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Perfectionnements à la coulée centrifuge.
La présente invention se rapporte à la. fabrication de moulages métalliques tubulaires et notamment à certains perfec- tionnements.relatifs à la fabrication de ces moulages par la coulée centrifuge dans des moules métalliques permanents tournant autour d'un axe horizotal ou sensiblement horizontal.
Dans la coulée centrifuge exécutée de cette manière et particulièrement dans le cas où le moulage est un corps tubulaire relativement long, c'est-à-dire un corps tubulaire dont la lon- gueur excède trois à quatre fois son diamètre extérieur, on a depuis longtemps essayé de résoudre le problème de la production de moulages dans lesquels le métal ait complètement fusionné avec lui-même suivant toute l'épaisseur de la paroi et qui présentent une surface extérieure sensiblement exempte de défauts.
Malgré que ce problème se pose d'une façon plus ou moins aiguë, suivant le procédé de coulée centrifuge particulier à .appliquer, il n'a pas pu être résolu jusqu'à présent.
Par exemple, suivant un procédé particulier de coulée centrifuge, antérieurement employé dans la fabrication de corps tubulaires de grande longueur au moyen de moules permanents, la charge de métal fondu est coulée dans le moule métallique d'une manière telle que la répartition du métal dans le sens longitudi- nal du moule se fasse principalement par l'action de la force centrifuge. Ceci est exécuté ordinairement en coulant le métal par un bec occupant une position relativement fixe dans le sens longitudinal du moule et placé par exemple à une extrémité de ce dernier.
Cependant, les essais de fabriquer, par ce procédé, des moulages tubulaires de grande longueur en coulée centrifuge ont conduit jusqu'à présent,à la formation de moulages qui présentent des "piqres" et des"recouvrements" ou des "soudures froides", rendant les moulages commercialement inacceptables.
Suivant un autre procédé largement employé dans l'in- dustrie, le métal fondu est amené dans le moule au moyen d'une rigole de coulée susceptible d'un mouvement relatif de retrait, lon- gitudinalement au moule, de sorte que le métal fondu se dépose progressivement sous forme d'une hélice, dont les spires fusionnent ensemble de manière à former une structure continue. Dans ce pro- cédé le métal est réparti dans le sens longitudinal de la surface - du moule principalement par suite de la coulée à reculons, tandis
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que la force centrifuge maintient le métal fondu appliqué contre le moule comme dans toute coulée centrifuge.
Mais pratiquement le métal déposé de cette manière se répand, dans une certaine mesure, sous l'effet de la poussée latérale résultant de la force centrifuge, en étant ainsi obligé de s'écouler dans le sens lon- gitudinal du moule en avançant au delà de la zone hélicoïdale de dépôt. Cet épanchement est parfois excessif et il est souvent irrégulier, ou, ce qu'on appelle parfois, discontinu, au bord d'écoulement et il conduit alors à la formation de parties sail- lantes extrêmement minces qui se solidifient presque instantané- ment et forment des petits recouvrements ou des soudures froides dans la surface ou partie extérieure du moulage. Bien que ce pro- cédé réduit les défauts gênants, il ne résout pas le problème sus- mentionné.
Des essais de grand envergure de fabriquer des moulages tubulaires de grande longueur, exempts des défauts susmentionnes, par voie de coulée centrifuge de l'acier ou d'autres métaux ou alliages coulés dans des moules métalliques permanents horizon- taux ou sensiblement horizontaux, suivant l'un ou l'autre de ces procédés, ont conduit à la constatation que le fusionnement incomplet au sein du métal et les défauts de la surface extérieure du moulage proviennent de ce que la charge du métal fondu avance d'me manière non contrôlée le long du moule sans participer suf- fisamment au mouvement, rotatif du moule.
Lorsque le métal fondu, avançant dans le moule, glisse à la surface de ce dernier en s'y déplaçant longitudinalement d'une manière intermittente et/ou trop rapidement, il tend à former des piqûres prenant naissance à la surface extérieure du moulage. Les recouvrements ou les soudu- res froides se forment lorsque le bord d'écoulement du métal fondu se déplace longitudinalement dans le moule d'une manière plus ou moins intermittente et/ou discontinue, à une vitesse à laquelle il devient tellement mince qu'il se refroidit rapidement, se solidifie prématurément et subit en outre une oxydation, dans me telle mesure qu'il ne se soude ou ne s'unit pas convenablement à la masse de métal qui s'écoule ensuite sur lui au cours de la répartition ultérieure de la charge.
Ces piqûres et ces recouvre- ments ou soudures froides s'étendent parfois à travers tomate l'épaisseur de la paroi du moulage, mais usuellement ils se forment seulementdans la partie extérieure de la paroi, ou dans ce qu'on nome souvent la surface extérieure.
La présente invention a pour objet principal un procédé par lequel des moulages tubulaires de grande longueur, faits en acier ou en d'autres métaux ou alliages, peuvent être fabriqués par coulée centrifuge,dans des moules métalliques permanents horizon- taux ou approximativement horizontaux, d'une manière telle que dans ces moulages le métal ait complètement fusionné avec lui-même suivant toute l'épaisseur des parois des moulages et que les par- ties extérieures de ces derniers soient sensiblement exemptes de piqûres et de recouvemrents ou de soudures froides qui diminue- raient la qualité des moulages ou les rendraient commercialement inacceptables.
En particulier, une partie importante de l'objet de l'invention consiste à résoudre le problème susmentionné- en exécu- tant la coulée centrifuge, dans laquelle le métal fondu extversé dans le moule pendant que ce dernier est soumid à un mouvement rotatif dans le but d'y répartir le métal aussi bien dans le sens circonférentiel que dans le sens longitudinal, par un procédé dans lequel l'entraînement que le métal fondu subit dans le sens de la rotation du moule est accéléré, l'écoulement du métal dans le sens longitudinal du moule est retardé, et, alors que la vi- tesse totale de la solidification du moulage est maintenue sen- siblement la même que dans un moule nu, l'écoulement de la chaleur
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du bord d'écoulement du métal fondu,
avançant longitudinalement dans le moule est momentanément arrête pour maintenir le bord d'écoulement à une température à laquelle il fusionne avec le métal fondu qui s'écoule ensuite en passant sur lui. une autre partie de l'objet de l'invention consiste en ce que, pour l'exécution du procédé susmentionné, on recouvre le moule d'un revêtement réfractaire relativement mince possédant des caractéristiques et une texture qui le rendent capable de consti- tuer un barrage thermique arrêtant et contrôlant le taux de soli- dification du bord d'écoulement du métal fondu et d'établir en même temps une surface de rugosité contrôlée conduisant au degré d'attrac- tion requis entre le métal fondu et le moule.
