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"Machine à couler les métaux"
La présente invention concerne les machine à :ou- ler les métaux et plus particulièrement les machines dans lesquelles le métal est coulé dans une chambre de saoul se déplaçant continuellement, formée par des bander @@@- rieure et inférieure et fermée par des bandes latéral* .
Un des principaux problèmes inhérent à u-,-.machine à couler les métaux classique utilisant des bandes de coulée est apparemment posé par le gauchissement localise de la bande métallique en raison de son contact avec le m4tal chaud. Lorsqu'une tôle froide, comme une bande refroidie par eau, est mise en contact avec le métal fondu, la surface de la feuille ou tôle se trouvant contre le métal chaud de- vient plus chaude que la surface exposée à l'eau froide.
La dilatation des côtés chauds assure une flexion ou un gauchissement de la bande dans le sens du métal chaud. Si-
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multanément, le métal fondu commence à se solidifier à partir de sa surface vers l'intérieur !maie en raison du gauchissement de la bande métallique, la transmission de chaleur du métal à la bande n'est pas uniforme. Il en résulta une croissance irrégulière des grains dans le mé- tal en coure de solidification. le refroidissement non uniforme engendre des marques ou pointa poreux et un man- que d'uniformité de densité du feuillard coulé. Ceci est particulièrement important si le feuillard coulé doit être lamina ou façonné, attendu qu'un traitement supplémentaire ne peut pas être effectué avec succès.
Le problème est rendu plus complexe par le fait que le métal en cours de coulée subit un retrait impor- tant à mesure qu'il passe de l'état liquide à l'état so- lide. Ceci est particulièrement vrai pour l'aluminium et ses alliages. A mesure que le métal se solidifie, il passe par un stade dans lequel il ne présente pratiquement pas de résistance à la traction. Le contact de frottement en- tre la bande de coulée et le métal est susceptible de sou- mettre le métal à des efforts de traction suffisants pour provoquer un craquelage du produit.
La présente invention se propose notamment de tour- nir une machine à couler les/métau@/dans laquelle les dit- ficultés sus-mentionnées/sont entièrement éliminées et le produit ainsi obtenu est une barre de métal sans défaut, à grain fin, exempte de défauts superficiels et ne présen- tant sensiblement aucune tension interne.
On atteint ce but en coulant le métal outre des bandes de toile supérieure et inférieure en une matière tissée comme en fibres de verre, qui résiste 4 un endommagement par la température élevée du métal fondu et qui ne peut pas être mouillée par lui et qui est extrêmement molle et souple, de façon que le poids du métal fondu presse la toile de haut en bas au contact oonduc-
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tour de la chaleur avec une platine refroidis par eau située au-dessous. La bande de toile présente des inters- tices et des Irrégularités superficiels qui mont imprimés sur la surface du métal lorsque le métal se solidifie et ceci contraint la toile à adhérer à la surface du métal,
de façon que la toile subisse un retrait en même tempe que le métal, à mesure que le métal subit un retrait dans le sens transversal pendant la solidification et le refroidis- sement. Des barrages marginaux/contiennent le métal fondu le long des bords latéraux opposés des bandes de toile et ces barrages se déplacent, de préférence vers l'intérieur, entre les bandes supérieure et inférieure pour compenser le retrait latéral du métal en coure de solidification et de refroidissement.
On va décrire maintenant l'invention en se réfé- rant aux dessins annexés, dans lesquels
La figure1 est une vue en bout de la machine à couler les métaux. à fonctionnement continu montrant son extrémité de réception du métal, l'ajutage d'admission du métal et le réservoir étant enlevé ; la façon dont la partie supérieu- + re de la machine peut basculer représentée en traits inter- rompus .
La figure 2 est une vue partielle à plus grande échelle montrant l'extrémité d'entrée de la machine, le réservoir et l'ajutage d'admission/du métal étant/également représentés en partie ;
La figure 3 est une coupe longitudinale de la machine,suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ;
La figure 4 est une coupe partielle à plus grande échelle suivant la ligne 4-4 de la figure 3, montrant l'un des ensembles de coulée des bords j
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La figure 5 est une coupe partielle, à encore pals grande échelle, suivantla ligne 5-5 de la figure 4;
La figure 6 est une coupe partielle suivant la @gne 6-6 de la figure 5 ;
La figure 7 est une coupe partielle suivant la ligue 7-7 de la figure 4 ;
La figure 8 est une vue en plan de la machine dans son ensemble ;
La figure 9 est une vue de côté schématique de la machine représentée sur la figure 8 ;
La figure 10 est une vue de face partielle, à beau- coup plus grande échelle, de l'une des barres de guidage, montrant les nervures qui ont tendance à écarter la bande de coulée ;
La figure 11 est une coupe partielle à encore plus grande échelle suivant la ligne 11-11 de la figure 10 ;
La figure 12 est une vue à plus grande échelle d'une petite partie de l'une dea courroies de coulée tis- sée, montrant d'une manière exagérée la façon dont le tissu subit un retrait dans le sens longitudinal et dans le sens transversal avec le métal à mesure que ce dernier refroi- dit ;
La figure 13 est une coupe partielle à beaucoup plus grande échelle montrant la relation d'une platiné, ,'lime courroie en tissu et de la pièce coulée métallique
La figure 14 est une,autre coupe partielle, ana- logue à celle de la figure 13 mais à plus petite échelle, entrant une variante de la courroie en tissu avec une bande métallique se trouvant au-dessous d'elle.
