La présente invention est relative aux joints pour lingotières et récipients similaires, tels que poches de coulées, moules et éléments de canaux destinés à contenir un métal ou autre produit en fusion.
On utilise généralement pour la réalisation de tels joints, par exemple entre la lingotière et sa base ou entre cette lingotière et une rehausse ou masselotage, entre les éléments constitutifs des canaux de coulée en source ou
des puits de coulée etc., des matériaux ou des éléments d'étanchéité qui présentent l'inconvénient de s'étaler sous la pression résultant, soit du simple poidsde la partie de récipient placée au-dessus d'eux, soit d'un serrage mécanique entre les deux parties du récipient. C'est le cas notamment pour les étoupes ou produits similaires, ainsi que pour les pâtes et coulis usuels d'étanchéité. Il
en résulte la nécessité de prévoir des butées latérales pour limiter l'étalement
en surface de ces produits ou éléments d'étanchéité connus. En outre, ces produits ou éléments n'assurent en général l'étanchéité qu'à partir de la compression maximum qui peut leur être donnée sans les détruire, car au-dessous de cette compression ils sont généralement insuffisamment compacts.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Elle a notamment pour objet un procédé basé sur l'application ci-dessus, pour l'exécution
d'un joint pour lingotière ou récipient similaire, remarquable notamment en ce qu'il consiste à disposer entre les deux surfaces à jointoyer au moins une partie d'un réseau de canaux parallèles, délimités par des parois en carton ou matière similaire déformable'par compression, de manière que ces canaux soient perpendiculaires auxdites surfaces, les parois délimitant les canaux logés entre ces...surfaces étant partiellement écrasées dans le sens de la longueur desdits canaux.
On peut écraser les parois du joint, soit avant la pose du réseau,
soit lors de sa pose et, dans ce cas, sous l'action pure et simple du poids de
la partie du récipient placé au-dessus du réseau ou d'un serrage entre les deux parties du récipient.
Les essais du demandeur ont en effet démontré qu'avec un tel réseau, les inconvénients précités sont évités. En effet, lors de sa compression suivant la longueur des canaux, les parois qui les délimitent sont purement et simplement refoulées à l'intérieur desdits canaux, et ce réseau ne s'étale rigoureusement pas perpendiculairement aux canaux qui diminuent simplement de longueur. Par ailleurs, l'étanchéité est assurée par la continuité de ces parois, même lorsque la compression de ce réseau, dans le sens de la longueur de ces canaux, est relativement réduite et, en tout cas, très nettement inférieure à la compression maximum nécessaire pour l'écraser intégralement; c'est-à-dire que l'étanchéité ést réalisée alors que ledit réseau est encore relativement compressible.
Il peut donc, en fait, être utilisé dans une gamme très étendue de compressions pour lesquelles
une étanchéité rigoureuse est assurée, différentes portions de ce réseau pouvant même être soumises à des compressions différentes ce qui donne au réseau une section en gradins.
L'invention a également pour objet, à titre de produit industriel nouveau, un élément de joint, destiné à l'application du procédé ci-dessus, pour assurer l'étanchéité entre deux surfaces à jointoyer, et constitué au moins en partie par un réseau de canaux parallèles délimités par des parois en un matériau susceptible de déformation par compression, ces parois étant perpendiculaires
aux deux faces opposées du réseau destinées à venir au contact des deux surfaces
à jointoyer.
L'invention a enfin pour objet les joints réalisés par le procédé cidessus.
D'autres caractéristiques et avantages résulteront de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple.
