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Procédé et dispositif pour la fabrication de pièces pleines ou creuses par coulée continue.
Le présent perfectionnement se rapporte à l'invention décrite dans le brevet principal n 446.752 du 6 août 1942, qui consiste essentiellement en ce que, dans la coulée continue d'une barre métallique de longueur illimitée, la barre coulée n'est solidifiée, à l'intérieur d'un moule relativement court et refroidi, que par sa croûte extérieure suffisamment résistante pour ne pas être rompue par l'intérieur encore liquide de la barre, la solidi- fication ultérieure rapide et complète de la barre métallique étant réalisée à l'extérieur du moule, dans une capacité de refroidisse- ment reliée directement au moule et rendue étanche contre l'échap- .ment de l'agent de refroidissement.
La capacité de refroidissement
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est donc traversée par la barre coulée et est munie pour cette raison, à son fond, d'un dispositif d'étanchéité constitué, sui- vant le brevet principal, par des chambres distinctes sous le fond de la capacité de refroidissement qui contiennent de l'air pulsé.
Si l'on veut éviter le passage de l'agent de refroidissement de la capacité de refroidissement dans les chambres d'étanchéité, l'air pulsé y contenu doit être en équilibre avec la colonne de liquide dans la capacité de refroidissement. Or, lorsque la colonne de liquide dans la capacité de refroidissement atteint une hauteur relativement grande, il est aussi nécessaire de mettre la pression de l'air amené en concordance avec la dite hauteur, ce qui entraîne une dépense considérable d'air pulsé.
Le présent perfectionnement évite cet inconvénient essentiellement par le fait que la solidification ultérieure à réaliser après la sortie de la barre hors du moule n'est plus effectuée dans la capacité de refroidissement reliée directement au moule, mais par un agent de refroidissement liquide qui descend en coulant le long de la barre et qui est recueilli dans une ca- pacité en forme de coupe ou de bassin traversée par la barre et disposée à distance du moule. La hauteur de la colonne de liquide dans la. capacité en forme de coupe peut être maintenue beaucoup plus faible que celle de la colonne de liquide dans la capacité de refroidissement suivant le brevet principal.
De ce fait la dé- pense en air pulsé, nécessaire à l'étanchéité du fond de la capa- cité interceptrice en forme de coupe, est également diminuée, pour autant qu'il s'agit d'employer de l'air pulsé pour l'étanchéité.
Si l'on choisit un autre moyen d'étanchéité, la réalisation de celle-ci offrira en tout cas également moins de difficultés.
Un avantage encore du perfectionnement réside en ce que la séparation du moule d'avec la capacité en forme de coupe per- met de réaliser un réglage simple de l'intensité ou de la puissance du refroidissement. En effet, lorsqu'on introduit une barre métal- lique, après la solidification de sa croûte extérieure, directement
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dans une capacité renfermant du liquide, la vitesse de la solidifi- cation ultérieure peut à peine encore être réglée. Ceci peut être indésirable dans le cas des métaux ou des alliages qui ont la tendance à se fissurer par suite de tensions.
Par contre, suivant le présent perfectionnement on a la possibilité de réaliser par le réglage de la quantité de l'agent de refroidissement qui descend en coulant le long de la barre sortant du moule, également le réglage de la vitesse de solidification de la barre.
Le dessin annexé représente en coupe un exemple d'exécution du présent perfectionnement.
Le métal liquide est introduit par des moyens d'amenée non représentés dans le moule refroidi 1 dans lequel la barre 3 se solidifie extérieurement. L'agent de refroidissement, préfé- rablement de l'eau, introduit dans le moule 1 par le tuyau d'ame- née 4, peut sortir par les fentes 2 et descend alors en coulant le long de la barre 3 jusqu'à ce qu'il soit recueilli dans la coupe ou le bassin 6. Au lieu du moule muni des fentes 2 on peut natu- rellement employer aussi un autre moyen pour le refroidissement de la barre en aval du moule. Le moule peut être constitué, par exemple, d'un matériau réfractaire et en aval de ce moule peut être disposée une bague d'arrosage qui entoure, sous forme d'un tuyau, la barre sortante et projette sur celle-ci l'agent de refroidisse- ment.
La capacité de refroidissement 6 est munie d'un canal collecteur ou d'une gouttière 7 et d'un tuyau d'évacuation 8.
L'agent de refroidissement s'écoule par dessus le bord supérieur 6' de la coupe 6 dans le canal collecteur 7. En réglant la hauteur du bord 6' on peut régler celle de la colonne de liquide dans la coupe et, partant, changer les conditions de refroidissement. Le réglage en hauteur du bord 6' peut être effectué, par exemple, au moyen d'une bague mobile 6a.
