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Dispositif pour la coulée de lingots ronds, particulièrement de m étal léger.
L'invention concerne un dispositif pour la coulée de lingots ronds, de longueur limitée ou illimitée, spécialement de métal léger, recouverts d'une couche de m étal de placage.
Une des possibilités connues de production de lingots ou de barres plaqués à la coulée, consiste à couler le métal du noyau entre les tôles de placage qui tapissent les parois d'une coquille.Lapolication de ce procédé, qui est également à la base de la présente invention, conduit en pratique aux diffi cul- tés les plus diverses. La principale difficulté réside en ce oue, pendant l'introduiction du métal en fusion, les tôles de placage se déjettent et tendent à se séparer soit de la paroi de la coquille, soit du noyau déjà solidifié.
Dans le premier cas, il se @
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produit un interstice entre la couche de placage et la paroi de la coquille, ce qui entrave l'évacuation de la chaleur de sorte que, si les points de fusion des deux métaux ne sont pas très différents? les tôles de placage fondent dans une mesure relativement importante et laissent passer le métal du noyau. Dans le second cas, l'adhérence est défectueuse et des interstices peuvent subsister entre le noyau et la couche de placage.
Si l'on emploie des alliages tendant à la ségrégation, des perles de ségrégation apparaissent entre le lingot et la couche de placage,, et diminuent considérablement la valeur du produit.Le même défaut se produit quand les tôles de placage sont pressées contre la paroi de la coquille ou aspirées vers celle-ci.
Afin d'éviter cet inconvénient, on a proposé, sans que ceci soit caractéristique de l'état de la technique? de presser les tôles de placage, sous une pression suffisante mais sans déformation par pé- tri ssage, contre le lingot de noyau, et ce au-delà de la zone dange- reuse, c'est-à-dire jusqu'à ce que le lingot soit solidifié et dé- finitivement soudé à la couche de placage. Fn même temps? on a pro- posé des dispositifs pour la réalisation de ce procédé. Un de ces dispositifs comporte des galets de pression dont l'axe est perpen- diculaire à l'axe longitudinal du corps coulé. Vus dans la direction longitudinale, les galets de pression ne sont cependant appliqués con tre les tôles de placage que de place en place.
Bien que cette dis- po si tion permette déjà d'atteindre le but visé, il est néanmoins dé- sirable que le métal de placage soit pressé contre le métal du' noyau en tous points de la zone de solidification du noyau.
Suivant l'invention, pour couler des lingots ronds plaqués? de longueur limitée ou illimitée? plus particulièrement de métal léger., en versant le métal de noyau dans un cylindre creux formé par les tôles de placage, on emploie un dispositif comportant une cage de galets pourvue avantageusement d'un dispositif de refroidis- sement et pouvant tourner autour de l'axe du lingot rond, les axes des galets de pression étant ainsi parallèles ou presque parallèles
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à l'axe du lingot rond.
Les galets situés à la face intérieure de la cage s'appliquent par une génératrice contre la surface du lin- got dont le diamètre diminue progressivement vers le bas par suite du retrai t, et cette génératri doit présenter une inclinai son telle par rapport à l'axe du lingot oue la tôle de placage soit Dres- sée contre le métal de noyau sans subir de déformation. La longueur de la génératrice de chaque galet est au moins égale à celle de la zone de solidification du,lingot. Les galets dont les génératrices répondent aux conditions énoncées peuvent être réalisés de diffé- rentes façons.
Ainsi, par exemple;, les axes des galets peuvent tre parallèles à l'axe du lingot; dans ce cas, le diamètre des galets doit augmenter légèrement dans le sens du déplacement du lingot coulé, afin que les galets s'appliquent par la génératrice tout en- tière à la surface du lingot. Toutefois,. les galets peuvent aussi être de ferme cylindrique-,, et alors leurs axes doivent être inclinés par rapport à l'axe du lingot de façon qu'ils touchent celui-ci également le long de toute la génératrice.
Durant la coulée, on fait tourner la cage de galets au- tour de l'axe du lingot, pendant que la barre ou le lingot traverse la cage, à mesure qu'il est coulé, de telle façon que le niveau de coulée et la zone de solidification se trouvent toujours à l'inté- rieur de la cage. Les galets roulent,pendant ce temps, sur la sur- face du lingot.
Les galets construits comme il vient d'être décrit ne roulent pas tout à fait sans glissement. Si le glissement n'est pas désiré, il faut que le diamètre des galets diminue dans le sens de déplacement du lingot et que leurs axes aient une inclinai- son déterminée par rapport à l'axe du lingot. L'importance de la diminution de diamètre et de l'inclinaison dépend de la nature et du diamètre du lingot et doit être déterminée dans chaque cas.
Dans le dispositif de coulée suivant l'invention, la tôle de placage est uniformément pressée contre le mtal de noyau dans toute la zone de solidification de celui -ci . On peut encore accen-
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tuer cet effet en montant chaque galet dans la cage de façon qu'il soit pressé par un ressort contre la surface du lingot. De plus, pour mieux compenser les inégalités oui se présentent, on peut sub- diviser les gal ets, suivant 1 eur longueur, en plusieurs tronçons. T, e degré de conicité peut varier d'un tronçon à l'autre, ce qui est important surtout quand les conditions de refroidissement sont telles que le retrait du lingot n'est pas une fonction linéaire.
