<EMI ID=1.1> <EMI ID=2.1>
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procédé pouvant assurer le revêtement de pièces d'un grand diamètre ou le dépôt d'une coucha épaisse de métal de revêtement.
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Le soudage sous .laitier avec électrode, que l'on appellera ci-après simplement par "soudage sous Laitier", auquel le revêtement sous laitier avec électrode appartient, ast basé
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d'obtenir des métaux d'une haute qualité. Dans le soudage sous laitier, on immerge une électrode consommable dans une couche de laitier fondu, qui protège la masse de métal se trouvant en
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par l'intermédiaire de l'électrode consommable à la couche de laitier fondu, l'électrode consommable et la surface du métal de base sont amenées .à fondre du fait de l'effet Joule du laitier, et un dépôt de métal est réalisé sur le métal de base, tandis qu'un lingot est formé en direction verticale suivant la consommation de l'électrode. En conséquence, dans un soudage sous lai-
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dans une mesure limitée dans le métal se solidifiant, et on peut s'attendre à des réactions métallurgiques duos-au laitier fondu. Onpeut ainsi obtenir un métal solidifié d'une haute qualité. Le <EMI ID=12.1>
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des pièces épaisses"
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installations industrielles modernes provoque une détérioration des conditions opératoires de ces installations, ainsi qu'une augmentation de l'échelle de celles-ci, un épaississement des
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teneurs d'alliage de ces pièces. Le revêtement sous laitier avec .électrode a de plus en ,plus attiré l'attention eN tant que moyen pour reformer les pièces d'installations codâmes et pour :. la production de telles pièces.
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du fer sont des pièces qu'il est très désirable de prévoir avec une.. structure composite ou des pièces qu'il est très désirable
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gie et d' une meilleure utilisation des ressources naturelles.
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Society, Inc. (pages 148-151) décrit un procédé nouveau de pro-
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tier avec électrode et ce manuel signale également qu'une rotation du cylindre est avantageuse pour obtenir un dépôt d'une
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on propose un procédé de revêtement sous laitier avec électrode <EMI ID=24.1>
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sous-@ laitier', dans laquelle le moule est subdivisé en une
- pièce rotative, en une pièce non rotative et en un joint prévu entre ces deux pièces.
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vent être augmentés de telle sorte qu'une pénétration excessive par fusion du matai de base rend ces méthodes impraticables. Suivant les techniques antérieures décrites dans ce brevet et modèle d'utilité, un artifice d'étanchéité pour
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suffisant pour empocher une fuite d'eau, et le moule qui est da _. ce fait compliqué augmente, les frais d'installation.
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soudage est si lente qu'il ne se produit aucune fissuration du
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soudage sous laitier convient pour le dépôt d'un acier fortement allié, d'une haute teneur de carbone, sur une' garniture ou un cylindre par une opération de revêtement. Toutefois, le fait que du métal déposé et solidifié est produit graduellement <EMI ID=32.1>
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disposé de manière que l'intervalle de soudage requis (rayon de revêtement) est défini entre ce ruban de cuivre 2 et une piè-
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glée à l'avance est alimentée de manière ininterrompue dans le bain de laitier 3 durant l'opération de revêtement. Comme les teneurs en carbone et d'alliage de la, pièce 1 sont inférieures à celles des électrodes consommables 4, le point de fusion du mé-
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revêtement, le métal fondu 7 se solidifie immédiatement ou bien,
marne s'il ne se solidifie pas immédiatement, la viscosité de ce métal fondu 7 devient si faible qu'il ne peut pas se diffuser de façon satisfaisante dans la masse de métal. Lorsqu'une. telle
diffusion satisfaisante du métal fondu 7 ne se réalise pas, le métal se solidifie sous la forme telle qu'indiquée en 8 et crée
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une séparation se produit de sorte que les teneurs en carbone et
en composants d'alliage du métal déposé sont inférieures dans les les plus' proches de la pièce que l'on traite. Le métal fondu 7 s'égoutte par intermittence et, par conséquent, la struc-
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peuvent s'étendre jusqu'à la surface correspondante de la pièce <EMI ID=40.1>
des cylindres est accélérée et les propriétés superficielles des pièces traitées par ces cylindres sont amoindries. De plus, des ruptures à chaude dues à la structure hétérogène, peuvent être provoquées lorsque le cylindre est utilise pour un laminage
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Un but de la présente invention est ce résoudre les problèmes rencontrés dans le revêtement en direction verticale
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tration excessive par fusion du métal de base durant l'application d'un revêtement épais, ayant pour résultat une augmentation de l'admission de chaleur et une diminution de la vitesse de sou-
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On autre but de la présente invention est
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Un autre but encore de la présente invention est de prévoir un appareil de revêtement sous laitier pour une pièce présentant: une surface cylindrique, cet appareil étant capable
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barres d'une grande section transversale, et en outre en
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Les caractéristiques du procédé suivant l'invention
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vers ces électrodes. Si on utilise du carbone pour ces électrodes, ce carbone étant une matière typique des électrodes non
<EMI ID=54.1> <EMI ID=55.1>
la distance entre les électrodes et la pièce traitée varie du
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:fait, d'un changement de la forme de ces électrodes, cette consommation étant provoquée par la réaction mentionnée ci-dessus dans la laitier et par l'oxydation des électrodes, due à. l'atmosphère.. Si on utilise un métal d'un point de fusion élevé, tel que du tungstène et du molybdène, au lieu de carbone pour les
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est encore plus forte, de sorte que ces électrodes ne peuvent pas résister à une énergie électrique élevée. D'une manière générale, un acier allié ou un fer d' une teneur de carbone de 1% ou plus s'utilise pour former la surface de pièces, telles que les cylindres des laminoirs, un revêtement 'de ce genre étant nécessaire pour pouvoir disposer d'une résistance à l'usure et à la rupture à chaud. Dans le cas du dépôt d'un acier allié ou de fer d'une teneur en carbone de 1% ou plus et, de ce fait, d'un
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de point de fusion élevé utilisé dans le cas du dépôt d'un acier à faible teneur de carbone, afin de réduire le point de fusion de ce flux. Par conséquent, la réaction entre les électrodes non consommables et le Si 02 le MnO, etc., est accélérée dans
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vement au cas du dépôt d' un acier à faible teneur de carbone .
Les électrodes utilisées suivant la présente invention sont par conséquent consommables et la présente invention permet d'empêcher une formation de bulles dans le laitier et permet aussi d'assurer un procédé de soudage stable, tout en maintenant: da manière constante une ferme identique pour les électrodes.
En second lieu, on utilise des électrodes consommables se présentant nous forme de barres pour l'alimentation d'un courant élevé allant de 10.000 à 100.000 ampères au bain de laitier. Si on employait des électrodes sous forme de fils, telles qu' on les emploie habituellement dans un soudage sous laitier, pour alimenter un tel courant élevée il faudrait vingt
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l'installation, le fonctionnement et l'entretien de cette installation. Non seul ement l'utilisation d'électrodes en forme
de fils est impraticable, mais en outre l'opération de revêtement montre un désavantage très sérieux dans le cas où on utilise, pour les électrodes, un acier allié ou du fer d'une teneur en carbone de 1% ou plus, constituant des matières préférables de
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est en effet difficile de conformer l'acier ou le fer mentionné. ci-dessus en bobines du fait de leur dureté ou de leur écrouis... sage. Dans"le. cas où les composants d'alliage de l'acier ou du fer sont du nickel ou du molybdène nécessaires pour un revêtement dur, il est impossible de conformer l'acier ou le fer en
-bobines. Les inventeurs ont alors considéré des électrodes sous la forme d' une bobine de feuillard. Le nombre requis des électrodes sous forme de bobines de feuillard est relativement grand et une transformation des feuillards pour les amener à la forme de bobines est très compliquée. Les inventeurs ont alors considéré une électrode en forme de fil, à noyau de flux, par exemple une électrode composée d'une gaine en acier doux et d'un <EMI ID=63.1>
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qu'elle corresponde à un acier allié ou à du far d'une teneur on carbone de 1% eu plus. Lorsqu'une telle électrode est fondue par une fusion sous laitier avec électrodes, un ingrédient d'un point de fusion élevé de l'électrode est transféré dans un état non fondu vers le métal déposé, car la gaine à haute teneur de
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point de fusion bas et un point de fusion élevé. Même si l'ingrédient de point de fusion élevé est fondu, il se solidifie sans diffusion dans la masse métallique ayant une température, plus basse que le laitier et disposée en dessous de celui-ci, avec pour résultat la formation d'une structure non uniforme ou une séparation. L'électrode en fil à noyau de flux ne peut pas conséquent pas être utilisée en raison d'une détérioration de sa qualité. Pour éviter les problèmes impliqués dans les électrodes à fil bobiné, à feuillard bobiné et à fil à noyau
de flux, un -acier allié ou du fer répondant à la composition requise doit être coulé ou laminé en électrodes se présentant sous la forme de longues barres. Sous ce rapport, si les électrodes en forme de barres sont d'une faible section transversale, en étant par exemple des -barres d'acier d'un petit diamètre, le nombre des électrodes est grand comme dans le cas des électrodes , en fil ou en feuillard. En outre,. pour établir une répartition uniforme de température dans le laitier par les électrodes de faible section transversale, il est nécessaire non seulement d'agencer les électrodes circonférentiellement mais également <EMI ID=66.1>
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moule. L'agencement pou intéressant de nombreuses électrodes dont il est question ci-dessus ne permet pas de réaliser le revêtement sous laitier avec électrodes à la fois du point de vue de l'installation et du fonctionnement. Les électrodes en barbes doivent par conséquent présenter une forte section transversale.
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plus de l'utilisation d'une série d'électrodes consommables sous forme de barres de grande section transversale, la pièce traitée est mise en rotation pour les raisons suivantes. L'alimentation de courant par électrode est augmentée et, de ce fait, le nombre
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tion de la pièce traitée. Le nombre des électrodes peut Être d' environ 10 ou moins. En supposant que la pièce traitée soit mise en rotation ou maintenue sans rotation au cours d'un fonctionnement avec des électrodes identiques, le courant peut être alimenté de manière satisfaisante au bain de laitier au voisina-
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et, de la sorte, on peut assurer une fusion totale du métal de
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ne pellicule,de coulée de-métal déposé sur.le coté du moule. L'un des buts de la rotation de la pièce traitée est d'obtenir une distribution de température circonférentielle uniforme du laitier
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forme circonférentielle est atteinte par une rotation circonférentielle.du laitier, crée par la rotation de la pièce traitée;:
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En quatrième lieu, on va expliquer pour quelle raison
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des électrodes sous forme barras de forte section transver-, sale, le métal de peut montrer une pénétration profonde
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avec un soudage sous laitier traditionnel de plaques épaisses
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<EMI ID=80.1> <EMI ID=81.1> <EMI ID=82.1>
déterminée et faible ; la chaleur est concentrée depuis la circonférence vers 1 intérieur de la pièce traitée ; et le rayonne-
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du métal de base par fusion devient par conséquent nettement profonde, de sorte que, même en utilisant les électrodes en for-
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électrodes et la surface fondue de la pièce traitée est ame-
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température du laitier au voisinage de_ la surface fondue de la
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du fait d'une variation, marne petite, des conditions de soudage, comme le courant, la tension, etc. le contrôle de la pénétraion par fusion devient par conséquent difficile et cette pénétration par fusion montre un tel manque d'uniformité qu'on ne <EMI ID=87.1>
destruction dès pièces, telles que des cylindres, utilisés sous charge aux faces de liaison, en raison d'une concentration de contraintes due aux efforts résiduels ou à un manque d'uniformité strutural.
La production de pièces composites par revêtement sous laitier avec électrodes rencontre un problème plus sérieux encore de séparation, qui est créé par le fait que le métal de base ayant une composition. différente du métal de revêtement est fondu en une quantité qui peut varier durant l'opération de revêtement.
De plus, un problème sérieux réside dans le fait que, avec la pénétration plus profonde par fusion, des défauts tels des piqûres et un emprisonnement du laitier à la zone fondue. sont plus sujets à se produire du fait des raisons expliquées ci-dessus en liaison avec le problème d'une pénétration prof onde par fusion, de sorte que la qualité peut se détériorer.Pour empocher les problèmes impliqués dans une pénétration excessive par fusion/la température du laitier doit être élevée et la
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trodes. Ceci est: réalisé grâce à une caractéristique importante de la présente invention, c'est-à-dire que la température du laitier au voisinage de la pièce traitée est augmentée à l'aide des électrodes mentionnées ci-dessus, de grande section transversale,
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du dans la masse métallique, tandis que la température du laitier <EMI ID=92.1>
l'endroit ou elle est la plus cette pénétration étant idéalement de 15 mm ou moins. Du fait d'une telle pénétration peu profonde par fusion, la température du laitier au voisinage de la zone de fusion de la.- pièce traitée peut être maintenue suffisamment élevée (la distribution de température dans le laitier est améliorée) pour éliminer les problèmes mentionnés cidessus. comme la pièce traitée est mise en rotation de la façon
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se métallique, même en un seul endroit de cette masse, le métal
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tal fondu mène à une vitesse d'élévation excessive du métal dans
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avec pour résultat que, de façon désavantageuse, la structure . de solidification du métal déposé dans la zone centrale est rendue grossière et qu'en outre de très petites piqûres pu cavités se forment dans la couche déposée. L'addition de métal fondu. contribue fortement à une réduction des dimensions de l'ensemble de l'appareil de revêtement, en permettant la réalisation d'un <EMI ID=97.1>
Si du métal fondu n'est pas ajouté, tandis que l'on
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longueur de consommation des électrodes est déterminée par le
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peut être d'autant plus courte que l'aire transversale de. ces
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le à réaliser à la fois du point -de. vue du fonctionnement de
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d'électrode à une section d'électrode en forme de colonne durant
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suivant la présente invention, la lenteur d'électrode peut être
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Le taux, d'addition continue de métal fondu exerce une,influence importante sur la pénétration par fusion de la pièce traitée. Par conséquent, le taux d'addition de métal fondu de-
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fondeur désirée de la pénétration par fusion et, si. une nécessité de contrôle de la pénétration de fusion se- fait jour dans l'opération de revêtement, non seulement le taux d'addition de métal fondu mais, aussi le courant et la tension devraient être
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du devrait par conséquent être ajouté de façon continue une allure constants, une interruption de l'addition de métal fondu <EMI ID=112.1>
l'interruption dure 1 minuta ou plus, non seulement la profondeur de la pénétration par fusion est modifiée, mais en outre il se crée des défauts métallurgiques, tels qu'une détérioration de la pellicule coulée et un manque d'uniformité de la structure métallique.
