Brevet additionnel subordonné au brevet principal NO 330915 Dispositif pour la coulée continue horizontale d'un métal Le brevet principal No 330915, du 12 décembre 1955,a pour objet un dispositif pour la coulée con tinue horizontale d'un, métal,
comportant un réci pient agencé pour recevoir du métal liquide par sa partie supérieure ouverte et ayant une paroi anté rieure verticale munie à sa partie inférieure d'une ouverture communiquant avec une coquille ouverte à axe horizontal, ladite coquille étant constituée en une matière fortement conductrice de la chaleur,
des moyens produisant simultanément le refroidisse- ment interne de ladite coquille et le refroidissement du métal qui sort de ladite coquille, et des moyens pour assurer l'entraînement et le guidage horizontal dudit métal sortant die la coquille, de manière que celui-ci présente une surface inférieure plane,
carac térisé en ce que la paroi antérieure du récipient et la paroi postérieure de la coquille présentent des faces planes en contact étroit l'une avec l'autre, la coquille étant munie d'une partie formant saillie sur sa paroi postérieure et pénétrant dans une partie de ladite paroi antérieure du récipient, de manière à former un joint étanche autour de l'ouverture mé nagée dans ladite paroi antérieure,
l'une desdites parties coopérant entre elles pour former un joint étanche étant constituée en une matière réfractaire de faible conductibilité thermique et facilement dé- formable par écrasement, tandis que l'autre est en métal.
Selon une forme de réalisation particulière de ce dispositif, la coquille comporte, sur sa face pos térieure, un redan, qui pénètre dans la face verticale du récipient, qui est constituée en une matière telle que l'amiante, suivant une ligne continue identique au périmètre de la section de sortie de la coquille. Le dispositif ainsi constitué permet d'obtenir, par coulée continue, sans,
risques d'accrochages dus à des fuites de métal entre le récipient et la coquille, des, lingots pleins, de moyenne ou grande longueur, en profils de toutes dimensions pratiquement utili sables et ayant une section de forme générale poly gonale ou arrondie.
La présente invention se rapporte à un dispositif pour la coulée continue de tubes qui peuvent avoir toutes dimensions et une section rectangulaire ou ronde, par exemple.
Le dispositif conforme à l'in vention, qui présente les caractéristiques, fondamen tales du brevet principal rappelées ci-dessus, est caractérisé en ce que la paroi antérieure du récipient est traversée, dans 1a zone axiale de l'ouverture de la coquille, par un mandrin qui s'étend: à travers:
le récipient dans lequel il est protégé par un revête ment calorifuge et dont la tête, qui présente une légère conicité et une section droite maximum cor- respondant à la section interne du tube à obtenir, fait saillie à l'intérieur de la coquille,
un ou plu sieurs passages de communication étant ménagés à travers ladite paroi antérieure du récipient, entre le mandrin et le périmètre de la section interne de la coquille.
Les fig. 1, 2 et 3 des dessins annexés représen tent, à titre d'exemple, respectivement trois formes de réalisation du dispositif conforme à l'invention, en coupe verticale par un plan passant par l'axe longitudinal de la coquille.
Le dispositif représenté à la fig. 1, comprend un récipient 1 destiné à recevoir le métal en fusion 2, ce récipient comportant des parois latérales.
et pos, térieure métalliques 3 doublées d'un revêtement in- terne d'amiante 4 et une paroi antérieure verticale 5 constituée par une plaque d'amiante de forte épais seur, la paroi postérieure 3 comportant une partie inférieure renforcée 6.
Une coquille 7, par exemple métallique ou en graphite, comportant un canal interne 8 communi quant, d'une part, avec une arrivée 9 d'eau sous pression et, d'autre part, avec une multitude d'orifi- ces d'aspersion 10 débouchant obliquement sur la face antérieure de la coquille, est appliquée contre la face externe de la paroi antérieure 5 du récipient.
Cette coquille est munie, sur sa face postérieure, d'un redan 11, qui, pénétrant dans la paroi 5, assure l'étanchéité entre cette dernière et la coquille.
La partie 12 de la paroi 5 limitée par le péri mètre du redan 11 est percée d'une ouverture à tra vers laquelle passe un mandrin 13, par exemple métallique ou en graphite, qui traverse le récipient et la paroi postérieure renforcée 6 de ce dernier. Dans sa partie située dans le récipient, ledit man drin est protégé extérieurement par un revêtement d'amiante <I>14.
