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Il est connu dans les fonderies de monter à la suite d'un cubilot des fours à réverbères, qui peuvent être tournants ou fixes, suivant une réalisation mobile ou fixe. En outre, on a proposé, de monter à la suite d'un ou de plusieurs cubilots des fours électriques. On désigne ces instal- lations de fonderie par fonderies "duplex". Elles servent à fondre une fon- te pauvre en carbone ou d'autres fontes spéciales, mais elles sont égale- ment utilisées en partie pour surchauffer le fer liquide.
De plus, on a proposé l'utilisation de cubilots comportant une goulotte ou creuset de circulation chauffée par induction ou encore des fours de chauffage à induction qui sont constamment en liaison avec le fer dans un avant-creuset, en vue de la surchauffe de fer liquide. Une autre série de propositions englobe les surchauffeurs de passage montés à, la suite d'un cubilot et affectant la forme de groupes chauffés par des gou- lottes à induction, ou par des arcs à induction, ou encore par des résis- tances. Toutes ces propositions visent en commun à chauffer le fer liquide au delà des températures pouvant être normalement produises dans un cubilot.
De nouveaux développements dans les travaux de fonderie permettent de fabriquer des'moules automatiquement, donc suivant des cadences déter- minées, le domaine d'application d'installations de ce genre ne devant te- nir compte ni de la forme des modèles, ni de leur grandeur dans des limi- tes déterminées, ni du nombre de pièces pour le nombre de moulages exigé par dispositif de modèle, ni de variations des épaisseurs de parois. Ce développement permet, en conséquence, la fabrication d'une composition extrêmement variable de produits de fonderie suivant des exploitations automatiques en continu. De ce fait, des problèmes sont posés à la fonde- rie, les installations actuelles n'étant pas suffisantes pour résoudre ces problèmes.
Pendant le fonctionnement d'une fonderie de ce genre, il peut être nécessaire de faire varier la livraison de fer liquide de la fonderie dans une mesure considérable dépassant largement les possibilités actuelles, même dans le cas d'une bonne planification de la production. Cela est né- cessaire parce que le poids du fer liquide peut, d'une part, varier forte- ment pour chaque moule et que des moules prêts à être coulés ne peuvent plus, d'autre part, être empilés. Une autre condition réside dans le fait que le premier fer liquide doit déjà être fourni à la température parfaite lors de la mise en marche de la fonderie. Cela est nécessaire parce que dans une installation de ce genre il n'est plus possible de choisir pour la coulée du premier fer dit "froid" des moules pouvant être coulés d'une façon particulièrement facile.
Un autre désir justifié est de réduire autant qué possible les différences connues des compositions dans le fer liquide fondu dans des cubilots.
Pour satisfaire à toutes ces conditions, on a proposé notamment de construire un mélangeur avec ou sans chauffage, qui coopère avec plu- sieurs groupes de fonderie pour le métal liquide et qui comporte deux goulottes de prélèvement et deux ouvertures d'entrée du métal. En outre, on a déjà proposé d'utiliser un mélangeur pouvant être chauffé pour re- cueillir le métal obtenu par coulée en perçant différents cubilots ; prévoit dans ce cas une chambre de fusion particulière, qui est chauffée par la chaleur perdue du mélangeur communiquant avec cette chambre, et, le cas échéant, par un brûleur supplémentaire particulier, afin de fondre dans cette chambre des charges ou additions du produit se trouvant dans le mé- langeur.
Toutefois, ni les procédés et dispositifs cités en premier lieu, ni les mélangeurs mentionnés en dernier lieu ne répondent d'une manière techniquement satisfaisante, ou économiquement admissible aux conditions
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posées par le nouveau développement de la fonderie.
Conformément à l'expérience, la présente invention résout ces problèmes du fait que le fer liquide, venant dans le mélangeur, est chauf- fé par un réchauffeur de passage intercalé entre le cubilot comportant un siphon et le mélangeur, pour obtenir une valeur donnée de la température de coulée du fer à partir du mélangeur.
Le dispositif nécessaire à l'exécution de ce procédé est carac- térisé en ce qu'un siphon est associé au cubilot et communique avec le mélangeur par un conduit ascendant présentant une bobine de chauffage par induction.
Une forme de réalisation d'une fonderie servant à l'exécution du procédé de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés.
