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" ezf'6 o ti'onnements apportes à la coulée en source de lingots en coquille,,@
La présente invention se rapporte à la fabrication de lingots en coquille, par le procédé dit "en source", c'est-à- ' dire en amenant le métal par la partie inférieure du moule, et vise les lingots de fers, d'acier,..ou d'autres métaux, ou d'allia- ges. Le but de l'invention est de réduire notablement, sinon
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de faire àiaparatt,ee la plupart des incon-véni'ents de'B méthodes de coulée en source de lingots en ooquille.,utilisé*es 'Jusqu'à présent.
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Il est courant, pour couler en source des lingots avec de l'acier "calmé" (killed steel), d'utiliser des moules' à tête d'appoint de coulée (c'est-à-dire moule à réserve de contraction) sauf dans les cas où est permise une certaine hé-
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térosénsité de structure,. Ceci est dû au fait que les lingots d'acier "calme" coulés en source dans des moules sans tête de coulée ont toujours une retassure plus ou moins importante.
Différentes méthodes ont été envisagées pour réduire l'importance de cette retassure. Ces marnes méthodes visent en règle générale à soli difier rapidementla surface du lingot de façon à pouvoir introduire plus de métal dans le moule, sous une pression rela- tivement haute. La solidification rapide peut être obtenue, soit
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arrosige du lingot, soit par l' usage d'un moule dit "en bc,-ilot de bouteille", muni d'un bouchon. Ces méthodes exigent toutefois de srsndes précautions de la 1,,,,rt des opérateurs et' ne sont en fait que des pis-iÙle1' par le fait que la retsasure eut se forme néanmoins, est GÓnérBle:nent recouverte d'une pelli-' ouïe d'oxyde ci:;i rend difficile la. soudure du métal aut'0ur de cette retnssure.
Dans le cas d'une coulée en source d'scier "ox3rdé" (rimifiing steel) dans un moule, ce dernier est, en rèGle générale, ciel ouvert. Dans ce cas, il y a une forte tendance à ce que la structure du lingot soit telle que les tôles, spécialement les tôles minces) obtenues par le laminage de ce lingot, soient
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ohsrgees de soufflures. Comme les projections sont importantes pendant la couice ordinaire d.e lingots d'acier "oxydé" (rimming ctsel) les parois intérieures se couvrent rspidet.ent de pellicules d'oxyde qui doi être régulièrement i,l.iraine,pGar des brosses d'acier 1;4r eî;.¯-rN' e, ""fin eue lu surf1:1ou ;les lingots soit convenable.
L'application de l'invention réduit t la for\1atiol1\ de le! d'oxyde de fer à undegre tel qu'elle est à peine visible. Il est d'usage, lors de lE) coulée en source de lingots
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d'acier 11 oxydé (rii'j'aing steel) de couvri r d'un couvercle, gêné':'
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ralement de fonte, le lingot après coulée. De tels couvercles .représentent toujours une complication et sont de plus fréouem- ment entourés de métal en fusion et difficiles à détacher par -la sui te .
Les difficultés décrites ci-avant, que l'on ren- contre lors de la coulée en source de l'acier "oxydé" (rimming steel) peuvent être partiellement aplanies par l'emploi de moules 'dits "en col dé bouteille". De tels moules doivent cependant etre bouchés tous ensemble immédiatement après qu'une coulée est terminée, ce qui est si malaisé que cette méthode ne trouve pas d'application industrielle intensive.
Par la coulée en source, par la méthode usuelle, d'acier "oxydé" (rimming steel) comme d'acier "calmé" (killed steel), aveo des moules à ciel ouvert sans trou d'agitation, la surface supérieure des lingots est plutôt.inégale, 'Le rendement du laminage est considérablement plus bas que si la tête du lingot était plus lisse, et de préférence, 'convexe. De même, le fait que tous les lingots d'une même coulée .ne peuvent avoi.r exactement la même longueur, réduit 1rendement.
Il n'est pas moins impossible de.couler en source des lingots de longueurs variables surune même sole de coulée'., comme il arrive qu'il faille le faire. Les dernières difficultés oi-dessus peuvent être circonvenues par l'emploi de moules en col de bouteille.
Néanmoins, dans ce dernier oas, d'autres difficultés surgissent, avons , que nous avons citées plus haut.
La présente invention élimine, ou réduit considé- rablement ces difficultés par l'emploi d'un moule à fond ouvert et à ciel complètement ou partiellement fermé,.Un moule totale- -rient clos à son .extrémité supérieure peut être avantageusement utilisé à la fabrication de lingots d'acier, "oalmé" (pour autan t que la retassure s.oit propre et exempte d'oxyde, ce qui augmen- te considérablement le rendement du laminage du lingot). Au lieu
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d'utiliser un moule canstarrraent hermétique en sotyextresite supérieure on peut évidEn'n"llent employer un moule dont le ciel puisse être tosporaire'ment clos hermétiquement t par un 'oouollcn; soit avant, soi t pendant 1s coulée.
