CH664310A5 - METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING MOLDS FOR THE CONTINUOUS MOLDING OF METALS. - Google Patents

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CH664310A5 CH2493/85A CH249385A CH664310A5 CH 664310 A5 CH664310 A5 CH 664310A5 CH 2493/85 A CH2493/85 A CH 2493/85A CH 249385 A CH249385 A CH 249385A CH 664310 A5 CH664310 A5 CH 664310A5
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Description

DESCRIPTION DESCRIPTION

La présente invention a pour objet un procédé et un appareil de fabrication de moules pour le moulage en continu de métaux à température de fusion élevée, notamment le fer et l'acier, les moules étant de section transversale angulaire de préférence carrée, rectangulaire ou octogonale ou encore de section circulaire, et constitués par des tubes en cuivre ou alliages de cuivre, la forme préférée du moule étant celle en arc de cercle. The subject of the present invention is a method and an apparatus for manufacturing molds for the continuous molding of metals with a high melting temperature, in particular iron and steel, the molds being of angular cross section preferably square, rectangular or octagonal. or of circular section, and constituted by copper or copper alloy tubes, the preferred form of the mold being that in an arc of a circle.

Dans le moulage en continu de l'acier et du fer, un procédé bien connu consiste à utiliser des moules formés d'une ou de plusieurs pièces. Les moules en une pièce sont constitués par un tube cylindrique ou prismatique, par exemple en cuivre désoxydé, lequel s'est révélé approprié à cet usage en raison de sa conductivité thermique élevée. In the continuous casting of steel and iron, a well-known method consists in using molds formed from one or more parts. The one-piece molds consist of a cylindrical or prismatic tube, for example of deoxidized copper, which has proved suitable for this use because of its high thermal conductivity.

Le moule du type en arc de cercle est déjà connu et ses procédés de fabrication sont décrits par exemple dans le brevet finlandais N° 49479 où un long mandrin cintré est pressé dans le tube de métal servant d'ébauche initiale, après quoi le tube est travaillé à froid en pressant le tube et le mandrin à travers un collier de compression et finalement en pressant le mandrin hors du tube. Entre autres procédés connus, il y a ceux décrits dans la demande de brevet allemand N° 2533528 et dans le brevet US N° 4220027, où des moules incurvés sont fabriqués en utilisant la formation par explosion. Un autre procédé connu est celui décrit dans la demande de brevet suédois N° 8105474-4 dans lequel un tube est tiré à travers une ouverture formée par une matrice d'étirage et un bouchon, le mouvement circulaire étant imprimé à l'aide d'un guide spécifique. The mold of the circular arc type is already known and its manufacturing methods are described for example in Finnish patent No. 49479 where a long curved mandrel is pressed into the metal tube serving as initial draft, after which the tube is cold worked by pressing the tube and the mandrel through a compression collar and finally pressing the mandrel out of the tube. Among other known methods, there are those described in German patent application No. 2533528 and in US patent No. 4220027, where curved molds are made using explosion formation. Another known method is that described in Swedish patent application No. 8105474-4 in which a tube is pulled through an opening formed by a drawing die and a stopper, the circular movement being printed using a specific guide.

Si les moules sont fabriqués en pressant d'abord le mandrin dans le tube et en travaillant ensuite le tube à froid, la surface extérieure du moule subit une déformation plus grande que son intérieur et, lorsque ensuite le mandrin est retiré du tube, il y a danger que l'intérieur soit rayé, ce qui peut nécessiter une réparation de la surface intérieure, notamment des angles, par des procédés mécaniques. If the molds are made by first pressing the mandrel into the tube and then working the tube cold, the outer surface of the mold undergoes greater deformation than its interior and, when the mandrel is then removed from the tube, there is danger that the interior will be scratched, which may require repair of the interior surface, in particular of the corners, by mechanical means.

Si l'on utilise la formation par explosion, la production des moules doit être effectuée par des procédés complexes en plusieurs étapes séparées, étant donné que l'ébauche tubulaire à former par explosion doit recevoir à peu près la courbure correcte avant d'appliquer le procédé de formation. Si l'on utilise un mandrin intérieur lors de la formation par explosion, le tube risque d'être rayé ou endommagé dans une mesure comparable au cas décrit ci-dessus. If explosion formation is used, the production of the molds must be carried out by complex processes in several separate stages, since the tubular blank to be formed by explosion must receive approximately the correct curvature before applying the training process. If an internal mandrel is used during explosion formation, the tube may be scratched or damaged to an extent comparable to the case described above.