La figure 1 est une coupe suivant la ligne I-I de la figure 2 du cubilot comportant un siphon et du réchauffeur de passage, le mélangeur étant représenté, partie en coupe et partie en élévation.
La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1.
Sur les dessins, 1 désigne un cubilot de construction classique placé au-dessus du sol 2 de la fonderie, à un niveau qui est déterminé par les conditions de coulée du mélangeur 3. Un siphon 4, qui est fermé d'une façon étanche aux gaz par un couvercle 5, présente une ouverture 6, pouvant être fermée, destinée à la mise en place d'un brûleur avant la mise en marche, ainsi qu'un trou de regard 7. Un trou de coulée 8 présentant une goulotte de décharge 9 du laitier et un autre trou de coulée 10, à goulotte 11 pouvant être suspendue, sont prévus sur la paroi latérale du siphon 4.
Un canal 12 met en communication l'intérieur 13 du cubilot avec la chambre à laitier 14 et la chambre inférieure à fer 15o Un conduit céramique 16, autour duquel est placée une bobine de chauffage par induction 17, mène de la chambre 15, à un tube de décharge 18 par lequel le fer liquide peut entrer dans la chambre intérieure 19 du mélangeur.
Pour augmenter le rendement de la bobine de chauffage par induc- tion 17 et pour empêcher un échauffement inadmissible des pièces de fer, toutes les pièces de fer se trouvant dans le champ magnétique doivent être amagnétiques et constituées avantageusement par des tôles austénitiques ou bien ces pièces de tôles doivent comporter un revêtement intérieur, par exemple en tôles de cuivre. La bobine de chauffage par induction 17 ne pré- sente pas de culasse en fer pour le champ magnétique, parce que cette der- nière doit être refroidie à l'eau et qu'en conséquence des courts-circuits électriques sont produits par la formation inévitable d'eau condensée.
La bobine de chauffage par induction 17 est avantageusement placée librement dans une chambre 36, qui communique par une ouverture 37 avec l'extérieur, de façon que l'eau condensée produite puisse sortir par cette ouverture.
L'ouverture 37 présente également l'avantage qu'en cas d'une rupture du conduit céramique 16, provenant d'un conduit défectueux, ou d'un montage incorrect, le fer liquide peut sortir librement.
Le mélangeur 3 présente une ouverture 41 pouvant être fermée et servant à la mise en place d'un brûleur pour le réchauffage du mélangeur 3, ainsi qu'une pièce de fermeture amovible 42 permettant de regarder dans la chambre intérieure 19 du mélangeur. Le bec de vidage 38 du mélangeur est constitué sous la forme d'une pièce amovible. La mélangeur 3 prend appui par deux patins 20 et, par l'intermédiaire de quatre galets 21, sur le châs- sis mobile 22. Le mélangeur peut être basculé mécaniquement par une com-
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mande 23 et par l'intermédiaire d'un mécanisme démultiplicateur 24 et d'une roue dentée 25, engrenant avec une crémaillère 26.
Une plate-forme 27, sur laquelle la cuve de coulée 34 peut être posée, est supportée de façon à pouvoir tourner pendant le mouvement de basculement sur l'axe 28 et est maintenue horizontale par des câbles 29. Ce résultat est obtenu du fait que les deux câbles 29 absorbent le moment de basculement de la plate-for- me 27 et sont enroulés sur les tambours 31 à vitesse convenable pendant le mouvement de basculement ou libérés de ces tambours en étant guidés sur des poulies 30. Le châssis mobile 22 repose sur quatre roues 32 qui peuvent pivoter de 90 autour d'un axe vertical et qui permettent, de ce fait, le déplacement du mélangeur 3, tant à partir du cubilot ou vers celui-ci, qu'aussi perpendiculairement à ce dernier. Le tube de sortie 18 comporte un dispositif de refroidissement à l'eau 33 de construction connue.
Suivant le procédé de l'invention, on travaille de la façon sui- vante :
Lors de la mise en marche de l'installation de fonderie, le trou de coulée 10 est ouvert, tandis que le trou de coulée 8 est fermé. Confor- mément à l'expérience, c'est tout d'abord le laitier liquide qui sort de l'installation de cubilot, lors de la mise en marche de cette dernière.