En cinquième lieu, on décrira ci-après comment la présente invention résout le problème de l'alimentation d'un cou-
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ce rapport, si une installation de collecteur à grande échelle était_nécessaire pour récolter de la pièce rotative un courant allant de 10.000 à 100.000 ampères, une telle installation serait impraticable. L'une des caractéristiques de la présente invention réside dans l'utilisation, comme 'énergie électrique de revêtement, d'une source d'énergie électrique à courant alternatif polyphasé à montage en étoile, dans laquelle la puissance électrique de chaque phase est alimentée à chaque électrode, la pièce traitée étant connectée au point neutre. Le courant retransmis de la pièce traitée à la source d'énergie électrique peut être maintenu au niveau de 2 à 3% (de 100 à
1000 ampères) , au maximum, du courant total suivant la présente
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ce traitée est très facile malgré la rotation de cette pièce. L'expression "courant alternatif polyphasé" désigne normalement un courant alternatif triphasé du type.habituellement utilisé largement dans 1 ' industrie. Dans le-courant alternatif tripha-
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trique de chaque phase est équivalent à un courant monophasé et ne dépend pas des autres phases. Cela signifie que la tension et le courant d'une phase peuvent être ajustés indépendamment des autres phases, et que le courant .instable- de- chaque^
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tion via la pièce traitée vers le point neutre de la source d'énergie électrique suivant la connexion de la présente invention. Le courant instable au point neutre est de 1000 ampères au plus. La source de courant alternatif polyphasé peut avantageusement stabiliser l'opération de revêtement utilisant une installation à courant élevé, car les pertes en charge, la réduction du facteur de puissance et un chauffage de l'installa- <EMI ID=123.1>
Un appareil de revêtement sous laitier avec électrodes suivant-,la présente invention comprend : une source d'énergie à courant alternatif polyphasé, comportant une sortie à montage en étoile et une caractéristique de tension constante, la pièce traitée étant connectée électriquement au point neutre du montage en étoile une bague collectrice reliant la pièce traitée, qui tourne, au point neutre du montage en étoile ; un moule pour définir un espace de' revêtement, disposé à proximité de la pièce traitée pouvant se déplacer de manière ascendante avec la progression de l'opération de revêtement ? une série d'électrodes consommables se présentant sous forme de barres de forte <EMI ID=124.1>
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age au-dessus de l'espace de revêtement: et pouvant se déplacer de manière ascendante avec la progression de l'opération de revêtement ; et un dispositif rotatif synchrone pour faire tourner la pièce traitée et le moule autour de l'axe de cette pièce traitée durant le déplacement ascendant du moule et du dispo-
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La présente invention sera plus 8 complètement expliquée encore ci-après avec référence aux figures 2.à 14 des dessins.
La Figure 1 illustre un procédé de revêtement sous laitier avec électrodes, de type connu, dont il a été question précédemment. La Figure 2 est une vue en coupe partielle, schématique, d'un appareil de revêtement sous laitier pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention.
La- Figure 3 est une vue en plan de l'appareil de la Figure 2. La Figure 4 illustre le montage des électrodes utili.sées suivant la présente invention. La Figure 5 illustre un système d'alimentation d'énergie électrique, que l'on utilise suivant la présente invention. La Figure 6 illustre la relation entre un rapport de pénétration et un rapport de masse métallique La Figure 7 illuustre la relation entre le rapport de pénétration et le rapport de masse métallique.
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La Piqûre 9 est un graphique donnant la densité de courant dans un bain de laitier par rapport au rapport d'addition de métal.
La Figure 10 cet une vue en élévation et en coupa partielle d' un appareil de revêtement sous laitier suivant une forme de réalisation de la présente invention. <EMI ID=129.1> tielles de l'appareil de La Figure 10. La Figure 12 est une vue en élévation et en coupe partielle d'une installation de revêtement sous laitier suivant une autre forme de réalisation de l'invention. La Figure 13 est une vue en coupe prise suivant la <EMI ID=130.1>
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illustrant une autre forme de réalisation de la présente invention.
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reil de revêtement sous laitier avec électrodes, destiné, la production d'un cylindre composite; et ce par un revêtement circonférentiel sur la partie cylindrique d'une pièce à traiter
-constituée par un cylindre de petit diamètre. La pièce traitée en forme de cylindre 10 est: montée verticalement au centre du <EMI ID=133.1>
est. agencé de manière qu'un intervalle correspondant au rayon
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terne de la pièce traitée par le rayon interne du moule et le diamètre de cette pièce traitée. Avant l'amorçage du soudage <EMI ID=135.1>
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l'espace formé par une cuvette de départ 20, le moule 17 et le
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est ainsi amorcé.
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traitée -en forme de cylindre 10 et entre ces électrodes et la
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et devraient être entretenues tout autour du moula 17 sur une longueur d'au moins 103 par rapport: la longueur <1> circonférentielle de 'ce moule 17.
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présentant une section transversale carrée et disposées au cen-
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<EMI ID=151.1> <EMI ID=152.1>
Lorsque le nombre des électrodes consommables 12 est de six,
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plus . encore.
Lorsque la section transversale des électrodes consommables en forme de barres 12 est ronde, des électrodes relativement nombreuses sont nécessaires pour satisfaire à la condition que la géométrie et la position requises des électrodes.'Soient atteintes le long de l'espace de revêtement sur au moins -1096' de la longueur de la circonférence. On préfère par conséquent des électrodes dé section rectangulaire ou carrée, plutôt que des électrodes de section ronde. On préfère plus particulièrement
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bes et un rayon correspondant à celui de l'espace de revêtement (rayon de revêtement).
Lorsqu'on utilise des électrodes consommables en for-
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des électrodes consommables 12 et, par conséquent, le courant élevé requis peut être alimenté par l'intermédiaire d' environ dix électrodes au maximum,-. ce qui -est avantageux pour simplifier l'opération de revêtement.
comme illustré clairement par la Figure -3, on utilise suivant la présenta invention une série d'électrodes consomma-
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<EMI ID=158.1> 2;;r�i�I��_"�1'jlf?t,
et on peut ajouter du métal fondu via. un espace compris entre
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tion de la source de chaleur et la rotation de la pièce traitée, que l'on illustre par une flèche sur la Figure 3, permettent
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tier sur la circonférence du bain de laitier fondu 14.
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me de cylindre 10 est mise en. rotation. Lorsque la température du métal de base est élevée M point que la Surface de la pièce traitée 10 commence à fondre, du métal fondu ayant la même composition que celle des électrodes consommables 12 est ajouté de façon continue au bain de laitier fondu 14 'par un ajutage prévu au fond du bac 18. Le métal fondu 13 passe ensuite à travers le bain de laitier fondu 14 et est mélangé avec le métal formé
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forme ainsi la masse métallique 15. La masse métallique 15 est refroidie par le moule 17 à refroidissement par eau et se solidifie ainsi pour former un métal 16, avec pour résultat
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Le taux d'addition de métal fondu 13 devrait être
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de manière que cette vitesse d'élévation par minute se situe
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soudage est supérieure à 25 mm par minute, des piqûres peuvent .
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pas obtenir une couche métallique déposée ne présentant pas de
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vant l'intervalle existant entre le moule et la pièce traitée
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de l'intervalle, de.sorte que la pénétration par fusion est alors réduite également. En outre, avec une diminution de la largeur de l'intervalle, la forma de la masse métallique 15 tend
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tion de métal doit être réduit en rapport avec la diminution
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dage à la pénétration par fusion peu profonde et de maintenir également peu profonde la masse de métal.
lorsque le soudage progresse, le moule 7 et la cuve
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la pièce traitée 10 et le métal déposé 16 (déposé sous forme
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14 sont amenés à tourner en suivant la rotation de la pièce traitée 10 avec le métal déposé 16.. Le moule 17 est avantageusement mis en rotation de manière synchrone avec la rotation de la pièce traitée, pour éviter ainsi un frottement antre ce moule 17 et le métal dépose 16.
Les électrodes consommables en forma de barres 12 doivent être abaissées à une allure proportionnelle à leur con-
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manière à obtenir une somma prédéterminés de pénétration par fusion, de préférence de 10 :t 5 mm. La quantité des composants des électrodes consommables 12, transférés au métal déposé 16. est déterminée par le fluage des composants respectifs. La com-
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fiée par rapport à celle du métal déposé 16 en prenant le fluage en considération. S'il y a du carbone, qui est l'un des composants mentionnés ci-dessus, sous la forma de graphite, celui-ci réagit avec les sous-oxydes se trouvant dans le laitier. Le carbone doit par conséquent être présent dans les électrodes sous la forme de cémentite chimiquement stable. L'opération de soudage est achevée lorsqu'on a obtenu une longueur prédéterminée de revêtement.
Un système d'alimentation d'énergie, utilisé suivant la présente 'invention, est illustré par les Figures 4 et 5. Le numéro de référence 21 désigne les enroulements secondaires d'un transformateur à courant de soudage triphasé, ayant une caractéristique de tension constante. Les références "u" , "v" et "w" désignent les phases du courant alternatif triphasé. Les enrou-
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le. L'énergie est alimentée à neuf. électrodes à la fois de manière. telle -.que les phases de courant à travers les électrodes,
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tout autour la pièce traitée 10 en forme de cylindre. Cette <EMI ID=183.1>
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par rapport au total du métal d'apport, est donné par la formule suivante
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dans laquelle p est la densité de courant dans le bain de lai-
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Avant de donner des explications relatives aux Figures 6 à 9, on expliquera l'origine du rapport d'addition de mé-
<EMI ID=192.1>
Les inventeurs ont tout d'abord mené des expériences pour obtenir une masse métallique de haute température et en une grande quantité. Au cours de ces expériences, pour amélio-
<EMI ID=193.1>
celle-ci a été maintenue profonde et la pénétration par fusion a été maintenue peu profonde pour réaliser une faible somme de fusion du métal de base. Avant de procéder aux recherches envisagées, les inventeurs ont examiné de quelle manière le courant et la tension de soudage, qui sont des paramètres (conditions de soudage) opératoires fondamentaux du soudage sous laitier, influencent ce soudage sous laitier. Il est apparu que : la profondeur de la masse métallique est fortement augmentée avec un accroissement du courant de soudage ; la profondeur de la péné- <EMI ID=194.1>
<EMI ID=195.1>
<EMI ID=196.1>
<EMI ID=197.1>
Une diminution de la tension de soudage est très efficace pour
<EMI ID=198.1>
diminution du courant de soudage. la profondeur de la casse métallique est diminuée de manière désavantageuse par un.abaisse-
<EMI ID=199.1>
appréciable par un abaissement de la tension de soudage. En conséquence, on a découvert qu'une masse métallique profonde et
<EMI ID=200.1>
nues simultanément par réglage du courant et de la tension de soudage, sauf pour un courant de soudage extrêmement élevé et une tension de soudage extrêmement basse. Cela signifie que,
<EMI ID=201.1>
dérant la densité de courant dans la masse métallique, et que la tension de soudage est de 15 V ou moins, on peut obtenir une
<EMI ID=202.1>
tration par fusion d'environ 10 mm de la sorte, la structure du métal déposé ne présente pas de manques d'homogénéité. Toutefois, pour réaliser le soudage sous de telles conditions de tension et de courant, la conductivité électrique du laitier doit être très élevée. Un tel laitier présente toutefois un faible rendement opératoire du fait de la faible formation de
<EMI ID=203.1>
mati;on de défauts tels qu'un emprisonnement de laitier et des piqûres.
<EMI ID=204.1>
<EMI ID=205.1>
<EMI ID=206.1>
<EMI ID=207.1>
<EMI ID=208.1>
un accroissement du courant da soudage, comas l'électrode est
<EMI ID=209.1>
soudage sous laitier, cette électrode est considérée comme étant
<EMI ID=210.1>
<EMI ID=211.1>
vitesse de déplacement est lente, le-'gradient de température
<EMI ID=212.1>
<EMI ID=213.1>
séquent augmenter la vitesse de soudage.
Les inventeurs ont ensuite mené des expériences pour améliorer la vitesse de soudage afin d'accroître la profondeur de la masse métallique et ils ont utilisé une matière d'apport autre que les électrodes consommables. Dans la forme de réalisation suivant la présente invention, comme l'addition de métal fondu est réglable en plus du contrôle des paramètres opératoi-
<EMI ID=214.1>
<EMI ID=215.1>
très largement comparativement à celles basées sur un contrôle. des paramètres opératoires fondamentaux. En outre, on peut obtenir des dépôts de diverses formes lors de la misé en oeuvre
<EMI ID=216.1>
Sur la Figure 6, le rapport de masse: métallique, défini
<EMI ID=217.1> <EMI ID=218.1>
défini par "profondeur de pénétration par fusion (P) /profondeur
<EMI ID=219.1>
<EMI ID=220.1>
<EMI ID=221.1>
étant, présentés par cotte Figi4re 6. Sur celle-ci, le
symbole x désigne un métal déposé totalement indésirable du fait
<EMI ID=222.1>
- traitée jusqu'au milieu du. métal déposé. Les symboles o dési- <EMI ID=223.1>
<EMI ID=224.1>
<EMI ID=225.1>
<EMI ID=226.1>
<EMI ID=227.1> ..