La Fig. 1 est une coupe verticale suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2, d'un élément de départ formant un réseau de canaux et destiné à constituer un élément de joint suivant l'invention, ce réseau n'ayant encore subi aucun écrasement;
la Fig. 2 est une vue en plan correspondante;
la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 4 de l'élément de joint suivant l'invention, obtenu par l'écrasement partiel d'une portion des canaux de l'élément représenté aux Figs. 1 et 2 entre les surfaces de deux pièces de serrage représentées en coupe dans la position de fin de fabrication de l'élément;
la Fig. 4 est une vue en plan correspondante de cet élément;
la Fig. 5 est une coupe verticale du bas d'une lingotière dont le corps et la base sont jointoyés à l'aide d'un joint réalisé au moyen d'éléments du type des Fig. 3 et 4;
la Fig. 6 est une vue en plan de l'ensemble de ce joint;
la Fig. 7 est une coupe verticale partielle suivant la ligne 7-7 de la Fig. 8, montrant la liaison entre deux éléments de ce joint;
la Fig. 8 est une vue en plan correspondante;
les Figs. 9 et 10 représentent, en coupes verticales partielles, la partie inférieure de lingotières comportant des variantes de joints réalisés suivant l'invention;
la Fig, 11 représente en coupe verticale un élément de joint suivant l'invention, posé sur une base de lingotière, le joint dans la partie gauche de la figure étant représenté à l'état libre avant la pose du corps de lingotière, tandis qu'à droite le joint est partiellement écrasé par ce corps;
la Fig. 12 est une coupe partielle suivant la ligne 12-12 de la Fig. 1, mais à plus grande échelle;
les Figs. 13 et 14 sont des coupes partielles de deux variantes d'é-
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la Fig. 15 est la coupe verticale de la portion supérieure d'une lingotière pourvue d'une rehausse jointoyée à l'aide d'un joint suivant l'invention;
la Fig. 16 représente, en plan, une variante d'un réseau de canaux susceptibles d'être utilisé conformément à l'invention;
la Fig. 17 est une coupe verticale de la portion inférieure d'une lingotière pourvue d'un joint suivant l'invention, complété par un dispositif destiné à faciliter la'pose sur la base de la lingotière du corps de cette lingotière;
la Fig. 18 est une vue en plan du joint et de ce dispositif.
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux Fig. 1 à 4, pour la réalisation d'un élément de joint suivant l'invention, on part d'un réseau A de canaux, représenté aux Fig. 1 et 2 pour, par une compression partielle des parois délimitant une partie desdits canaux, parallèlement à ces canaux, obtenir l'élément de joint B représenté aux Fig. 3 et 4.
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a3 ... d'un matériau compressible, ondulées simple face, c'est-à-dire formées d'une feuille plane 1 et d'une feuille ondulée 2, réunie à l'une des faces de la feuille plane par collage suivant les sommets alternés de ses ondes. Les diffé-
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autres sommets de leurs ondes sur les autres faces des feuilles planes. Le réseau présente donc des canaux parallèles 3 ménagés entre les feuilles planes 1 et les feuilles ondulées 2 qui forment leurs parois.
Le matériau utilisé peut être constitué par tout matériau compressible. On peut utiliser notamment du papier ou du carton ordinaire ou, de préférence;, un papier ou carton préalablement ignifugé à l'aide, par exemple, de chaux,
de magnésie ou, mieux, d'une solution de silicate de soude.
On peut très avantageusement utiliser notamment une solution dans la-
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et à les ignifuger.
Au lieu de carton ou papier, on peut, naturellement, utiliser tout autre matériau fibreux végétal ou minéral, ou encore des résines naturelles ou synthétiques, des matières plastiques, voire même des métaux ou alliages métalliques assez mous tels que l'aluminium, le cuivre, le laiton etc...
Dans l'exemple représenté, le réseau A a une forme de parallèlipipède rectangle, mais en fait sa forme en plan, c'est-à-dire la forme de ses grandes faces 4 et 5 (Fig. 1), peut être quelconque (carrés, rectangulaire ou polygonale quelconque, arquée, circulaire, ovale etc.) mais ces deux faces 4,5 sont parallèles entre elles et perpendiculaires aux canaux.