En utilisant le procédé et l'appareil selon la présente invention, il est possible d'éviter les difficultés survenant notamment lors du retrait du mandrin. By using the method and the apparatus according to the present invention, it is possible to avoid the difficulties arising in particular during the withdrawal of the mandrel.

Le procédé de fabrication de moules tubulaires cintrés est décrit dans la partie caractérisante de la revendication 1, et l'appareil pour la mise en œuvre de ce procédé est décrit dans la revendication 6. The process for manufacturing bent tubular molds is described in the characterizing part of claim 1, and the apparatus for carrying out this process is described in claim 6.

Grâce au procédé et à l'appareil selon l'invention, il est possible de fabriquer des moules présentant une bonne constance des dimensions, une bonne qualité de surface et une dureté suffisante pour l'utilisation ultérieure du moule, notamment en ce qui concerne la surface intérieure. Thanks to the method and to the apparatus according to the invention, it is possible to manufacture molds having a good constancy of dimensions, a good surface quality and a hardness sufficient for the subsequent use of the mold, in particular as regards the interior surface.

Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil: The attached drawing shows, by way of example, two embodiments of the device:

la figure 1 est une vue simplifiée, en élévation, de l'appareil selon l'invention, FIG. 1 is a simplified view, in elevation, of the apparatus according to the invention,

la figure 2 est une vue d'extrémité du même appareil, FIG. 2 is an end view of the same device,

la figure 3 est une vue en coupe de l'appareil, à travers la matrice, FIG. 3 is a sectional view of the apparatus, through the matrix,

et la figure 4 est une vue schématique depuis dessus d'une autre forme d'exécution préférée de l'appareil. and Figure 4 is a schematic view from above of another preferred embodiment of the apparatus.

Il ressort des figures 1 et 2 que la partie principale de l'appareil est constituée par le support de matrice comprenant au moins deux parties séparées 1 et 2, et dans lequel est située la matrice proprement dite, comprenant également au moins deux parties 3 et 4. Les dimensions de la matrice 3, 4 correspondent, en section transversale, aux dimensions extérieures du moule tubulaire terminé et, en section longitudinale, aux dimensions des rayons de moulage des machines à mouler en continu et du moule. Les déplacements de la matrice et du support de matrice sont réglés à l'aide d'une unité de puissance conventionnelle 5 pouvant être, par exemple, mécanique, pneumatique, hydraulique ou analogue. Dans le cas représenté au dessin, la moitié inférieure 4 de la matrice et la moitié inférieure 2 du support de matrice 2 sont fixes et sont fixées à une table 6 fixée elle-même à un socle 7 de l'appareil. Les supports de l'unité de puissance, de It appears from FIGS. 1 and 2 that the main part of the apparatus consists of the matrix support comprising at least two separate parts 1 and 2, and in which the matrix itself is located, also comprising at least two parts 3 and 4. The dimensions of the die 3, 4 correspond, in cross section, to the external dimensions of the finished tubular mold and, in longitudinal section, to the dimensions of the molding radii of the continuous molding machines and of the mold. The displacements of the die and of the die support are adjusted using a conventional power unit 5 which can be, for example, mechanical, pneumatic, hydraulic or the like. In the case shown in the drawing, the lower half 4 of the matrix and the lower half 2 of the matrix support 2 are fixed and are fixed to a table 6 itself fixed to a base 7 of the device. The supports of the power unit,

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

664 310 664,310

même que des coulisses de guidage 9 de la moitié supérieure du support de matrice, sont fixés à la table 6. same as guide slides 9 of the upper half of the die support, are fixed to table 6.

La figure 3 est une vue de détail de la matrice 3, 4 et de l'ébauche tubulaire 10 disposée dans celle-ci. La première opération consiste à donner à l'ébauche tubulaire 10 une courbure à peu près correcte en 5 pressant les parties de matrice 3 et 4 l'une contre l'autre. La seconde opération consiste à travailler à froid l'ébauche 10 en l'expansant et l'étirant par le passage d'un ou de plusieurs bouchons 11 dont les dimensions extérieures sont quelque peu supérieures aux dimensions intérieures de l'ébauche tubulaire, l'ébauche étant placée dans la J0 matrice 3,4 lors du tirage du ou des bouchons. Le bouchon est fixé à la tige cintrée 12. La trajectoire du bouchon 11 et de la tige 12 est située dans le plan vertical. En le travaillant à froid, on donne les dimensions correctes au moule tubulaire, qui reçoit la dureté voulue relativement élevée, c'est-à-dire d'environ 70 à 100 kg/mm2. 15 Figure 3 is a detail view of the die 3, 4 and the tubular blank 10 disposed therein. The first operation consists in giving the tubular blank 10 an almost correct curvature by pressing the die parts 3 and 4 against each other. The second operation consists in cold working the blank 10 by expanding and stretching it by the passage of one or more plugs 11 whose external dimensions are somewhat greater than the internal dimensions of the tubular blank, the blank being placed in J0 matrix 3,4 during the drawing of the plug (s). The plug is fixed to the curved rod 12. The trajectory of the plug 11 and of the rod 12 is located in the vertical plane. By working it cold, the correct dimensions are given to the tubular mold, which receives the desired relatively high hardness, that is to say about 70 to 100 kg / mm 2. 15