Dès que du fer liquide sort également du cubilot, le trou de coulée 10 est fermé. La chambre à fer 15 et le conduit céramique 16 se remplissent rapi- dement de fer liquide, le laitier se trouvant dans la chambre 14 flottant au-dessus du fer se trouvant dans la chambre 15. Etant donné que la chambre à fer 14 et la chambre à laitier 15, ainsi que l'intérieur du conduit cé- ramique 16, ont convenablement été chauffés au préalable par un brûleur qui était monté dans l'ouverture 6 et qui a été enlevé avant la mise en marche de l'installation de cubilot, il n'y a pratiquement aucun danger de solidification du fer sur le trajet menant à la chambre 19 du mélangeur lors de la mise en marche.
La bobine de chauffage par induction 17, qui est connectée à une source de courant triphasé travaillant avantageusement dans les cas de ce genre à des fréquences moyennes de 4.000 hertz environ, produit le chauf- fage du fer s'écoulant par le conduit céramique'16 et le tube de décharge
18 dans la chambre intérieure 19 du mélangeur. Etant donné que la source de courant à fréquence moyenne et le dispositif de réglage de la puissance de la bobine de chauffage par induction 17 correspondent à des formes de réalisation techniques connues, ils ne sont pas représentés et leur fonc- tionnement n'est pas décrit.
La puissance de la bobine de chauffage par induction 17 est choisie de façon qu'il y ait une valeur donnée de la température de coulée du fer liquide en tenant compte de la température de réchauffage du mélangeur 3,après le remplissage de celui-ci. Dans des cas normaux, il y a lieu de compter, pour la phase de mise en marche dont la durée est environ d'une heure, avec une puissance de 15 à 30 kWh envi- ron par tonne de fer liquide. Lorsque le remplissage de fer liquide a at- teint dans le mélangeur 3 le niveau 43 représenté à la figure 3, la livrai- son de fer liquide à l'atelier de moulage peut commencer. En conservant la même température de coulée, la puissance de chauffage de passage peut être réduite, conformément à l'expérience, pour une durée de une à deux heures, suivant les conditions, à 0 à 5 kWh par tonne de fer liquide.
La forme du siphon 4 donnée dans l'exemple de réalisation représente aux dessins s'ap- plique en premier lieu à de petits cubilots. Dans ce cas, on laisse le laitier s'élever jusqu'à un niveau déterminé, le laitier repoussant le niveau du fer dans la chambre 15 vers le bas et s'accumulant jusque dans la chambre intérieure 13 du cubilot. Lorsque le laitier a atteint un ni- veau déterminé dans la chambre 14, il est retiré par le trou de coulée 8, après quoi celui-ci est de nouveau fermé jusqu'à la prochaine coulée par
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perçage du laitier. S'il s'agit de cubilots de grandes dimensions, le trou de coulée 8 avec la goulotte de décharge lu laitier est supprima. Dans ce cas, le laitier est retiré directament -Tune façon ininterrompue du cu- bilot par une ouverture d'évacuation 35.
Lorsque du fer liquide est amené par coulée du mélangeur 3 dans une cuve 34, cette dernière est placée, avant le basculement du mélangeur, sur la plate-forme 27 enla suspendant à une grue non représentée. Cette plate-forme 27 maintenue horizontale, pendant le déroulement du bascule- ment présente l'avantage que, le jet de coulée sortant par le bec de vi- dage 38 du mélangeur parvient toujours par le trajet le plus court dans la cuve de coulée 34 dans chaque position de basculement du mélangeur. La plate-forme 27 présente en outre l'avantage que la cuve de coulée peut être amenée, par pivotement, jusqu'au dessous du mélangeur 3, lors du basculement à vide de ce dernier, ce qui n'est pas possible avec la sus- pension à une grue.
Pour empêcher autant que possible des pertes de cha- leur du mélangeur et des réactions de l'oxygène de l'air sur le fer li- quide, la partie de décharge du siphon 4 est rendue étanche par rapport à la partie d'introduction du mélangeur 3 avec des tresses d'amiante 39.
Si après quelques jours, il se forme, dans la chambre intérieure 19 du mélangeur, du laitier qui ne sort pas lors du basculement par le bec de sortie 38 du mélangeur, ce bec peut être enlevé pour dégager la plus gran- de ouverture 44 se trouvant derrière lui. Cette grande ouverture 44 per- met un enlèvement du laitier. Après l'enlèvement du laitier, le bec de sortie 38 du mélangeur est remis en place.