Comme on le. comprendra en considérant la Figure 6, les
<EMI ID=228.1>
<EMI ID=229.1>
<EMI ID=230.1>
ou bien sa formation ne présente pas de problèmes" en pratique.
<EMI ID=231.1>
_ un rapport de pénétration de moins de 0,2 il n' y a pas du tout de formation de structure hétérogène. Ces faits confirment la conception des inventeurs, suivant laquelle il faut à la fois une pénétration par fusion peu profonde et une masse métallique profonde pour empocher la création d'une structure hétérogène.
On expliquera maintenant les conditions de soudage né-
<EMI ID=232.1> <EMI ID=233.1>
<EMI ID=234.1>
'sans addition de métal fondu et la quantité d'addition de métal fondu, sont illustrées par cette Figure 7. Les symboles x sur \ la Figure 7 correspondent au procédé traditionnel sans l'addi-
<EMI ID=235.1>
de revêtement avec addition de métal fondu. Les chiffres men-
<EMI ID=236.1>
Comme cela apparaît de la Figure 7, la plupart des ré-
<EMI ID=237.1>
sont ceux du procédé traditionnel sans addition de métal fondu, et plusieurs résultats obtenus avec addition de métal fondu mon-
<EMI ID=238.1>
résultats montrant un rapport de nasse métallique de 0,6 ou plus sont ceux obtenus avec addition de métal fondu. On peut voir de. la Figure 7 que les résultats indiqués dans la zone inférieure de droite de cette figure ont tendance à avoir un rapport de métal plus élevé.
Les résultats des Figures 6 et 7, ainsi que les résul- <EMI ID=239.1> en considération les conditions de 'soudage, notamment le courant et la tension de soudage. Les résultats de ces analyses sont il-
<EMI ID=240.1>
<EMI ID=241.1>
par le rapport du courant de soudage au rapport d'addition de mé-
<EMI ID=242.1>
densité de courant dans le bain de laitier et le rapport d'addi-
<EMI ID=243.1> <EMI ID=244.1>
la plus petite aire transversale d'espace formé entre la surface de la pièce traitée et la surface du moule. Les résultats des analyses réalisées ont montré que l'influence, de la tension de soudage sur, le rapport de masse métallique et sur le rapport
<EMI ID=245.1>
de la Figure 8, le rapport de masse métallique augmente avec un accroissement du rapport d'addition de métal (1)) et de la
<EMI ID=246.1>
<EMI ID=247.1>
té de courant dans le bain de laitier et le rapport d'addition de métal (1}) devraient être choisis de manière que les courbes
<EMI ID=248.1>
<EMI ID=249.1>
<EMI ID=250.1>
<EMI ID=251.1>
la condition d'un rapport de masse métallique non inférieur à
<EMI ID=252.1>
formation d'une structure hétérogène, est satisfaite. Le point
<EMI ID=253.1>
<EMI ID=254.1>
de structure hétérogène, même si la densité de courant dans le laitier est maintenue élevée . Cependant /un laitier spécial
<EMI ID=255.1>
<EMI ID=256.1>
<EMI ID=257.1>
<EMI ID=258.1>
<EMI ID=259.1> <EMI ID=260.1>
<EMI ID=261.1>
préférables de soudage, du point de vue du rendement opératoire et d'une bonne qualité sont : une densité de courant dans
<EMI ID=262.1> <EMI ID=263.1>
La position de'la surface du bain de laitier sur
quelle' le métal fondu est ajouté amène à s'écouler, se situé . avantageusement presque au centre, lorsqu'on regarde dans
<EMI ID=264.1>
métallique requis de 0,6 ou plus ne peut pas être obtenu si une telle position est extrêmement proche de la pièce traitée ou du moule. L'espace compris entre les électrodes adjacentes peut
<EMI ID=265.1>
tal fondu entre ces électrodes. La vitesse de rotation de la pièce traitée dans le procédé de la présente invention ne dépend pas du diamètre de cotte pièce. La vitesse de rotation devrait
<EMI ID=266.1>
<EMI ID=267.1>
L'appareil do revêtement sous laitier avec électrodes
<EMI ID=268.1>
techniques simplifiées de soudage,. de fabrication de lingots
et de coulée, que l'on peut mettre en oeuvre aisément qui permettent une production stable de produits d'une haute qualité.
<EMI ID=269.1>
<EMI ID=270.1>
consommables individuelles 12 en forme de barres (Figures 2 et
3) par un système d'alimentation d'énergie équipé pour chacune
<EMI ID=271.1>
<EMI ID=272.1>
et que le fonctionnement est compliqué. Comme on ne désire pas d'installation de grandes dimensions, ni de fonctionnement com-
<EMI ID=273.1>
<EMI ID=274.1>
vant l'une des caractéristiques de la présente invention.
<EMI ID=275.1>
d'énergie pour l'alimentation d'énergie aux électrodes consommables du soudage ou de la refusion sous laitier, c'est-à-dire des sources d'énergie ayant des caractéristiques externes à ten-
<EMI ID=276.1>
gie a une caractéristique externe à tension constante, la position de pointe des électrodes consommables est maintenue constante dans le bain de laitier fondu 14 et le fonctionnement peut être réalisé de manière stable pourvu que la vitesse d'alimentation des électrodes soit maintenue à une valeur constante dépen-
<EMI ID=277.1>
<EMI ID=278.1>
source d'énergie. Lorsque la source d'énergie a une caractérisque externe à courant constant, une opération stable peut être réalisée en contrôlant la vitesse d'alimentation des électrodes
<EMI ID=279.1>
<EMI ID=280.1>
<EMI ID=281.1>
Pour réaliser une opération constante, tout en utili- <EMI ID=282.1>
<EMI ID=283.1>
consommables, il est nécessaire d'utiliser une source d'énergie ayant une caractéristique & tension constantes et aussi de
<EMI ID=284.1>
à la pièce traitée en forme de cylindre 10 (Figure 2 et 3). Les raison d'une telle nécessité dans le cas de l'utilisation d'une source d'énergie à courant alternatif polyphasé s'expliquent par
<EMI ID=285.1>
monophasé. Si un soudage à plusieurs électrodes doit être réalisé en utilisant une soarce d'énergie à courant monophasé, les électrodes sont connectées en parallèle. Lorsque les électrodes
<EMI ID=286.1>
férentes, les profondeurs d'immersion de ces électrodes sont égadifférentes, Dans ce cas, la tension de l'une ou de plusieurs des électrodes profondément immergées dans le laitier fondu est augmentée et une plus grande quantité de courant est amenée à passer par ces électrodes par rapport aux autres, avec pour résultat qu'apparaît le phénomène d'égalisation des tensions dans toutes les électrodes. La profondeur d'immersion des électrodes est par conséquent égalisée durant le fonctionnement à des vitesses variables de fusion, malgré d'alimentation à l'unisson de toutes les électrodes. En outre, les différences dans le courant et la tension sont éliminées par un changement de profondeur d'immersion des électrodes, ce qui permet de réaliser de manière stable l'opération de revêtement.'
Par contre, lorsqu'on utilise une source d'énergie à courant alternatif polyphasé, toutes les électrodes de chaque phase ne sont pas connectées en parallèle mais seulement certai- <EMI ID=287.1>
d'une phase ne sont pas connectées en parallèle avec les électro-
<EMI ID=288.1>
<EMI ID=289.1>
<EMI ID=290.1>
téristique à tension constante de la source d' énergie à courant alternatif polyphasé est par conséquent nécessaire pour réaliser le phénomène d'égalisation ou de correction, c'est-à-dire pour
<EMI ID=291.1>
tension et un faible courant à travers les électrodes ayant une tension élevée, en utilisant la caractéristique de la source d'énergie. Le courant instable entre les phases (u, v, w, Figure 4) est transmis via la pièce traitée 10 (Figure 5) au point neutre 0 de la source d'énergie.
Le nombre des électrodes consommables peut être identique ou être un multiple du nombre des phases de la source de courant. L'agencement circonférentiel des électrodes est de préférence prévu en coïncidence avec la succession des phases du courant alternatif polyphasé .
Il sera question maintenant de la cuve utilisée pour l'addition de métal fondu. Ce métal fondu est ajouté de façon
<EMI ID=292.1>
<EMI ID=293.1>
une allure constante. C'est le processus d'utilisation de la cuve qui permet d'ajouter de façon continuelle et appropriée du métal fondu au bain de laitier à une allure constante.
La vitesse d'addition requise du métal fondu peut être
<EMI ID=294.1>
de la cuve 18. La vitesse d' addition du métal fondu devrait être de l'ordre de 5 à 30 kg/minute et elle est nettement inférieure <EMI ID=295.1>
<EMI ID=296.1>
culer ou d'un procédé utilisant une pompe électromagnétique.
Si ces procédés traditionnels sont utilisés pour régler la vites-
<EMI ID=297.1>
<EMI ID=298.1>
laire, ou marne si une solidification ne sa produit pas, la vitesse d'addition varie fortement durant l'addition du métal fondu.
<EMI ID=299.1>
ou une pompe électromagnétique deviennent importantes et leur fonctionnement est compliqué.
Un exemple de diamètre d'ajutage permettant d'obtenir la vitesse d'addition susdite de métal fondu est un diamètre de
<EMI ID=300.1>
de l'ordre de 200 à 500 mm. Une vitesse presque constante d'ad-
<EMI ID=301.1>
<EMI ID=302.1>
<EMI ID=303.1>
est abaissé dans la cuve durant l'opération de revêtement, une
<EMI ID=304.1>
de laitier peut être aisément atteinte en complétant la masse <EMI ID=305.1>
<EMI ID=306.1>
<EMI ID=307.1>
<EMI ID=308.1>
en , rotation de préférence d'une manière synchrone avec le moule. La connexion entra le point neutre -de la source d'énergie et la
<EMI ID=309.1>
<EMI ID=310.1>
<EMI ID=311.1>
peut âtre construite de manière simple pour que ses pièces rota-
<EMI ID=312.1>
<EMI ID=313.1>
<EMI ID=314.1>
Un moule mobile est également nécessaire pour la mise
<EMI ID=315.1>
: sente invention. Le niveau du bain de laitier doit toujours être � n -
maintenu au voisinage de l'extrémité supérieure du moule. Par
<EMI ID=316.1>
<EMI ID=317.1>
1;1';{(1:g;:;','::<", '. %du moule ou l'abaissement de la -pièce' traitée , la distance entre
<EMI ID=318.1>
<EMI ID=319.1> .position d'addition du métal fondu. La cuve devrait par consé- <EMI ID=320.1> .inouïe afin de maintenir ainsi constante la distance entre la cuve <EMI ID=321.1>
On expliquera maintenant les formes de réalisation sui-
<EMI ID=322.1>
<EMI ID=323.1> <EMI ID=324.1>
<EMI ID=325.1>
supérieur 32 est relié à la plate-forme 35. La pièce traitée en
<EMI ID=326.1>
dispositif de serrage supérieur 32 et le plateau tournant 19
(constituant le moyen de serrage inférieur).
Une base 33 mobile verticalement et capable de soule-
<EMI ID=327.1>
est ,guidée le long des colonnes de support 34 et comporte une ouverture pour l'installation du moule 17. Le système de commande est constitué par un moteur 48 monté sur la plate-forme 35.
En faisant fonctionner le moteur 48, le moule 17 qui entoure la
<EMI ID=328.1>
<EMI ID=329.1>
Les électrodes consommables 12 en forme de barres sont fixées à un seul, bras de support 43 (Figure 11) qui, est' mobile verticalement et suspendu par quatre fils 25 à là plate-forme 35.
De bras de support d'électrodes 43 est élevé ou abaissé grâce
<EMI ID=330.1>
monté sur la plate-forme 35.
Une source d'énergie à courant alternatif polyphasé 11;
que l'on appelle ci-après source d'énergie 11, est installée
<EMI ID=331.1>
Chaque phase u, v et w du courant alternatif triphasé est alimen-
<EMI ID=332.1>
<EMI ID=333.1>
<EMI ID=334.1>
<EMI ID=335.1>
la pièce traitée en forme de cylindre 10 par l'intermédiaire d'un câble 47 et d'une bague collectrice 45 en acier, cette ba-
<EMI ID=336.1>
transmise depuis la pièce traitée 10 au point neutre "0" par l'intermédiaire d' un frotteur 46 - en carbone .
La cuve 18 est disposée du côté droit sur la Figure
10, 'de manière que le métal fondu 13 soit amené à *'écouler par l'ajutage vers le centre du laitier fondu 14. Cette cuve 18 est déplaçable horizontalement grâce à un mécanisme non représenté sur la Figure 10. Lorsque la quantité de métal fondu 13, contenue dans la cuve 18, devient faible, cette cuve 18 est dé-
<EMI ID=337.1>
<EMI ID=338.1>
circulation constante de métal sur le bain de laitier peut être maintenue du fait d'un faible déplacement horizontal de cette cuve 18.
Un- appareillage pour la rotation synchrone de la pièce traitée 10 et du moule 17, que l'on désigne ci-après par appareil-
<EMI ID=339.1>
commande 21 et 26 qui sont mis en. rotation de manière synchrone à une vitesse de rotation coïncidante grâce à des systèmes
<EMI ID=340.1>
Si on se reporte la: Figure 11, le dispositif de support d'électrodes 43 se présente sous la forme d'un cercle avec une partie courbe ouverte correspondant à un quart de ce cercle.
