<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES POUR LA FABRICATION D'ELEMENTS TUBULAIRES
PAR COULEE CENTRIFUGE
Dans la fabrication d'éléments tubulaires, par coulée centrifuge dans des moules permanents chauffés, il est indispensable, que la paroi in- térieure du moule soit recouverte d'une couche de matière, capable : 1) de pro- téger le moule contre un effet de chauffe excessif; 2) de protéger la paroi intérieure du moule contre la corrosion et d'autres influences du métal en fu- sion lorsqu'il est versé dans le moule ; et 3) d'assurer de telles conditions de solidification dans la couche superficielle du métal coulé, que la coulée à l'état froid et la production de pores ou d'autres défauts à la surface.de l'objet coulé sont exclus.
Dans la coulée centrifuge d'éléments tubulaires en fonte, lesdites couches ont encore l'autre fonction importante de réduire la vitesse de refroidissement de la fonte, afin que cette dernière se solidifie à l'état gris, et ne devienne pas blanche et cassante.
On a déjà appliqué et proposé différentes matières de recouvre- ment, ces matières renfermant en général des substances carbonées telles que la suie (noire), le graphite, le goudron, ou des substances minérales réfrac- taires, telles que du quartz ou argile réfractaire finement divisés, mélangés dans les deux cas avec des adhésifs, tels que la glaise. ou'bentonite, l'alumi- nium pulvérisé, des lessives sulfitées .... etc...,'afin de rendre durable la couche protectrice et d'en assurer le bon contact avec la paroi=du moule.
Dans certains cas, on a essayé de rendre la couche protectrice très durable et résistante, en ajoutant des adhésifs spéciaux, de façon à rendre encore plus efficace la protection du moule et à permettre la coulée d'un grand nombre de tubes dans une seule couche.
Toutefois, l'isolation thermique de la couche est alors beaucoup plus grande, tandis que la surface de l'objet coulé est rendue poreuse.- D'au- tre part, on ne peut éviter que la couche dure s'écaille à certains endroits, en sorte que la surface extérieure des tubes devient rugueuse, et que leur enlèvement du moule est difficile. Ib plus, l'enlèvement d'une couche dure qui
<Desc/Clms Page number 2>
doit finalement être remplacée, est beaucoup plus difficile.
En sélectionnant les substances minérales convenant comme matière de revêtement, on visait tout d'abord les substances réfractaires, telles que le quartz ou l'argile réfractaire finement divisé. Or, ces matières présentent l'inconvénient que la couche protectrice doit être relativement épaisse pour présenter un pouvoir d'isolation thermique suffisant. En outre, de grandes parties de cette couche épaisse collent au tube, et les parties restant atta- chées au moule doivent être enlevées avant l'application d'une nouvelle couche, 'candis que les parties susdites, collant au moule, doivent être écartées par des procédés spéciaux.
Des expériences approfondies, effectuées pendant l'exécution d'une des plus difficiles méthodes de coulée, notamment la coulée centrifuge de tubes en fer à paroi très mince,.dans des moules métalliques chauffés, ont démon- tré, que la plus importante propriété de la couche de protection, capable de satisfaire aux conditions imposées, en consiste qu'elle doit présenter un pou- voir d'isolation thermique très élevé, et simultanément, qu'elle soit suffisam- ment réfractaire pour résister à l'attaque du métal coulé.
La présente invention'vise l'obtention d'une couche protectrice répondant aux conditions susdites. Selon l'invention cette couche comprend substantiellement une matière poreuse et réfractaire, et un adhésif approprié, cette couche étant appliquée sur la paroi intérieure du moule métallique de manière telle, qu'elle garde sa porosité, et ainsi également ses propriétés, d'isolation thermique. La matière poreuse peut être synthétique, nonobstant que certaines matières naturelles sont largement disponibles, telles que les terres d'infusion ou sédiments diatomisés, appelés généralement kieselguhr.
On peut appliquer encore d'autres matières, telles que du tripoli ou de l'as- beste finement divisé, quoique préférablement on appliquera le kieselguhr, à raison de sa grande porosité et de son poids relativement réduit.,, On peut encore appliquer certaines sortes de mica, rendues poreuses par chauffage et devenant ainsi relativement légères.
En vue de favoriser la bonne adhérence de la matière au moule, et d'en assurer une résistance suffisante, elle est mélangée avec un adhésif, si elle n'en renferme pas à l'origine; par exemple avec l'argile ou le bento- nite. La quantité de l'adhésif dépend substantiellement de la résistance dé- sirée de la couche, Une couche trop dure entrave l'enlèvement des tubes du moule, et reste coller partiellement au moule après l'enlèvement du tube, ce qui rend indispensable le brossage et raclage onéreux du moule, avant l'appli- cation d'une nouvelle couche. On obtiendra une bonne couche protectrice en appliquant un mélange d'approximativement 5 à 10 litres de kieselguhr, et 1 à 5 décilitres de bentonite par 10 litres d'eau, préférablement approximative- ment 7 litres de kieselguhr et 2 1/2 décilitres de bentonite par 10 litres d'eau.