L'action d'un barra- ge thermique est nécessaire pour assurer le fusionnement complet du métal, formant la partie extérieure du moulage, pendant que le métal fondu se propage dans le moule, mais cette action ne doit pas provoquer plus qu'un arrêt momentané de l'écoulement de la chaleur vers le moule, et elle ne doit pas ralentir sensiblement l'écoulement total de la chaleur et la solidification rapide du métal, caractéristique du moulage en coquilles ou en moules mé- talliques, ni retarder le taux de production de la coulée.
L'attrac- tion est nécessaire pour accélérer la vitesse avec laquelle la charge de coulée du métal fondu participe au mouvement rotatif du moule et pour assurer un entraînement rapide, et aussi pour contrôler la propagation longitudinale du .métal dans le moule, c'est-à-dire, pour empêcher le métal fondu de glisser dans le moule dans un sens longitudinal d'une manière intermittente et trop rapidement avec formation d'un bord d'écoulement discontinu et excessivement mince. Ces propriétés et fonctions du revêtement agis- sent conjointement pour donner le résultat voulu.
Une partie ultérieure de l'objet de l'invention consiste dans l'établissement d'un revêtement de ce genre dans le moule en y appliquant par pulvérisation une suspension liquide de la matière de revêtement/cette application étant exécutée de manière à pou- voir faire varier et contrôler les propriétés susmentionnées re- quises du revêtement par le réglage de l'opération d'application par pulvérisation.
Il a été trouvé qu'une composition convenable pour 1'é tablissement d'un revêtement possédant les caractéristiques sus- mentionnées voulues consiste en une suspension de poudre de silice et de bentonite dans de l'eau, que l'on applique sur le moule par pulvérisation, la composition étant finement divisée et projetée sur la surface intérieure du moule métallique chud. au moyen d'une tuyère de pulvérisation que l'on déplace en va-et-vient rela- tivement au moule. Bien qu'on puisse faire varier la composition du revêtement, une suspension aqueuse uniforme, préparée dans les repors de 1 litre d'eau pour 500 à 1000 gr de poudre de silice pour 10 à 40 gr de bentonite, a donné des résultats satisfaisants.
Les particules de la poudre de silice doivent être d'une finesse telle que la composition soit applicable par pulvérisation sous forme d'un jet atomisé. Elles ont préférablement une finesse cor- respondant à un tamis à 325 mailles environ, ou plus fin. Bien que la bentonite aide considérablement à retenir la poudre de silice à l'état de suspension dans l'eau, il est désirable d'agiter la composition liquide d'une manière plus ou moins continue, afin de la conserver à l'état d'une suspension uniforme pendant l'applica- tion de la composition.
Dans l'application d'une composition de ce genre sur la surface intérieure du moule, il est d'une importance essentielle que le moule soit chauffé à une température se rangeant de 121 C à 42? C, préférablement de 176 C à 260 C. La composition doit être atomisée et appliquée sur le moule par pulvérisation à un taux tel que le liquide véhiculeur s'évapore très rapidement après que les globules pulvérisés soient entrés en contact avec la sur-
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face chaude. Cependant, le moule ne doit pas être chaud au point à provoquer la vaporisation du liquide avant le dépôt des globu- les.
Lorsque la composition est appliquée de la manière indiquée, les matières solides réfractaires et liantes contenues dans cha que globule restent essentiellement dans la position dans laquelle elles ont été déposées sur la surface du moule et conduisent ainsi à la formation d'un revêtement moyennant un accroissement pro gressif par pulvérisation. Puisque le revêtement est formé par l'accrétion de la matière solide contenue dans ces globules et que les conditions de la pulvérisation sont telles que les globules ne se répandent pas et ne fusionnent pas entre eux à la surface du moule, le revêtement, produit de cette manière, présente une surface de rugosité contrôlée formée par une multitude de sail- lies ou de protubérances.
La configuration et le contour des protubérances ne semblent pas avoir de l'importance, quoiqu'une surface dont l'agrandissement photographique ressemble en quelque sorte à la surface d'un chosue donne, suivant les constatations établies, des résultats trèb satisfaisants. Les protubérances que présente une telle surface sont naturellement irrégulières quant à Ieur forme et à leurs dimensions et elles sont généralement disposées de manière à être sensiblement séparées les unes des autres. Mais il est à remarquer qu'il ne faut pas comprendre par là que cette irrégularité soit essentielle.
Il est désirable que le revêtement soit formé de manière que, les protubérances aboutissent dans une partie de base ou qu'elles soient reliées entre elles par leurs bases, afin que la surface du moule soit sensiblement cou- verte par le revêtement et afin que la charge de métal fondu puisse être soumise d'une façon sensiblement uniforme à l'action de barrage thermique du revêtement.
On peut faire varier facilement les caractéristiques de la surface du revêtement de manière à éviter celles qui la rendent trop lisse pour assurer le contrôle voulu de la réparti- tion du métal fondu dans le moule, ou celles qui la rendent plus rugueuse que nécessaire à cet effet. On peut faire varier à vo- lonté la rugosité de la surface du revêtement en contrôlant con- venablement diverses caractéristiques du procédé employé pour l'application de la matière de revêtement, à savoir, en changeant la forme et la direction du jet du pulvérisateur sortant de l'aju- tage de ce dernier; en changeant la distance entre l'ajutage et la surface du moule; en changeant le degré d'atomisation de la composition de revêtement ou en faisant varier la pression d'air, appliquée;
en faisant varier la quantité de la composition de re- vêtement appliquée par unité de surface du moule dans un temps donné; et en faisant varier la mesure d'accroissement du revête- ment.
Bien que différentes formes d'a@@ages ou de diffuseurs peuvent être employées pour l'application de la composition de revêtement,il a été trouvé qu'un jet s'épanouissant en éventail convient particulièrement bien à cet effet, parce qu'il peut être facilement contrôlé de manière à faire varier les dimensions et les directions de l'éventail ou de la nappe éjectée par l'ajutage.
Lorsqu'on revêt!-, m moule cylindrique tournant en se servant d'un pulvérisateur déplacé en va-et-vient longitudinalement dans l'alésage du moule, on dispose le pulvérisateur avantageusement de manière que l'éventail ou la nappe du jet s'étende parallèle- ment à l'axe longitudinal du moule. Il est désirable d'appliquer une disposition de ce genre afin de former un revêtement présen- tant une surface rugueuse qui possède les caractéristiques requise pour la mise en pratique de la présente invention.
On peut obte- nir un revêtement moins rugueux en faisant varier la direction du jet en éventail à partir du sens axial vers un sens à angle droit au sens axial, c'est-à-dire en l'orientant transversalement à l'axe longitudinal du moule.