Les moules à lingots dont le sonmet est ou J?eut.t:# psrtiellecient ferme conviennent t 1;irtionliér<i;xfit pour la coulée en source des lingots d'acier "calmé", L'ouverture ou les ouver- tures, qui restent libres au sommetdu moule pendant la coulée,
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doivent être de telles dimensions, qu'elles laissent s'échapper Pair ou le gaz du moule ainsi que les gaz produits lors de la coulée, sans que le métal puisse les traverser.
Le dessin en annexe montre plusieurs modèles de mou- les à lingots adaptés 8. l'usage des méthodes selon l'i nvention.
La figure 1 est une coupe verticale, etla figure 2 une vue en plan, d'un moule selon une exécution. La figure 3 est une coupe -verticale par la partie supérieure d'une autre exécution, et la figure 4 esune vue en plan de celle-ci. La figure 5 est une coupe verticale, et la figure 6 uns vue en vlan, d'une troisième réalisation. La figure 7 représente en coupe la partie supérieure
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l'une cuetriè'!,16 variante.
Le moule.1 représenté aux figures 1 et 2, est à fond ouvert pour pouvoir introduire l'acier en fusion, et à ciel/ferme
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à l'exception d'un#rtain nombre d'ouvertures 3, r-clative-ient étroi- tes. surî4oe intérieure du moule est arrondis au sommet, et a ,le préférence de la dépouille. La face supérieure du moule porte
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deux oreilles de levage 3..t.e nombre et In taille des ouvertures sont choisis en vue de permettre 2. l'air (ou Gaz) contenu dans le' j1o'J,le avant 1" oculoe, sinsi qu'Eu, gaz que celle-ci est susceptible de développer, de. s'échapper, et d'e pêcher le métal de traverser ces ouvertures. Ce inétai, au contact des parois des ,ouvertures, se solidifie.
Cet effet de refroidissement pouf évidemment être.accru pé-r des moyens spéciaux. Pour autant qu'il s'agisse de l'a:91)lictict1
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. de-la méthode,, il est indifférent que les ouvertures soient cy- @ lindriques et disposées circulairement autour de l'axe du moule . (figures l e t2) ou qu'elles soient 'formées et/ou placées dif- féremment. Ainsi,, par exemple, les ouvertures, au lieu d'être 'cylindriques, peuvent être dotées de dépouille, c'est-à-dire être coniques en s'Élargissant vers le bas, afin que le métal qui y aurait pénétré et s'y serait solidifié, puisse s'en déta- cher aisément.
Les ouvertures peuvent être pratiquées,soit directement dans le sommetdu moule, ainsi qu'aux figures 1 et
2, soitdans un tampon inséré dans un grand orifice du sommet du moule. Par une autre variante, les ouvertures peuvent consis- ter en un ou plusieurs canaux rectilignesobtenus par exemple en appliquant dans la bonde du sommet, un tampon ne s'adaptant -pas exactement à celle-ci, On tend vers cet effet en insérant des épaisseurs entre la bonde et le tampon, ou en choi si ssant un tampon dont la section transversale diffère de celle du trou, ou encore, en oannelant les parois de la bonde ou du tampon, ou de l'une etl'autre.
Les figures 3 et 4 montrent le sommet d'un moule à lingots dont la bonde pratiquée au sommet reçoit un bouchon 4, cannelé de belle façon qu'il ne bouche pas complètement cette bonde. Dans ce but, 'le 'bouchon est cannelé sur sa surface cônique de telle sorte que les surfaces de passage formées soient suffi- santes pour laisser échapper les gaz, tout en empêchant le débor- deraent du métal en fusion. Ce bouchon porte un anneau de levage 6.
Il faut noter que les dimensions des ouvertures ou rainures décri- tes aux exemples représentés aux dessins, dépendent, entre autres facteurs, de la température, du point de fusion, et de la viscosité de l'acier fondu, ainsi que de la vitesse de coulée, tout autant que de la taille, de la nature, 'et de l'épaisseur de -parois du moule. A titre d'exemple, il convient de spécifier que lors de la , coulée en source d'acier doux "calmé" dans un'moule de 300 mm.
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de diamètre, à plafond plein, de 80 mm. d'épaisseur percé de
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trous cylinc1.ric:ues, ce s, tr cus auront un diamètre de poins de 5 mm. afin de solidifier le métal avant qu'il n'y pénètre assez profondément pour s'y installer plus ou moins définitive- ment.
La surface totale des ouvertures peut varier dans de larges
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jroportiens et peut iùme descendre en-dessous de 1 cm. S, sans causer une pression exagérée de gaz dans le moule, ou sans ralen- tir sensiblement la montée du métal dans le moule.