En ce qui concerne les .dimensions :
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ton ignifugé ;
les sections transversales des canaux seront, de préférence, circonscrites dans un cercle de 2 à 10 mm de diamètre; elles sont déterminées par le pas b des oncles-de la feuille ondulée; de bons résultats ont été obtenus aux essais avec un pas de 10 mm, ce qui dans ce cas donne des sections de canaux inscrites dans un carré de 5mm de côté;
enfin la longueur [pound] (Fig. 1) des canaux n'est pas critique et peut être comprise par exemple entre 1 et 10 cm et ce, suivant la compression des parois que l'on désirera réaliser dans le sens de la longueur des canaux, avant ou au cours de la confection du joint.
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on soumet le réseau A des Fig. 1 et 2 à une compression suivant la longueur des canaux, cette compression n'intéressant qu'une portion de la surface du réseau soit la portion de droite sur les Fig. 3 et 4, de telle sorte que les canaux correspondants sont seuls comprimés.
Pour effectuer cette compression, le réseau A des Fig. 1 et 2 est serré entre la surface plane 6 d'un support C de dimensions suffisantes pour que le réseau du bloc A butte par toute sa face plane 5 contre cette surface 6, cependant qu'un poinçon ou autre élément de compression D prend appui par sa surface plane 7 parallèle à la surface 6 sur la portion defg de l'autre face 5 du réseau, c'est-à-dire sur les tranches d'extrémité correspondantes des canaux 3 dont les parois doivent être comprimées. Par rapprochement des surfaces 6 et 7 des pièces
C et D, on soumet ensuite à un effort de compression toutes les parois 1,2 délimitant les canaux 3 correspondant à la zone defg. Ces parois s'écrasent d'une manière plus ou moins irrégulière à partir des tranches d'extrémité des canaux qui se trouvent au contact du poinçon B, en prenant une forme plus ou moins en zigzag, comme représenté en 8, du fait que ces parois ne sont pas susceptibles de résister aux efforts de flambage exercés par le poinçon. Ces parois se plissent donc plus ou moins irrégulièrement en accordéon en partant de l'extrémité au contact du poinçon, les plissés s'étendant vers le milieu de la longueur des canaux sur une longueur d'autant plus grande que la compression est elle-même plus importante.
Les tranches des parois 1, 2 soumises à la compression et qui se trouvent au contact de la surface 6 sur laquelle repose l'ensemble du réseau ne subissent pratiquement qu'un léger matage sauf si cette surface comporte quelque saillie, telle que 9; dans ce cas, en effet, il y a un plissement tel que 19a au droit de cette saillie.
Dans l'exemple de la Fig. 3, les tranches d'extrémité des parois inté-
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déformation de l'ordre du tiers de leur longueur initiale et les plis formés ne s'étendent, sauf exception, que sur une fraction de l'ordre du quart ou du tiers de la longueur des canaux comprimés obtenus.
Les essais du demandeur démontrent d'une manière irréfutable qu'au cours de la compression réalisée, il n'y a rigoureusement aucune expansion transversale de la partie du réseau comprimé. Ce résultat est dû au fait que les parois constituant les canaux sont maintenues les unes par les autres. Il n'y a pas non plus d'épanouissement sensible des tranches d'extrémités des parois des canaux, à un léger matage près, du fait du contact de ces tranches avec les sur-
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rois sont ainsi soumises à la compression, sont plus ou moins obturés par les plis 8 formés, ainsi que le montrent très clairement les Fig. 3 et 4.
La course h de compression du poinçon D doit rester suffisamment réduite pour que les possibilités d'écrasement des canaux ne soient pas complètement absorbées. Les parois des canaux peuvent donc se déformer élastiquement à partir de la position de fin de compression sous le poids ou la pression réalisée par un serrage des parties de récipient entre lesquelles l'élément de joint est destiné à être placé.
On se référera maintenant aux Fig. 5 et 6 qui représentent plusieurs éléments de joint du type des Fig. 3 et 4 appliqués au jointoyage des surfaces parallèles 10 d'une lingotière E et 11 de la base F sur laquelle cette lingotière est posée avant la coulée supposée être une coulée en chute. Le jet de coulée
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mé sur lui-même de manière à suivre tout le contour en plan de la lingotière, Ce joint est formé par la disposition bout à bout d'un certain nombre d'éléments de
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étant rectilignes, cependant que dans les coins de la lingotière, il est prévu des éléments curvilignes tels que B2.