Lorsque le cubilot est arrêté, le reste du fer est enlevé avec le reste de laitier par le trou de coulée 10, à partir de la chambre 15 et de la chambre 14, en passant par la goulotte amovible 11. De ce fait, le con- duit céramique 16 se vide également. L'arrêt de l'atelier de moulage ne se fait que lorsque le mélangeur 3 est complètement vidé. Après le vidage du mélangeur, celui-ci est éloigné du cubilot. L'ouverture d'entrée du mélangeur et son bec de sortie 38 sont fermés, ce qui a pour effet que le mélangeur peut être de nouveau remis en fonctionnement le jour suivant, sans chauffage intermédiaire.
Le siphon 4 est séparé du cubilot en mainte- nant le refroidissement de la bobine de chauffage par induction 17 dans la surface de séparation 40, puis il est amené à l'aide d'un engin de le- vage, non représenté, à un poste de refroidissement où il est contrôlé et remis en état en cas de besoin.
Le procédé conforme à l'invention permet de choisir la forme de construction du mélangeur indépendamment d'un chauffage, c'est-à-dire que le mélangeur peut se rapprocher, quant à sa forme intérieure, d'un cylindre à surface minimum pour un volume donné. Il est, de ce fait, possible de construire, même pour de grandes fonderies, un mélangeur, ayant une conte- nance d'un débit d'une heure environ, suivant une forme pivotante. Du fait que la surface intérieure du mélangeur est minimum, les pertes de chaleur produites à travers le garnissage du mélangeur sont également maintenues à une valeur minimum. En outre, étant donné que le mélangeur ne présente en fonctionnement aucun dispositif de chauffage, les ouvertures peuvent être limitées à l'ouverture d'entrée et à l'ouverture de sortie du fer li- quide.
Cette particularité permet de supprimer pratiquement les grandes pertes de chaleur produites jusqu'à présent et dues à des rayonnements à partir de l'intérieur du mélangeur et à l'air traversant les ouvertures de ce dernier. Etant donné qu'un chauffage n'est pas nécessaire dans le mélangeur, sa température intérieure ne dépasse jamais la température du fer liquide. Pour cette raison et du fait qu'il n'y a pratiquement plus de formation de laitier dans un mélangeur de ce genre, la solidité de son garnissage est très grande comparativement à celui de mélangeurs chauffés.
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L'égalisation quantitative suifisante du fer liquide, entre la pro- duction de la fonderie et la consommation de l'atelier de moulage, est rendue possible par ce procédé, parce qu'il permet la construction, d'une façon techniquement satisfaisante et économiquement admissible de mélan- geurs suffisamment grands. Pour la même raison, les fluctuations de compo- sition du fer liquide provenant du fonctionnement des cubilots sont consi- dérablement réduites.
Si malgré cela, la teneur en silicium, ou autres produits d'accompagnement métalliques devait, dans un cas exceptionnel, varier dans une mesure encore inadmissible, ces produits d'accompagnement pourraient être maintenus plus t8t à des valeurs moyennes par le choix du lit de fusion et pourraient être additionnés après coup dans le mélangeur, directement sous une forme liquide, ou solide, comme alliages de fer de fort pourcentage, par une ouverture particulière pouvant être fermée.
Le procédé permet de travailler lors de la mise en marche ( qui dure pratiquement une heure environ) avec une grande surchauffe dans le réchauffeur de passage, avant qu'il y ait lieu d'amener le fer liquide à l'atelier de moulage, et permet ainsi d'obtenir que le premier fer parve- nant à l'atelier de moulage, en vue de la coulée, se trouve déjà à la température désirée.
Diverses modifications peuvent d'ailleurs être apportées à la forme de réalisation, représentée et décrite en détail, sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1/ Procédé de fonderie, dans lequel on utilise un mélangeur pour l'égalisation des compositions du fer liquide et de la quantité de fer li- quide, entre la fonderie et l'atelier de moulage, caractérisé en ce que le fer liquide venant dans le mélangeur est chauffé par un réchauffeur de passage, intercalé entre le cubilot comportant un siphon et le mélangeur, pour obtenir une valeur donnée de la température de coulée du fer, à par- tir du mélangeur.
2/ Dispositif pour l'exécution du procédé suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'un siphon est associé au cubilot et communi- que avec le mélangeur par un conduit ascendant, présentant une bobine de chauffage par induction.