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La fabrication de pièces métalliques tubulaires coulées par centrifugation dans des moules en fonte, occupant généralement une position horizontale, a généralement lieu de trois manières différentes:
1. Dans des moules munis d'un épais revêtement en matière réfractaire et qui ne sont que légèrement chauffés pendant la coulée.
2. Dans des moules dits permanents, refroidis extérieurement par l'eau qui les empêche d'être chauffés trop fortement.
3. Dans les moules permanents "chauds", dont la surface intérieure est généralement munie d'un revêtement relativement mince en matière réfractaire et calorifuge, destiné à protéger la surface intérieure du moule contre l'action du métal utilisé pour la coulée, à permettre l'extraction de la pièce de fonderie
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après sa coulée, à assurer l'obtention d'une pièce de bonne qualité, sans défauts, et à protéger également le moule contre un échauffement excessif.
Les machines connues destinées à la coulée ar centri- f@@gation dans des moulas permanents "chauda", et pour lesquelles il n'est pas question de fabriquer de grandes séries de pièces de fonderie, comprennent essentiellement un mécanisme d'entrai- nement en rotation avec deux arbres et deux paires de rouleaux portant le moule sensiblement horizontal pour le faire tourner autour de son axe.
Dans ce cas les moules reçoivent généralement des parois relativement épaisses, de sorte qu'ils peuvent absorber la chaleur du métal coulé., sans refroidissement autre que celui qui est naturellement assuré par l'air. Cependant, lorsque la machine doit servir à une production en grande série, les moules deviennent trop chauds malgré leur paroi épaisse, et doivent être remplacés par des moules froids jusqu'à ce qu'ils soient eux-mêmes refroidis pour pouvoir être réintroduits dans la machine. Ce procédé n'est pas très indiqué au point de vue de la durée des moules parce que leur température varie considérablement, ce qui entraîne tôt ou tard la fissuration de la surface intérieure des moules .
Pour la fabrication en grande série de pièces métalli- ques tubulaires, coulées par centrifugation dans des moules per- manents "chauds" et non divisés, on utilise actuellement des machines dans lesquelles un grand nombre de moules avancent les uns à la suite des autres en direction d'un poste de coulée, en- suite vers un poste de démoulage ou les pièces coulées sont ex- traites des moulas, etc.. Après une certaine période intermédiairo pendant laquelle chaque moule peut céder à l'air environnant la chaleur absorbée pendent la coulée, il revient au poste de coulée.
Un mode de mise en oeuvre de ce procédé dans une machine convenant à cet effet sera décrit ci-après en regard du
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dessin annexé.
La figure 1 est une vue schématique en élévation latérale de la machine.
La figure 2 est une vue en plan.
Des moules "chauds" 1 avancent les uns à la suite des autres sur une voie inférieure 2 vers le poste de coulée 3, où le métal en fusion, fourni par une poche appropriée 3a, est coulé par une extrémité dans chaque moule, préalablement entraîné en rotation à grande vitesse par un mécanisme à moteur 4. Lorsque le métal coulé se solidifie en tube dans le moule, on réduit la vitesse de rotation de celui-ci et on le transporte vers le poste suivant 5, qui est le poste de démoulage du tube. Après ce démoulage le moule est élevé par un ascenseur 10 jusqu'au niveau de l'extrémité correspondante d'une voie supérieure 6, sur laquelle il roule vers l'extrémité opposée, où un descendeur 11 le reçoit pour l'abaisser au niveau de l'extrémité correspondante de la voie 2.
Sur cette voie le moule passe successivement dans un poste 7 destiné au nettoyage de la surface intérieure, un poste 8 pour l'application d'un nouveau revêtement intérieur destiné à faciliter le démoulage de la .pièce tubulaire, et un poste 9 prévu pour la fixation d'une botte ou d'un bouchon de raccordement. Le moule est alors prêt à l'utilisation dans la machine de coulée 3 dès que celle-ci est disponible. Si on le désire on peut prévoir un refroidissement artificiel des moules dans ou entre certains postes.
Grâce au fait que les diverses opérations du procédé de coulée ont lieu de cette manière en des points différents de la machine, celle-ci reçoit une très grande capacité de production, qui est déterminée par la durée de mise en place du moule dans la machine de coulée 3, l'accélérationde ce moule jusqu'à la vitesse de rotation convenant à la coulée, la coulée du fer dans le moule, la solidification du fer, le ralentissement du moule et son éjection finale.
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Bien entendu, le cheminement des moules en circuit fermé peut être appliqué, à d'autres machines de coulée. Les moules peuvent,par exemple reposer sur un grand nombre de mécanismes d'entraînement en rotation montés sur une table 'rotative,qui fait passer ces mécanismes avec les moules successivement devant des postes de coulée, de démoulage, etc... disposés tout autour de la table.