Vers le bas la coupe 6' est fermée par le fond 11 en aval
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duquel se trouve la chambre annulaire 9 munie du fond 12 A cette chambre annulaire 9 est raccordée directement une chambre annulaire 10 dans laquelle de l'air pulsé est introduit par le tuyau 14. Le fond 13 de la chambre annulaire 10 aussi bien que le fond 12 de la chambre annulaire 9 sont de forme tronconique.
Une partie de l'air pulsé se trouvant dans la chambre 10 est soufflé à travers la fente annulaire 15 dans la chambre 9 et arrache ou détache en même temps de la barre métallique l'agent de refroidissement sortant de la fente annulaire 17, de sorte qu'il peut s'écouler sur le fond tronconique 12 pour être évacué par le tuyau 18. Mais la pression qui règne dans la chambre annulaire 9 empêche aussi l'écoulement de grandes quantités de l'agent de re- froidissement par la fente annulaire 17. L'agent de refroidissement qui s'accumule dans la chambre annulaire 10 et qui a pénétré dans cette chambre par la fente 15, peut passer par le tuyau 19 dans le tuyau 20.
Dans leur ensemble les dispositifs d'étanchéité ressemblent à ceux décrits dans le brevet principal, mais la capacité en forme de coupe ou de bassin 6 employée suivant le présent perfectionne- ment peut être rendue étanche aussi d'une autre manière.
Le fait que la capacité en forme de coupe 6 est disposée à une distance convenable du moule procure, comme indiqué plus haut, la possibilité de régler les conditions du refroidissement. Ceci peut être effectué, d'une part, par un changement de la vitesse de la coulée, d'autre part, par un changement de position de l'envelop- pe annulaire 6a. Mais le présent perfectionnement offre encore une autre possibilité, à savoir : déplaçant la position de toute la capacité en forme de coupe 6 par rapport au moule 1, donc en ame- nant cette dernière dans une position plus proche ou plus éloignée du dit moule que celle représentée dans le dessin, on change le temps que prend la barre pour arriver du moule 1 dans la capacité 6.
De ce fait changent aussi les conditions de refroidissement brusque
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ou de saisissement que l'on peut ainsi adapter à l'alliage à couler dans chaque cas.
La possibilité du réglage de la position de la capacité 6 est donnée directement par le fait que le dispositif d'étanchéité de son fond 11 par rapport à la barre admet un déplacement de la capacité même pendant la coulée. Les dispositifs permettant de dé- placer la capacité sont de l'espèce la plus simple et ne sont, par conséquent, pas représentés ; est évident que les tuyauteries 8, 14 et 20 raccordées à la capacité de refroidissement doivent être munies de raccords flexibles.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de coulée continue de barres métalliques de longueur illimitée, particulièrement à partir d'alliages sensibles à la ségrégation, suivant le brevet principal n 446.732 du 6 août 1942, caractérisé en ce que la solidification ultérieure à réa- liser après la sortie de la barre hors du moule est effectuée par un agent de refroidissement liquide qui descend en coulant le long de la barre et qui est recueillie ou intercepté dans une capacité en forme de coupe ou de bassin disposée à une distance convenable du moule et traversée par la barre.
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Method and device for the manufacture of solid or hollow parts by continuous casting.
The present improvement relates to the invention described in main patent No. 446,752 of August 6, 1942, which consists essentially in that, in the continuous casting of a metal bar of unlimited length, the cast bar is not solidified, at the interior of a relatively short and cooled mold, only by its exterior crust sufficiently resistant not to be broken by the still liquid interior of the bar, the subsequent rapid and complete solidification of the metal bar being carried out at l outside the mold, in a cooling capacity connected directly to the mold and sealed against the exhaust of the cooling medium.
Cooling capacity
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is therefore crossed by the cast bar and is provided for this reason, at its bottom, with a sealing device constituted, according to the main patent, by separate chambers under the bottom of the cooling capacity which contain l forced air.
If one wants to prevent the passage of the coolant from the cooling capacity into the sealing chambers, the pulsed air contained therein must be in equilibrium with the liquid column in the cooling capacity. Now, when the column of liquid in the cooling capacity reaches a relatively large height, it is also necessary to bring the pressure of the supplied air into line with said height, which entails a considerable expenditure of pulsed air.