Un avantage important du dispositif de coulée conforme à l'invention réside, entre autres, dans le fait que les possibilités de refroidissement sont extrêmement favorables. En effet, on peut renoncer complètement au refroidissement indirect à travers la paroi de la coquille ou une autre paroi, et appliquer le refroidissement direct., beaucoup plus intense, en mettant le fluide de refroidisse- ment en contact avec la surface du lingot. A cet effet,, on peut, suivant l'invention, disposer entre les galets des tuyères débitant le fluide de refroidissement qui refroidit directement le lingot.
De plus, pour continuer le refroidissement intense du lingot rond après que celui -ci a quitté 1 e dispesi tif de coul ée, on peut di s- poser, en dessous de la cage à galets, une ou plusieurs couronnes d'arrosage et/ou un récipient à fluide de refroidissement, connus en eux-mêmes, à travers quoi on fait passer le lingot.
Le dessin annexé représente schématiquement quelques exem- pl es de réalisation du dispositif de coulée suivant l'invention.
Fig. 1 montre, en coupe axiale., un dispositif de coulée avec galets coniques montés parallèlement à l'axe du lingot;
Fig. 2 est une coupe transversale partielle suivant la ligne 11-11 ae la Fig.l.
Fig. 3 est une demi-coupe axiale d'un dispositif de coulée avec galets cylindriques inclinés par rap-oort à l'axe du lingot, et
Fig. 4 est une coupe analogue d'un dispositif avec galets co- niques inclinés par rapport à l'axe du lingot.
Dans la tôle de placage 1 cintrée cylindriquement est réservée unefente longitudinale 2 à travers laquelle on verse dans le cylindre
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de tôle de placage, par la rigole de coulée 4, le métal fondu ? des- tiné à former le noyau du lingot. En-dessous du niveau de coulée,la fente est obturée par une glissière 5 (Fig.2) qui empêche le métal de s'écouler avant sa solidification et -permet à la cage de galets 6 de tourner sans entrave.
Dans la cage 6, les galet? 7 dont la lon- gueur correspond à celle de la zone de refroidissement, sont montés de façon à presser la tôle de placage 1 contre le métal du noyau 5 qui se solieifie, et à rouler sur cette tôle 1 pendant la rotation de la cage 6 commandée par la couronne dentée 8. Pour introduire le fluide de refroidissement on a ménagé, dans la cage de galets 6, des chambres à fluide 9 d'où des tuyères 10 amènent le fluide direc- tement vers le lingot coulé. Les tuyères 10 pourraient aussi se pro- longer jusque dans l'intervalle des galets 7.
En-dessous dé la cage de galets 6 sont disposées, en vue du refroidissement intense du lingot venant du dispositif de coulée, des couronnes d'arrosage 11 qui projettent également du fluide de refroidissement directement contre la surface du lingot.
REVENDICATIONS.
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1. Dispositif pour couler des lingots ronds plaoués, de lon- gueur limitée ou illimitée, plus particulièrement de métal léger,, en versant le métal de noyau dans un cylindre creux formé par la tôle de pla.cage, caractérisé en ce qu'il consiste en une cage de galets pourvue avantageusement d'un dispositif de refroidissement et sus- ceptible de tourner autour de l'axe du lingot .rond, les génératrices des galets appliquées contre la surface du lingot ayant une inclinai- son telle par rapport à l'axe du lingot, que la tôle de placage soit pressée contre le métal du noyau sans déformation, et la longueur des génératrices des galets correspondant à celle de la zone de re- froidissement du lingot coulé.
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Device for casting round ingots, especially light metal.
The invention relates to a device for the casting of round ingots, of limited or unlimited length, especially of light metal, covered with a layer of plating metal.
One of the known possibilities of producing cast-plated ingots or bars consists in casting the core metal between the cladding sheets which line the walls of a shell. The application of this process, which is also the basis of the process. present invention leads in practice to the most diverse difficulties. The main difficulty lies in that, during the introduction of the molten metal, the cladding sheets are unhinged and tend to separate either from the wall of the shell, or from the already solidified core.
In the first case, it is @
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produces a gap between the plating layer and the shell wall, which hinders heat removal so that if the melting points of the two metals are not very different? the cladding sheets melt to a relatively large extent and allow the core metal to pass through. In the second case, the adhesion is defective and interstices may remain between the core and the cladding layer.
If alloys tend to segregate are used, beads of segregation appear between the ingot and the plating layer, and considerably decrease the value of the product. The same defect occurs when the plating sheets are pressed against the wall. from the shell or sucked into it.
In order to avoid this drawback, it has been proposed, without this being characteristic of the state of the art? to press the cladding sheets, under sufficient pressure but without deformation by kneading, against the core ingot, and this beyond the danger zone, that is to say until the ingot is solidified and finally welded to the cladding layer. Fn the same time? Devices have been proposed for carrying out this process. One of these devices comprises pressure rollers whose axis is perpendicular to the longitudinal axis of the cast body. Seen in the longitudinal direction, however, the pressure rollers are only applied against the cladding sheets in place.