<EMI ID=341.1> <EMI ID=342.1>
(non illustrée) dans la cuve 18. doit utiliser une telle poche.
<EMI ID=343.1>
une sortie à montage :en étoile et: une caractéristique & tension constante, la pièce travaillée étant connectée électriquement au point neutre du montage en étoile une bague collectrice pour connecter la pièce traitée au point neutre de ce montage en étoile : .un .moule pour définir un espace de revêtement, ce Moule étant disposé au voisinage de la pièce traitée et étant mobile verticalement pour correspondre et la progression de l'opération de revêtement ? une série d'électrodes consommables se présentant
<EMI ID=344.1>
<EMI ID=345.1>
tes les électrodes consommables à l'unisson : une cuve prévue
<EMI ID=346.1>
<EMI ID=347.1>
retenir la chaleur de la pièce traitée une. base
<EMI ID=348.1>
sont montés : et un appareillage de'-mise en rotation synchrone de la pièce traitée, du moule et du système de chauffage tout autour de l'axe de symétrie de cette pièce travaillée durant un
<EMI ID=349.1> <EMI ID=350.1>
<EMI ID=351.1>
tesses do rotation de la pièce traitée, du moule et du système chauffant.
<EMI ID=352.1>
<EMI ID=353.1>
positif de serrage supérieur 66 et à un plateau tournant 61 (dispositif de serrage inférieur). Ce plateau tournant 61 est ins-
<EMI ID=354.1>
de la pièce cylindrique traitée 50. La plate-forme 60, à laquelle,, le dispositif de serrage supérieur 66 est fixé, est supportée par quatre colonnes de soutien 59. La force d'entraînement d' un moteur de commande 54-1 est transmise au plateau tournant 61 par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur du type à
<EMI ID=355.1>
commande 54-1 est pourvu d' un tachymètre 54-2 et d'un dispositif de mise en rotation synchrone 65.
Le moule 52 , qui entoure la pièce cylindrique traitée
50, par sa surface interne, at le système chauffant 53 prévu pour entretenir la chaleur du métal déposé sont réalisés de fa-
<EMI ID=356.1> .table de connexion 72. Le moule 52 et le système chauffant 53 sont suspendus depuis la base mobile verticalement 64 qui est composée d'un plancher de travail et d'un plancher pour le mon- <EMI ID=357.1>
système chauffant 53 sont prévus coaxialement par rapport la_ pièce traitée cylindrique 50. La base mobile verticalement 64 est susceptible d'une élévation et d'un abaissement suivant le déplacement d'un contre-poids 69 qui est relié à la base mobile <EMI ID=358.1>
La force d'entraînement du moteur de commande 55-1 est transmise au moule 52 et au système chauffant 53 par l'intermédiaire de l'engrenage de réduction du type à vis 58-1 et
dé l'engrenage de transmission 58-2, en provoquant ainsi la rotation de ce moule 52 et de ce système chauffant 53 . La rotation du moteur 55-1. déterminée par le tachymètre 55-2, est interconnectée électriquement à la rotation du moteur de commande 54-1
<EMI ID=359.1>
de l'appareil de mise en rotation synchrone 65.
<EMI ID=360.1> la Figure 12 réside dans le fait que l'on impartit une force de commande externe à la fois à la pièce travaillée et au moule, et en outre qu'on fait tourner de manière synchrone cette pièce travaillée avec ce moule. Une autre caractéristique concernant un système d'alimentation d'eau de refroidissement est décrite ci-après.
Le moule 52, auquel l'eau de refroidissement doit être alimentée, n'est pas subdivisé dans le cas présent. Traditionnellement, le moule était partagé en une section supérieure et en une section inférieure, l'une d'entre elles étant mobile, un
<EMI ID=361.1>
ces deux sections. Comme ce bourrage était localisé à proximité d'une source de chaleur de soudage, l'étanchéité devenait insuffisante en raison d'une déformation thermique ou d'un autre phénomène, pour empêcher une fuite d'eau. En outre, l'installation du moule devenait une installation à grande échelle et colateuse car elle comportait le système traditionnel d'alimentation <EMI ID=362.1>
<EMI ID=363.1>
un joint rotatif 62 et un joint fixe 63 sont localisés en dessous de la pièce traitée cylindrique 50 qui est maintenue dans une position verticale. Comme ces joints 62 et 63 comportant des conduits d'eau (non représentés) sont placés à distance de la source de chaleur de soudage, ils ne sont pas soumis à de
-sérieux effets thermiques et l'ensemble de l'appareil devient
La rotation synchrone du moule 52 avec la pièce traitée cylindrique 50 peut être obtenue grâce à un seul moteur mais on l'obtient de préférence par des moteurs distincts (55-1 et
54-1) , prévus respectivement pour le moule 52 et la pièce cylindrique 50. Lorsqu'on utilise un seul moteur, il est nécessaire de synchroniser mécaniquement la rotation du moule 52 et de la pièce traitée cylindrique 50. Cependant, ceci est difficile lorsqu'on procède au revêtement d'une longue pièce traitée étant donné que, du fait de la nécessité d'un chauffage de la partie revêtue de la pièce traitée durant l'opération de revêtement, le moule est déplacé vers le haut durant cette opération.
Pour synchroniser électriquement la rotation, on peut employer ou bien un contrôle de l'angle de phase pour les trois phases grâce à un selsyn, ou bien un contrôle de la vitesse de rotation grâce à un générateur d'impulsions. La rotation synchrone doit être telle que la différence de vitesse de rotation entre la pièce traitée et le moule soit de 0,1% ou moins, ce qui peut être atteint de préférence par une synchronisation électrique.
Sur les figuras 12 et 13, on n'a pas représenté la cuve <EMI ID=364.1>
<EMI ID=365.1>
cet appareil de revêtement. Leurs fonctions et leur relation
<EMI ID=366.1>
<EMI ID=367.1>
<EMI ID=368.1>
Les Figures 14 et 15 illustrent une autre forme de
<EMI ID=369.1>
<EMI ID=370.1>
la base fixe et comportant des ouvertures pour l'admission et l'enlèvement de l'eau été refroidissement uns source d'énergie à courant alternatif polyphasé, comportant une sortie à montage en étoile et une caractéristique à tension constante, une pièce traitée cylindrique étant connectée électriquement
au point neutre. de ce montage en étoile ; une bague collectrice permettant la connexion de la pièce traitée au point neutre du montage en étoile un moule définissant un espace de revêtement et disposé à proximité de la pièce traitée, en .étant mobile
<EMI ID=371.1>
revêtement ; une série d'électrodes consommables sous forme..de barres de grande section transversale un dispositif de dépla. cernent d'électrodes pour élever et abaisser toutes les électrodes consommables à l'unisson une cuve prévue pour l'addition d' un métal fondu et disposée au-dessus- de l'espace de revête-
<EMI ID=372.1>
sion de 1 ' opération de revêtement des conduits qui sont extensibles lorsque le moule se déplace vers le haut et faisant com-
<EMI ID=373.1>
un appareillage de mise en rotation synchrone de la pièce frai- <EMI ID=374.1>
<EMI ID=375.1>
<EMI ID=376.1>
-.sont fixés rigidement en place grâce à une ossature constituée <EMI ID=377.1>
<EMI ID=378.1>
tée cylindrique 50 par sa surface annulaire interne est refroi-
<EMI ID=379.1>
- d'évacuation 84. Le joint d'alimentation 83 et le joint d'éva <EMI ID=380.1>
<EMI ID=381.1>
, rotation sur les galets horizontaux 88 par l'intermédiaire de la <EMI ID=382.1>
de support 87 est guidée durant sa rotation par les galets ver-
<EMI ID=383.1>
¯- ..verticale de la pièce saillante 87-1. La position des galets
<EMI ID=384.1>
-comprend un moteur de commande 79-2, un engrenage, réducteur du <EMI ID=385.1>
<EMI ID=386.1>
<EMI ID=387.1>
mite de la base 90. sur laquelle les éléments 79-2, 78-2, 85 et
80-2 mentionnés ci-dessus sont installés. La base. 90 peut être soulevée grâce au moteur 56 (Figure 14) qui transmet la force
<EMI ID=388.1>
67 et de chaînes 68 comportant le poids d'équilibrage 69.
<EMI ID=389.1>
<EMI ID=390.1>
et il est installé sur la base fixe 70 par l'intermédiaire du
<EMI ID=391.1>
<EMI ID=392.1>
<EMI ID=393.1>
<EMI ID=394.1>
<EMI ID=395.1>
Les tambours 104 sont fixés au dispositif de serrage inférieur
96 par l'intermédiaire d'un plateau de support 106. Les conduits 105 font communiquer le moule 52 avec l'entrée d'eau de refroidissement 108 et la sortie d'eau 109 du joint rotatif 63
<EMI ID=396.1>
<EMI ID=397.1>
<EMI ID=398.1>
mentation et d'évacuation 83 et 84. Les.conduits 105 sont dérou-
<EMI ID=399.1>
le déplacement vertical du moule 52, de préférence grâce à des ressorts (non représentés) prévus dans ces tambours 104-1 et 104-2.
Le joint rotatif 63 consiste en une enveloppe externe
63-2 et en un corps rotatif interne 63-1, cette enveloppe et ce corps étant pourvus d'une admission d'eau 108 et d'une sortie prévu pour empêcher une fuite d'eau durant la rotation du joint rotatif 63. Le corps rotatif interne 63-1 est fixé au dispositif de serrage inférieur 96 et il peut être mis en rotation par le mécanisme de commande 100. L'enveloppe externe 63-1 est fixée
<EMI ID=400.1>
supporté à rotation sur le socle 111 à l'intervention de paliers de butée 112, et un palier radial 113 localisé sur l'enveloppe externe 63-2 coopère avec le corps rotatif interne 63-1 avec pour résultat que la pièce, traitée cylindrique 50 peut être misa en rotation de manière uniforme.
Le mécanisme d'entraînement de l'appareil de mise en
<EMI ID=401.1>
<EMI ID=402.1>
<EMI ID=403.1>
<EMI ID=404.1>
L'appareil de revêtement illustré par les Figures
14 et 15 opère de la façon suivante.
<EMI ID=405.1>
grâce au mécanisme de commande. 120 qui provoque simultanément
<EMI ID=406.1> . support 106. Tandis que la pièce traitée 50 est amenée à tourner comme mentionné ci-dessus, le moule 52 est mis en rotation <EMI ID=407.1>
triquement avec la vitesse de rotation de la pièce traitée cylindrique 50. Le moule 52 est déplacé non seulement circonféren= tiellement mais également vers.le haut, tandis que l'eau de refroidissement est alimentée par les conduits au moule 62 durant <EMI ID=408.1>
<EMI ID=409.1>
des est réalisée sous les conditions suivantes.
A. Pièce traitée de forme cylindrique
Le diamètre du corps de -cette pièce traitée cylindri-
<EMI ID=410.1>
<EMI ID=411.1>
<EMI ID=412.1>
<EMI ID=413.1>
<EMI ID=414.1>
<EMI ID=415.1>
C. Electrodes
La dimension de chacune des neuf électrodes est de 50
<EMI ID=416.1>
<EMI ID=417.1>
<EMI ID=418.1>
<EMI ID=419.1>
<EMI ID=420.1>
<EMI ID=421.1>
<EMI ID=422.1>
<EMI ID=423.1>
<EMI ID=424.1>
<EMI ID=425.1>
<EMI ID=426.1> savoir 1800 à 19800 ampères, est transmis par l'intermédiaire des électrodes.
F. Tension
30 à 35 volts (le courant et la -tension sont réglés pour se situer dans les gammes respectives précitées).
G. Vitesse de rotation de la pièce traitée cylindrique :
1 tour par minute
Les résultats du revêtement en vue de la production d'un cylindre composite sous les conditions précédentes ont été les suivants :
<EMI ID=427.1>
<EMI ID=428.1>
<EMI ID=429.1>
<EMI ID=430.1>
J. Durée de soudage
130 minutes
K. Pénétration par fusion de la pièce traitée cylindrique
<EMI ID=431.1>
L. Qualité superficielle du métal déposé
Uniforme sans inégalités
Le cylindre composite obtenu a été découpé pour examiner sa structure, ce qui a révélé un dépôt complet de métal, sans séparation dans le métal déposé et sans.défauts. En conséquence, on a pu ainsi produire un cylindre composite d'une excellente sur une période de soudage courte.
Exemple 2 (exemple comparatif)
Un revêtement sous làitier avec électrodes a été réalise sous les conditions suivantes A. Pièce traitée cylindrique
Le diamètre et la longueur de cette pièce traitée cylindrique à revêtir étaient respectivement de 280 mm et de j
1500 mm.
La longueur totale de la pièce traitée cylindrique était
<EMI ID=432.1>
<EMI ID=433.1>
ment du fer.
<EMI ID=434.1>
Le diamètre interne du moule était de 440 mm et, par conséquent, le rayon de revêtement était de 80 mm.
C. Electrodes
On a utilisé 15 électrodes à noyau de flux, d'un diamètre de 3,2 mm et répondant à la composition suivante : 1,2% de C, 1% de Ni, 1% de Cr, le restant étant du fer.
D. Métal fondu
<EMI ID=435.1>
les électrodes sur la couche de laitier en un endroit de cette couche. La-vitesse d'addition a été de 9 kg/minute.,
E. Flux (laitier)
<EMI ID=436.1>
F. Courant
400 ampères x 15 électrodes
G. Tension
40 volts à chaque électrode
H. Vitesse de rotation de la pièce traitée cylindrique
2 tours par minute
Les résultats du revêtement réalisé pour créer une pièce composite sous les conditions précédentes sont les suivants :
<EMI ID=437.1>
<EMI ID=438.1>
J. Vitesse de soudage
17 mm/minute
K. Rapport d'addition de métal
75%
L. Durée de soudage
130 minutes
<EMI ID=439.1>
Environ 35 mm, ce qui correspond à un rapport de pénétration de 0,30.