Ce</I> mandrin comporte, à son extrémité avant, une tête 15 ayant un diamètre supérieur à ce lui du corps du mandrin et qui fait saillie. en avant de la partie 12 de la paroi 5, cette tête présentant une légère conicité et étant munie, sur sa face pos térieure, d'un redan 16, qui, comme le redan. 11 de la coquille, pénètre dans la face externe de ladite partie 12.
En outre, le mandrin, 13 comporte un évi dement axial 17 qui est relié à la partie postérieure du mandrin, non représentée, avec une source d'eau sous pression et qui communique d'autre part avec une multitude d'orifices d'aspersion 18 débouchant obliquement à la partie antérieure de la tête 15.
Des ouvertures 19 sont ménagées dans la partie 12 de la paroi antérieure 5 du récipient, autour de la tête 15 du mandrin 13, pour assurer la commu- nication entre le récipient et la coquille.
Enfin, une grille 20, épaulée sur les parois. pos térieure et antérieure 5 du récipient, au moyen de cales 21 et 22, assure le raidissement interne du ré cipient contre la pression exercée sur la paroi 5 par la coquille 7 et la tête de mandrin 15.
Le métal fondu, versé dans le récipient 1, arrive par les ouvertures 19 dans la coquille 7 et commence à se solidifier au contact de la paroi interne de la coquille et de la tête de mandrin 15, en formant un tube 23.
Dès ce début de solidification, il se pro duit un retrait du métal et le tube cesse, de ce fait, d'être en contact sur son périmètre extérieur avec la coquille 7.
Pour diminuer les risques d'une rupture du tube à cet endroit, par -suite de la fragilité du métal insuffisamment solidifié, la coquille 7 est ren due aussi courte que possible,
pour que l'effet de refroidissement du fluide s'échappant par les ori fices 10 se fasse sentir jusqu'à l'intérieur de la co quille et y réduise au maximum l'importance du volume 24 de métal liquide.
En outre-, ce retrait du métal entraîne un frettage de l'intérieur du tube sur la tête 15 du mandrin. C'est pour éviter l'effet de ce frettage, qui tendrait également à déterminer une rupture du tube, que l'on donne à la tête 15 la lé gère conicité dont il a été question ci-dessus.
Dans le dispositif représenté à la fig. 2, on re trouve la plupart des: éléments de rexemple précé dent, les éléments identiques étant désignés par les mêmes références. Comme dans le premier exemple, la coquille 7 comporte un redan 11 et le mandrin 13 présente une tête élargie 15, mais le mandrin ne présente pas de redan.
D'autre part, la partie de la paroi 5 qui se trouve dans la fig. 1, autour du mandrin, est supprimée, le mandrin traversant ladite paroi par une ouverture circulaire 19 qui forme, autour du mandrin, un passage annulaire continu. On peut en effet laisser le métal liquide venir frap per librement l'arrière de la tête du mandrin sans qu'il soit besoin d'assurer de façon particulière l'étanchéité dans cette région.
Le fonctionnement de ce dispositif est exactement le même que celui faisant l'objet de la fig. 1. Dans la variante représentée à la fig. 3 et dans laquelle les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que dans les figures précédentes, le mandrin comprend une tige métallique 33 qui tra verse le récipient 1 et la partie postérieure renforcée 6 de ce dernier et qui s'étend en avant de la paroi frontale 5 en amiante,
en traversant ladite paroi par une ouverture. circulaire 39 de diamètre supérieur à celui de la tige du mandrin mais inférieur à celui de l'évidement axial du tube coulé à obtenir. Dans sa partie située dans le récipient, cette tige est protégée par un revêtement tubulaire d'amiante 34 ;
elle com- porte, à son extrémité avant, une tête élargie 35 pré sentant un diamètre maximum sensiblement égal ou légèrement supérieur à celui dudit évidement axial et une conicité telle que sa section aille en diminuant du côté tourné vers l'avant. Une rondelle d'amiante 38 est appliquée sur la partie postérieure de la tête 35, le diamètre de cette rondelle étant sensiblement égal à celui de l'ouverture 39.