La machine à couler les/métaux/à fonctionnement con- tinu repose sur un bâti de base 1 qui comprend deux pla- ques verticales espacées 2. A l'intérieur des plaquée verticales 2 se trouvent deux plaques verticales réglables
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3, dont la position ont détermina par des vis de ré- glage 4. Les plaques verticales réglables 3 supportent entre leurs extrémités supérieures une platine infé- rieure 5 dans laquelle sont incorporés des conduite ap- propriés ou une chambre 6 pour faire circuler un agent de refroidissement comme l'eau.
Derrière lu platine 5 se trouve un rouleau de commande refroidi par eau 7. A l'extrémité antérieure de la platine 5 se trouve une barre de guidage semi-circulaire 8 Dessoude rouleau de commande 7 et la barre de guidage 8 se trouvent des rouleaux de guidage 9 qui, avec le rouleau de commande 7 et la barre de guidage 8, définis* sent un rectangle autour duquel est enroulée une bande de coulée en toile tissée 10 qui sera décrite plue en dé- tail ci-après.
Entre les rouleaux de guidage 9 se trouve un rouleau oblique 11 qui peut être disposé légèrement à l'écart d'une position parallèle avec les rouleaux de guidage 9 de façon à effectuer un réglage latéral de la bande de coulée 10,
D'un côté* des plaques verticales 2 se trouve une console de montage 2 qui supporte à pivot un bâti 13 sur un arbre pivot - 14. Le bâti 13 comprend des pla- ques latérales espacées 15 qui sont reliées à leurs ex- trémités inférieures par une platine supérieure 16, ana- logue à la platine inférieure 5 excepté qu'elle est lé- gérement plus courte..Des conduits de refroidissement ap- propriés ou une chambre de refroidissement 17 sont prévus dans la platine supérieure 16.
Derrière la platine supérieure 16 se trouve un rouleau de commande refroidi par eau 18 et devant la pla- tine supérieure se trouve une barre de guidage semi-cylin- drique 19 correspondant à la barre de guidage 9. Au-dessus
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4a F-0 blt1'l'O do g\11dtlgtt et des rouleaux de commande, pouf définir avec eux l'angle d'un rectangle, se trouvent deux . rouleaux de guidage 20, et entre la barre de guidage 19 et l'un des rouleaux de guidage 20 se trouve un rouleau oblique 21 correspondant au rouleau 11. Une bande de cou- lée 10 identique à la bande de coulée qui passe sur la platine inférieure 5 est enroulée autour du rouleau de
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coair-ande, des rouleaux de guidage et de la barre de gui- d;+.
Du fait que la platine supérieure 16 est plus courte
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i. platine inférieure 5, les rouleaux de guidage 20' sont espacés d'une plus grande distance de la platine 8Up.. rieure 16 que les rouleaux de guidage 9 de la platine tinté- mettre 5, de façon à pouvoir utiliser des bande* de coulée identiques 10.
Le bâti 13 peut être muni d'un contrepoids 22 et d'une via de basculement appropriée 23 dans le but de déplacer la platine supérieure 16 et son ensemble aa-
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8sc..c entre la position indiquée eiytraits pleine et la po- ition indiquée en traits interrompus sur la figure 1.
Deux bfttla 25 sont supportés de façon appropriée 7" .t,c consoles 24 derrière la platine inférieure 5 et llenmbla associé, comme indiqué en partie sur la fi- gure 3, et supportent une paire d'ensembles de coulé* des borde 26 qui sont destinés à pivoter entre la posi- tion en traits pleins et la position en traits interrom- pus représentée schématiquement sur la figure 8. Comme on le voit en particulier sur les figures 4, 5. 6 et 7, chaque ensemble de coulée 26 comprend un pignon 27a et une roue de guidage 27b autour de laquelle passe une chaîne 28.
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Le pignon et les roien de guidage 27a et 27 pré-
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sentent des axes verticaux et l'axe du pignon posté- rieur 27a peut coïncider avec l'axe de rotation du bâti 25 sur la console de montage correspondante 24.La roue antérieure 27b de chaque ensemble de couler 26 se trouve légèrement en avant de la platine inférieure 5. Le plan défini par les roues 27a et 27b et la chaîna 28 de chaque ensemble se trouve entre les bandes de couler inférieure et supérieure. Chaque chaîne 28 présente une série de segments de coudée des bords 29 reliés aux aillons de
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la chaîne de façon que cette dernière soit recïiligîa, les extrémités des segments étant en relation ,a3ti,zuer les unes avec les autres.