Avec une machine telle que décrite il est possible d'atteindre une capacité de production de 120 à 150 pièces tabulaires par heure. Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, le mécanisme d'entraînement en rotation doit accélérer et ralentir les moules un même nombre de fois par heure,ce qui explique pourquoi on utilise jusqu'ici des moules à paroi relativement mince, c'est- à-dire en partie pour économiser la force motrice, .en .partie pour réduire la durée d'accélération et de ralentissement, et-en partie pour obtenir des moules peu coûteux. Or l'expérience a montré que l'un des facteurs les plus importants dans la fabricationde tubes est celui des moules.
Malgré le cheminement des moules en circuit fermé, les variations de la température entra la fin d'aune coulée et la remise en place du moule dans le mécanisme d'entraîné-, ment en rotation sont tellement importantes que la fissuration de la surface intérieure des moules se présente beaucoup trop tôt, ce qui réduit considérablement leur durée.
Selon la présente invention on a trouvé qu'il est capital d'adapter ou de régler convenablement les proportions de la'section transversale de la matière des moules par rapport à la section transversale des tubes coulés, lorsqu'on utilise la coulée par centrifugation dans un procédé cyclique avec des moules permanents "chauds", non divisé ou d'une pièce, qui sont entraînés en rotation autour de leur axe pendant la coulée. Lorsque le rapport en question est trop faible, c'est-à-dire lorsque la paroi du moule est trop mince, les variations précitées de la température sont excessives et la surface intérieure de chaque moule se
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fissure rapidement.
Des recherches minutieuses et des essais effectués pour la présente invention ont abouti au fait que les risques de fissuration de la surface intérieure du moule sont beaucoup moins graves lorsque le rapport (K:R) précité entre la section (K) de la paroi ou matière du moule et la section (R) de le. paroi ou matière du tube à couler atteint au moins la valeur de 20. On a trouvé qu'il est possible de maintenir le moule à une température assez uniforme, pour cette valeur du rapport (K:R) pour qu'il en résulte des variations ou différences de température assez faibles entre le chauffage et le refroidissement consécutif pour chaque coulée, c'est-à-dire une courbe de température à pente assez faible d'un bout à l'autre du cycle complet de fabrication, si bien que la formation de fissures sur la surface intérieure du moule est considérablement réduite.
D'une façon générale, la valeur de K:R peut augmenter au fur et à mesure que le diamètre des tubes diminue, parce que l'augmentation du poids total du moule n'est alors pas tellement importante au point de vue de la consommation de force motrice, etc...,, de sorte qu'il est difficilement possible de fixer une limite supérieure quelconque pour le rapport K :R.
Pour la, mise en oeuvre du procédé cyclique en question, il est naturellement nécessaire que le nombre des moules ne soit pas trop faible, parce que la chaleur complémentaire, que le ouïe reçoit pendant chaque opération de coulée, ne disposerait pas du temps nécessaire à son évacuation avant la prochaine coulée dans le même moule, et la température du moule s'élèverait progressivement jusqu'à un niveau excessif. Les essais ont montré que la température du moule ne doit pas dépasser 400 C, de préférence 300 C, parce qu'il peut en résulter des difficultés pour le démoulage des tubes coulés.
Bien entendu chaque moule peut être refroidi artificiellement entre deux coulées consécutif
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ves, par exemple par un courant exceptionnellement puissant d'air, d'air comprimé, de vapeur ou d'eau, mais on n'utilise ce refroidissement qu'en cas d'extrême urgence, parce qu'il contrarie naturellement les avantages obtenus par le maintien du rapport précité K:R, c'est-à-dire que la courbe de température du moule ne présente alors plus l'uniformité désirée selon l'invention. Les recherches et les essais effectués pour l'invention ont montré que, pour une production d'au moins 80 tubes par heure, il est nécessaire d'utiliser au moins 20 moules, pour éviter les variations excessives de la température des moules avec ou sans refroidissement artificiel.
La machine doit donc être construite de façon qu'elle puisse recevoir ce nombre de moules ou même un nombre plus important. Lorsque certaines raisons s'opposent à la construction de la machine pour un grand nombre de moules,ou lorsque la production doit être augmentée, il peut être nécessaire d'introduire le refroidissement artificiel, mais il est malgré tout nécessaire de prévoir au moins 20 moules.
Abstraction faite de ce qu'il est nécessaire de refroidir suffisamment les moules pour qu'ils ne soient pas trop chauds, il importe également qu'ils absorbent la chaleur aussi peu que possible pendant la coulée. C'est précisément l'un des buts du revêtement précité en matière calorifuge, appliqué sur la surface intérieure des moules avant chaque opération de coulée. On a également trouvé qu'il importe de construire la machine de façon que les tubes coulés puissent être démoulés aussi rapidement que possible après la coulée, parce que les moules absorbent alors évidemment une quantité plus faible de la chaleur, ' que les tubes cèdent à l'air environnant pendant leur refroidisse* ment.