While this arrangement already achieves the intended purpose, it is nonetheless desirable that the plating metal be pressed against the core metal at all points of the core solidification zone.
According to the invention, for casting plated round ingots? limited or unlimited length? more particularly of light metal., by pouring the core metal into a hollow cylinder formed by the cladding sheets, a device is employed comprising a roller cage which is advantageously provided with a cooling device and which can rotate around the cylinder. axis of the round ingot, the axes of the pressure rollers thus being parallel or nearly parallel
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to the axis of the round ingot.
The rollers located on the inner face of the cage are applied by a generatrix against the surface of the lint, the diameter of which gradually decreases downwards as a result of the withdrawal, and this generatrix must present an incline its such with respect to the The axis of the ingot where the plating sheet is raised against the core metal without undergoing deformation. The length of the generatrix of each roller is at least equal to that of the solidification zone of the ingot. The rollers whose generators meet the stated conditions can be made in different ways.
Thus, for example ;, the axes of the rollers can be parallel to the axis of the ingot; in this case, the diameter of the rollers must increase slightly in the direction of movement of the cast ingot, so that the rollers apply by the entire generator to the surface of the ingot. However,. the rollers can also be firm cylindrical- ,, and then their axes must be inclined relative to the axis of the ingot so that they also touch the latter along the entire generator.
During casting, the roller cage is rotated around the axis of the ingot, while the bar or ingot passes through the cage, as it is cast, so that the casting level and the solidification zone are always inside the cage. The rollers roll, during this time, on the surface of the ingot.
The rollers constructed as just described do not roll completely without slipping. If slippage is not desired, the diameter of the rollers must decrease in the direction of movement of the ingot and that their axes have a determined inclination with respect to the axis of the ingot. The extent of the decrease in diameter and inclination depends on the nature and diameter of the ingot and must be determined in each case.
In the casting device according to the invention, the cladding sheet is uniformly pressed against the core metal throughout the solidification zone thereof. We can still emphasize
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kill this effect by mounting each roller in the cage so that it is pressed by a spring against the surface of the ingot. In addition, to better compensate for any inequalities that arise, we can subdivide the scales, along their length, into several sections. The degree of taper may vary from section to section, which is important especially when cooling conditions are such that ingot shrinkage is not a linear function.
An important advantage of the casting device according to the invention lies, among other things, in the fact that the cooling possibilities are extremely favorable. Indeed, one can completely dispense with indirect cooling through the shell wall or another wall, and apply direct cooling, much more intense, by bringing the cooling fluid into contact with the surface of the ingot. For this purpose, it is possible, according to the invention, to arrange between the rollers of the nozzles delivering the cooling fluid which directly cools the ingot.
In addition, to continue the intense cooling of the round ingot after it has left the casting device, one or more sprinkling rings and / or sprinkling rings can be placed below the roller cage. or a coolant container, known per se, through which the ingot is passed.
The appended drawing schematically represents some exemplary embodiments of the casting device according to the invention.
Fig. 1 shows, in axial section., A casting device with conical rollers mounted parallel to the axis of the ingot;
Fig. 2 is a partial cross section taken on line 11-11 in Fig.l.
Fig. 3 is an axial half-section of a casting device with cylindrical rollers inclined with respect to the axis of the ingot, and
Fig. 4 is a similar section through a device with conical rollers inclined with respect to the axis of the ingot.
In the cylindrically bent veneer sheet 1, a longitudinal slot 2 is reserved through which it is poured into the cylinder
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plating sheet, through the pouring channel 4, the molten metal? intended to form the core of the ingot. Below the casting level, the slot is closed by a slide 5 (Fig. 2) which prevents the metal from flowing out before it solidifies and allows the roller cage 6 to rotate unhindered.
In cage 6, the rollers? 7, the length of which corresponds to that of the cooling zone, are mounted so as to press the cladding plate 1 against the metal of the core 5 which is solidified, and to roll on this plate 1 during the rotation of the cage 6 controlled by the toothed ring 8. In order to introduce the cooling fluid, fluid chambers 9 have been formed in the roller cage 6, from which nozzles 10 bring the fluid directly to the cast ingot. The nozzles 10 could also extend into the gap between the rollers 7.
Below the roller cage 6 are arranged, with a view to the intense cooling of the ingot coming from the casting device, sprinkler rings 11 which also project the cooling fluid directly against the surface of the ingot.
CLAIMS.
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1. Device for casting round plated ingots, of limited or unlimited length, more particularly of light metal, by pouring the core metal into a hollow cylinder formed by the plating sheet, characterized in that it consists of a roller cage advantageously provided with a cooling device and capable of rotating about the axis of the round ingot, the generatrices of the rollers applied against the surface of the ingot having such an inclination with respect to the ingot. The axis of the ingot, that the plating sheet is pressed against the metal of the core without deformation, and the length of the generatrices of the rollers corresponding to that of the cooling zone of the cast ingot.