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Les variations de l'angle de l'ajutage du pulvérisateur par rapport à la surface du moule peuvent également servir au change- ment des caractéristiques de la surface du revêtement. Par suite de la plus forte concentration du jet du pulvérisateur par unité de surface du moule, on peut former un revêtement à surface lisse en dirigeant l'ajutage suivant un angle de 90 par rapport à la sur- face du moule, ou donner au revêtement une surface rugueuse en dirigeant l'ajutage suivant un alge de 45 par rapport à la dite surface. Il a été constaté aussi qu'une augmentation de la pression d'air dans un pulvérisateur à air comprimé tend à produire un re- vêtement plus rugueux, cette tendance pouvant toutefois être neu-. tralisée dans le cas où l'ajutage du pulvérisateur est trop rap- proché de la surface du moule.
Un accroissement de la distance entre l'ajutage et la surface du moule tend à augmenter la rugosité de la surface du revêtement.
On peut aussi faire varier la rugosité de la surface du revêtement en changeant la quantité de composition de revêtement appliquée par pulvérisation par unité de surface et par unité de temps. A un taux d'application convenable les matières solides con- tenues dans les globules distinctes restent sur place, de sorte que l'accrétion de la matière conduit à la formation d'un revê- tement possédant une surface rugueuse. En augmentant la quantité de la composition appliquée au moule, ou le taux de l'application de la composition, cette dernière à la tendance de se répandre sur la surface du moule à cause de l'évaporation plus lente du liquide véhiculeur, ce qui conduit à la formation d'un revêtement possédant une surface plus lisse.
Les autres conditions opératoires étant supposées de nature à fournir un revêtement possédant une surface rugueuse qui présente les caractéristiques convenables, la rugosité de la sur- face tend à augmenter avec la progression de la formation du re- vêtement appliqué par pulvérisation. Il semble que ceci provient de ce que les masses distinctes de la matière solide, contenue dans les premières globules qui frappent la surface du moule, font saillie sur cette surface et sont ainsi à même d'intercepter plus de matière pulvérisée que la surface environnante du moule.
Ces petites masses de matière solide croissent donc plus rapidement que les parties environnantes de la surface du moule, et cette crois- sance rapide continue jusqu'à ce que l'épaisseur des protubérances ainsi formées soit suffisante pour isoler leurs surfaces exposées de l'effet thermique .du moule et pour empêcher ainsi le liquide de s'évaporer rapidement des globules ou des parties de globules qui les frappent. Lorsque ceci a lieu on arrive finalement à un état dans lequel les globules appliqués par pulvérisation fusion- nent en formant une surface relativement lisse qui ne convient plus pour la fabrication de moulages de grande longueur sans défauts ob- tenus par une coulée centrifuge exécutée suivant la présente in- vention.
Il a été trouvé que l'épaisseur moyenne d'un revêtement de cette composition peut varier dans les limites de 0,005 cm à 0,203 cm; que le nombre moyen des protubérances peut varier de 4 à 48 par cm courant, mesuré dans n'importe quelle direction de la surface du revêtement,et que la hauteur moyenne des protubérances au-dessus de la surface environnante du revêtement peut varier dans les limites de 0,002 cm à 0,127 cm. Quant à la rugosité de la sur- face du revêtement, considérée à un autre point de vue, elle est comparable à celle des papiers et toiles abrasifs et peut se ranger du NO.24 au N .240 d'un papier ou d'une toile abrasifs.
On peut faire varier dans une certaine mesure l'épais- seur du revêtement et le degré de la rugosité suivant les condi- tions de la coulée, telles que le procédé de coulée centrifuge par- ticulier que l'on veut appliquer. Par exemple, lorsque ce revête- ment est employé dans le procédé de coulée centrifuge particulier
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dans lequel l'action exercée par la force centrifuge joue un rôle primaire dans la répartition du métal fondu dans le sens longitudinal du moule, on peut appliquer les limites suivantes: une épaisseur moyenne d'environ 0,025 cm à environ 0,203 cm; 4 à 20 pro- tubérances par centimètre mesuré dans n'importe quel sens de la sur- face du revêtement, de préférence 8 à 10 protubérances par centi- mètre;
et une hauteur moyenne des protubérances se rangeant de 0,0127 cm à 0,127 cm, la rugosité étant de l'ordre se rangeant de N .24 au N .1000 de l'échelle des toiles et papiers abrasifs et de préférence de l'ordre se rangeant du N .40 au N .60. D'autre part il a été trouvé que, pour la coulée centrifuge particulière uti- lisant une rigole de coulée subissant pendant la coulée un recul relatif par rapport au sens longitudinal du moule, le revêtement considéré peut recevoir une moindre épaisseur et un moindre degré de rugosité en donnant néanmoins des résultats satisfaisants.
La composition susmentionnée, établie dans les propor- tions indiquées, fournit un revêtement qui est cohérent en luimême et qui adhère au moule, tout en étant suffisamment friable après la terminaison de la coulée pour que les particules n'adhè- rent pas les unes aux autres et au moule dans une mesure qui s'opposerait à un démoulage facile de la pièce coulée. Ce revê- tement semble être un peu plus friable après la coulée qu'avant cette dernière.
Il a été trouvé sous ce rapport que, malgré cette friabilité, le revêtement résiste à l'entraînement par le courant du métal fondu lorsque ce dernier est coulé dans le moule, et qu'en outre, les protubérances, formant la surface rugueuse du revêtement, entrent en engagement efficace avec le métal fondu et contrôlent le mouvement de ce dernier sans être démolies par lui. Suivant l'état de la technique établi dans le domaine con- sidéré il est nouveau d'employer un revêtement, possédant ces caractéristiques, pour les moules permanents employés dans la coulée centrifuge.
On ne pouvait pas s'attendre à ce qu'un re- vêtement de ce genre agisse de la manière indiquée plus haut et le fait qu'il agit de cette manière semble reposer sur ce que les forces exercées sur le revêtement par le métal fondu sont en réalité d'un ordre inférieur à ce que la technique considérée avait supposé. Il est à remarquer également qu'on peut changer et eon- troler la friabilité en faisant varier la proportion de bentonite entrant dans la composition du revêtement. un revêtement de cette composition n'est que temporaire et il est appliqué dans le moule avant chaque opération de coulée.
Après l'application du revêtement, le moule revêtu peut être soumis à la manutention, à l'inspection, à l'application d'un nouveau revêtement et/ou au magasinage, suivant les nécessités, sans que cela compromette son usage subséquent. Après le démoulage de la pièce coulée, le revêtement peut, grâce à sa friabilité, être facilement enlevé du moule au moyen d'une brosse métallique et/ou d'un. jet d'air comprimé, pour faciliter la préparation du moule pour la coulée suivante.