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L'un des brins de chaque chaîne est diz..wa ruz façon que les segments 29 portépar eux pnesea °-= les bandes de coulée supérieure et inférieure* Entre les roues 2Ta et 27b do Chl-\q1", szr bx 26 a'étend un bâti de liaison 30 préaen"",r:l1+' vr - '1'!- Ibh t1 de retenue 31 dans le.,quel est disposée U!,.ç. s.-e- d'appui 32# qui s'appuie contre le dos de la chaîne oorof"ndan 28 pour guider les segments de coulée 29 entre les bande@ de coulée 10.
La barre latérale est soutenue par de,* vis
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de ',xat.ttt1¯ .ët sa surface en regard de la chairs* i-at pro- filée de façon qu'avec un réglage correct dee -fin de fi-
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xation, les segmenta de coulée 29 puissent 8't;h" *$pi*eéë vers l'intérieur de manière à passer entre les rouit ans , '".8ur8 et 'postérieure 27a et 21b pour oomp&nG\e' 1. ru- trait latéral de la pièce coulée métallique entre elles
Afin de faciliter l'utilisation de la barre d'ap- pui 32, les chaînes 28 sont du type ayant de* galets 35
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qui roulent sur le bord de la barre -- - . ,-,.... '4' .
lu outre, les chaînes peuvent être munies de pattes 36 qui ' se trouvent au-dessus et au-dessous de la barre ou plut*
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comme on le voit en particulier sur la figure 6. Une ou plusieurs des via de fixation 34 peuvent faire sail- lie dans des logements associée ménagée dans la barre 32 de façon à empêcher la barre de se déplacer longi- tudinalement.
Devant la barre de guidage 8 se trouve une barre transversale 37 à laquelle est soudé un dispositif de serrage inférieur 38 du bloc d'ajutage qui coopère avec un dispositif de serrage supérieur 39 du bloc d'ajutage pour fixer un bloc d'ajutage 40 entre eux. Les extrémités des dispositifs de serrage 38 et 39 faisant face aux bar- res de guidage inférieure et supérieure 8 et 19 sont bi- seautées pour dégager les bandes de coulée 10. Le bloc d'ajutage 40 est en une matière réfractaire appropriée et s'étend entre les bandes de coulée 10 dans la région où les bandes de coulée se déplacent sur leurs platines respectives et sont en relation parallèle.
L'épaisseur du bloc d'ajutage 40 est sensiblement- égaler l'épaisseur de la barre de métal à couler et pré- sente une série de passages axiaux 4A. Au voisinage des extrémités latérales du bloc d'ajutage 40, les passages 41 divergent de façon à répartir uniformément le métal fondu sur les bandes de coulée. Le bloc d'ajutage et trouva légèrement en arrière des roues antérieures 27b des ensembles de coulée 26, comme on le voit sur la fi- gure 4.
En avant du bloc d'ajutage 40 se trouve un réser- voir 42 présentant un ajutage approprié 43 qui peut être amené en regard du bloc d'ajutage 40, comme représenté sur la figure 2. Le métal fondu contenu dans le réser- voir 42 est déchargé par l'ajutage 43 et le bloc d'aju- tage 40 dans l'espace compris entre les bandes de coulée
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10 et les segments de coulée/29. Si on le désire, un tube 44 réservé à un agent de refroidissement peut être prévu sous le dispositif de serrage inférieur 38 pour réduire au minimum la déformation du dispositif de serrage intérieur, comme représenté sur la figure 2.
En arrière des consoles de montage 24, c'est- à-dire en arrière du rouleau de commande 7, se trouve un ensemble de commando d'avance 45. L'ensemble de com- mande d'avance comprend une charpente qui supporte un jeu de rouleaux inférieurs 46 et un jeu de rouleaux su- périeurs 47. Ces rouleaux sont réglés de façon à venir au contact des surfaces opposées du métal coulé et à tirer le métal solide à mesure qu'il sort d'entre les bandes de coulée.
Des rouleaux latéraux 48 sont prévue pour effectuer un réglage latéral du métal coulé solide passant entre les rouleaux 46 et 47. les ensembles de coulée inférieur et supérieur comprennent respectivement la platine inférieure, la platine supérieure 16, les ensembles de coulée 26 et l'ensemble de commande d'avance 45 et sont synchronisés en fonctionnement par un moyen de commande approprié re- présenté en partie sur la figure 1,se trouvant d'un côté du bâti de base 1. A titre illustratif, on va se réfé- rer à la vue schématique de la figure 9.