N. Profondeur de la masse métallique
<EMI ID=440.1>
tallique.
Le cylindre composite obtenu a été découpé pour examiner sa structure, et on n'a pas découvert de formation d'une structure hétérogène au cours de l'opération de revêtement.
Exemple 3
On a réalisé un revêtement sous laitier avec électrodes sous les conditions suivantes :
A. Pièce traitée cylindrique
Le diamètre et la longueur de la pièce traitée cylindrique à revêtir étaient respectivement de 685 mm et de 2200 mm. La longueur totale de cette pièce traitée était de 4500 mm. La composition de cette pièce était la suivante : 0,8% de C, 1% de
<EMI ID=441.1>
B. Moule
Le diamètre interne du moule était de 872 mm et, par <EMI ID=442.1>
C. Electrodes
<EMI ID=443.1>
<EMI ID=444.1>
<EMI ID=445.1>
essentiellement du fer.
D. Métal fondu
On a ajouté un métal fondu ayant la même composition
<EMI ID=446.1>
droit de la couche de laitier.
-SE. Flux (laitier)
<EMI ID=447.1>
F. Courant
2600 ampères x 6 électrodes
G ..Ter sion -
30 volts
H. Vitesse de rotation de la pièce traitée cylindrique
1 tour par minuta
Les résultats de l'opération de revêtement en vue de la production d'un cylindre composite sous les conditions précéden-
<EMI ID=448.1>
I. Densité de courant dans le bain de laitier <EMI ID=449.1>
J. Vitesse de soudage
13 mm/minute
<EMI ID=450.1>
<EMI ID=451.1>
<EMI ID=452.1>
<EMI ID=453.1>
<EMI ID=454.1>
N. Profondeur de la masse métallique
Sinon, ce qui correspond au rapport de masse métalli-
<EMI ID=455.1>
Le cylindre composite obtenu a été découpé pour exami <EMI ID=456.1>
ture hétérogène au cours de l'opération de revêtement.
Les caractéristiques de la présente invention, décrites
<EMI ID=457.1>
<EMI ID=458.1>
A . Bien que des techniques de revêtement sous laitier avec électrodes pour des pièces cylindriques aient été décrites
dans un certain nombre de brevets et d'autres documents, ces techniques impliquaient des difficultés -dans la production in-
<EMI ID=459.1>
<EMI ID=460.1>
<EMI ID=461.1>
sévères et limitées de ces pièces cylindriques. La difficulté
<EMI ID=462.1>
^.voyant un appareil de revêtement sous laitier d'un typa compli-
<EMI ID=463.1>
<EMI ID=464.1> ..mine' donc -les difficultés, mentionnées ci-dessus et permet la mise en oeuvre d'un procédé de revêtement sous laitier et l'emploi ind'un appareil que l'on peut utiliser en particulier pour la production et le reformage des cylindres de laminoir dans les <EMI ID=465.1>
excellente qualité par le procédé et l'appareil de revêtement
suivant la présente invention.
C. L'une des caractéristiques de la présente invention, à
savoir une pénétration par fusion peu profonde, réglable à un degré minimum, peut avantageusement être utilisée pour le reformage
et la-réparation de pièces cylindriques composites. Dans le cas
de la présente invention; la pénétration de la pièce par fusion
<EMI ID=466.1>
ment qui a été déposée sur la pièce traitée, et le même métal de revêtement que le métal de la couche est déposé sur cette
pièce traitée, tandis que l'on règle la pénétration par fusion
comme ci-dessus.
<EMI ID=467.1>
1. Procédé de revêtement vertical sous laitier et avec électrodes d'une pièce présentant une surface cylindrique, caractérisé en ce qu'on alimente une énergie à courant alternatif polyphasé au laitier par l'intermédiaire d'une série d'électrodes consommables se présentant sous la forme de barres d'une
<EMI ID=468.1>
lisé tandis que l'on peut tourner une pièce traitée et que l'on
ajoute de façon continue du métal fondu à la surface du bain de -
-laitier.
2. Procédé de revêtement, vertical sous laitier et avec électrodes pour le dépôt, sur une pièce traitée, d'un métal d'un
<EMI ID = 1.1> <EMI ID = 2.1>
<EMI ID = 3.1>
<EMI ID = 4.1>
process capable of coating large diameter parts or depositing a thick coating of coating metal.
<EMI ID = 5.1>
<EMI ID = 6.1>
<EMI ID = 7.1>
The welding under .laitier with electrode, which one will call hereinafter simply by "welding under Dairy", to which the coating under slag with electrode belongs, ast based
<EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1>
obtain high quality metals. In slag welding, a consumable electrode is immersed in a layer of molten slag, which protects the mass of metal found in
<EMI ID = 10.1>
via the consumable electrode to the layer of molten slag, the consumable electrode and the surface of the base metal are caused to melt due to the Joule effect of the slag, and a deposit of metal is produced on the base metal, while an ingot is formed in a vertical direction according to the consumption of the electrode. As a result, in underwater welding
<EMI ID = 11.1>
to a limited extent in the solidifying metal, and one can expect duo-metallurgical reactions to molten slag. It is thus possible to obtain a solidified metal of high quality. The <EMI ID = 12.1>
<EMI ID = 13.1>
thick pieces "
<EMI ID = 14.1>
modern industrial installations causes a deterioration of the operating conditions of these installations, as well as an increase in the scale of these, a thickening of the
<EMI ID = 15.1>
alloy contents of these parts. The coating under slag with .electrode has increasingly attracted attention as a means for reforming parts of codam installations and for:. the production of such parts.
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1>
iron are parts which it is very desirable to provide with a .. composite structure or parts which it is very desirable
<EMI ID = 18.1>
and better use of natural resources.
<EMI ID = 19.1>
<EMI ID = 20.1>
Society, Inc. (pages 148-151) describes a novel method of pro-
<EMI ID = 21.1>
tier with electrode and this manual also indicates that a rotation of the cylinder is advantageous to obtain a deposit of a
<EMI ID = 22.1>
<EMI ID = 23.1>
we propose a coating process under slag with electrode <EMI ID = 24.1>
<EMI ID = 25.1>
<EMI ID = 26.1>
sous- @ laitier ', in which the mold is subdivided into a
- rotating part, in a non-rotating part and in a joint provided between these two parts.
<EMI ID = 27.1>
may be increased so that excessive penetration by melting the base material makes these methods impractical. According to the prior techniques described in this patent and utility model, a sealing device for
<EMI ID = 28.1>
sufficient to pocket a water leak, and the mold which is da _. this complicated fact increases the installation costs.
<EMI ID = 29.1>
<EMI ID = 30.1>
welding is so slow that there is no cracking of the
<EMI ID = 31.1>
slag welding is suitable for the deposition of a high alloy steel, of a high carbon content, on a 'lining or a cylinder by a coating operation. However, the fact that deposited and solidified metal is produced gradually <EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1>
arranged so that the required welding interval (coating radius) is defined between this copper strip 2 and a piece
<EMI ID = 34.1>
Glued in advance is fed continuously into the slag bath 3 during the coating operation. As the carbon and alloy contents of the part 1 are lower than those of the consumable electrodes 4, the melting point of the
<EMI ID = 35.1>
<EMI ID = 36.1>
coating, the molten metal 7 solidifies immediately or else,
marl if it does not solidify immediately, the viscosity of this molten metal 7 becomes so low that it cannot diffuse satisfactorily in the mass of metal. When one. such
satisfactory diffusion of the molten metal 7 is not achieved, the metal solidifies in the form as indicated in 8 and creates
<EMI ID = 37.1>
<EMI ID = 38.1>
separation occurs so that the carbon contents and
alloy components of the deposited metal are lower in the closer to the part being treated. The molten metal 7 drips intermittently and therefore the structure
<EMI ID = 39.1>
can extend to the corresponding surface of the room <EMI ID = 40.1>
cylinders is accelerated and the surface properties of the parts treated by these cylinders are reduced. In addition, hot ruptures due to the heterogeneous structure can be caused when the cylinder is used for rolling.
<EMI ID = 41.1>
An object of the present invention is to solve the problems encountered in coating in the vertical direction
<EMI ID = 42.1>
<EMI ID = 43.1>
<EMI ID = 44.1>
<EMI ID = 45.1>
Excessive tration by melting the base metal during the application of a thick coating, resulting in an increase in heat intake and a decrease in the rate of heat
<EMI ID = 46.1>
Another object of the present invention is
<EMI ID = 47.1>
Yet another object of the present invention is to provide a slag coating apparatus for a part having: a cylindrical surface, this apparatus being capable
<EMI ID = 48.1> <EMI ID = 49.1>
<EMI ID = 50.1>
bars of a large cross section, and furthermore
<EMI ID = 51.1>
The characteristics of the process according to the invention
<EMI ID = 52.1>
<EMI ID = 53.1>
towards these electrodes. If carbon is used for these electrodes, this carbon being a typical material of electrodes not
<EMI ID = 54.1> <EMI ID = 55.1>
the distance between the electrodes and the treated part varies from
<EMI ID = 56.1>
: fact, of a change in the shape of these electrodes, this consumption being caused by the reaction mentioned above in the slag and by the oxidation of the electrodes, due to. the atmosphere. If you use a metal with a high melting point, such as tungsten and molybdenum, instead of carbon for the
<EMI ID = 57.1>
is even stronger, so these electrodes cannot withstand high electrical energy. Generally, alloy steel or iron with a carbon content of 1% or more is used to form the surface of parts, such as the rolls of rolling mills, such a coating being necessary to be able have resistance to wear and hot breakage. In the case of the deposition of an alloy steel or iron with a carbon content of 1% or more and, therefore, a
<EMI ID = 58.1>
<EMI ID = 59.1>
high melting point used in the case of deposition of a low carbon steel, in order to reduce the melting point of this flux. Consequently, the reaction between non-consumable electrodes and Si 02 MnO, etc., is accelerated in
<EMI ID = 60.1>
vement in the case of deposition of low carbon steel.
The electrodes used according to the present invention are therefore consumable and the present invention makes it possible to prevent the formation of bubbles in the slag and also makes it possible to ensure a stable welding process, while maintaining: in a constant manner an identical firm for the electrodes.
Secondly, consumable electrodes in the form of bars are used to supply a high current ranging from 10,000 to 100,000 amps in the slag bath. If electrodes in the form of wires were used, such as they are usually used in slag welding, to supply such a high current it would take twenty
<EMI ID = 61.1>
the installation, operation and maintenance of this installation. Not only the use of shaped electrodes
of wires is impractical, but in addition the coating operation shows a very serious disadvantage in the case where, for the electrodes, alloy steel or iron with a carbon content of 1% or more, constituting materials, is used preferable to
<EMI ID = 62.1>
is indeed difficult to conform the steel or iron mentioned. above in coils because of their hardness or their hardening ... wise. In the case where the alloying components of the steel or iron are nickel or molybdenum necessary for a hard coating, it is impossible to conform the steel or the iron to
-coils. The inventors then considered electrodes in the form of a strip coil. The required number of electrodes in the form of strip coils is relatively large and a transformation of the strips to bring them into the form of coils is very complicated. The inventors then considered an electrode in the form of a wire, with a flux core, for example an electrode composed of a mild steel sheath and a <EMI ID = 63.1>
<EMI ID = 64.1>
whether it corresponds to alloy steel or to far with a carbon content of 1% or more. When such an electrode is melted by melting under slag with electrodes, an ingredient of a high melting point of the electrode is transferred in an unmelted state to the deposited metal, because the high-content cladding
<EMI ID = 65.1>
low melting point and high melting point. Even if the ingredient of high melting point is melted, it solidifies without diffusion in the metallic mass having a temperature, lower than the slag and arranged below it, with the result of the formation of a structure not uniform or separation. The flux core wire electrode therefore cannot be used due to deterioration in its quality. To avoid the problems involved in wound wire, wound strip and core wire electrodes
flux, an alloy steel or iron corresponding to the required composition must be cast or rolled in electrodes in the form of long bars. In this respect, if the rod-shaped electrodes are of a small cross section, being for example steel bars of a small diameter, the number of electrodes is large as in the case of the electrodes, in wire or strip. In addition,. to establish a uniform temperature distribution in the slag by the electrodes of small cross section, it is necessary not only to arrange the electrodes circumferentially but also <EMI ID = 66.1>
<EMI ID = 67.1>
mold. The arrangement pou interesting many electrodes discussed above does not allow to realize the coating slag with electrodes both from the point of view of installation and operation. The barbed electrodes must therefore have a large cross section.
<EMI ID = 68.1>
In addition to the use of a series of consumable electrodes in the form of bars of large cross section, the treated part is rotated for the following reasons. The current supply by electrode is increased and therefore the number
<EMI ID = 69.1>
tion of the treated part. The number of the electrodes can be about 10 or less. Assuming that the treated part is rotated or kept without rotation during operation with identical electrodes, the current can be supplied satisfactorily to the slag bath nearby.