Indépendamment des autres avantages obtenus par l'emploi d'un revêtement mince possédant cette composition particulière, l'avantage et l'importance principaux de ce revêtement résident en ce qu'il constitue un barrage thermique momentané contrôlable et possède une surface exposée de rugosité contrôlable, la sur- face rugueuse exerçant l'attraction nécessaire pour assurer un entraînement rapide du métal fondu dans le but de le faire parti- ciper au mouvement rotatif du moule et d'empêcher le métal de glisser sur la surface du moule, dans le sens longitudinal de ce dernier, d'une façon intermittente et trop rapide avec formation d'un bord d'écoulement discontinu et excessivement mince, tandis que l'action du barrage thermique provoque un arrêt momentané de - l'écoulement de la chaleur vers le moule métallique,
de manière à assurer le fusionnement complet du métal formant ledit bord
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d'écoulement, et de la surface extérieure du moulage, avec le métal qui se présente au-dessus en s'écoulant par dessus ledit bord et ladite surface lors de sa répartition dans le moule, alors que le taux total de la solidification du moulage reste sen- siblement le même que dans le moule métallique nu. L'épaisseur et le degré de rugosité résultent tous les deux de la formation du revêtement par un accroissement progressif, au fur et à mesure de l'application de la composition par pulvérisation.
Différentes autres compositions peuvent être employées pour la mise en pratique de la présente invention, dans le but d'établir, moyennant leur application par pulvérisation, un re- vêtement réfractaire mince qui a aussi bien la propriété d'exercer l'action requise d'un barrage thermique que la rugosité superfi- cielle nécessaire pour assurer l'attraction du métal fondu.
Par satislaisante exemple, alors que la poudre de silice est une matière réfractaire en ce qu'elle est relativement facile à obtenir et assure, lorsqu' elle est appliquée de la manière décrite plus haut, la résistance nécessaire a la chaleur et une porosité suffisante pour exercer l'action requise d'un barrage thermique, on peut employer toute autre matière réfractaire convenable, telle que, par exemple, les oxydes d'aluminium, de magnésium, de glucinium, de zirconium, de chrome, etc.
Comme indique plus haut, la bentonite s'est avérée comme étant un liant convenable, par ce qu'elle sert non seulement comme agent liant pour les particules de la matière réfractaire dans le revêtement, mais aussi comme agent de mise en suspension des particules dans le véhiculeur liquide employé pour l'applica- tion de la composition de revêtement dans le poule par voie de pul- vérisation. Néanmoins, on peut employer d'autres agents liants convenables, pourvu qu'ils possèdent les qualités adhésives néces- saires pour rendre le revêtement capable de résister aux actions qu'exerce..'. sur lui la charge de métal fondu, et pour adhérer convenablement au moule métallique, et qu'ils soient suffissament réfractaires et exempts de composés ayant la tendance de dégager des gaz pendant la coulée.
De plus, alors que l'eau est un véhi- culeur convenable pour les ingrédients solides de la composition, il est à remarquer qu'on peut employer tout autre liquide conve- nable dans ce but.
Pour faciliter la compréhension de la présente inven- tion, cette dernière est décrite dans ce qui suit avec référence aux dessins annexés qui représentent l'appareil pour la mise en pratique d'une forme d'exécution de l'invention, ainsi qu'un revê- tement convenable pour la fabrication de moulages tubulaires sui- vant l'invention. Dans les dessins:
La figure 1 est une vue en élévation schématique de l'appareil, partiellement en coupe.
La figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne 2-2 figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective d'une coupe dans l'extrémité droite du moule représenté dans la figure 1, avec le dispositif de coulée versant du métal fondu dans le moule, cette figure montrant en outre la manière de laquelle agit le revêtement du moule pour contrôler l'écoulement du métal fondu avançant dans le moule.
La figure 4 est une vue en plan schématique, sur une échelle agrandie, de la surface du revêtement perfectionné suivant l'invention.
La figure 5 est une vue en coupe schématique du revête- ment suivant la ligne 5-5 figure 4.
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La figure 6 est une vue photographique agrandie de la surface du revêtement produit suivant la présente invention; et
La figure 7 est une vue photographique agrandie d'une coupe transversale dans le revêtement représenté sur la figure 6.
Dans ce qui suit et dans les dessins annexés l'invention est décrite et représentée à titre d'exemple non limitatif, par rapport au procédé de coulée centrifuge particulier dans lequel la force centrifuge constitue le facteur primaire dans la répartition du métal fondu dans le sens longitudinal du moule, ou, en d'autres termes, dans lequel il est fait usage d'un dispositif de coulée non-reculant. Dans cette forme d'exécution de l'invention on peut faire usage d'un moule cylindrique 10 supporté par deux jeux de galets 11 de la manière bien connuedans ce domaine. Les deux ga- lets coaxiaux 11 disposés de chaque côté du moule 10 sont fixés sur un arbre 12, monté dans des paliers 13 fixés sur le longeron correspondant 14. Les longerons 14 peuvent être posés sur une fondation 15 servant de base à l'appareil entier.
L'extrémité prolongé de l'un des arbres 11 peut être garnie d'une poulie 16, ou d'autres moyens convenables, conjugués avec un dispositif mo- teur commandant l'arbre et faisant ainsi tourner le moule. Des gorges annulaires 17 peuvent être prévues dans la surface exté- rieure du moule pour servir de chemins de roulement aux galets 11, afin d'empêcher un déplacement longitudinal du moule. Les extré- aités de l'ouverture 18 du moule présentent des élargissements 19 destinés à recevoir des plaques terminales 20 qui peuvent être retenues en place par des vis de serrage 21 vissées dans la paroi du moule.
La composition de revêtement décrite plus haut peut être appliquée sur la surface intérieure du moule 10 au moyen de l'ap- pareil pulvérisateur 22., tel qu'illustré sur la partie¯gauche de la figure 1. L'appareil pulvérisateur 22 est monté sur un chariot 25 garni de roues 24 qui roulent sur les rails 25 pour permettre d'approcher et d'éloigner le chariot de l'extrémité voisine du moule 10. Les rails 25,parallèles au moule, peuvent être supportés par des traverses 26 reposant sur la fondation 15. Le chariot 23 supporte un réservoir convenable 27 pour la composition de revé- tement.
Un moteur électrique 28 monté au-dessus du réservoir 27 peut servir à commander un agitateur logé dans le réservoir et une pompe qui s'y trouve également et sert à amener la composition de revêtement, par une tuyauterie convenable 29, 30 logée dans la lance 31, au pulvérisateur 32 monté à l'extrémité extérieure de la lance. La lance 31 est fixée au chariot 23 de manière que le dé- placement du chariot en va-et-vient sur les rails 25 entraîne un déplacement du dispositif pulvérisateur 32 alternativement d'une extrémité à l'autre dans l'alésage 18 du moule, parallèlement à l'axe de ce dernier.