Le moyen de commande comprend un moteur 49 qui transmet une force à un moyen de réglage de vitesse 50 ayant des prises de force appropriées 51, 52 et 53 re- liées respectivement à l'ensemble de commande d'avance
45, au rouleau de commande Inférieur 9 et au rouleau de commande supérieur 18. En outre, une prise de force qui comprend les pignons coniques 54 représentés sur la fi- gure 3 actionne les pignons postérieure des ensembles de coulée 26.
Les vitesses des diverses prises de force
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sont coordonnée de façon que les courroies de coulée et les segment 6 de coulée se déplacent essentiellement à la même vitesse,et l'ensemble de commande d'avance ' 45 est réglé pour déplacer la matière coulée à la vi- tesse correcte pour réduire au minimum les efforts de tension ou de compression dans la matière à mesure qu'elle est coulée.
Il est essentiel au fonctionnement de la Machine que les bandes de ooulée 10 soient formées en une Matière tissée capable de subir un retrait la. la fois dans le sens longitudinal et dans le sens transversal de façon à sui- vre le retrait du métal mesure qu' il refroidit de son état fondu à non état entièrement Bolide.
IIl s'est avéré que pour couler l'aluminium, on peut utiliser une toile de verre pour le* bandes de cou- lée. Ceci est vrai même si la toile de verre se ramol- lit ou s'affaiblit si elle est chauffée à la température de l'aluminium fondu. En pratique, ceci ne se produit pas en raison du contact entre la toile de verre et la platine refroidie. '
En d'autres termes, bien que la toile de verre présente des propriétés calorifuges, elle est capable de conduire la chaleur de façon à empêcher une destruc- tion de la surface qui est en contact avec le métal fondu. En pratique, une seule courroie en toile de verre peut supporter un fonctionnement continu de plusieurs jours sans être remplacée.
La toile de verre est rela- tivement peu coûteuse et peut être remplacés 1 la fin de chaque opération normale. les propriétés isolâtes de la toile de verre diffusent la chaleur du métal fondu a la platine re- froidie de façon à protéger la platine d'un choc ther- mique excessif et, par conséquent, la durée de vie en
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service de la platine est prolongée dans une grande me- sure. Les platines fixes atteignent un état de gradient de température stable et constant pendant l'opération de coulée et ne sont pas soumises à un chauffage et à un refroidissement alternés, comme dans le cas des bandes de coulée.
Le tissu tissé présente un avantage particulier par apport à une bande en tôle ou solide, une platine + ou une enveloppe de rouleau. Lorsqu'une bande métallique @ est chauffée d'un côté et refroidie de l'autre coté, ou qu'il existe une différence de température, le côté chaud se dilate par rapport au côté froid et, en raison de sa nature rigide, la bande se soulève et se déforme à partir du côté froid. Ceci ne se produit pas avec un tissu tissé souple.
En outre, si la bande métallique est protégée à rencontre d'un/gauchissement ou si l'élément est une platine ou un rouleau fortement renforcé, la surface se dilate encore et est soumise à. une compression. Si la surface est chauffée et refroidie de façon répétée, il en résulte une fatigue thermique et la surface se cra- quèle ou se "fissure". Ceci ne se produit pas en utili- sant un tissu tissé souple.
Une autre particularité plus importante résul- tant de l'utilisation d'un tissu tissé est qu'il peut se contracter ou subir un retrait librement en corréla- tion précise avec le retrait du métal à mesure qu'il passe de l'état fondu à l'état entièrement solide. Le métal, qui ne mouille pas la matière tissée, recouvre les interstices et provoque apparemment un blocage mutuel mécanique superficiel avec la surface, de façon que lors- que chaque tronçon de métal correspondant à la distance
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comprise entre les brins adjacente de la matière tissée subit un retrait, les brins se rapprochent facilement l'un de l'autre sans conférer d'effort de traction au métal en cours de coulée.
Ceci est particulièrement im- portant pendant le stade critique dans lequel le métal . est essentiellement à l'état semi-solide et presque dé- pourvu de résistance à la traction. Au coure de ce eta.. de critique, une résistance quelconque au retrait du mé- tal engendre des fissures ou des vides dans le métal. Bn fait, l'obtention de ce retrait libre du métal a posé l'un des problèmes principaux de la machine à couler classique.
Afin de montrer le retrait de la matière tissée qui se produit à la fois dans le sens longitudinal et dans le sens transversal, on va se référer à la figure 12, En cours de retrait, les brins individuellement ne changent pas de dimension mail les espaces compris en- tre les brins diminuent. Il est inutile que la matière constituant les brins subisse un retrait proportionnel au retrait du métal coulé, du fait que la diminution de l'espace entre les brins ne fait que légèrement aug- menter les ondulations des brins individuels. Un travail important n'est pas nécessaire pour le réaliser ;par conséquent, aucune résistance appréciable au retrait n'est transmise de la matière tissée au métal coulé.