L'ensemble de la tige 33 avec sa tête 35, le- revêtement tubulaire 34 et la rondelle 38 est maintenu en place par un écrou 40 qui vient se visser sur la partie arrière de la tige 33, filetée à cet effet.
Lors de la coulée, le métal en fusion, par exem ple un alliage antifriction tel qu'un alliage alumi- nium-étain à 6 ou 20 % d'étain, est versé dans le récipient 1 dont il s'échappe par l'ouverture 39 en passant dans la coquille 7 où il se solidifie., en for mant le tube 23 dont on peut faire des bagues ou coussinets antifriction pour palier.
La rondelle 38 empêche que le métal, en début de coulée, se re froidisse prématurément au contact de la face. arrière de la tête 35.
On conçoit que la tête 35 peut présenter toute section droite voulue autre qu'une section circu laire, correspondant à la section droite de l'évide ment que l'on désire obtenir à l'intérieur du tube coulé. Dans l'exemple de la fig. 3, le mandrin, n'est pas refroidi et la tête 35 est en conséquence en graphite.
Toutefois, cette tête pourrait être également en mé tal, par exemple en acier et le mandrin serait alors muni de canaux de refroidissement analogues à ceux prévus dans les exemples des fig. 1 et 2.
Additional patent subordinate to main patent NO 330915 Device for the horizontal continuous casting of a metal The main patent No 330915, of December 12, 1955, relates to a device for the horizontal continuous casting of a metal,
comprising a receptacle arranged to receive liquid metal through its open upper part and having a vertical front wall provided at its lower part with an opening communicating with an open shell with a horizontal axis, said shell being made of a highly conductive material of the heat,
means simultaneously producing the internal cooling of said shell and the cooling of the metal which leaves said shell, and means for ensuring the driving and horizontal guidance of said metal leaving the shell, so that the latter has a flat bottom surface,
charac terized in that the anterior wall of the container and the posterior wall of the shell have planar faces in close contact with each other, the shell being provided with a portion forming a projection on its posterior wall and penetrating into a part of said front wall of the container, so as to form a tight seal around the opening made in said front wall,
one of said parts cooperating with one another to form a tight seal being made of a refractory material of low thermal conductivity and easily deformable by crushing, while the other is made of metal.
According to a particular embodiment of this device, the shell comprises, on its rear face, a step, which penetrates into the vertical face of the container, which is made of a material such as asbestos, along a continuous line identical to the one. perimeter of the outlet section of the shell. The device thus formed makes it possible to obtain, by continuous casting, without,
risks of snagging due to metal leaks between the container and the shell, solid ingots, of medium or great length, in profiles of any practically usable dimensions and having a generally poly gonal or rounded cross section.
The present invention relates to a device for the continuous casting of tubes which may have any dimensions and a rectangular or round section, for example.
The device according to the invention, which has the basic characteristics of the main patent recalled above, is characterized in that the front wall of the container is traversed, in the axial zone of the opening of the shell, by a mandrel which extends: through:
the receptacle in which it is protected by a heat-insulating coating and the head of which, which has a slight conicity and a maximum cross section corresponding to the internal section of the tube to be obtained, protrudes inside the shell,
one or more communication passages being formed through said front wall of the container, between the mandrel and the perimeter of the internal section of the shell.
Figs. 1, 2 and 3 of the accompanying drawings represent, by way of example, respectively three embodiments of the device according to the invention, in vertical section through a plane passing through the longitudinal axis of the shell.
The device shown in FIG. 1, comprises a container 1 intended to receive the molten metal 2, this container comprising side walls.
and the rear metal 3 lined with an internal asbestos coating 4 and a vertical front wall 5 consisting of a very thick asbestos plate, the rear wall 3 comprising a reinforced lower part 6.
A shell 7, for example metallic or graphite, comprising an internal channel 8 communicating, on the one hand, with a pressurized water inlet 9 and, on the other hand, with a multitude of orifices of spray 10 opening obliquely on the front face of the shell, is applied against the outer face of the front wall 5 of the container.
This shell is provided, on its rear face, with a step 11 which, penetrating into the wall 5, provides a seal between the latter and the shell.