De préférence elle est montée dans des sup- ports suspendus 33 de manière à permettre le réglage de sa posi- tion dans le sens vertical pour faire varier la distance entre la tête éjectrice du pulvérisateur et la surface intérieure du moule considéré dans chaque cas, ou à adapter la position de la tête éjectrice du pulvérisateur au travail de revêtement de moules de différents diamètres. Le chariot 23 peut être déplacé, en l'appro- chant et en l'éloignant du moule, par une tige de piston 34. dont une extrémité est reliée au chariot par l'intermédiaire d'un bras 35 et dont l'extrémité opposée est reliée à un piston travaillant dans un cylindre 56 monté le long de l'un des rails 25.
Avec un appareil pulvérisateur de ce genre la composi- tion de revêtement peut être appliquée sur la surface intérieure du moule en déplaçant le dispositif pulvérisateur 32 en va-et- vient, suivant toute la longueur de l'alésage du moule chauffé tournant, autant de fois qu'il est nécessaire pour former un re-
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vêtement possédant l'épaisseur requise et une rugosité de surface présentant les caractéristiques repondant aux conditions de cou- lée données. Un revêtement qui a donné des résultats satisfai- sants dans la coulée des corps tubulaires de grande longueur sui- vant le procédé de coulée centrifuge, travaillant sans faire re- culer le dispositif de coulée, est représenté en 37 sur les fi- gures 4 et 5 du dessin, à une échelle correspondant à un grossisse- ment approximativement décuple.
Il ressort de ces figures que les protubérances distinctes 38 sont séparées les unes des autres par des dépressions 39 qu'elles ont une configuration et des dimen- sions plus ou moins irrégulières.et qu'elles aboutissent à une par- tie continue formant base 40 qui recouvre la surface intérieure du moule,de sorte que ce dernier est isolé du métal versé dans le moule pendant l'opération de coulée. Des vues photographiques d'un autre revêtement de ce genre, donnant également des résultats satisfaisants, sont représentées sur les figures 6 et 7, la figure
6 correspondant à un grossissement de 10 fois et la figure 7 à un grossissement de 20 fois.
Après l'application du revêtement sur la surface in- térieure du moule on place les plaques terminales 20 dans les élar- gissements 19 et on les fixe dans ces derniers au moyen de vis de serrage 21. Avant leur insertion les plaques terminales sont munies à leurs surfaces intérieures d'un revêtement convenable qui peut être utilement analogue au revêtement décrit plus haut. La charge de métal fondu est versée, dans une extrémité du moule tournant, par un dispositif de coulée 41 qui peut être une poche de coulée ordi- naire, ou un four à induction, ou simplement un récipient de métal fondu, comme représenté sur le dessin. Le dispositif de coulée 41 est muni d'un bec 42, construit et disposé de manière à s'étendre, pendant la coulée, dans l'extrémité du moule à travers une ouverture centrale 43 prévue dans la plaque terminale correspondante 20.
Le dispositif de coulée 41 peut être supporté par un chariot 44, muni d' un train de roues 45 roulant sur des rails 46, de manière à pouvoir être facilement amené dans la position de coulée et retiré de cette position.
Lorsque la charge est coulée dans le moule à un taux con- venable, le revêtement réfractaire mince, préliminairement appliqué par pulvérisation sur la surface intérieure du moule et possédant a la fois les caractéristiques d'avoir une action contrôlée de bar- rage thermique et de présenter unerugosité superficielle contrôlée, exerce les fonctions décrites en détail dans ce qui précède et modifie correspondamment le résultat de la coulée, en permettant ainsi d'obtenir,'par coulée centrifuge dans un moule métallique per- manent, un corps tubulaire de grande longueur dans lequel le métal se trouve à un état complètement fusionné avec lui-même dans toute l'épaisseur de la paroi de'ce corps tubulaire et dont la partie ou la surface extérieure est exempte de piqûres, de recouvrements et de défauts analogues.
Bien que là rugosité de la surface extérieure d'un moulage produit suivant la présente invention correspond sen- siblement à la rugosité du revêtement du moule employé pour sa fa- ' brication, cette rugosité n'est pas préjudiciable pour les moulages employés dans de nombreux buts. Dans les cas où la surface exté- rieure du moulage doit être-.plus lisse, on peut facilement la lisser par un usinage mécanique convenable, poussé au degré requis pour sup- primer la rugosité superficielle provenant de la coulée.
Pour l'homme du métier l'application de l'invention dans la coulée centrifuge exécutée au moyen d'un dispositif de coulée reculant,ressort clairement de ce qui a étédit plus haut et par conséquent on peut se dispenser d'une plus ample illustration à son sujet.
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Improvements in centrifugal casting.
The present invention relates to the. manufacture of tubular metal moldings and in particular certain improvements relating to the manufacture of these moldings by centrifugal casting in permanent metal molds rotating around a horizontal or substantially horizontal axis.
In centrifugal casting carried out in this manner and particularly in the case where the casting is a relatively long tubular body, that is to say a tubular body whose length exceeds three to four times its outer diameter, we have since For a long time tried to solve the problem of producing castings in which the metal has completely fused with itself along the entire wall thickness and which have an outer surface substantially free from defects.
Although this problem arises in a more or less acute way, depending on the particular centrifugal casting process to be applied, it has not been able to be solved so far.
For example, according to a particular method of centrifugal casting, previously employed in the manufacture of tubular bodies of great length by means of permanent molds, the charge of molten metal is poured into the metal mold in such a way that the distribution of the metal in the longitudinal direction of the mold is made mainly by the action of centrifugal force. This is usually done by pouring the metal through a nozzle occupying a relatively fixed position in the longitudinal direction of the mold and placed for example at one end of the latter.
However, attempts to manufacture, by this process, tubular castings of great length in centrifugal casting have so far led to the formation of castings which exhibit "pits" and "overlaps" or "cold welds", making casts commercially unacceptable.
According to another method widely used in industry, the molten metal is brought into the mold by means of a casting channel capable of a relative shrinking movement, lengthwise to the mold, so that the molten metal gradually settles in the form of a helix, the turns of which merge together to form a continuous structure. In this process the metal is distributed in the longitudinal direction of the surface of the mold mainly as a result of the backward casting, while
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that the centrifugal force keeps the molten metal pressed against the mold as in any centrifugal casting.
But practically the metal deposited in this way spreads, to a certain extent, under the effect of the lateral thrust resulting from the centrifugal force, thus being obliged to flow in the longitudinal direction of the mold while advancing beyond it. of the helical deposition zone. This effusion is sometimes excessive and is often irregular, or, sometimes called, discontinuous, at the flow edge and then leads to the formation of extremely thin protruding parts which solidify almost instantaneously and form small laps or cold welds in the surface or outer part of the molding. Although this method reduces troublesome defects, it does not solve the above-mentioned problem.