Il ne faut pas disposer les ouvertures ou rainures
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dans l'axe du moule ou i1JJJ11idiatement à côté de cet axe. Il est préférsbie de les. disposer sur un cercle concentrique à l'axe'et relativement ;rand, comme le représentent les variantes des fi- bures 1 à 4.
Le moule 1 des figures 5 et 6 du plan est à fond ouvert et à ciel complètement fermé. La .surface intérieure a de
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.D ré 1 é re n ce un p3u de dépouille et est arrondie au sommet du inouïe* :La 1)[roi du sommet plein du moule porte deux oreilles de levage à. Le ixoule 1 de la figure 7 porte à son somnie t un orifice relativement Grand dans lequel s'.ajuste "cr0ciséEH:mt un tampon 4,,
Des essais ont montré qu' en coulent en source un lingot dans un moule tel que'celui des figures 1 et 3, un courant
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G±lzeux doit descendre le long de 1±: face interne du moule, car une nappe de gaz s'évade par le fond ouvert de celui-ci pendant la coulée.
En tant que variante intermédiaire entre celles des figures 1 et 5, on peut concevoir un moule dont la ou les orifi-
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ces ,au sommet soient assez réduits pote laisser s'échapper.qu'u-. ne partie du malange gazeux contenu dans le moule, le restant de
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ce mél:Ein:;6 descendant le long des parois internes du moule pour s'échapper par le fond de ce dernier.
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1.- :Procédé/ ulée en source de lingots en 00,'1l.;1il16,
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"ezf'6 o tings brought to the source casting of shell ingots ,, @
The present invention relates to the manufacture of shell ingots, by the so-called "source" process, that is to say by bringing the metal through the lower part of the mold, and is aimed at iron ingots, iron ingots. steel, .. or other metals, or alloys. The aim of the invention is to significantly reduce, if not
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To do this, most of the disadvantages of 'shell ingot source casting methods' have been used so far.
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It is common, to source ingots with "killed steel" (killed steel), to use molds with additional casting head (that is to say mold with contraction reserve) except in cases where a certain amount of
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structural toughness ,. This is because "calm" steel ingots spring cast in molds without a casting head always have a greater or lesser setback.
Different methods have been considered to reduce the importance of this shrinkage. These marl methods generally aim to quickly solidify the surface of the ingot so that more metal can be introduced into the mold, under a relatively high pressure. Rapid solidification can be achieved either
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sprinkle the ingot, or by using a so-called "bc, bottle-block" mold, fitted with a stopper. These methods, however, require great precautions from the operators and 'are in fact only worst' in that the retsasure may nevertheless form, is generally not covered with a film. Oxide hearing ci: i makes it difficult. welding of metal around this frame.
In the case of a spring casting of "ox3rdé" sawn (rimifiing steel) in a mold, the latter is, as a general rule, open sky. In this case, there is a strong tendency for the structure of the ingot to be such that the sheets, especially thin sheets) obtained by the rolling of this ingot, are
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blowholes ohsrgees. As the projections are important during the ordinary coating of "oxidized" steel ingots (rimming ctsel) the interior walls are covered with a large amount of oxide films which must be regularly coated with steel brushes. 1; 4r eî; .¯-rN 'e, "" end of reading surf1: 1or; ingots is suitable.
The application of the invention reduces the amount of! of iron oxide to one degree as it is barely visible. It is customary, during the source casting of ingots
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of oxidized steel 11 (rii'j'aing steel) to cover a cover, embarrassed ':'
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iron, the ingot after casting. Such covers are always a complication and are moreover frequently surrounded by molten metal and difficult to detach from the tail.
The difficulties described above which are encountered in the source casting of "oxidized" steel (rimming steel) can be partially overcome by the use of so-called "bottle neck" molds. Such molds, however, must be capped all together immediately after a casting is complete, which is so difficult that this method does not find intensive industrial application.
By source casting, by the usual method, of "oxidized" steel (rimming steel) as well as "killed" steel, with open-cast molds without stirring holes, the upper surface of the ingots is rather uneven. The rolling efficiency is considerably lower than if the head of the ingot were smoother, and preferably convex. Likewise, the fact that all the ingots of the same cast cannot have exactly the same length, reduces the yield.
It is no less impossible to source ingots of varying lengths on the same casting hearth, as it may be necessary to do so. The latter difficulties above can be overcome by the use of bottle neck molds.
Nevertheless, in this last oas, other difficulties arise, we have, which we mentioned above.