La corrélation entre le retrait de la matière tissée et le métal coulé est probablement améliorée par le fait que le métal en recouvrant l'espace compris entre les brins effectue un blocage mécanique superficiel, comme représenté'par les ondulations A du métal coulé B, comme représenté sur la figure 13. Une condition impor- tante de la matière utilisée pour les bandes de coulée est qu'elle ne soit pas mouillée par le métal fondu et
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les fibres de verre satisfont à oettond1t1on.
Bien qu'il se soit avéré satisfaisant d'utili- ser une bande de coulée 10 constituée uniquement par une matière tissée, il est possible d'utiliser une bande de coulée stratifiée ayant une couche externe en matière tissée et une couche Interne en Matière en feuille, comme représenté sur la figure 14. Dans ce cas, la couche externe 10a peut être en toile de verre ou autre tissu, tandis que le couche interne 10b peut être en tôle.
La tôle constitue en fait une pla- tine mobile et en fait, son côte intérieur peut venir en contact direct avec un agent de refroidissement. At- tendu que les minces bandes métalliques sont encore plus sensibles au choc thermique qu'une platine épaisse, la fonction d'une matière tissée, en particulier s'il s'a- git d'une matière ayant des qualités isolantes, comme une toile de verre, est particulièrement avantageuee.
Du fait que le métal a tendance à soumettre les bandes de coulée 10 latéralement à un retrait, pen- dant la coulée, il/est souhaitable d'utiliser un moyen classique pour provoquer un allongement latéral des bandes de coulée. Il est coutumier, en pratique, de pré- voir dans une machine utilisant des bandes transporteu- ses en tissu ou matière analogue des rouleaux spéciaux qui sont rainures ou autrement agences pour frotter la- téralement sur la toile pour atteindre ce résultat.
Un moyen permettant d'y parvenir est représenté sur les figures 10 et 11.Ce moyen consiste essentiel- lement à prévoir des rainures rudimentaires ou peu pro- fondes 55 dans les barres de guidage 8 et 19. Les rai-
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nurea sont ménagées hëliaoTda3.ement vers la droite et vers la gauche à partir du centre des barres de guidage
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de façon à exercer une force de frottement latéral sur les bandes de coulée 10 à mesure qu'elles passent sur elles. On doit noter que la toile de verre présente, de façon inhérente, un certain degré d'élasticité qui par lui-môme a tendance à agir de façon à provoquer un étalement latéral de la toile de fibre de verre, @ès qu'elle n'est plus soumise à l'effet du retrait du métal.
Il est très souhaitable que les surfaces des platine% soient aussi planes que possible dans les con- ditions de fonctionnement. Même si elles sont refroi- dies par eau, il se produit un certain gauchissement ou une certaine flexion des côtés soumis à la chaleur pro- venant du métal.Bien que cela puisse être théorique- ment compensé par un meulage initial en creux dee sur- faces, il est difficile de le réaliser en pratique. On peut effectuer également une compensation en plaçant des réchauffeurs en forme de bandes 56 au-dessous et au-dessus des platines 5 et 16, respectivement. Ces réchauffeurs dilatent les cotés éloignés de la platine d'une façon correspondant à la dilatation de ces cotée rapprochée.
En réglant la chaleur appliquée et en déterminant judi- cieusement l'emplacement des réchauffeurs en forme de bandes, on obtient une compensation satisfaisante de façon à pouvoir régler la section droite de la matière en cours de coulée.
Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée, et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention.
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"Metal casting machine"
The present invention relates to metalworking machines and more particularly to machines in which metal is poured in a continuously moving drunk chamber formed by upper and lower bands and closed by lateral bands *.
One of the main problems inherent in a conventional metal casting machine using casting belts is apparently posed by the local warping of the metal strip due to its contact with hot metal. When a cold sheet, such as a water-cooled strip, is contacted with molten metal, the surface of the sheet or sheet lying against the hot metal becomes hotter than the surface exposed to cold water.
The expansion of the hot sides causes the strip to bend or warp in the direction of the hot metal. Yes-
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At the same time, the molten metal begins to solidify from its surface inward! But due to warping of the metal strip, the heat transmission from the metal to the strip is not uniform. This resulted in irregular grain growth in the solidifying metal. non-uniform cooling results in porous marks or points and lack of uniformity in density of the cast strip. This is particularly important if the cast strip is to be laminated or shaped, as further processing cannot be carried out successfully.
The problem is made more complex by the fact that the metal being cast undergoes significant shrinkage as it passes from the liquid state to the solid state. This is particularly true for aluminum and its alloys. As the metal solidifies it goes through a stage in which it exhibits virtually no tensile strength. The frictional contact between the casting strip and the metal is liable to subject the metal to tensile forces sufficient to cause cracking of the product.
The present invention proposes in particular to turn a / metal @ / casting machine in which the aforementioned difficulties / are entirely eliminated and the product thus obtained is a flawless, fine-grained, free metal bar. surface defects and showing substantially no internal tension.