Comme représenté à la figure 1, le mouvement de traction du bouchon est exercé par une unité motrice conventionnelle, telle qu'un vérin hydraulique 13, dont la tige du piston 14 est fixée au chariot de tirage 15 se déplaçant le long d'un rail de guidage 16, en arc de cercle. Dans ce cas, le mouvement en arc de cercle qui carac- 2o térise l'invention est obtenu à l'aide de rails de guidage en arc de cercle pouvant être remplacés et fabriqués avec des rayons de moulage divers correspondant aux différents moules. Le berceau 17 des rails de guidage peut être positionné à l'inclinaison voulue à l'aide des dispositifs 18,19 de réglage de la hauteur et de l'inclinaison. A la figure 1, les rails de guidage et leurs structures de support sont disposés au-dessous du bouchon et de la tige de bouchon, mais il est clair qu'ils pourraient être placés au-dessus. As shown in Figure 1, the pulling movement of the plug is exerted by a conventional drive unit, such as a hydraulic cylinder 13, the piston rod 14 of which is fixed to the pulling carriage 15 moving along a rail guide 16, in an arc. In this case, the movement in an arc of a circle which characterizes the invention is obtained using guide rails in an arc of a circle which can be replaced and manufactured with various molding radii corresponding to the different molds. The cradle 17 of the guide rails can be positioned at the desired inclination using the devices 18, 19 for adjusting the height and the inclination. In Figure 1, the guide rails and their support structures are arranged below the plug and the plug rod, but it is clear that they could be placed above.

La figure 4 illustre une autre forme d'exécution préférée de l'invention. L'appareil peut également être réalisé de manière que la trajectoire du bouchon à l'intérieur de l'ébauche tubulaire, lors de l'opération d'étirage, soit située dans le plan horizontal. La matrice 3,4 ainsi que son support 1, 2 sont fixés à une table 6, pouvant être déplacée autour du centre de rotation 20 de l'appareil et amenée à la position déterminée par le rayon de moulage du moule. Dans ce cas, la tige du bouchon 12, 12' est constituée de deux parties et peut être déplacée avec le corps 22, 22' à l'aide du support 21, et amenée dans la position déterminée par le rayon de moulage du moule. L'opération d'étirage est effectuée de manière que le corps 22, 22' soit soumis à un mouvement de rotation partiel autour de son centre 20. Figure 4 illustrates another preferred embodiment of the invention. The apparatus can also be made so that the trajectory of the plug inside the tubular blank, during the stretching operation, is located in the horizontal plane. The matrix 3,4 and its support 1, 2 are fixed to a table 6, which can be moved around the center of rotation 20 of the device and brought to the position determined by the mold radius of the mold. In this case, the plug rod 12, 12 ′ is made up of two parts and can be moved with the body 22, 22 ′ using the support 21, and brought into the position determined by the mold radius of the mold. The stretching operation is carried out so that the body 22, 22 ′ is subjected to a partial rotational movement around its center 20.

La finition du moule tubulaire est effectuée après son enlèvement de la matrice. The tubular mold is finished after its removal from the matrix.

R R

2 feuilles dessins 2 sheets of drawings

Claims (11)