Une telle couche présente une dureté convenable, adhère fermement au moule, et peut être appliquée très facilement; elle est très résistante à la fonte de fer, et permet l'enlèvement facile des tubes, tandis qu'elle est seu- lement attachée au moule de façon telle, qu'elle peut être enlevée par un lé- ger brossage ou soufflage.
La matière de revêtement et l'adhésif sont parfaitement suspendus dans un.liquide, par exemple de l'eau, afin d'obtenir une bonne solution.
L'application sur la paroi du moule peut être faite de plusieurs fagons. Le moule doit être bien chaud penda l'application, et en tout cas avoir une température au-dessus de 100 C, en-sorte que l'eau de la solution est rapide- ment évaporée, lorsque la solution vient en contact avec la paroi chaude du moule. préférablement l'application peut être réalisée à l'aide d'un ato- miseur, pulvérisant la solution à l'état divisé sur la paroi intérieure du mou- le.
La tuyère de pulvérisation peut être montée sur une tige, déplacée à l'in-
<Desc/Clms Page number 3>
térieur du moule, centralement et dans les deux sens, jusqu'à obtention de l'épaisseur désirée, La solution est pulvérisée en forme d'éventail autour de l'embouchure, et selon un angle plus grand ou plus.petit le long de la paroi intermédiaire du moule, d'où -- résulte le recouvrement parfait et uni- forme de cette paroi. Si la solution est bien répartie, le moule peut res- ter immobile pendant l'opération, quoiqu'il pourrait éventuellement aussi être tourné.
Selon un autre mode d'application de la- couche à l'intérieur d'un moule pour la coulée centrifuge de tubes métalliques, dans laquelle méthode le moule est disposé horizontalement, ce moule tourne à grande vitesse et une gout- tière contenant une quantité prédéterminée de la solution liquide est alors introduire dans le moule. Ensuite, la gouttière est renversée en sorte que sa partie ouverte est dirigée vers le bas, et il en résulte, que par la rotation - à grande vitesse du moule, la solution est répartie uniformément sur la paroi intérieure chaude du moule.
En appliquant la matière protectrice susdécrite, dans le recouvre- ment de moules métalliques chauds, pour la coulée centrifuge de tubes en fonte de fer à parois très minces, on a constaté que seulement une couche très min- ce est nécessaire pour que le tube obtenu puisse satisfaire à toutes exigences pratiques, ce qui est impossible en appliquant d'autres matières de revêtement.
Les tubes présentent une structure parfaitement grise et dense, leur surface est exempte:de pores et la coulée à l'état froid est exclue. On a également constaté que les moules sont plusieurs fois plus durables que ceux, recouverts d'autres couches de revêtement...
REVENDICATIONS.
1. - Procédé de fabrication d'éléments tubulaires métalliques, par coulée centrifuge dans des moules permanents chauffés, dont la paroi intériéu- re est munie d'une couche protectrice, caractérisé en ce qu'on applique une couche comprenant substantiellement une matière poreuse et réfractaire et un adhésif approprié, cette couche étant appliquée sur la paroi intérieure du mou- le métallique de manière telle, qu'elle garde sa porosité, et ainsi également ses propriétés d'isolation thermique.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS TO THE METHODS FOR THE MANUFACTURE OF TUBULAR ELEMENTS
BY CENTRIFUGAL CAST
In the manufacture of tubular elements, by centrifugal casting in heated permanent molds, it is essential that the inside wall of the mold be covered with a layer of material capable of: 1) protecting the mold against a excessive heating effect; 2) to protect the inner wall of the mold against corrosion and other influences of the molten metal when it is poured into the mold; and 3) to ensure such solidifying conditions in the surface layer of the cast metal that cold casting and the production of pores or other defects on the surface of the cast object are excluded.
In the centrifugal casting of tubular cast iron elements, said layers have yet the other important function of reducing the cooling rate of the cast iron, so that the latter solidifies in the gray state, and does not become white and brittle.
Various covering materials have already been applied and proposed, these materials generally containing carbonaceous substances such as soot (black), graphite, tar, or refractory mineral substances, such as quartz or refractory clay. finely divided, mixed in both cases with adhesives, such as clay. or'bentonite, pulverized aluminum, sulphite detergents ... etc ..., in order to make the protective layer durable and to ensure good contact with the wall of the mold.