Extensive attempts to manufacture tubular castings of great length, free from the aforementioned defects, by centrifugal casting of steel or other metals or alloys cast in permanent horizontal or substantially horizontal metal molds, depending on l Either of these methods, led to the finding that the incomplete fusion within the metal and the defects of the outer surface of the casting result from the charge of the molten metal advancing in an uncontrolled manner along of the mold without participating sufficiently in the rotational movement of the mold.
When the molten metal, advancing in the mold, slides on the surface of the latter, moving longitudinally therein intermittently and / or too quickly, it tends to form pits originating on the outer surface of the molding. Laps or cold welds form when the flow edge of the molten metal moves longitudinally in the mold in a more or less intermittent and / or discontinuous manner, at a rate at which it becomes so thin that it becomes cools rapidly, solidifies prematurely, and additionally undergoes oxidation, to such an extent that it does not weld or unite properly with the mass of metal which then flows over it during the subsequent distribution of load.
These pits and cold seams or welds sometimes extend through the thickness of the wall of the molding, but usually they form only in the outer part of the wall, or in what is often called the outer surface. .
The main object of the present invention is a process by which tubular castings of great length, made of steel or of other metals or alloys, can be produced by centrifugal casting, in permanent horizontal or approximately horizontal metal molds, d 'such that in these castings the metal has completely fused with itself along the entire thickness of the walls of the castings and that the outer parts of the latter are substantially free of pitting and overlaps or cold welds which decrease. - would affect the quality of the casts or make them commercially unacceptable.
In particular, an important part of the object of the invention is to solve the above-mentioned problem by performing centrifugal casting, in which the molten metal is extruded into the mold while the latter is subjected to a rotary movement in the mold. aim to distribute the metal therein both in the circumferential direction and in the longitudinal direction, by a process in which the entrainment that the molten metal undergoes in the direction of rotation of the mold is accelerated, the flow of the metal in the longitudinal direction of the mold is retarded, and, while the total rate of solidification of the molding is maintained substantially the same as in a bare mold, the flow of heat
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the flow edge of the molten metal,
advancing longitudinally through the mold is momentarily stopped to maintain the flow edge at a temperature at which it fuses with the molten metal which then flows over it. another part of the object of the invention is that, for carrying out the aforementioned process, the mold is covered with a relatively thin refractory lining having characteristics and a texture which make it capable of constituting a thermal barrier stopping and controlling the rate of solidification of the flow edge of the molten metal and at the same time establishing a surface of controlled roughness leading to the required degree of attraction between the molten metal and the mold.
The action of a thermal barrier is necessary to ensure complete fusion of the metal, forming the outer part of the casting, as the molten metal propagates through the mold, but this action should not cause more than a shutdown. momentary flow of heat to the mold, and it should not appreciably slow down the total heat flow and rapid solidification of the metal characteristic of shell or metal mold casting, nor delay the rate of casting production.
The attraction is necessary to accelerate the speed with which the casting charge of the molten metal participates in the rotational movement of the mold and to ensure rapid driving, and also to control the longitudinal propagation of the metal in the mold, that is. that is, to prevent the molten metal from sliding in the mold in a longitudinal direction intermittently and too quickly with the formation of a discontinuous and excessively thin flow edge. These properties and functions of the coating work together to give the desired result.
A further part of the object of the invention is to provide such a coating in the mold by spraying thereon a liquid suspension of the coating material / this application being carried out in such a way that varying and controlling the above required properties of the coating by controlling the spray application operation.
It has been found that a suitable composition for establishing a coating having the above-mentioned desired characteristics consists of a suspension of powder of silica and bentonite in water, which is applied to the mold. by spraying, the composition being finely divided and projected onto the inner surface of the metal chud mold. by means of a spray nozzle which is moved back and forth relative to the mold. Although the composition of the coating can be varied, a uniform aqueous suspension, prepared in the proportions of 1 liter of water per 500 to 1000 g of silica powder per 10 to 40 g of bentonite, has given satisfactory results.
The particles of the silica powder must be of such fineness that the composition is applicable by spraying in the form of an atomized jet. They are preferably of a fineness corresponding to a sieve of about 325 mesh, or finer. Although bentonite greatly helps to retain the silica powder suspended in water, it is desirable to stir the liquid composition in a more or less continuous manner, in order to keep it in a state of suspension. a uniform suspension during the application of the composition.
In applying such a composition to the interior surface of the mold, it is of essential importance that the mold be heated to a temperature ranging from 121 ° C to 42 ° C. C, preferably 176 C to 260 C. The composition should be atomized and applied to the mold by spraying at a rate such that the carrier liquid evaporates very quickly after the sprayed cells come in contact with the over-
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hot face. However, the mold should not be so hot as to cause the liquid to vaporize before the globules are deposited.
When the composition is applied in the manner indicated, the refractory and binding solids contained in each globule remain essentially in the position in which they were deposited on the surface of the mold and thus lead to the formation of a coating with an increase. pro gressive by spraying. Since the coating is formed by the accretion of the solid matter contained in these globules and the spraying conditions are such that the globules do not spread and do not fuse with each other on the surface of the mold, the coating produces in this way, presents a surface of controlled roughness formed by a multitude of projections or protuberances.
The configuration and contour of the protrusions do not seem to matter, although a surface whose photographic magnification somehow resembles the surface of something gives, according to the established observations, very satisfactory results. The protrusions which such a surface presents are naturally irregular as to their shape and their dimensions and they are generally arranged so as to be substantially separated from one another. But it should be noted that it should not be understood by this that this irregularity is essential.
It is desirable that the coating be so formed that the protuberances terminate in a base portion or are interconnected by their bases, so that the surface of the mold is substantially covered by the coating and so that the surface of the mold is substantially covered by the coating. The molten metal load can be subjected in a substantially uniform manner to the thermal barrier action of the coating.
The characteristics of the coating surface can be easily varied so as to avoid those which make it too smooth to provide the desired control of the distribution of molten metal in the mold, or those which make it rougher than necessary for this purpose. effect. The roughness of the coating surface can be varied as desired by suitably controlling various characteristics of the process employed for applying the coating material, namely, by changing the shape and direction of the jet from the outgoing sprayer. the adjustment of the latter; by changing the distance between the nozzle and the surface of the mold; by changing the degree of atomization of the coating composition or by varying the air pressure applied;
varying the amount of coating composition applied per unit area of the mold in a given time; and varying the extent of coating increase.
Although various forms of displays or diffusers can be employed for the application of the coating composition, it has been found that a fan-shaped jet is particularly suitable for this purpose, because it has been found to be particularly suitable for this purpose. can be easily controlled so as to vary the dimensions and directions of the fan or web ejected from the nozzle.