This is achieved by casting the metal off the upper and lower webs of woven material such as fiberglass, which resists damage by the high temperature of the molten metal and which cannot be wetted by it and which is extremely soft and supple, so that the weight of the molten metal presses the screen up and down on the conductive contact.
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heat tower with a water-cooled turntable located below. The fabric strip has intersections and surface irregularities which are printed on the surface of the metal when the metal solidifies and this forces the fabric to adhere to the surface of the metal,
so that the web shrinks along with the metal, as the metal shrinks in the transverse direction during solidification and cooling. Marginal barriers / contain the molten metal along the opposing side edges of the canvas strips and these barriers move, preferably inward, between the upper and lower strips to compensate for the lateral shrinkage of the metal as it solidifies and collapses. cooling.
The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which
Figure 1 is an end view of the metal casting machine. in continuous operation showing its metal receiving end with the metal inlet nozzle and reservoir removed; the way in which the upper part of the machine can tilt, shown in broken lines.
Fig. 2 is a partial view on a larger scale showing the inlet end of the machine, the reservoir and the inlet / metal nozzle also being / partially shown;
Figure 3 is a longitudinal section of the machine, taken along line 3-3 of Figure 1;
Figure 4 is a partial sectional view on a larger scale taken along line 4-4 of Figure 3, showing one of the edge casting assemblies j
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Figure 5 is a partial section, on a still larger scale, along line 5-5 of Figure 4;
Figure 6 is a partial section on the @gne 6-6 of Figure 5;
Figure 7 is a partial section on the line 7-7 of Figure 4;
Figure 8 is a plan view of the machine as a whole;
Figure 9 is a schematic side view of the machine shown in Figure 8;
Figure 10 is a partial front view, on a much larger scale, of one of the guide bars, showing the ribs which tend to pull the casting strip apart;
Figure 11 is a partial section on an even larger scale taken on line 11-11 of Figure 10;
Fig. 12 is an enlarged view of a small portion of one of the woven casting belts, showing in an exaggerated manner how the fabric undergoes shrinkage in the longitudinal direction and in the transverse direction. with the metal as the latter cools;
Figure 13 is a partial section on a much larger scale showing the relationship of a platinium,, 'fabric belt file and the metal casting.
Figure 14 is a further partial section, analogous to that of Figure 13 but on a smaller scale, showing a variation of the fabric belt with a metal strip lying below it.
The continuous / metal / metal casting machine rests on a base frame 1 which comprises two vertical plates spaced apart 2. Inside the vertical plates 2 are two adjustable vertical plates.
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3, the position of which is determined by adjusting screws 4. The adjustable vertical plates 3 support between their upper ends a lower plate 5 in which are incorporated suitable pipes or a chamber 6 for circulating an agent. cooling like water.
Behind the stage 5 is a water-cooled control roller 7. At the front end of the stage 5 there is a semicircular guide bar 8 Under the control roller 7 and the guide bar 8 are located. guide 9 which together with control roller 7 and guide bar 8 define a rectangle around which is wound a woven fabric tape 10 which will be described in more detail below.
Between the guide rollers 9 there is an oblique roller 11 which can be arranged slightly away from a parallel position with the guide rollers 9 so as to effect a lateral adjustment of the casting strip 10,
On one side * of the vertical plates 2 is a mounting bracket 2 which pivotally supports a frame 13 on a pivot shaft - 14. The frame 13 includes spaced side plates 15 which are connected at their lower ends. by an upper plate 16, analogous to the lower plate 5 except that it is slightly shorter. Appropriate cooling ducts or a cooling chamber 17 are provided in the upper plate 16.
Behind the top plate 16 is a water-cooled drive roller 18 and in front of the top plate is a semi-cylindrical guide bar 19 corresponding to the guide bar 9. Above it
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4a F-0 blt1'l'O do g \ 11dtlgtt and control rollers, to define with them the angle of a rectangle, there are two. guide rollers 20, and between the guide bar 19 and one of the guide rollers 20 there is an oblique roller 21 corresponding to the roller 11. A casting strip 10 identical to the casting strip which passes over the platen lower 5 is wrapped around the roller
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coair-ande, guide rollers and guide bar; +.
Because the top plate 16 is shorter
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i. lower plate 5, the guide rollers 20 'are spaced a greater distance from the upper plate 8Up .. 16 than the guide rollers 9 of the jingle plate 5, so that casting bands * can be used. identical 10.
The frame 13 may be provided with a counterweight 22 and a suitable tilting via 23 for the purpose of moving the upper plate 16 and its assembly aa-
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8sc..c between the position indicated in full lines and the position indicated in broken lines in figure 1.
Two bfttla 25 are suitably supported 7 ".t, c brackets 24 behind the bottom plate 5 and the associated llenmbla, as shown in part in Figure 3, and support a pair of casting sets * of the rims 26 which are intended to pivot between the solid line position and the dotted line position shown schematically in Figure 8. As seen in particular in Figures 4, 5, 6 and 7, each casting assembly 26 comprises a pinion 27a and a guide wheel 27b around which a chain 28 passes.