Les portions comprimées des réseaux constituant ces éléments sont
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te inférieure 13 de la surface interne 14 de la lingotière E, de telle sorte que
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exactement s'emboîter dans cette feuillure.
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ment les uns à la suite des autres, soit, de préférence, réunis entre eux par un moyen quelconque, par exemple, par collage ou d'une manière plus simple à l'aide de cavaliers tel que celui représenté en 15 sur les Fig. 7 et 8. Ce cavalier, en aluminium, fer recuit ou autre métal ou alliage, a la forme d'un U dont les deux
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B2 à réunir. Les deux branches 16 avant pose peuvent avantageusement être divergentes pour forcer l'un vers l'autre les éléments de joint à réunir.
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(Fig. 5), que la partie non déformée des réseaux de canaux forme à l'intérieur
de la lingotière une portion annulaire débordante qui recouvre le bas de la surface interne 14 de la lingotière, cependant que le reste du réseau, préalablement déformé, est soumis au poids de la lingotière. Ce poids continue à écraser élastiquement les parois des canaux correspondants, de telle sorte que ceux-ci sont en contact élastique parfait par leurs tranches d'extrémité d'un côté-avec la tranche inférieure 10 de la lingotière,et, de l'autre coté, avec la surface supérieure 11 de la base F. La partie débordante recouvre donc le bas de la surface
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leur correspondant, on le rappelle, à la précompression,
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F à jointoyer et, en outre, un recouvrement du bord inférieur interne 13 de la lingotière qui ne risque pas d'être détérioré par le métal émanant au début de la coulée du jet � qui, après avoir rencontré la base F, s'étale, comme représenté, sur cette base pour venir buter dans le sens centrifuge contre la face interne 17
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toute détérioration du bas de la lingotière.
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mieux se carbonise et scorifie progressivement à partir de sa surface interne 17, mais à une allure suffisamment réduite, en particulier lorsque ce joint est en carton ignifugé, pour que l'étanchéité subsiste pendant un laps de temps plus long que celui nécessaire au figement de la partie périphérique du lingot.
Naturellement la destruction lente du joint est pratiquement limitée
à sa portion qui déborde à l'intérieur de la lingotière.
A noter qu'éventuellement le joint peut être réalisé en une matière fusible (alliage mou par exemple à base d'aluminium ou de magnésium) qui pourra être utilisé comme source d'apport de substances d'alliage et/ou d'affinage pour le métal coulé. De telles substances peuvent, au surplus, être utilisées dans le cas d'un joint à parois en carton ou autre matière fibreuse,ces substances étant alors disposées dans l'élément de joint de toute manière quelconque appropriée
(remplissage partiel des canaux, imprégnation, badigeonnage, mélange intime à la matière fibreuse, etc.).
L'invention est applicable, bien entendu, à tout type de lingotière ou tout autre récipient quelle qu'en soit la forme en plan (carrée, rectangulaire ou polygonale quelconque à coins arrondis, circulaire, ovale, etc.); le nom-
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forme en plan de la lingotière. On notera que les éléments d'angle sont utilisables pour différentes sections de lingotière car d'une section à l'autre le rayon de courbure des angles varie peu.
Eventuellement, et bien que la réalisation du joint à l'aide de plusieurs éléments juxtaposés soit particulièrement avantageuse car elle permet à
la fabrication de réduire le nombre d'éléments nécessaires pour toute une gamme
de récipients à jointoyer, le joint pourra être fabriqué sous forme d'un ensemble monobloc facile à obtenir par l'enroulement en spirale, par exemple sur un mandrin, de section circulaire, ovale ou polygonale, d'une bande suffisamment longue de carton ondulé simple face, l'anneau ou cadre obtenu pouvant ensuite être facilement déformé pour lui faire épouser la forme désirée de la lingotière ou autre récipient à jointoyer. C'est d'ailleurs par ce procédé que pourront être obtenus
des éléments analogues à celui A de la Fig. 1; il suffira en effet de scinder la couronne obtenue par ledit enroulement en spirale.