The present improvement avoids this drawback essentially by the fact that the subsequent solidification to be carried out after the bar has left the mold is no longer carried out in the cooling capacity connected directly to the mold, but by a liquid cooling agent which descends in flowing along the bar and which is collected in a cup or basin-shaped capacity through which the bar passes and disposed at a distance from the mold. The height of the liquid column in the. Cup-shaped capacity can be kept much lower than that of the liquid column in the cooling capacity according to the main patent.
As a result, the expen- diture on forced air, necessary for sealing the bottom of the cup-shaped interceptor capacity, is also reduced, provided that it is necessary to use forced air for sealing.
If one chooses another sealing means, the realization thereof will in any case also offer fewer difficulties.
A further advantage of the improvement is that the separation of the mold from the cup-shaped capacitor enables simple adjustment of the intensity or power of the cooling. Indeed, when a metal bar is introduced, after the solidification of its outer crust, directly
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in a liquid container the rate of subsequent solidification can hardly be regulated yet. This may be undesirable in the case of metals or alloys which have a tendency to crack as a result of stress.
On the other hand, according to the present improvement, it is possible, by adjusting the quantity of the cooling agent which flows down along the bar emerging from the mold, to also adjust the speed of solidification of the bar.
The accompanying drawing shows in section an exemplary embodiment of the present improvement.
The liquid metal is introduced by supply means, not shown, into the cooled mold 1 in which the bar 3 solidifies on the outside. The cooling agent, preferably water, introduced into the mold 1 through the inlet pipe 4, can exit through the slots 2 and then descend by flowing along the bar 3 until whether it is collected in the cup or the basin 6. Instead of the mold provided with the slots 2, it is of course also possible to use another means for cooling the bar downstream of the mold. The mold can be made, for example, of a refractory material and downstream of this mold can be arranged a sprinkler ring which surrounds, in the form of a pipe, the outgoing bar and projects the agent onto it. cooling.
The cooling capacity 6 is provided with a collecting channel or a gutter 7 and an evacuation pipe 8.
The cooling medium flows over the upper edge 6 'of the cup 6 into the collecting channel 7. By adjusting the height of the edge 6' it is possible to adjust the height of the liquid column in the cup and thereby change cooling conditions. The height adjustment of the edge 6 'can be effected, for example, by means of a movable ring 6a.
Downwards, section 6 'is closed by bottom 11 downstream
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of which is the annular chamber 9 provided with the bottom 12 To this annular chamber 9 is directly connected an annular chamber 10 into which the pulsed air is introduced through the pipe 14. The bottom 13 of the annular chamber 10 as well as the bottom 12 of the annular chamber 9 are frustoconical in shape.
Part of the pulsed air in the chamber 10 is blown through the annular slot 15 into the chamber 9 and at the same time tears off or detaches from the metal bar the cooling medium exiting the annular slot 17, so that it can flow over the frustoconical bottom 12 to be discharged through the pipe 18. But the pressure which prevails in the annular chamber 9 also prevents the flow of large quantities of the cooling agent through the annular slot 17. The cooling agent which accumulates in the annular chamber 10 and which has entered this chamber through the slot 15, can pass through the pipe 19 into the pipe 20.
As a whole the sealing devices resemble those described in the main patent, but the cup or basin-shaped capacity 6 employed in the present improvement can be sealed in another way as well.
The fact that the cup-shaped capacitor 6 is disposed at a suitable distance from the mold provides, as mentioned above, the possibility of adjusting the cooling conditions. This can be done, on the one hand, by a change in the speed of the casting, on the other hand, by a change in position of the annular shell 6a. However, the present improvement offers yet another possibility, namely: moving the position of the entire cup-shaped capacitor 6 with respect to the mold 1, therefore by bringing the latter to a position closer to or further from said mold than that shown in the drawing, we change the time taken for the bar to arrive from the mold 1 in the capacity 6.
Sudden cooling conditions also change
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or gripping which can thus be adapted to the alloy to be cast in each case.
The possibility of adjusting the position of the capacity 6 is given directly by the fact that the sealing device of its bottom 11 with respect to the bar allows a displacement of the capacity even during the casting. The devices making it possible to move the capacitor are of the simplest kind and are therefore not shown; It is obvious that the pipes 8, 14 and 20 connected to the cooling capacity must be provided with flexible connections.
CLAIMS
1.- Process for the continuous casting of metal bars of unlimited length, particularly from alloys sensitive to segregation, according to main patent No. 446,732 of August 6, 1942, characterized in that the subsequent solidification to be carried out after release of the bar out of the mold is effected by a liquid coolant which flows down the length of the bar and which is collected or intercepted in a cup or basin-shaped capacity disposed a suitable distance from the mold and traversed by the closed off.