<EMI ID = 70.1>
and, in this way, one can ensure a total fusion of the metal of
<EMI ID = 71.1>
no film, casting of metal deposited on the side of the mold. One of the aims of the rotation of the treated part is to obtain a uniform circumferential temperature distribution of the slag
<EMI ID = 72.1>
circumferential shape is achieved by a circumferential rotation of the slag, created by the rotation of the treated part ;:
<EMI ID = 73.1>
<EMI ID = 74.1>
Fourth, we will explain why
<EMI ID = 75.1>
<EMI ID = 76.1>
electrodes in the form of barras of large cross-section, dirty, the metal may show deep penetration
<EMI ID = 77.1>
with traditional slag welding of thick plates
<EMI ID = 78.1>
<EMI ID = 79.1>
<EMI ID = 80.1> <EMI ID = 81.1> <EMI ID = 82.1>
determined and weak; the heat is concentrated from the circumference towards the interior of the treated part; and it radiates-
<EMI ID = 83.1>
base metal by fusion therefore becomes markedly deep, so that even when using the electrodes in form
<EMI ID = 84.1>
electrodes and the molten surface of the treated part is even
<EMI ID = 85.1>
temperature of the slag in the vicinity of the molten surface of the
<EMI ID = 86.1>
due to variation, small marl, welding conditions, such as current, voltage, etc. control of fusion penetration therefore becomes difficult and this fusion penetration shows such a lack of uniformity that <EMI ID = 87.1>
destruction of parts, such as cylinders, used under load at the connecting faces, due to a concentration of stresses due to residual forces or to a lack of structural uniformity.
The production of composite parts by coating under slag with electrodes encounters an even more serious problem of separation, which is created by the fact that the base metal having a composition. different from the coating metal is melted in an amount which may vary during the coating operation.
In addition, a serious problem lies in the fact that, with deeper penetration by fusion, defects such as pitting and trapping of the slag in the molten zone. are more likely to occur due to the reasons explained above in connection with the problem of deep fusion penetration, so that quality can deteriorate. To pocket the problems involved in excessive fusion penetration slag temperature should be high and the
<EMI ID = 88.1>
<EMI ID = 89.1>
trodes. This is: achieved thanks to an important characteristic of the present invention, that is to say that the temperature of the slag in the vicinity of the treated part is increased using the electrodes mentioned above, of large cross section,
<EMI ID = 90.1>
<EMI ID = 91.1>
of in the metallic mass, while the temperature of the slag <EMI ID = 92.1>
the place where it is most this penetration is ideally 15 mm or less. Due to such shallow penetration by melting, the temperature of the slag in the vicinity of the melting zone of the treated part can be kept high enough (the temperature distribution in the slag is improved) to eliminate the problems mentioned. above. as the treated part is rotated in the way
<EMI ID = 93.1>
gets metallic, even in one place of this mass, the metal
<EMI ID = 94.1>
<EMI ID = 95.1>
molten tal leads to an excessive rate of elevation of the metal in
<EMI ID = 96.1>
with the result that, disadvantageously, the structure. solidification of the metal deposited in the central area is made coarse and that in addition very small pits pu cavities are formed in the deposited layer. The addition of molten metal. contributes significantly to a reduction in the dimensions of the entire coating device, by allowing the realization of a <EMI ID = 97.1>
If molten metal is not added while
<EMI ID = 98.1>
consumption length of the electrodes is determined by the
<EMI ID = 99.1>
<EMI ID = 100.1>
may be shorter as the cross-sectional area of. these
<EMI ID = 101.1> <EMI ID = 102.1>
<EMI ID = 103.1>
the to perform both from -de point. view of the functioning of
<EMI ID = 104.1>
electrode to a column-shaped electrode section during
<EMI ID = 105.1>
<EMI ID = 106.1>
according to the present invention, the slowness of the electrode can be
<EMI ID = 107.1>
<EMI ID = 108.1>
<EMI ID = 109.1>
The rate of continuous addition of molten metal exerts an important influence on the penetration by fusion of the treated part. Therefore, the rate of molten metal addition of-
<EMI ID = 110.1>
desired smelter of fusion penetration and, if. a need to control the penetration of fusion arises in the coating operation, not only the rate of addition of molten metal but, also the current and the voltage should be
<EMI ID = 111.1>
du should therefore be continuously added at a constant pace, interrupting the addition of molten metal <EMI ID = 112.1>
the interruption lasts 1 minute or more, not only is the depth of penetration by fusion modified, but also metallurgical defects are created, such as deterioration of the cast film and a lack of uniformity in the metallic structure .
Fifthly, it will be described below how the present invention solves the problem of feeding a
<EMI ID = 113.1>
According to this report, if a large-scale collector installation was necessary to collect a current ranging from 10,000 to 100,000 amperes from the rotating part, such an installation would be impractical. One of the features of the present invention resides in the use, as the coating electrical energy, of a star-shaped polyphase alternating current electrical energy source, in which the electrical power of each phase is supplied at each electrode, the treated part being connected to the neutral point. The retransmitted current of the part treated at the electrical energy source can be maintained at the level of 2 to 3% (from 100 to
1000 amps), maximum, of the total current according to this
<EMI ID = 114.1>
<EMI ID = 115.1>
this treated is very easy despite the rotation of this piece. The expression "polyphase alternating current" normally designates a three-phase alternating current of the type usually used widely in industry. In the three-phase alternating current
<EMI ID = 116.1>
<EMI ID = 117.1> <EMI ID = 118.1>
<EMI ID = 119.1>
<EMI ID = 120.1>
<EMI ID = 121.1>
rating of each phase is equivalent to a single-phase current and does not depend on the other phases. This means that the voltage and current of one phase can be adjusted independently of the other phases, and that the .instable- current of each ^
<EMI ID = 122.1>
tion via the treated part to the neutral point of the electrical energy source according to the connection of the present invention. The unstable current at neutral point is 1000 amps at most. The polyphase alternating current source can advantageously stabilize the coating operation using a high current installation, because the pressure losses, the reduction of the power factor and heating of the installation. <EMI ID = 123.1>
An apparatus for coating under slag with electrodes according to-, the present invention comprises: a polyphase alternating current energy source, comprising a star mounting output and a constant voltage characteristic, the treated part being electrically connected to the neutral point of the star mounting a slip ring connecting the treated part, which rotates, to the neutral point of the star mounting; a mold for defining a coating space, disposed near the treated part which can move upward with the progress of the coating operation? a series of consumable electrodes in the form of strong bars <EMI ID = 124.1>
<EMI ID = 125.1>
age above the coating space: and being able to move upward with the progress of the coating operation; and a synchronous rotary device for rotating the treated part and the mold around the axis of this treated part during the upward movement of the mold and of the device.
<EMI ID = 126.1>
The present invention will be more fully explained further below with reference to Figures 2-14 of the drawings.
Figure 1 illustrates a method of coating under slag with electrodes, of known type, which was discussed above. Figure 2 is a partial schematic sectional view of a slag coating apparatus for carrying out the method of the present invention.
La- Figure 3 is a plan view of the apparatus of Figure 2. Figure 4 illustrates the mounting of the electrodes used according to the present invention. Figure 5 illustrates an electrical power supply system, which is used in accordance with the present invention. Figure 6 illustrates the relationship between a penetration ratio and a metal mass ratio. Figure 7 illustrates the relationship between the penetration ratio and the metal mass ratio.
<EMI ID = 127.1>
<EMI ID = 128.1>
Pitch 9 is a graph showing the current density in a slag bath versus the metal addition ratio.
Figure 10 is an elevational view in partial section of an underlayer coating apparatus according to an embodiment of the present invention. <EMI ID = 129.1> tials of the apparatus of Figure 10. Figure 12 is an elevational view in partial section of a slag coating installation according to another embodiment of the invention. Figure 13 is a sectional view taken along the <EMI ID = 130.1>
<EMI ID = 131.1>
illustrating another embodiment of the present invention.
<EMI ID = 132.1>
reel of coating under slag with electrodes, intended, the production of a composite cylinder; and this by a circumferential coating on the cylindrical part of a part to be treated
-constituted by a small diameter cylinder. The part treated as a cylinder 10 is: mounted vertically in the center of the <EMI ID = 133.1>
East. arranged so that an interval corresponding to the radius
<EMI ID = 134.1>
dull part treated by the internal radius of the mold and the diameter of this treated part. Before welding starts <EMI ID = 135.1>
<EMI ID = 136.1>
the space formed by a starting bowl 20, the mold 17 and the
<EMI ID = 137.1>
is thus initiated.
<EMI ID = 138.1>
<EMI ID = 139.1>
<EMI ID = 140.1>
treated - in the form of cylinder 10 and between these electrodes and the
<EMI ID = 141.1>
and should be maintained all around the mold 17 over a length of at least 103 relative to: the length <1> circumferential of 'this mold 17.
<EMI ID = 142.1>
<EMI ID = 143.1>
<EMI ID = 144.1>
<EMI ID = 145.1>
<EMI ID = 146.1>
<EMI ID = 147.1>
having a square cross section and arranged in the center
<EMI ID = 148.1>
<EMI ID = 149.1>
<EMI ID = 150.1>
<EMI ID = 151.1> <EMI ID = 152.1>
When the number of consumable electrodes 12 is six,
<EMI ID = 153.1>
more . again.
When the cross section of the rod-like consumable electrodes 12 is round, relatively large number of electrodes are required to meet the requirement that the required geometry and position of the electrodes be reached along the coating space over at least -1096 'in the length of the circumference. As a result, rectangular or square section electrodes are preferred, rather than round section electrodes. We particularly prefer
<EMI ID = 154.1>
<EMI ID = 155.1>
bes and a radius corresponding to that of the coating space (coating radius).
When using consumable electrodes in
<EMI ID = 156.1>
consumable electrodes 12 and, consequently, the high current required can be supplied via a maximum of about ten electrodes, -. which is advantageous for simplifying the coating operation.
As clearly illustrated in Figure -3, according to the present invention, a series of consumable electrodes is used.
<EMI ID = 157.1>
<EMI ID = 158.1> 2 ;; r � i � I � � _ "� 1'jlf? T,
and you can add molten metal via. a space between
<EMI ID = 159.1>
tion of the heat source and the rotation of the treated part, which is illustrated by an arrow in Figure 3, allow
<EMI ID = 160.1>
tier on the circumference of the molten slag bath 14.
<EMI ID = 161.1>
cylinder me 10 is set. rotation. When the temperature of the base metal is high M point that the surface of the treated part 10 begins to melt, molten metal having the same composition as that of the consumable electrodes 12 is continuously added to the molten slag bath 14 'by a nozzle provided at the bottom of the tank 18. The molten metal 13 then passes through the molten slag bath 14 and is mixed with the metal formed
<EMI ID = 162.1>
thus forms the metallic mass 15. The metallic mass 15 is cooled by the water-cooled mold 17 and thus solidifies to form a metal 16, with the result
<EMI ID = 163.1>
The rate of addition of molten metal 13 should be
<EMI ID = 164.1>
so that this rate of elevation per minute is
<EMI ID = 165.1>
<EMI ID = 166.1>
<EMI ID = 167.1>
<EMI ID = 168.1>
welding is greater than 25 mm per minute, pitting can.
<EMI ID = 169.1>
not obtain a deposited metal layer having no
<EMI ID = 170.1>
before the interval between the mold and the treated part
<EMI ID = 171.1>
<EMI ID = 172.1>
of the interval, de.sorte that the penetration by fusion is then reduced also. In addition, with a decrease in the width of the gap, the shape of the metallic mass 15 tends
<EMI ID = 173.1>
<EMI ID = 174.1>
tion of metal must be reduced in proportion to the decrease
<EMI ID = 175.1>
dage to penetration by shallow fusion and also maintain shallow mass of metal.
as the welding progresses, the mold 7 and the tank
<EMI ID = 176.1>
the treated part 10 and the deposited metal 16 (deposited in the form
<EMI ID = 177.1>
<EMI ID = 178.1>
14 are caused to rotate following the rotation of the treated part 10 with the deposited metal 16. The mold 17 is advantageously rotated synchronously with the rotation of the treated part, to thus avoid friction between this mold 17 and metal deposits 16.
The consumable electrodes in the form of bars 12 must be lowered at a rate proportional to their con-
<EMI ID = 179.1>
so as to obtain a predetermined summa of penetration by fusion, preferably of 10: t 5 mm. The quantity of the components of the consumable electrodes 12 transferred to the deposited metal 16. is determined by the creep of the respective components. The com-
<EMI ID = 180.1>
with respect to that of the deposited metal 16 taking the creep into consideration. If there is carbon, which is one of the components mentioned above, in the form of graphite, this reacts with the sub-oxides found in the slag. Carbon must therefore be present in the electrodes in the form of chemically stable cementite. The welding operation is completed when a predetermined length of coating has been obtained.
An energy supply system, used according to the present invention, is illustrated by Figures 4 and 5. Reference number 21 designates the secondary windings of a three-phase welding current transformer, having a constant voltage characteristic . The references "u", "v" and "w" designate the phases of the three-phase alternating current. The coils
<EMI ID = 181.1>
the. The energy is supplied with new. electrodes both so. such as the phases of current through the electrodes,
<EMI ID = 182.1>
all around the treated part 10 in the form of a cylinder. This <EMI ID = 183.1>
<EMI ID = 184.1>
<EMI ID = 185.1>
<EMI ID = 186.1>
<EMI ID = 187.1>
<EMI ID = 188.1>
<EMI ID = 189.1>
relative to the total filler metal, is given by the following formula
<EMI ID = 190.1>
where p is the current density in the milk bath
<EMI ID = 191.1>
Before giving explanations relating to FIGS. 6 to 9, the origin of the addition report of metals will be explained.