The part 12 of the wall 5 limited by the perimeter of the step 11 is pierced with an opening through which passes a mandrel 13, for example metallic or graphite, which passes through the container and the reinforced rear wall 6 of the latter. . In its part located in the container, said man drin is externally protected by an asbestos coating <I> 14.
This mandrel comprises, at its front end, a head 15 having a diameter greater than that of the mandrel body and which protrudes. in front of part 12 of wall 5, this head having a slight taper and being provided, on its pos ter face, with a step 16, which, like the step. 11 of the shell, penetrates into the external face of said part 12.
In addition, the mandrel, 13 comprises an axial recess 17 which is connected to the rear part of the mandrel, not shown, with a source of pressurized water and which communicates on the other hand with a multitude of spray orifices. 18 opening obliquely to the anterior part of the head 15.
Openings 19 are formed in the portion 12 of the front wall 5 of the container, around the head 15 of the mandrel 13, to provide communication between the container and the shell.
Finally, a grid 20, supported on the walls. rear and front 5 of the container, by means of wedges 21 and 22, ensure the internal stiffening of the container against the pressure exerted on the wall 5 by the shell 7 and the mandrel head 15.
The molten metal, poured into the container 1, arrives through the openings 19 in the shell 7 and begins to solidify in contact with the internal wall of the shell and the mandrel head 15, forming a tube 23.
From this start of solidification, a shrinkage of the metal takes place and the tube therefore ceases to be in contact on its outer perimeter with the shell 7.
To reduce the risks of the tube breaking at this location, due to the fragility of the insufficiently solidified metal, the shell 7 is made as short as possible,
so that the cooling effect of the fluid escaping through the ori fices 10 is felt as far as the interior of the shell and there minimizes the size of the volume 24 of liquid metal.
In addition, this withdrawal of the metal causes a shrinking of the interior of the tube on the head 15 of the mandrel. It is to avoid the effect of this hooping, which would also tend to cause a rupture of the tube, that the head 15 is given the thin taper which was discussed above.
In the device shown in FIG. 2, we find most of the elements of the previous example, the identical elements being designated by the same references. As in the first example, the shell 7 has a step 11 and the mandrel 13 has an enlarged head 15, but the mandrel does not have a step.
On the other hand, the part of the wall 5 which is in FIG. 1, around the mandrel, is deleted, the mandrel passing through said wall by a circular opening 19 which forms, around the mandrel, a continuous annular passage. It is in fact possible to allow the liquid metal to come freely to strike the rear of the head of the mandrel without it being necessary to ensure the sealing in this region in a particular manner.
The operation of this device is exactly the same as that forming the subject of FIG. 1. In the variant shown in FIG. 3 and in which the same elements are designated by the same references as in the previous figures, the mandrel comprises a metal rod 33 which passes through the container 1 and the reinforced rear part 6 of the latter and which extends in front of the front wall 5 in asbestos,
by crossing said wall through an opening. circular 39 of greater diameter than that of the shank of the mandrel but less than that of the axial recess of the cast tube to be obtained. In its part located in the container, this rod is protected by a tubular asbestos coating 34;
it comprises, at its front end, an enlarged head 35 having a maximum diameter substantially equal to or slightly greater than that of said axial recess and a taper such that its section decreases on the side facing forward. An asbestos washer 38 is applied to the rear part of the head 35, the diameter of this washer being substantially equal to that of the opening 39.
The whole of the rod 33 with its head 35, the tubular coating 34 and the washer 38 is held in place by a nut 40 which is screwed onto the rear part of the rod 33, threaded for this purpose.
During casting, the molten metal, for example an anti-friction alloy such as an aluminum-tin alloy with 6 or 20% tin, is poured into the vessel 1 from which it escapes through the opening. 39 by passing through the shell 7 where it solidifies., By forming the tube 23 which can be made into anti-friction rings or bearings for bearing.
The washer 38 prevents the metal, at the start of casting, from cooling prematurely on contact with the face. back of head 35.
It will be understood that the head 35 can have any desired cross section other than a circular section, corresponding to the cross section of the recess which it is desired to obtain inside the cast tube. In the example of FIG. 3, the mandrel, is not cooled and the head 35 is consequently made of graphite.
However, this head could also be made of metal, for example of steel and the mandrel would then be provided with cooling channels similar to those provided in the examples of FIGS. 1 and 2.