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lure 12 d'une largeur suffisante pour recevoir toute la largeur de la tranche inférieure 10 du corps E de la lingotière, mais une telle disposition n'est pas exclusive et la feuillure peut avoir une largeur inférieure à celle de la tranche inférieure de la lingotière.
La Fig. 9 représente une solution suivant laquelle la lingotière E2 comporte, dans sa tranche inférieure, une feuillure interne 19 destinée à recevoir la partie comprimée du joint J2 de telle sorte qu'à l'extérieur de cette feuillure 19 la tranche 10a de la lingotière peut sinon venir reposer sur, du moins venir très près de la surface 11 de la base F, ce qui réduit les possibili-tés de déformation supplémentaire de la partie déjà comprimée avant pose du joint
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Dans les divers exemples décrits jusqu'ici, on a supposé que le joint ou les éléments le constituant ont subi une compression ayant déformé une portion de leurs canaux avant l'utilisation de ce joint ou de ces éléments, c'est-à-dire avant pose, mais l'invention n'est pas limitée à ce mode opératoire, ainsi qu'il
a déjà été précisé dans le préambule. Eventuellement, le joint peut être réalisé directement à partir d'un ou plusieurs réseaux analogues à celui A de la Fig. 1.
Dans ce cas, le ou les réseaux non déformés est ou sont posés sur la base de lingotière, puis la lingotière est posée sur eux. Dans ces conditions, les canaux sur lesquels repose la lingotière sont comprimas par le poids de cette dernière .
Lorsque la totalité du réseau est interposée entre la lingotière et
sa base, on obtient des joints comprimés dont tous les canaux sont partiellement écrasés dans le sens de leur longueur, tels que ceux représentés en J3 à la Fig.
10.
Si, par contre, lorsqu'une portion seulement du réseau est interposé entre la lingotière et sa base, on obtient après pose un joint de l'ordre de ceux
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dans le sens de leur longueur est moins importante que celle représentée sur ces figures du fait d'une compression plus faible, du moins pour des poids usuels de lingotière, car des lingotières très lourdes peuvent conduire à une déformation de l'ordre de celle représentée, ou même plus importante.
Le joint peut encore présenter à l'état libre au moins une feuillure obtenue sans compression. C'est ainsi que dans l'exemple représenté aux Fig. 11 et 12, le joint J4 est formé de deux réseaux, annulaires ou en forme de cadre,
de canaux, l'un inférieur 31 et l'autre supérieur 32. Ce dernier est posé sur le réseau 31 de manière à ménager avec lui une feuillure externe destinée à recevoir l'extrémité inférieure de la lingotière E. Cette feuillure est délimitée par une surface plane 33 parallèle à la base F de la lingotière et par une surface 34 qui est perpendiculaire à la surface 33 et dont la section, par un plan parallèle à la base F, est homologue de la section par le même plan de la surface interne 14 de la lingotière E.
Les deux réseaux ont, à l'état libre (à gauche sur la figure) une section par un plan passant par l'axe X-X de forme rectangulaire et peuvent être réalisés, soit par la juxtaposition de tronçons de carton ondulé simple face, soit par l'enroulement en spirale d'une bande de longueur convenable d'un tel carton. La coupe partielle représentée à la Fig. 12 représente une fraction du réseau 32 avec ses feuilles planes 1 et ses feuilles ondulées 2, ménageant les canaux 3.
Le réseau 31 a une faible hauteur m mais la largeur 11 de sa section par un plan perpendiculaire à la surface interne 14 de la lingotière est généralement plus importante. C'est l'inverse pour les dimensions correspondantes � et .9.. du réseau 32.
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Les deux réseaux 33 et 34 sont réunis par leurs surfaces de contact, par exemple par une couche de colle 35 et/ou agrafage.