When coating! - m rotating cylindrical mold using a sprayer moved back and forth longitudinally in the bore of the mold, the sprayer is advantageously positioned so that the fan or the web of the jet s 'extends parallel to the longitudinal axis of the mold. It is desirable to apply such an arrangement in order to form a coating having a rough surface which possesses the characteristics required for the practice of the present invention.
A less rough coating can be obtained by varying the direction of the fan jet from the axial direction to a direction at right angles to the axial direction, that is to say by orienting it transversely to the longitudinal axis. of the mold.
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Variations in the angle of the spray nozzle to the mold surface can also be used to change the characteristics of the coating surface. As a result of the higher concentration of the spray jet per unit area of the mold, a smooth surface coating can be formed by directing the nozzle at an angle of 90 to the surface of the mold, or the coating can be formed. a rough surface by directing the nozzle along an alge of 45 with respect to said surface. It has also been found that an increase in the air pressure in a compressed air sprayer tends to produce a rougher coating, however this tendency may be new. traged in the event that the spray nozzle is too close to the surface of the mold.
Increasing the distance between the nozzle and the mold surface tends to increase the roughness of the coating surface.
The roughness of the coating surface can also be varied by changing the amount of coating composition applied by spraying per unit area and per unit time. At a suitable application rate the solids contained in the individual globules remain in place, so that accretion of the material results in the formation of a coating having a rough surface. By increasing the amount of the composition applied to the mold, or the rate of application of the composition, the latter tends to spread over the surface of the mold due to the slower evaporation of the carrier liquid, which leads to to the formation of a coating having a smoother surface.
Since the other operating conditions are believed to provide a coating having a rough surface which exhibits the proper characteristics, the roughness of the surface tends to increase with the progress of the formation of the spray applied coating. This appears to be due to the fact that the distinct masses of solid matter, contained in the first globules which hit the surface of the mold, protrude from this surface and are thus able to intercept more pulverized material than the surrounding surface of the mold. mold.
These small masses of solid matter therefore grow faster than the surrounding parts of the mold surface, and this rapid growth continues until the thickness of the protuberances thus formed is sufficient to insulate their exposed surfaces from the effect. of the mold and thereby to prevent the liquid from rapidly evaporating from the globules or parts of globules impinging upon them. When this takes place a state is finally reached in which the spray-applied globules merge to form a relatively smooth surface which is no longer suitable for the manufacture of long castings without defects obtained by centrifugal casting carried out according to the following procedure. present invention.
It has been found that the average thickness of a coating of this composition can vary within the limits of 0.005 cm to 0.203 cm; that the average number of protrusions can vary from 4 to 48 per running cm, measured in any direction of the surface of the coating, and that the average height of the protrusions above the surrounding surface of the coating can vary within the limits from 0.002 cm to 0.127 cm. As for the roughness of the coating surface, considered from another point of view, it is comparable to that of abrasive papers and fabrics and can range from NO.24 to N.240 of a paper or a abrasive canvas.
The thickness of the coating and the degree of roughness can be varied to some extent depending on the casting conditions, such as the particular centrifugal casting process to be applied. For example, when this coating is employed in the particular centrifugal casting process
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in which the action of the centrifugal force plays a primary role in the distribution of the molten metal in the longitudinal direction of the mold, the following limits can be applied: an average thickness of from about 0.025 cm to about 0.203 cm; 4 to 20 protuberances per centimeter measured in any direction of the coating surface, preferably 8 to 10 protrusions per centimeter;
and an average height of the protuberances ranging from 0.0127 cm to 0.127 cm, the roughness being of the order ranging from N .24 to N .1000 of the scale of abrasive fabrics and papers and preferably of the order ranging from N .40 to N .60. On the other hand it has been found that, for the particular centrifugal casting using a casting channel undergoing during casting a relative recoil with respect to the longitudinal direction of the mold, the coating considered can receive a lesser thickness and a lesser degree of roughness while nevertheless giving satisfactory results.
The aforementioned composition, set in the proportions indicated, provides a coating which is coherent in itself and which adheres to the mold, while being sufficiently friable after the completion of the pour that the particles do not adhere to each other. others and the mold to an extent that would prevent easy release of the casting. This coating appears to be a little more friable after pouring than before pouring.
It has been found in this connection that, despite this friability, the coating resists the entrainment by the current of the molten metal when the latter is poured into the mold, and that in addition, the protuberances, forming the rough surface of the coating , enter into effective engagement with the molten metal and control the movement of the latter without being demolished by it. According to the state of the art established in the field under consideration, it is new to employ a coating having these characteristics for permanent molds employed in centrifugal casting.
Such a coating could not be expected to act in the manner indicated above and the fact that it does so appears to be based on the forces exerted on the coating by the molten metal. are in reality of a lower order than what the technique considered had assumed. It should also be noted that the friability can be changed and controlled by varying the proportion of bentonite entering into the composition of the coating. a coating of this composition is only temporary and it is applied in the mold before each casting operation.
After the coating has been applied, the coated mold can be subjected to handling, inspection, re-coating and / or storage, as required, without compromising its subsequent use. After demoulding of the casting, the coating can, thanks to its friability, be easily removed from the mold by means of a wire brush and / or a. compressed air jet, to facilitate the preparation of the mold for the next casting.
Regardless of the other advantages obtained by the use of a thin coating having this particular composition, the main advantage and importance of this coating lies in that it constitutes a controllable momentary thermal barrier and has an exposed surface of controllable roughness. , the rough surface exerting the attraction necessary to ensure a rapid entrainment of the molten metal in order to make it participate in the rotational movement of the mold and to prevent the metal from sliding on the surface of the mold, in the direction longitudinal of the latter, intermittently and too quickly with the formation of a discontinuous and excessively thin flow edge, while the action of the thermal barrier causes a temporary stop of - the flow of heat to the mold metallic,
so as to ensure the complete fusion of the metal forming said edge
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of flow, and of the outer surface of the molding, with the metal present above it flowing over said edge and said surface as it is distributed in the mold, while the total rate of solidification of the molding remains substantially the same as in the bare metal mold. The thickness and the degree of roughness both result from the formation of the coating by a gradual increase, as the composition is applied by spraying.
Various other compositions can be employed for the practice of the present invention, with the aim of establishing, by their spray application, a thin refractory coating which also has the property of exerting the required action of. a thermal barrier than the surface roughness necessary to ensure the attraction of the molten metal.
For example, while silica powder is a refractory material in that it is relatively easy to obtain and provides, when applied in the manner described above, the necessary heat resistance and sufficient porosity for To exert the required action of a thermal barrier, any other suitable refractory material can be employed, such as, for example, the oxides of aluminum, magnesium, glucinium, zirconium, chromium, etc.