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The pinion and the guide wheels 27a and 27 pre-
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feel vertical axes and the axis of the rear sprocket 27a may coincide with the axis of rotation of the frame 25 on the corresponding mounting bracket 24. The front wheel 27b of each casting assembly 26 lies slightly forward of the lower plate 5. The plane defined by the wheels 27a and 27b and the chain 28 of each set is between the lower and upper casting bands. Each chain 28 has a series of angled segments 29 connected to the flanges of
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the chain so that the latter is recïiligîa, the ends of the segments being in relation, a3ti, zuer with each other.
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One of the strands of each chain is diz..wa ruz so that the segments 29 carried by them pnesea ° - = the upper and lower casting bands * Between the wheels 2Ta and 27b do Chl- \ q1 ", szr bx 26 a 'extends a connecting frame 30 preaen "", r: l1 +' vr - '1'! - Ibh t1 of retaining 31 in the., which is arranged U!,. ç. s.-e- support 32 # which rests against the back of the oorof "ndan chain 28 to guide the casting segments 29 between the casting bands 10.
The side bar is supported by, * screws
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de ', xat.ttt1¯ .ët its surface facing the flesh * i-at profiled so that with a correct setting of e -end of fi
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xation, the casting segmenta 29 can 8't; h "* $ pi * eéë towards the interior so as to pass between the rouit ans, '" .8ur8 and' posterior 27a and 21b for oomp & nG \ e '1. ru - lateral line of the metal casting between them
In order to facilitate the use of the grab bar 32, the chains 28 are of the type having * rollers 35
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that roll over the edge of the bar - -. , -, .... '4'.
furthermore, the chains can be provided with tabs 36 which are above and below the bar or rather *
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as seen in particular in FIG. 6. One or more of the fastening via 34 may project into associated recesses provided in the bar 32 so as to prevent the bar from moving longitudinally.
In front of the guide bar 8 is a cross bar 37 to which is welded a lower clamping device 38 of the nozzle block which cooperates with an upper clamping device 39 of the nozzle block to fix a nozzle block 40 between them. The ends of the clamps 38 and 39 facing the lower and upper guide bars 8 and 19 are angled to disengage the casting strips 10. The nozzle block 40 is made of a suitable refractory material and is made of a suitable refractory material. extends between the casting strips 10 in the region where the casting strips move on their respective platens and are in parallel relationship.
The thickness of the nozzle block 40 is substantially equal to the thickness of the metal bar to be cast and has a series of axial passages 4A. In the vicinity of the lateral ends of the nozzle block 40, the passages 41 diverge so as to uniformly distribute the molten metal on the casting strips. The nozzle block and found slightly behind the front wheels 27b of the casting assemblies 26, as seen in Figure 4.
In front of the nozzle block 40 is a tank 42 having a suitable nozzle 43 which can be brought opposite the nozzle block 40, as shown in FIG. 2. The molten metal contained in the tank 42 is discharged through nozzle 43 and nozzle block 40 into the space between the casting strips
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10 and casting segments / 29. If desired, a coolant tube 44 may be provided under the lower clamp 38 to minimize deformation of the inner clamp, as shown in Figure 2.
Behind the mounting brackets 24, that is, behind the drive roller 7, is a forward commando assembly 45. The advance drive assembly includes a frame which supports a frame. set of lower rollers 46 and a set of upper rollers 47. These rollers are adjusted to contact opposing surfaces of the cast metal and pull solid metal as it exits between the casting strips .
Side rollers 48 are provided for lateral adjustment of the solid cast metal passing between rollers 46 and 47. the lower and upper casting assemblies respectively include the lower platen, the upper platen 16, the casting assemblies 26 and the assembly. control 45 and are synchronized in operation by a suitable control means shown in part in Figure 1, located on one side of the base frame 1. By way of illustration, reference will be made to the schematic view of figure 9.
The control means comprises a motor 49 which transmits a force to a speed control means 50 having suitable power take-offs 51, 52 and 53 respectively connected to the advance control assembly.
45, to the Lower drive roller 9, and to the upper drive roller 18. Further, a power take-off which includes the bevel gears 54 shown in Figure 3 drives the rear gears of the casting assemblies 26.
The speeds of the various power take-offs
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are coordinated so that the casting belts and casting segments 6 move at essentially the same speed, and the advance control assembly 45 is adjusted to move the cast material at the correct speed to reduce to minimum tensile or compressive forces in the material as it is poured.
It is essential to the operation of the machine that the webs 10 be formed of a woven material capable of shrinking 1a. both longitudinally and transversely so as to follow the shrinkage of the metal as it cools from its molten state to a fully solid state.
