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Procédé et dispositif pour la fabrication de pièces pleines ou @ creuses par coulée continue.
Dans la fabrication de barres métalliques de longueur illimitée par coulée continue, on verse le métal en fusion dans un moule refroidi de forme allongée, la barre solidifiée étant généralement retirée de ce moule par le bas. L'évacuation de la chaleur du métal en fusion se produit par l'intermédiaire de la paroi du moule venant en contact avec le métal. Cette chaleur est ensuite évacuée par l'eau de refroidissement qui circule dans les parois du moule. La barre coulée ne vient pas directement en contact avec l'eau de refroidissement; cette barre, après sortie du moule, est coupée en tronçons de longueur déterminée. Ce pro- cédé est long et entraîne en outre, dans le cas d'alliages sen- sibles à la ségrégation, de nombreux inconvénients.
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On a proposé en conséquence d'augmenter la rapidité de la coulée en ne formant à l'intérieur d'un moule relativement long qu'une croûte solidifiée dont la forme détermine celle du produit de coulée fini, et de prévoir, à une certaine distance de l'extrémité inférieure du moule, une chambre de refroidisse- ment dans laquelle se produit la solidification définitive jus- qu'à l'intérieur de la barre de longueur illimitée coulée d'une manière continue. Toutefois, on a trouvé, en pratique, que des alliages sensibles à la ségrégation présentent, avec une telle manière de procéder, de fortes différences de composition en divers points de la section.
Enfin, on a déjà proposé également de laisser se soli- difier, uniquement par sa croûte extérieure, une pièce coulée continuellement à l'intérieur d'un moule relativement court, tandis que l'intérieur de cette pièce reste encore liquide. La solidification totale et le refroidissement de l'ensemble de la pièce se produisent ensuite à l'extérieur du moule, la pièce étant plongée, dans ce but, dans un bain se raccordant directe- ment au moule. Avec ce procédé, on ne peut fabriquer toutefois que des produits de longueur déterminée, l'opération devant être interrompue entre la fabrication de deux pièces successives.
La présente invention vise un procédé de coulée conti- nue d'une barre métallique de longueur illimitée, de même qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Suivant l'invention, la barre de longueur illimitée se solidifie à l'intérieur du moule refroidi seulement par sa croûte extérieure qui ne peut plus être rompue par l'intérieur, encore en fusion, de la barre. La barre quitte le moule dans cet état et pénètre dans une capacité de refroidissement directement re- liée au moule. La barre se trouve refroidie dans cette capacité avec une intensité telle que l'intérieur de la barre encore li- quide se solidifie rapidement. La barre à l'état complètement
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solidifié sort de la capacité de refroidissement précitée et est ensuite tronçonnée dans les longueurs désirées.
Toutefois, on a trouvé que la surface supérieure de la barre obtenue est plus ou moins rugueuse suivant la composition de l'alliage, les conditions de la coulée, ou d'autres influen- ces. Ceci a pour conséquence que l'étanchéité, à la sortie de la barre, de la capacité de refroidissement, obtenue par des moyens connus tels que des garnitures en caoutchouc ou en fibre, est détruite au bout d'un temps très court, puisque ces dispo- sitifs d'étanchéité sont rapidement usés par la surface extérieu- re rugueuse de la barre métallique.
Par ailleurs, il est néces- saire d'obtenir une étanchéité de la capacité de refroidissement en cet endroit, ne serait-ce qu'en raison du fait que, sans cela, lors du tronçonnage de la barre, par exemple par une scie oscillante connue, l'eau s'écoulant en grande quantité du dis- positif de refroidissement serait projetée partout autour du moule, ce qui doit être évité pour des raisons faciles à conce- voir. Jusqu'à présent, on n'a pas pu encore éviter cet inconvé- nient, de telle sorte qu'on n'a pas pu amener une barre de lon- gueur illimitée coulée d'une manière continue et sortant d'un moule relativement long avec sa croûte extérieure seule solidi- fiée, à une solidification rapide et complète par un refroidis- sement par l'eau.
Une autre caractéristique de l'invention permet d'évi- ter cet inconvénient à l'aide d'un dispositif d'étanchéité spé- cial dont un mode de construction est représenté, à titre d'exem- ple, sur le dessin annexé.
