the two passages of a double channel can be done in a known manner by casting by means of tilting ladles or by inserting an automatically controlled casting spoon. However, it is also possible to use collecting tanks of greater capacity and heated, for example heated with gas.
R e v e n d i c a t ion s.
I / Process for the manufacture of steel hollow bodies by centrifugal casting, by casting the steel melt in an outer layer of a metal of lower melting point, characterized in that for the outer layer a metal is used whose boiling point is significantly above the temperature of the steel melt and whose melting point is greater than 1000.