<EMI ID = 192.1>
The inventors first of all carried out experiments to obtain a metal mass of high temperature and in a large quantity. During these experiments, to improve
<EMI ID = 193.1>
this was kept deep and the melt penetration was kept shallow to achieve a small amount of fusion of the base metal. Before proceeding with the planned research, the inventors examined how the welding current and voltage, which are fundamental operating parameters (welding conditions) of welding under slag, influence this welding under slag. It appeared that: the depth of the metallic mass is greatly increased with an increase in the welding current; the depth of the penetration <EMI ID = 194.1>
<EMI ID = 195.1>
<EMI ID = 196.1>
<EMI ID = 197.1>
A decrease in welding voltage is very effective for
<EMI ID = 198.1>
decrease in welding current. the depth of the metal breakage is disadvantageously reduced by a lowering
<EMI ID = 199.1>
appreciable by lowering the welding voltage. As a result, it was discovered that a deep metallic mass and
<EMI ID = 200.1>
naked simultaneously by adjusting the welding current and voltage, except for an extremely high welding current and an extremely low welding voltage. It means that,
<EMI ID = 201.1>
deriving the current density in the metallic mass, and that the welding voltage is 15 V or less, one can obtain a
<EMI ID = 202.1>
tration by fusion of about 10 mm in this way, the structure of the deposited metal does not show any lack of homogeneity. However, to perform welding under such voltage and current conditions, the electrical conductivity of the slag must be very high. However, such a slag has a low operating yield due to the low formation of
<EMI ID = 203.1>
mati; on of defects such as imprisonment of slag and bites.
<EMI ID = 204.1>
<EMI ID = 205.1>
<EMI ID = 206.1>
<EMI ID = 207.1>
<EMI ID = 208.1>
increased welding current, so the electrode is
<EMI ID = 209.1>
slag welding, this electrode is considered to be
<EMI ID = 210.1>
<EMI ID = 211.1>
moving speed is slow, the temperature gradient
<EMI ID = 212.1>
<EMI ID = 213.1>
sequent increase the welding speed.
The inventors then carried out experiments to improve the welding speed in order to increase the depth of the metallic mass and they used a filler material other than the consumable electrodes. In the embodiment according to the present invention, as the addition of molten metal is adjustable in addition to the control of the operating parameters.
<EMI ID = 214.1>
<EMI ID = 215.1>
very broadly compared to those based on control. fundamental operating parameters. In addition, deposits of various shapes can be obtained during implementation
<EMI ID = 216.1>
In Figure 6, the mass ratio: metallic, defined
<EMI ID = 217.1> <EMI ID = 218.1>
defined by "depth of penetration by fusion (P) / depth
<EMI ID = 219.1>
<EMI ID = 220.1>
<EMI ID = 221.1>
being, presented by cotte Figi4re 6. On this one, the
symbol x denotes a metal that is completely undesirable due to the fact
<EMI ID = 222.1>
- treated until the middle of. deposited metal. The symbols o <EMI ID = 223.1>
<EMI ID = 224.1>
<EMI ID = 225.1>
<EMI ID = 226.1>
<EMI ID = 227.1> ..
As we do. will understand by considering Figure 6, the
<EMI ID = 228.1>
<EMI ID = 229.1>
<EMI ID = 230.1>
or his training does not present any problems "in practice.
<EMI ID = 231.1>
_ a penetration ratio of less than 0.2 there is no heterogeneous structure formation at all. These facts confirm the inventors' conception that it requires both shallow fusion penetration and a deep metallic mass to pocket the creation of a heterogeneous structure.
We will now explain the welding conditions ne-
<EMI ID = 232.1> <EMI ID = 233.1>
<EMI ID = 234.1>
'without addition of molten metal and the amount of addition of molten metal, are illustrated by this Figure 7. The symbols x in \ Figure 7 correspond to the traditional process without the addi-
<EMI ID = 235.1>
coating with addition of molten metal. The figures men-
<EMI ID = 236.1>
As shown in Figure 7, most of the re-
<EMI ID = 237.1>
are those of the traditional process without the addition of molten metal, and several results obtained with the addition of molten metal
<EMI ID = 238.1>
results showing a metal basket ratio of 0.6 or more are those obtained with the addition of molten metal. We can see from. Figure 7 that the results shown in the lower right area of this figure tend to have a higher metal ratio.
The results of Figures 6 and 7, as well as the results <EMI ID = 239.1> taking into account the welding conditions, in particular the welding current and voltage. The results of these analyzes are il-
<EMI ID = 240.1>
<EMI ID = 241.1>
by the ratio of the welding current to the ratio of addition of met
<EMI ID = 242.1>
current density in the slag bath and the ratio of addi-
<EMI ID = 243.1> <EMI ID = 244.1>
the smallest transverse area of space formed between the surface of the treated part and the surface of the mold. The results of the analyzes carried out have shown that the influence, of the welding voltage on, the metal mass ratio and on the ratio
<EMI ID = 245.1>
in Figure 8, the metal mass ratio increases with an increase in the metal addition ratio (1)) and the
<EMI ID = 246.1>
<EMI ID = 247.1>
current in the slag bath and the metal addition ratio (1}) should be chosen so that the curves
<EMI ID = 248.1>
<EMI ID = 249.1>
<EMI ID = 250.1>
<EMI ID = 251.1>
the condition of a metallic mass ratio not less than
<EMI ID = 252.1>
formation of a heterogeneous structure, is satisfied. Point
<EMI ID = 253.1>
<EMI ID = 254.1>
heterogeneous structure, even if the current density in the slag is kept high. However / a special slag
<EMI ID = 255.1>
<EMI ID = 256.1>
<EMI ID = 257.1>
<EMI ID = 258.1>
<EMI ID = 259.1> <EMI ID = 260.1>
<EMI ID = 261.1>
Preferable welding, from the point of view of operating efficiency and good quality are: a current density in
<EMI ID = 262.1> <EMI ID = 263.1>
The position of the slag bath surface on
which 'the molten metal is added causes it to flow, is located. advantageously almost in the center, when looking in
<EMI ID = 264.1>
required metal of 0.6 or more cannot be obtained if such a position is extremely close to the workpiece or mold. The space between the adjacent electrodes can
<EMI ID = 265.1>
tal melted between these electrodes. The speed of rotation of the part treated in the process of the present invention does not depend on the diameter of the workpiece. The rotation speed should
<EMI ID = 266.1>
<EMI ID = 267.1>
The slag coating apparatus with electrodes
<EMI ID = 268.1>
simplified welding techniques. ingot manufacturing
and casting, which can be implemented easily which allow stable production of high quality products.
<EMI ID = 269.1>
<EMI ID = 270.1>
individual consumables 12 in the form of bars (Figures 2 and
3) by an energy supply system equipped for each
<EMI ID = 271.1>
<EMI ID = 272.1>
and that the operation is complicated. As no large installation is desired, nor does it require
<EMI ID = 273.1>
<EMI ID = 274.1>
vant one of the features of the present invention.
<EMI ID = 275.1>
of energy for the supply of energy to the consumable electrodes of welding or of reflow under slag, that is to say sources of energy having external characteristics to tend
<EMI ID = 276.1>
gie has an external characteristic at constant voltage, the tip position of the consumable electrodes is kept constant in the molten slag bath 14 and the operation can be performed stably provided that the speed of supply of the electrodes is kept at a constant value depend
<EMI ID = 277.1>
<EMI ID = 278.1>
energy source. When the power source has an external constant current characteristic, a stable operation can be achieved by controlling the speed of supply of the electrodes
<EMI ID = 279.1>
<EMI ID = 280.1>
<EMI ID = 281.1>
To perform a constant operation, while using <EMI ID = 282.1>
<EMI ID = 283.1>
consumables, it is necessary to use an energy source having a constant characteristic & voltage and also
<EMI ID = 284.1>
to the treated part in the form of cylinder 10 (FIGS. 2 and 3). The reasons for such a necessity in the case of the use of a polyphase alternating current energy source are explained by
<EMI ID = 285.1>
single phase. If multiple electrode welding is to be performed using a single-phase current energy source, the electrodes are connected in parallel. When the electrodes
<EMI ID = 286.1>
the immersion depths of these electrodes are equal, In this case the voltage of one or more of the electrodes deeply immersed in the molten slag is increased and a greater amount of current is caused to pass through these electrodes compared to the others, with the result that the phenomenon of voltage equalization appears in all the electrodes. The immersion depth of the electrodes is therefore equalized during operation at variable melting rates, despite the fact that all the electrodes are supplied in unison. In addition, the differences in current and voltage are eliminated by a change in the depth of immersion of the electrodes, which allows the coating operation to be carried out stably.
On the other hand, when using a polyphase alternating current energy source, all the electrodes of each phase are not connected in parallel but only certai- <EMI ID = 287.1>
of a phase are not connected in parallel with the electro-
<EMI ID = 288.1>
<EMI ID = 289.1>
<EMI ID = 290.1>
teristic constant voltage of the polyphase alternating current energy source is therefore necessary to achieve the phenomenon of equalization or correction, that is to say for
<EMI ID = 291.1>
voltage and a low current through the electrodes having a high voltage, using the characteristic of the power source. The unstable current between the phases (u, v, w, Figure 4) is transmitted via the treated part 10 (Figure 5) to the neutral point 0 of the energy source.
The number of consumable electrodes can be the same or a multiple of the number of phases of the current source. The circumferential arrangement of the electrodes is preferably provided in coincidence with the succession of phases of the polyphase alternating current.
It will now be a question of the tank used for the addition of molten metal. This molten metal is added so
<EMI ID = 292.1>
<EMI ID = 293.1>
a constant pace. It is the process of using the tank that continuously and appropriately adds molten metal to the slag bath at a constant rate.
The required rate of addition of the molten metal can be
<EMI ID = 294.1>
of the tank 18. The rate of addition of the molten metal should be of the order of 5 to 30 kg / minute and it is much lower <EMI ID = 295.1>
<EMI ID = 296.1>
culer or a process using an electromagnetic pump.
If these traditional methods are used to regulate the speed-
<EMI ID = 297.1>
<EMI ID = 298.1>
milk, or marl if solidification does not produce it, the rate of addition varies greatly during the addition of the molten metal.
<EMI ID = 299.1>
or an electromagnetic pump become important and their operation is complicated.
An example of the nozzle diameter enabling the above-mentioned speed of addition of molten metal to be obtained is a diameter of
<EMI ID = 300.1>
on the order of 200 to 500 mm. An almost constant speed of ad-
<EMI ID = 301.1>
<EMI ID = 302.1>
<EMI ID = 303.1>
is lowered into the tank during the coating operation, a
<EMI ID = 304.1>
slag can be easily reached by supplementing the mass <EMI ID = 305.1>
<EMI ID = 306.1>
<EMI ID = 307.1>
<EMI ID = 308.1>
in, preferably rotation synchronously with the mold. The connection entered the neutral point - of the energy source and the
<EMI ID = 309.1>
<EMI ID = 310.1>
<EMI ID = 311.1>
can be built in a simple way so that its parts rota-
<EMI ID = 312.1>
<EMI ID = 313.1>
<EMI ID = 314.1>
A movable mold is also necessary for setting
<EMI ID = 315.1>
: feels invention. The level of the slag bath should always be � not -
maintained near the upper end of the mold. By
<EMI ID = 316.1>
<EMI ID = 317.1>
1; 1 '; {(1: g;:;', ':: <", '.% of the mold or the lowering of the -piece' treated, the distance between
<EMI ID = 318.1>
<EMI ID = 319.1>. Addition position of the molten metal. The tank should therefore <EMI ID = 320.1>. Incredible to keep the distance between the tank constant <EMI ID = 321.1>
The following embodiments will now be explained.
<EMI ID = 322.1>
<EMI ID = 323.1> <EMI ID = 324.1>
<EMI ID = 325.1>
upper 32 is connected to the platform 35. The part treated in
<EMI ID = 326.1>
upper clamping device 32 and the turntable 19
(constituting the lower clamping means).
A base 33 movable vertically and capable of lifting
<EMI ID = 327.1>
is, guided along the support columns 34 and has an opening for installing the mold 17. The control system is constituted by a motor 48 mounted on the platform 35.
By operating the motor 48, the mold 17 which surrounds the
<EMI ID = 328.1>
<EMI ID = 329.1>
The consumable electrodes 12 in the form of bars are fixed to a single support arm 43 (FIG. 11) which is movable vertically and suspended by four wires 25 from the platform 35.
From electrode support arm 43 is raised or lowered thanks
<EMI ID = 330.1>
mounted on platform 35.
A polyphase alternating current energy source 11;
hereinafter called energy source 11, is installed
<EMI ID = 331.1>
Each phase u, v and w of the three-phase alternating current is supplied
<EMI ID = 332.1>
<EMI ID = 333.1>
<EMI ID = 334.1>
<EMI ID = 335.1>
the part treated in the form of a cylinder 10 by means of a cable 47 and a steel slip ring 45, this base
<EMI ID = 336.1>
transmitted from the treated part 10 to the neutral point "0" via a wiper 46 - made of carbon.
The tank 18 is arranged on the right side in the Figure
10, 'so that the molten metal 13 is caused to * * flow through the nozzle towards the center of the molten slag 14. This tank 18 is displaceable horizontally by means of a mechanism not shown in Figure 10. When the quantity of metal melted 13, contained in the tank 18, becomes weak, this tank 18 is de-
<EMI ID = 337.1>
<EMI ID = 338.1>
constant circulation of metal on the slag bath can be maintained due to a small horizontal displacement of this tank 18.
An apparatus for the synchronous rotation of the treated part 10 and of the mold 17, which is designated below by apparatus.
<EMI ID = 339.1>
command 21 and 26 which are set. synchronous rotation at a coincident speed of rotation thanks to systems
<EMI ID = 340.1>
If we refer to: Figure 11, the electrode support device 43 is in the form of a circle with an open curved part corresponding to a quarter of this circle.
<EMI ID = 341.1> <EMI ID = 342.1>
(not shown) in tank 18. must use such a pocket.
<EMI ID = 343.1>
a mounting output: star and: a characteristic & constant voltage, the workpiece being electrically connected to the neutral point of the star mounting a slip ring to connect the treated part to the neutral point of this star mounting: .a mold for define a coating space, this Mold being placed in the vicinity of the treated part and being vertically movable to correspond and the progress of the coating operation? a series of consumable electrodes presenting
<EMI ID = 344.1>
<EMI ID = 345.1>
the consumable electrodes in unison: a tank provided
<EMI ID = 346.1>
<EMI ID = 347.1>
retain heat from the workpiece one. based
<EMI ID = 348.1>
are mounted: and a synchronous de-rotation apparatus of the treated part, of the mold and of the heating system all around the axis of symmetry of this part worked during a
<EMI ID = 349.1> <EMI ID = 350.1>
<EMI ID = 351.1>
tesses of rotation of the treated part, the mold and the heating system.