Sur ce dessin, on voit en 1 l'amenée du métal en fusion, en 2 le moule refroidi et en 3 la barre métallique solidifiée. Le liquide de refroidissement, de préférence l'eau, s'écoule dans le moule 2 par le tuyau 4 et pénètre en 5 dans la capacité de re- froidissement 6. La barre métallique 3, avec une croûte extérieure
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solidifiée et le noyau liquide sortant du moule 2, se trouve refroidie si énergiquement qu'elle se solidifie complètement avec une grande rapidité. L'eau de refroidissement s'écoule de la capacité de refroidissement 6 par des fentes de trop-plein dans la gouttière 7, d'où elle est évacuée par le tuyau 8.
La fermeture suivant l'invention de la partie inférieure de la capacité de refroidissement 6 est constituée, dans l'exemple représenté, par deux chambres annulaires 9 et 10 qui sont formées, d'une part, par la barre métallique solidifiée 3 et l'enveloppe de la capacité de refroidissement 6 et, d'autre part, par les fonds 11, 12 et 13. Il est avantageux de donner aux fonds 12 et 13 une forme tronconique.
Le dispositif d'étanchéité suivant l'invention est remarquable en ce qu'on introduit d'abord dans la chambre annu- laire 10, par le tuyau 14, de l'air pulsé. Une partie de cet air passe dans la fente annulaire 15 et détache de la barre métalli- que l'eau de refroidissement qui pénètre dans l'espace 9 par le passage annulaire 17, de telle sorte que cette eau s'écoule par le fond incliné 12 pour être évacuée par le tuyau 18. La surpres- sion obtenue par l'air pulsé dans la chambre annulaire 9 empêche air- si l'écoulement de grandes quantités d'eau de refroidissement par le passage annulaire 17.
D'autre part, la partie de l'air pulsé s'échappant par la fente annulaire 16 empêche l'eau de refroi- dissement qui aurait pu passer par la fente annulaire 15 de s'écouler plus loin par la fente 16, le reste de l'eau étant pul- vérisé de telle sorte qu'elle ne présente plus de danger pour les machines, non représentées, destinées à travailler la barre, et placées au-dessous de l'installation de coulée.
L'eau de refroidissement qui s'accumule dans la chambre annulaire 10 est évacuée par le tuyau 19. La vanne ou le papil- lon 22 prévue dans ce tuyau sera réglée de préférence de telle manière qu'elle puisse évacuer l'eau d'une façon continue. On pourrait d'ailleurs remplacer le tuyau 19 muni de sa vanne 22 par un récipient muni d'un tiroir de construction connue. L'air /pulsé est évacué de la chambre 9 en passant par le tuyau 18, un
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tiroir 23 et un tuyau 21. A l'aide du tiroir 23, la surpression dans la chambre annulaire peut être réglée de telle manière que l'air ne s'échappe pas vers le haut par la fente annulaire 17 . et que, par ailleurs, il ne passe vers le bas qu'un minimum d'eau de refroidissement. L'eau de refroidissement qui s'écoule par les tuyaux 18 et 19 passe par le robinet 24 et est évacuée par le tuyau 20.
La position du robinet 24 est déterminée d'une manière telle qu'il puisse bien évacuer l'eau de refroidisse- ment,mais aucunement de l'air. Le robinet 24 peut également être remplacé par un récipient muni d'un tiroir de construc- tion connue.
Le procédé suivant l'invention est approprié non seu- lement à la fabrication de barres pleines mais également à la fabrication de barres creuses, et il s'est montré particulière- ment adapté à la fabrication de pièces coulées en alliage sensi- ble à la ségrégation. De telles pièces ne pouvaient être obtenues jusqu'à présent qu'en tronçons de longueur limitée. Par le pro- cédé suivant l'invention, il est devenu possible, en utilisant le dispositif d'étanchéité qui vient d'être décrit, de fabriquer des barres métalliques pleines ou creuses en de tels alliages, par coulée continue de barres de longueur illimitée, ces barres n'étant tronçonnées qu'après la solidification.
Le procédé suivant l'invention est applicable égale- ment à la fabrication de barres métalliques pleines ou creuses en alliage non sensible à la ségrégation, par coulée continue d'une barre de longueur illimitée, et au tronçonnage de la barre coulée solidifiée. Le procédé suivant l'invention présente, par rapport à la coulée continue de barres de longueur illimitée dans des moules longs, l'avantage d'un plus grand rendement avec des prix de moules plus faibles.
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