It has been found that for casting aluminum, a glass cloth can be used for the casting strip. This is true even if the glass cloth softens or weakens if heated to the temperature of molten aluminum. In practice, this does not happen due to the contact between the glass cloth and the cooled stage. '
In other words, although the glass cloth exhibits heat insulating properties, it is able to conduct heat so as to prevent destruction of the surface which is in contact with the molten metal. In practice, a single glass cloth belt can withstand continuous operation for several days without being replaced.
The glass cloth is relatively inexpensive and can be replaced at the end of each normal operation. the insulating properties of the glass cloth diffuse the heat of the molten metal to the cooled platen so as to protect the platen from excessive thermal shock and hence the service life.
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platinum service is extended to a great extent. Stationary stages achieve a stable and constant temperature gradient state during the casting operation and are not subjected to alternate heating and cooling, as in the case of casting belts.
The woven fabric has a particular advantage in addition to a sheet metal or solid strip, a platen + or a roll casing. When a metal strip @ is heated on one side and cooled on the other side, or there is a temperature difference, the hot side expands relative to the cold side and, due to its rigid nature, the tape lifts up and deforms from the cold side. This does not happen with a soft woven fabric.
Further, if the metal strip is protected against warping or if the element is a heavily reinforced platen or roller, the surface further expands and is subjected to. a compression. If the surface is repeatedly heated and cooled, thermal fatigue results and the surface cracks or "cracks". This does not happen when using a flexible woven fabric.
Another more important feature resulting from the use of a woven fabric is that it can contract or shrink freely in precise correlation with the shrinkage of the metal as it passes from the molten state. in a fully solid state. The metal, which does not wet the woven material, covers the interstices and apparently causes superficial mechanical mutual blocking with the surface, so that when each section of metal corresponds to the distance
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between the adjacent strands of the woven material undergoes shrinkage, the strands easily approach each other without imparting tensile stress to the metal being cast.
This is particularly important during the critical stage in which the metal. is essentially in the semi-solid state and almost devoid of tensile strength. During the course of this review, any resistance to metal shrinkage results in cracks or voids in the metal. Indeed, obtaining this free shrinkage of the metal has posed one of the main problems of the conventional casting machine.
In order to show the shrinkage of the woven material which occurs both in the longitudinal direction and in the transverse direction, reference will be made to figure 12, During the withdrawal, the individual strands do not change dimension through the spaces including between the strands decrease. There is no need for the strand material to shrink in proportion to the shrinkage of the cast metal, since the decrease in the space between the strands only slightly increases the undulations of the individual strands. Much labor is not required to complete this; therefore, no appreciable resistance to shrinkage is imparted from the woven material to the cast metal.
The correlation between the shrinkage of the woven material and the cast metal is probably improved by the fact that the metal covering the space between the strands performs a surface mechanical blocking, as shown by the corrugations A of the cast metal B, as shown in figure 13. An important condition of the material used for the casting strips is that it is not wetted by the molten metal and
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glass fibers satisfy oettond1t1on.
Although it has been found satisfactory to use a casting tape 10 made only of a woven material, it is possible to use a laminated casting tape having an outer layer of woven material and an inner layer of woven material. sheet, as shown in Fig. 14. In this case, the outer layer 10a can be glass cloth or other fabric, while the inner layer 10b can be sheet metal.
The sheet in fact constitutes a movable plate and in fact its interior side can come into direct contact with a cooling medium. Expected that thin metal bands are even more sensitive to thermal shock than thick platinum, the function of a woven material, especially if it is a material with insulating qualities, such as a glass cloth, is particularly advantageous.
Because the metal tends to shrink the casting strips laterally during casting, it is desirable to use conventional means to cause lateral elongation of the casting strips. It is customary in practice to provide in a machine using conveyor belts of fabric or the like material special rollers which are grooved or otherwise arranged to rub laterally on the fabric to achieve this result.
One means of accomplishing this is shown in Figures 10 and 11. This means consists essentially of providing rudimentary or shallow grooves 55 in the guide bars 8 and 19.
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nurea are spared hëliaoTda3.ement to the right and to the left from the center of the guide bars
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so as to exert a lateral frictional force on the casting belts 10 as they pass over them. It should be noted that the fiberglass cloth inherently exhibits a certain degree of elasticity which by itself tends to act so as to cause lateral spreading of the fiberglass cloth, when it does not. 'is more subject to the effect of metal shrinkage.
It is highly desirable that the surfaces of the platens% be as flat as possible under operating conditions. Even if they are water cooled, there is some warping or bending of the sides subjected to heat from the metal. Although this can theoretically be compensated for by an initial indentation grinding of the over- faces, it is difficult to achieve in practice. Compensation can also be effected by placing strip heaters 56 below and above decks 5 and 16, respectively. These heaters expand the far sides of the plate in a manner corresponding to the expansion of these nearer sides.
By controlling the heat applied and carefully determining the location of the strip heaters, satisfactory compensation is obtained so that the cross section of the material being cast can be controlled.
Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown, and is capable of receiving various variants falling within the scope and spirit of the invention.