As indicated above, bentonite has been found to be a suitable binder, in that it serves not only as a binding agent for the particles of the refractory material in the coating, but also as an agent for suspending the particles in the coating. the liquid carrier employed for applying the coating composition to the chicken by spraying. Nonetheless, other suitable binding agents may be employed, provided they possess the adhesive qualities necessary to render the coating capable of withstanding the actions exerted. on it the load of molten metal, and to adhere properly to the metal mold, and that they are sufficiently refractory and free of compounds having the tendency to give off gases during casting.
In addition, while water is a suitable carrier for the solid ingredients of the composition, it should be appreciated that any other suitable liquid can be employed for this purpose.
To facilitate understanding of the present invention, the latter is described in the following with reference to the accompanying drawings which show the apparatus for practicing one embodiment of the invention, as well as a A coating suitable for the manufacture of tubular moldings according to the invention. In the drawings:
Figure 1 is a schematic elevational view of the apparatus, partially in section.
Figure 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 in Figure 1.
Figure 3 is a perspective view of a section through the right end of the mold shown in Figure 1, with the casting device pouring molten metal into the mold, this figure further showing the manner in which the coating acts of the mold to control the flow of molten metal advancing through the mold.
Figure 4 is a schematic plan view, on an enlarged scale, of the surface of the improved coating according to the invention.
Figure 5 is a schematic sectional view of the coating taken on line 5-5 in Figure 4.
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Figure 6 is an enlarged photographic view of the surface of the coating produced according to the present invention; and
Figure 7 is an enlarged photographic view of a cross section through the coating shown in Figure 6.
In what follows and in the accompanying drawings, the invention is described and shown by way of non-limiting example, with respect to the particular centrifugal casting process in which the centrifugal force constitutes the primary factor in the distribution of the molten metal in the direction longitudinal mold, or, in other words, in which use is made of a non-receding casting device. In this embodiment of the invention, use can be made of a cylindrical mold 10 supported by two sets of rollers 11 in the manner well known in this field. The two coaxial rollers 11 arranged on each side of the mold 10 are fixed on a shaft 12, mounted in bearings 13 fixed on the corresponding spar 14. The spars 14 can be placed on a foundation 15 serving as a base for the apparatus. whole.
The extended end of one of the shafts 11 may be fitted with a pulley 16, or other suitable means, combined with a motor device controlling the shaft and thus rotating the mold. Annular grooves 17 may be provided in the outer surface of the mold to act as raceways for the rollers 11, in order to prevent longitudinal movement of the mold. The ends of the opening 18 of the mold have enlargements 19 for receiving end plates 20 which can be held in place by set screws 21 screwed into the wall of the mold.
The coating composition described above can be applied to the interior surface of the mold 10 by means of the sprayer apparatus 22., as shown on the left-hand side of Figure 1. The sprayer apparatus 22 is mounted. on a carriage 25 fitted with wheels 24 which roll on the rails 25 to enable the carriage to be approached and removed from the adjacent end of the mold 10. The rails 25, parallel to the mold, can be supported by sleepers 26 resting on the foundation 15. The carriage 23 supports a suitable reservoir 27 for the coating composition.
An electric motor 28 mounted above the tank 27 can be used to control an agitator housed in the tank and a pump which is also located there and serves to supply the coating composition, through suitable piping 29, 30 housed in the lance. 31, to the sprayer 32 mounted at the outer end of the lance. The lance 31 is fixed to the carriage 23 so that the movement of the reciprocating carriage on the rails 25 causes the spraying device 32 to move alternately from one end to the other in the bore 18 of the mold. , parallel to the axis of the latter.
Preferably it is mounted in suspended supports 33 so as to allow the adjustment of its position in the vertical direction to vary the distance between the ejector head of the sprayer and the interior surface of the mold considered in each case, or to adapt the position of the ejector head of the sprayer to the work of coating molds of different diameters. The carriage 23 can be moved, bringing it closer to and away from the mold, by a piston rod 34, one end of which is connected to the carriage by means of an arm 35 and the opposite end of which is connected to a piston working in a cylinder 56 mounted along one of the rails 25.
With such a spray apparatus the coating composition can be applied to the interior surface of the mold by moving the spray device 32 back and forth, along the entire length of the bore of the heated rotating mold, as many as times it is necessary to form a re-
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garment having the required thickness and a surface roughness having the characteristics satisfying the given casting conditions. A coating which has given satisfactory results in the casting of long tubular bodies by the centrifugal casting process, working without recoiling the casting device, is shown at 37 in Figures 4 and 5. 5 of the drawing, to a scale corresponding to approximately tenfold magnification.
It can be seen from these figures that the distinct protuberances 38 are separated from each other by depressions 39 that they have a more or less irregular configuration and dimensions. And that they end in a continuous part forming a base 40. which covers the interior surface of the mold, so that the latter is isolated from the metal poured into the mold during the casting operation. Photographic views of another such coating, also giving satisfactory results, are shown in Figures 6 and 7, Figure
6 corresponding to a magnification of 10 times and FIG. 7 to a magnification of 20 times.
After the coating has been applied to the interior surface of the mold, the end plates 20 are placed in the extensions 19 and fixed in the latter by means of clamping screws 21. Before their insertion the end plates are provided with. their interior surfaces with a suitable coating which may usefully be analogous to the coating described above. The charge of molten metal is poured, into one end of the rotating mold, by a casting device 41 which may be an ordinary ladle, or an induction furnace, or simply a vessel of molten metal, as shown in Figure. drawing. The casting device 41 is provided with a spout 42, constructed and arranged so as to extend, during the casting, into the end of the mold through a central opening 43 provided in the corresponding end plate 20.
The casting device 41 can be supported by a carriage 44, provided with a set of wheels 45 running on rails 46, so that it can be easily brought into the casting position and withdrawn from this position.
When the charge is poured into the mold at a suitable rate, the thin refractory lining, preliminarily sprayed onto the interior surface of the mold and having both the characteristics of having a controlled thermal barrier action and exhibiting a controlled surface roughness, performs the functions described in detail in the foregoing and correspondingly modifies the casting result, thus making it possible to obtain, by centrifugal casting in a permanent metal mold, a tubular body of great length in wherein the metal is in a state completely fused with itself throughout the thickness of the wall of said tubular body and the outer part or surface of which is free of pitting, overlaps and the like.
Although the roughness of the exterior surface of a molding produced according to the present invention corresponds substantially to the roughness of the coating of the mold employed in its manufacture, this roughness is not detrimental to the moldings employed in many. goals. In cases where the outer surface of the casting is to be smoother, it can be easily smoothed out by suitable mechanical machining to the degree required to remove surface roughness from the casting.
For those skilled in the art the application of the invention in centrifugal casting carried out by means of a recoiling casting device, emerges clearly from what has been stated above and therefore a further illustration can be dispensed with. about her.