The present invention eliminates, or considerably reduces these difficulties by the use of an open bottom mold with a completely or partially closed pit. A completely closed mold at its upper end can advantageously be used at the top. manufacture of steel ingots, "oalmé" (so that the shrinkage is clean and free of oxide, which considerably increases the efficiency of the rolling of the ingot). Instead
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to use a mold canstarrraent hermetic in superior sotyextresite one can obviously use a mold whose sky can be hermetically closed t by a 'ouollcn; either before, or during the casting.
Ingot molds whose sound is or J? Eu.t: # psrtiellecient firm are suitable t 1; irtionliér <i; xfit for the source casting of "calmed" steel ingots, The opening or the openings, which remain free at the top of the mold during casting,
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must be of such dimensions that they allow air or gas to escape from the mold as well as the gases produced during casting, without the metal being able to pass through them.
The attached drawing shows several models of ingot molds suitable for the use of the methods according to the invention.
Figure 1 is a vertical section, and Figure 2 a plan view, of a mold according to one embodiment. Figure 3 is a top sectional view of another embodiment, and Figure 4 is a plan view thereof. FIG. 5 is a vertical section, and FIG. 6 a plan view, of a third embodiment. Figure 7 shows in section the upper part
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one cuetriè '!, 16 variant.
The mold. 1 shown in Figures 1 and 2, is open bottom to be able to introduce molten steel, and pit / firm
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with the exception of a # rtain number of openings 3, r-clative-ient are narrow. inner surface of the mold is rounded at the top, and has the preference of undercut. The upper face of the mold bears
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two lifting lugs 3.the number and size of the openings are chosen in order to allow 2. the air (or gas) contained in the 'j1o'J, the front 1 "oculoe, so that Eu, gas that this is liable to develop, to escape, and to catch the metal passing through these openings, which in contact with the walls of the openings solidifies.
This cooling effect can obviously be increased by special means. As far as it is a: 91) lictict1
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. of the method ,, it does not matter whether the openings are cylindrical and arranged circularly around the axis of the mold. (Figures 1 and 2) or that they are formed and / or placed differently. Thus, for example, the openings, instead of being 'cylindrical, can be provided with relief, that is to say, be conical by widening downwards, so that the metal which would have penetrated there and s 'would be solidified there, can easily come off.
The openings can be made, either directly in the top of the mold, as well as in Figures 1 and
2, or in a plug inserted in a large hole in the top of the mold. By another variant, the openings can consist of one or more rectilinear channels obtained for example by applying in the top bung, a plug that does not fit exactly to it. This effect is tended by inserting thicknesses between the plug and the plug, or by choosing a plug whose cross section differs from that of the hole, or by oannelant the walls of the plug or the plug, or of one and the other.
Figures 3 and 4 show the top of an ingot mold whose bung at the top receives a stopper 4, grooved in such a way that it does not completely block this bung. For this purpose, the plug is grooved on its conical surface such that the passage surfaces formed are sufficient to allow gases to escape, while preventing the overflow of molten metal. This plug has a lifting ring 6.
It should be noted that the dimensions of the apertures or grooves described in the examples shown in the drawings, depend, among other factors, on the temperature, the melting point, and the viscosity of the molten steel, as well as the rate of flow. casting, as well as the size, nature, and thickness of the mold walls. As an example, it should be specified that when casting "calmed" mild steel source in a 300 mm mold.
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diameter, full ceiling, 80 mm. thick drilled with
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cylinc1.ric holes: These will have a hole diameter of 5mm. to solidify the metal before it penetrates deep enough to settle there more or less permanently.
The total area of the openings may vary within wide
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jroportiens and can even drop below 1 cm. S, without causing excessive gas pressure in the mold, or without appreciably slowing the rise of metal in the mold.
Openings or grooves must not be placed
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in the axis of the mold or i1JJJ11 immediately next to this axis. It is preferable to them. arrange on a circle concentric with the axis' and relatively; rand, as represented by the variants of figures 1 to 4.
The mold 1 of Figures 5 and 6 of the plan is open bottom and completely closed. The interior surface has
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.D re 1 st a p3u of undercut and is rounded at the top of the unheard of *: The 1) [king of the full top of the mold wears two lifting ears to. The ixoule 1 of figure 7 carries at its somnie t a relatively large orifice in which fits "cr0ciséEH: mt a buffer 4 ,,
Tests have shown that an ingot flows as a source in a mold such as that of FIGS. 1 and 3, a current
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G ± lzeux must descend along 1 ±: internal face of the mold, because a sheet of gas escapes through the open bottom of the latter during casting.
As an intermediate variant between those of Figures 1 and 5, it is possible to design a mold in which the orifice (s)
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these, at the top are reduced enough buddy let escape. part of the gaseous mixture contained in the mold, the remainder of
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this email: Ein:; 6 descending along the internal walls of the mold to escape through the bottom of the latter.
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1.-: Process / ulée in source of ingots in 00, '1l.; 1il16,
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.