Lorsque la lingotière E est posée dans la feuillure, elle provoque un certain écrasement h des parois de la portion correspondante du réseau 31, (voir
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37 qui forme. la surface 34 de la feuillure étant accolé en 38 contre la surface interne du réseau 36 qui ménage la surface d'assise 33.
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précédent est remplacé par une simple bande 39 de carton collée contre la surface interne 38 du réseau 36.
Dans tous les exemples sus-décrits, le joint a été prévu pour le jointoyage entre une lingotière et sa base, ou toute autre application similaire, mais l'invention s'applique à tout autre jointoyage analogue, par exemple au jointoyage entre une lingotière E (Fig. 15) et une rehausse K formant masselotage et constituée, par exemple, par un anneau ou caisson métallique 21 portant intérieurement une garniture calorifuge 22 qui forme avec l'anneau une feuillure inférieure 23. Dans ce cas, le joint J/ formé d'un réseau de canaux sous forme d'un seul élément, ou de plusieurs éléments juxtaposés, a une section en forme de T couché, obtenue soit par une compression préalable, soit sous la simple action du poids
de la rehausse. La portion déformée 24 est logée dans la feuillure 23 cependant que la partie non déformée 25 de ce réseau, si elle existe, recouvre le bord supérieur de la surface interne 14 de la lingotière et le bord inférieur de la surface interne 26 de la rehausse.
Bien que le mode de fabrication du réseau, destiné à être préalablement déformé ou à être déformé à la pose, à l'aide de bandes de papier ou carton ondulé simple face superposées ou enroulées en spirale soit particulièrement avantageux en raison des facilités de fabrication, ce mode de fabrication n'est cependant pas exclusif. Le réseau peut être réalisé de toute autre manière, par exemple par moulage de pâte à papier ou autre substance fibreuse, et la Fige 16
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canaux 3a sont ménagés par des parois 24 et 25 perpendiculaires les unes aux autres, les canaux 3a pouvant avoir une section transversale carrée, comme représente, rectangulaire, ou, d'une manière générale, de forme polygonale quelconque.
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J8 interposé partiellement entre la base F d'une lingotière et cette lingotière
E, il est prévu, en combinaison avec ce joint, un dispositif auxiliaire destiné
à faciliter l'engagement de la lingotière dans la feuillure 12 du joint. Ce dispositif est constitué par une tôle 27 épousant en plan le contour interne du joint qu'elle dépasse d'une certaine quantité vers le haut. Elle est emboîtée dans le joint, soit après la pose de celui-ci sur la base de la lingotière, soit avant sa pose et dans ce dernier cas elle peut, dans le but de faciliter les manutentions, être fixée à ce joint par quelques chevilles relativement peu résistantes 28 qu'il sera facile de rompre après la mise en place de la lingotière, en tirant vers le haut sur cette tôle pourvue à cet effet d'anses 29. Extérieurement la tôle 28 porte sous forme d'un anneau continu ou d'éléments séparés une garniture 30 située, par conséquent, au-dessus du joint.
Sa surface supérieure externe 31 est taillée en biseau et raccordée à une surface périphérique 32, dont le contour externe correspond, à un très léger jeu en moins près, au contour de la surface interne 14 de la lingotière. Grâce à ce dispositif auxiliaire, il est donc facile,, lors ¯ de¯la descente de la lingotière sur la base F, de centrer convenablement cette dernière, dont l'arête inférieure 13 de la surface interne 14 est
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le dispositif auxiliaire est enlevé par une traction vers le haut sur les anses 29 avec une force suffisante pour rompre les chevilles 28 qui sont en nombre et
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positif auxiliaire en vue des manipulations et du stockage.
Naturellement, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.
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dispositif similaires, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer entre les deux surfaces à jointoyer au moins une partie d'un réseau de banaux parallèles, délimitée par des parois en carton ou matière similaire, de manière-que ces canaux
soient perpendiculaires auxdites surfaces, les parois délimitant les canaux logés entre ces surfaces étant partiellement écrasées dans le sens de la longueur desdits canaux;