<EMI ID = 352.1>
<EMI ID = 353.1>
positive upper clamping 66 and a turntable 61 (lower clamping device). This turntable 61 is ins-
<EMI ID = 354.1>
of the treated cylindrical part 50. The platform 60, to which the upper clamping device 66 is fixed, is supported by four support columns 59. The driving force of a control motor 54-1 is transmitted to the turntable 61 via a reduction gear of the type with
<EMI ID = 355.1>
control 54-1 is provided with a tachometer 54-2 and with a synchronous rotation device 65.
The mold 52, which surrounds the treated cylindrical part
50, by its internal surface, and the heating system 53 provided to maintain the heat of the deposited metal are made in a
<EMI ID = 356.1>. Connection table 72. The mold 52 and the heating system 53 are suspended from the vertically movable base 64 which is composed of a working floor and a floor for the <EMI ID = 357.1>
heating system 53 are provided coaxially with respect to the cylindrical treated part 50. The vertically movable base 64 is capable of being raised and lowered following the movement of a counterweight 69 which is connected to the movable base <EMI ID = 358.1>
The driving force of the control motor 55-1 is transmitted to the mold 52 and to the heating system 53 via the reduction gear of the screw type 58-1 and
the transmission gear 58-2, thereby causing this mold 52 and this heating system 53 to rotate. The rotation of the motor 55-1. determined by the tachometer 55-2, is electrically interconnected with the rotation of the control motor 54-1
<EMI ID = 359.1>
of the synchronous rotation device 65.
<EMI ID = 360.1> Figure 12 resides in the fact that an external control force is imparted both to the workpiece and to the mold, and in addition that this workpiece is rotated synchronously with this mold. Another feature relating to a cooling water supply system is described below.
The mold 52, to which the cooling water must be supplied, is not subdivided in the present case. Traditionally, the mold was divided into an upper section and a lower section, one of them being mobile, a
<EMI ID = 361.1>
these two sections. As this jam was located near a welding heat source, the sealing became insufficient due to thermal deformation or another phenomenon, to prevent water leakage. In addition, the mold installation became a large-scale and colatous installation because it included the traditional feeding system <EMI ID = 362.1>
<EMI ID = 363.1>
a rotary joint 62 and a fixed joint 63 are located below the cylindrical treated part 50 which is maintained in a vertical position. As these seals 62 and 63 comprising water conduits (not shown) are placed at a distance from the welding heat source, they are not subjected to
-serious thermal effects and the whole device becomes
The synchronous rotation of the mold 52 with the cylindrical treated part 50 can be obtained by a single motor but it is preferably obtained by separate motors (55-1 and
54-1), provided respectively for the mold 52 and the cylindrical part 50. When using a single motor, it is necessary to mechanically synchronize the rotation of the mold 52 and of the treated cylindrical part 50. However, this is difficult when 'A long treated part is coated since, due to the need to heat the coated part of the treated part during the coating operation, the mold is moved upward during this operation.
To electrically synchronize the rotation, you can use either a phase angle control for the three phases using a Selesyn, or a rotation speed control using a pulse generator. The synchronous rotation must be such that the difference in rotation speed between the treated part and the mold is 0.1% or less, which can preferably be achieved by electrical synchronization.
Figures 12 and 13 do not show the tank <EMI ID = 364.1>
<EMI ID = 365.1>
this coating device. Their functions and their relationship
<EMI ID = 366.1>
<EMI ID = 367.1>
<EMI ID = 368.1>
Figures 14 and 15 illustrate another form of
<EMI ID = 369.1>
<EMI ID = 370.1>
the fixed base and having openings for the admission and removal of water has been cooled by a polyphase alternating current energy source, comprising a star mounting output and a constant voltage characteristic, a cylindrical treated part being electrically connected
to neutral point. of this star assembly; a slip ring allowing the connection of the treated part to the neutral point of the star assembly a mold defining a coating space and arranged near the treated part, while being mobile
<EMI ID = 371.1>
coating; a series of consumable electrodes in the form of bars of large cross section, a displacement device. surround electrodes to raise and lower all consumable electrodes in unison a tank provided for the addition of a molten metal and placed above- the coating space-
<EMI ID = 372.1>
the operation of coating the conduits which are extensible when the mold moves upwards and making
<EMI ID = 373.1>
an apparatus for synchronous rotation of the chilled part <EMI ID = 374.1>
<EMI ID = 375.1>
<EMI ID = 376.1>
- are rigidly fixed in place thanks to a built-up framework <EMI ID = 377.1>
<EMI ID = 378.1>
cylindrical tee 50 by its internal annular surface is cooled
<EMI ID = 379.1>
- evacuation 84. The supply joint 83 and the eva joint <EMI ID = 380.1>
<EMI ID = 381.1>
, rotation on the horizontal rollers 88 via the <EMI ID = 382.1>
support 87 is guided during its rotation by the rollers ver-
<EMI ID = 383.1>
¯- ..vertical projection 87-1. The position of the rollers
<EMI ID = 384.1>
- includes a 79-2 control motor, a gear, gearbox <EMI ID = 385.1>
<EMI ID = 386.1>
<EMI ID = 387.1>
moth of base 90. on which the elements 79-2, 78-2, 85 and
80-2 mentioned above are installed. The base. 90 can be lifted by motor 56 (Figure 14) which transmits the force
<EMI ID = 388.1>
67 and chains 68 comprising the balancing weight 69.
<EMI ID = 389.1>
<EMI ID = 390.1>
and it is installed on the fixed base 70 via the
<EMI ID = 391.1>
<EMI ID = 392.1>
<EMI ID = 393.1>
<EMI ID = 394.1>
<EMI ID = 395.1>
Drums 104 are attached to the lower clamp
96 via a support plate 106. The conduits 105 make the mold 52 communicate with the cooling water inlet 108 and the water outlet 109 of the rotary joint 63
<EMI ID = 396.1>
<EMI ID = 397.1>
<EMI ID = 398.1>
83 and 84. The 105 conduits are routed
<EMI ID = 399.1>
the vertical displacement of the mold 52, preferably by means of springs (not shown) provided in these drums 104-1 and 104-2.
The rotary joint 63 consists of an outer casing
63-2 and in an internal rotary body 63-1, this envelope and this body being provided with a water inlet 108 and an outlet provided to prevent water leakage during the rotation of the rotary joint 63. The internal rotary body 63-1 is fixed to the lower clamping device 96 and it can be rotated by the control mechanism 100. The external casing 63-1 is fixed
<EMI ID = 400.1>
rotatably supported on the base 111 by the intervention of thrust bearings 112, and a radial bearing 113 located on the external casing 63-2 cooperates with the internal rotary body 63-1 with the result that the part, treated cylindrical 50 can be rotated uniformly.
The drive mechanism of the delivery device
<EMI ID = 401.1>
<EMI ID = 402.1>
<EMI ID = 403.1>
<EMI ID = 404.1>
The coating apparatus illustrated in the Figures
14 and 15 operates as follows.
<EMI ID = 405.1>
thanks to the control mechanism. 120 which simultaneously causes
<EMI ID = 406.1>. support 106. While the treated part 50 is caused to rotate as mentioned above, the mold 52 is rotated <EMI ID = 407.1>
three times with the speed of rotation of the cylindrical treated part 50. The mold 52 is moved not only circumferentially but also upwards, while the cooling water is supplied by the conduits to the mold 62 during <EMI ID = 408.1>
<EMI ID = 409.1>
des is performed under the following conditions.
A. Part treated in a cylindrical shape
The diameter of the body of this cylindrical treated part
<EMI ID = 410.1>
<EMI ID = 411.1>
<EMI ID = 412.1>
<EMI ID = 413.1>
<EMI ID = 414.1>
<EMI ID = 415.1>
C. Electrodes
The dimension of each of the nine electrodes is 50
<EMI ID = 416.1>
<EMI ID = 417.1>
<EMI ID = 418.1>
<EMI ID = 419.1>
<EMI ID = 420.1>
<EMI ID = 421.1>
<EMI ID = 422.1>
<EMI ID = 423.1>
<EMI ID = 424.1>
<EMI ID = 425.1>
<EMI ID = 426.1> namely 1800 to 19800 amps, is transmitted via the electrodes.
F. Voltage
30 to 35 volts (the current and the voltage are adjusted to fall within the respective ranges mentioned above).
G. Rotation speed of the cylindrical treated part:
1 turn per minute
The results of the coating for the production of a composite cylinder under the preceding conditions were as follows:
<EMI ID = 427.1>
<EMI ID = 428.1>
<EMI ID = 429.1>
<EMI ID = 430.1>
J. Welding time
130 minutes
K. Penetration by fusion of the cylindrical treated part
<EMI ID = 431.1>
L. Surface quality of the deposited metal
Uniform without inequalities
The composite cylinder obtained was cut to examine its structure, which revealed a complete deposit of metal, without separation in the deposited metal and without defects. As a result, it was thus possible to produce an excellent composite cylinder over a short welding period.
Example 2 (comparative example)
A coating under the seat with electrodes was produced under the following conditions A. Cylindrical treated part
The diameter and the length of this cylindrical treated part to be coated were 280 mm and j respectively
1500 mm.
The total length of the cylindrical treated part was
<EMI ID = 432.1>
<EMI ID = 433.1>
iron.
<EMI ID = 434.1>
The internal diameter of the mold was 440 mm and therefore the coating radius was 80 mm.
C. Electrodes
15 flux core electrodes with a diameter of 3.2 mm and having the following composition were used: 1.2% C, 1% Ni, 1% Cr, the remainder being iron.
D. Molten metal
<EMI ID = 435.1>
the electrodes on the slag layer in one place of this layer. The addition speed was 9 kg / minute.
E. Flux (dairy)
<EMI ID = 436.1>
F. Current
400 amps x 15 electrodes
G. Tension
40 volts at each electrode
H. Rotation speed of the cylindrical treated part
2 revolutions per minute
The results of the coating produced to create a composite part under the preceding conditions are as follows:
<EMI ID = 437.1>
<EMI ID = 438.1>
J. Welding speed
17 mm / minute
K. Metal addition report
75%
L. Welding time
130 minutes
<EMI ID = 439.1>
About 35mm, which corresponds to a penetration ratio of 0.30.
N. Depth of metallic mass
<EMI ID = 440.1>
metallic.
The composite cylinder obtained was cut to examine its structure, and no formation of a heterogeneous structure was found during the coating operation.
Example 3
A coating was carried out under slag with electrodes under the following conditions:
A. Cylindrical treated part
The diameter and the length of the cylindrical treated part to be coated were 685 mm and 2200 mm respectively. The total length of this treated part was 4500 mm. The composition of this coin was as follows: 0.8% of C, 1% of
<EMI ID = 441.1>
B. Mold
The internal diameter of the mold was 872 mm and, by <EMI ID = 442.1>
C. Electrodes
<EMI ID = 443.1>
<EMI ID = 444.1>
<EMI ID = 445.1>
mainly iron.
D. Molten metal
A molten metal having the same composition was added
<EMI ID = 446.1>
right of the slag layer.
-SE. Flux (dairy)
<EMI ID = 447.1>
F. Current
2600 amps x 6 electrodes
G ..Ter sion -
30 volts
H. Rotation speed of the cylindrical treated part
1 turn per minuta
The results of the coating operation for the production of a composite cylinder under the preceding conditions
<EMI ID = 448.1>
I. Current density in the slag bath <EMI ID = 449.1>
J. Welding speed
13 mm / minute
<EMI ID = 450.1>
<EMI ID = 451.1>
<EMI ID = 452.1>
<EMI ID = 453.1>
<EMI ID = 454.1>
N. Depth of metallic mass
Otherwise, which corresponds to the metal mass ratio
<EMI ID = 455.1>
The resulting composite cylinder was cut to examine <EMI ID = 456.1>
heterogeneous ture during the coating operation.
The characteristics of the present invention, described
<EMI ID = 457.1>
<EMI ID = 458.1>
AT . Although under-slag coating techniques with electrodes for cylindrical parts have been described
in a number of patents and other documents, these techniques involved difficulties - in the production
<EMI ID = 459.1>
<EMI ID = 460.1>
<EMI ID = 461.1>
severe and limited of these cylindrical parts. The difficulty
<EMI ID = 462.1>
^. seeing a slag coating apparatus of a typa compli-
<EMI ID = 463.1>
<EMI ID = 464.1> ..mine 'therefore -the difficulties mentioned above and allows the implementation of a slag coating process and the use of an apparatus which can be used in particular for production and reforming of rolling mill rolls in <EMI ID = 465.1>
excellent quality by coating process and apparatus
according to the present invention.
C. One of the features of the present invention,
know a penetration by shallow fusion, adjustable to a minimum degree, can advantageously be used for reforming
and the repair of composite cylindrical parts. In the case
of the present invention; penetration of the part by fusion
<EMI ID = 466.1>
which has been deposited on the treated part, and the same coating metal as the layer metal is deposited on this
treated part, while adjusting penetration by fusion
as above.
<EMI ID = 467.1>
1. A method of vertical coating under slag and with electrodes of a part having a cylindrical surface, characterized in that one supplies a polyphase alternating current energy to the slag via a series of consumable electrodes having the bar shape of a
<EMI ID = 468.1>
read while we can turn a treated part and we
continuously adds molten metal to the surface of the bath -
-dairy.
2. Coating process, vertical under slag and with electrodes for the deposition, on a treated part, of a metal of