664 310664,310 1. Procédé de fabrication de moules tubulaires cintrés en cuivre ou alliages de cuivre, notamment de moules du type en arc de cercle et destinés à être utilisés dans des machines de moulage en continu de billettes, les moules étant formés à partir d'une ébauche tubulaire produite par moulage, extrusion à chaud ou étirage, caractérisé en ce qu'une ébauche tubulaire de moule, dont les dimensions extérieures et intérieures sont inférieures à celles du moule tubulaire terminé, est cintrée à l'aide d'une matrice adaptée aux dimensions extérieures du moule terminé, et en ce que l'ébauche tubulaire cintrée est travaillée à froid en tirant au moins un bouchon à travers elle de manière à l'expanser, et de manière que la trajectoire du bouchon corresponde à l'axe cintré du moule, grâce à quoi la surface extérieure de l'ébauche est pressée contre la matrice et la surface intérieure de l'ébauche est travaillée à froid de manière à prendre les dimensions du bouchon, et en ce que finalement le moule tubulaire est retiré de la matrice et soumis aux opérations de finition. 1. Method for manufacturing bent tubular molds of copper or copper alloys, in particular molds of the circular arc type and intended for use in continuous billet molding machines, the molds being formed from a blank tubular produced by molding, hot extrusion or drawing, characterized in that a tubular mold blank, the external and internal dimensions of which are smaller than those of the finished tubular mold, is bent using a matrix adapted to the dimensions outside of the finished mold, and in that the curved tubular blank is cold worked by pulling at least one plug through it so as to expand it, and so that the trajectory of the plug corresponds to the curved axis of the mold , whereby the outer surface of the blank is pressed against the die and the inner surface of the blank is worked cold so as to take the dimensions of the plug, and in that ultimately the mold tubular is removed from the die and subjected to finishing operations. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dimensions extérieures du bouchon sont plus grandes que les dimensions intérieures de l'ébauche. 2. Method according to claim 1, characterized in that the external dimensions of the plug are larger than the internal dimensions of the blank. 2 2 REVENDICATIONS 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon de la trajectoire circulaire du bouchon est réglable. 3. Method according to claim 1, characterized in that the radius of the circular path of the plug is adjustable. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trajectoire du bouchon est disposée dans un plan vertical. 4. Method according to claim 1, characterized in that the trajectory of the plug is arranged in a vertical plane. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trajectoire du bouchon est disposée dans un plan horizontal. 5. Method according to claim 1, characterized in that the trajectory of the plug is arranged in a horizontal plane. 6. Appareil de fabrication de moules en cuivre ou alliages de cuivre, pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une matrice destinée à être pressée autour d'une ébauche tubulaire (10), et formée d'au moins deux parties (3, 4) et pourvue d'un support en deux parties (1, 2) grâce à quoi au moins l'une des parties de la matrice et du support peut être déplacée le long de coulisses de guidage (9), à l'aide d'une unité de puissance (5), et un bouchon (11) pourvu d'une tige de bouchon (12) qui sont agencés pour se déplacer à l'intérieur de l'ébauche tubulaire (10), le long d'une trajectoire en forme d'arc de cercle. 6. Apparatus for manufacturing molds of copper or copper alloys, for implementing the method according to claim 3, characterized in that it comprises a matrix intended to be pressed around a tubular blank (10), and formed of at least two parts (3, 4) and provided with a support in two parts (1, 2) whereby at least one of the parts of the matrix and of the support can be moved along the guide rails guide (9), using a power unit (5), and a plug (11) provided with a plug rod (12) which are arranged to move inside the tubular blank (10), along a trajectory in the shape of an arc of a circle. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mouvement en arc de cercle du bouchon (11) est obtenu en fixant le chariot de tirage (15) de l'unité de puissance à l'extrémité de la tige (12) de bouchon de manière qu'il se déplace le long d'un rail de guidage (16) en arc de cercle. 7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the circular arc movement of the plug (11) is obtained by fixing the pulling carriage (15) of the power unit at the end of the rod (12) plug so that it moves along a guide rail (16) in an arc. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les rails de guidage (16) et leurs structures de support (17) sont disposés au-dessous de la trajectoire du bouchon (11) et de la tige (12) de bouchon. 8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the guide rails (16) and their support structures (17) are arranged below the path of the plug (11) and the stem (12) of the plug. 9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les rails de guidage (16) et leurs structures de support (17) sont disposés au-dessus du bouchon (11) et de la tige (12) de bouchon. 9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the guide rails (16) and their support structures (17) are arranged above the plug (11) and the plug rod (12). 10. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mouvement en arc de cercle du bouchon (11) est obtenu à l'aide d'un corps (22, 22'), auquel la tige (12, 12') de bouchon en deux parties est fixée à l'aide de supports (21), cela de manière à pouvoir pivoter en un mouvement de rotation partiel dans le plan horizontal et autour de son centre. 10. Apparatus according to claim 6, characterized in that the circular arc movement of the plug (11) is obtained using a body (22, 22 '), to which the rod (12, 12') of plug in two parts is fixed using supports (21), this so as to be able to pivot in a partial rotational movement in the horizontal plane and around its center. 11. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matrice (3, 4) et son support (1, 2), qui sont fixés à une table (6), peuvent se déplacer radialement pour s'adapter au rayon de moulage du moule dans chaque cas particulier. 11. Apparatus according to claim 6, characterized in that the matrix (3, 4) and its support (1, 2), which are fixed to a table (6), can move radially to adapt to the molding radius of the mold in each particular case.
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