In some cases, attempts have been made to make the protective layer very durable and resistant, by adding special adhesives, so as to make the protection of the mold even more effective and to allow the casting of a large number of tubes in a single layer. .
However, the thermal insulation of the layer is then much greater, while the surface of the cast object is made porous. On the other hand, the hard layer cannot be avoided in certain places. , so that the outer surface of the tubes becomes rough, and their removal from the mold is difficult. Ib plus, the removal of a hard layer that
<Desc / Clms Page number 2>
must eventually be replaced, is much more difficult.
In selecting suitable mineral substances as the coating material, the first aim was to refractory substances, such as quartz or finely divided refractory clay. However, these materials have the drawback that the protective layer must be relatively thick in order to have sufficient thermal insulation power. In addition, large parts of this thick layer stick to the tube, and the parts remaining attached to the mold must be removed before the application of a new layer, but the above parts, sticking to the mold, must be discarded. by special processes.
Extensive experiments, carried out during the execution of one of the most difficult methods of casting, notably the centrifugal casting of very thin-walled iron tubes, in heated metal molds, have demonstrated, that the most important property of the protective layer, capable of satisfying the imposed conditions, consists in that it must have a very high thermal insulating capacity, and simultaneously, that it be sufficiently refractory to resist the attack of the cast metal .
The present invention aims to obtain a protective layer meeting the above conditions. According to the invention, this layer substantially comprises a porous and refractory material, and a suitable adhesive, this layer being applied to the inner wall of the metal mold in such a way that it retains its porosity, and thus also its properties, of insulation. thermal. The porous material can be synthetic, although some natural materials are widely available, such as infusion earths or diatomaceous sediments, generally called kieselguhr.
Still other materials, such as tripoli or finely divided asbestos can be applied, although preferably kieselguhr will be applied, due to its high porosity and relatively low weight. kinds of mica, made porous by heating and thus becoming relatively light.
In order to promote good adhesion of the material to the mold, and to ensure sufficient strength, it is mixed with an adhesive, if it does not originally contain any; for example with clay or bentonite. The amount of the adhesive depends substantially on the desired resistance of the layer. Too hard a layer hinders the removal of the tubes from the mold, and remains partially sticking to the mold after removal from the tube, making brushing essential and expensive scraping of the mold, before applying a new layer. A good protective layer will be obtained by applying a mixture of approximately 5 to 10 liters of kieselguhr, and 1 to 5 deciliters of bentonite per 10 liters of water, preferably approximately 7 liters of kieselguhr and 2 1/2 deciliters of bentonite. per 10 liters of water.
Such a layer has a suitable hardness, adheres firmly to the mold, and can be applied very easily; it is very resistant to melting iron, and allows easy removal from the tubes, while it is only attached to the mold in such a way that it can be removed by light brushing or blowing.
The coating material and the adhesive are perfectly suspended in a liquid, for example water, in order to obtain a good solution.
The application on the wall of the mold can be made in several ways. The mold must be very hot during the application, and in any case have a temperature above 100 C, so that the water in the solution is rapidly evaporated, when the solution comes into contact with the wall. hot from the mold. preferably the application can be carried out by means of an atomizer, spraying the solution in a divided state on the interior wall of the mold.
The spray nozzle can be mounted on a rod, moved in the
<Desc / Clms Page number 3>
inside the mold, centrally and in both directions, until the desired thickness is obtained, The solution is sprayed in a fan shape around the mouth, and at a larger or smaller angle along the intermediate wall of the mold, from which - the perfect and uniform covering of this wall results. If the solution is well distributed, the mold can remain stationary during the operation, although it could possibly also be rotated.
According to another mode of application of the layer inside a mold for the centrifugal casting of metal tubes, in which method the mold is arranged horizontally, this mold rotates at high speed and a gutter containing a quantity. predetermined liquid solution is then introduced into the mold. Then the gutter is overturned so that its open part is directed downwards, and as a result, by the high-speed rotation of the mold, the solution is evenly distributed on the hot inner wall of the mold.
By applying the above-described protective material, in the covering of hot metal molds, for the centrifugal casting of very thin-walled cast iron tubes, it was found that only a very thin layer is required for the resulting tube. can meet all practical requirements, which is not possible by applying other coating materials.
The tubes have a perfectly gray and dense structure, their surface is free of pores and cold casting is excluded. It was also found that the molds are several times more durable than those, covered with other layers of coating ...
CLAIMS.
1. - A method of manufacturing metal tubular elements, by centrifugal casting in heated permanent molds, the inner wall of which is provided with a protective layer, characterized in that a layer is applied comprising substantially a porous material and refractory and a suitable adhesive, this layer being applied to the inner wall of the metal mold in such a way that it retains its porosity, and thus also its thermal insulation properties.