FR1450591A - Procédé et dispositif de réalisation de lingots d'acier composite en plusieurs couches - Google Patents

Description

Procédé et dispositif de réalisation de lingots d'acier composite en plusieurs couches.
Dans la réalisation de pièces coulées composites, il est connu de placer dans la lingotière une cloison en tôle qui se soude à la masse en fusion coulée et qui reste à l'intérieur du lingot composite après la coulée dans la cavité divisée de la lingotière.
Cette cloison constitue un corps étranger dans le lingot composite, de sorte que pour obtenir un lingot convenable, il est nécessaire de tenir en réserve des cloisons correspondant aux masses en fusion à couler.
En général, on réalise des lingots composites en plaçant dans la lingotière la plaque sur laquelle on effectue la coulée et on coule dans la cavité restante la masse en fusion. Il se produit alors évidemment une fusion partielle de la plaque, qui est sensible, en particulier, à la partie inférieure du lingot, car, en cet emplacement, la plaque autour de laquelle on effectue la coulée et qui constitue finalement un élément du lingot composite, est restée le plus longtemps en contact avec la masse fluide en fusion et a subi la plus forte fusion. Il en résulte une inégalité de l'épaisseur des couches de la tête vers le pied du lingot.
On connaît, par ailleurs, un procédé dans lequel on utilise des cloisons destinées à être retirées. Ces cloisons devant être retirées, sont également relativement minces. Elles sont exclues pour la coulée de lingots composites lourds tels qu'on les utilise pour la réalisation d'outils qui sont soumis à de grands efforts mécaniques et qui, en outre, subissent une forte usure de surface. On a donc réalisé, jusqu'à présent, des matériaux composites destinés à cet usage, donc, par exemple, pour la réalisation de tôles de socs de charrue, de tôles de cribes, etc., exclusivement par placage au laminoir.
La présente invention a pour objet la réalisation de lingots composites en plusieurs couches d'épaisseurs régulières sur la totalité de la hauteur du lingot et elle a pour particularité essentielle qu'on utilise comme cloison une plaque métallique massive ayant une bonne action refroidissante et réalisée de préférence en même matériau que celui de la lingotière, l'épaisseur de cette plaque correspondant à celle de l'une des couches du métal composite.
Comme cette cloison constitue un élément retenant la place de la seconde coulée, on obtient un lingot composite de section régulière à qualités d'acier, par exemple, dur-doux-dur.
La plaque constituant la cloison peut être, par exemple, en même matériau que celui de la lingotière (fonte, acier) et son épaisseur doit être adaptée à l'effet de refroidissement recherché et elle est par exemple égale à celle d'une paroi de la lingotière. On peut utiliser avec un succès égal une plaque métallique refroidie à l'eau, en particulier en cuivre. On peut éviter l'inclusion d'impuretés non métalliques par une couche de vernis et obtenir ainsi une meilleure soudure des première et seconde masses coulées.
La cloison conforme à l'invention doit avoir quelques millimètres de jeu avec la paroi de la lingotière pour tenir compte de la dilatation thermique au moment de la coulée. On a pu constater que, pour un lingot de 12 tonnes, un jeu de 8 mm de chaque côté est suffisant. Ces intervalles doivent être garnis de matière résistant au feu avant la coulée, donc lors de la mise en place de la cloison.
On doit cependant s'assurer que la cloison peut se dilater. Les garnitures qui se sont avérées être les meilleures à chaud sont les bandes ou cordon connus d'amiante.Le procédé conforme à l'invention permet l'utilisation, aussi bien de la fonte de la tête que celle qui est voisine de la plaque mère du lingot.
D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée qui va suivre et des dessins donnés à titre d'exemple non limitatif d'une coulée en source et sur lesquels : La figure 1 est une vue en élévation de face avec coupe partielle d'une lingotière conforme à l'invention ; La figure 2 est une vue en plan de cette lingotière ; La figure 3 est une coupe longitudinale partielle de la- lingotière, dans l'angle délimité par le cercle pointillé Y dessiné sur la figure 1 ; et La figure 4 est une coupe transversale partielle dans le secteur délimité par le cercle Z représenté sur la figure 2.
La cloison 1 conforme à l'invention, notamment en fonte, est entourée de bandes d'amiante 2 servant à garnir l'intervalle réservé à la dilatation; la référence 3 désigne la plaque de coulée en source, la référence 4, l'entonnoir de coulée pour l'acier dur, la référence 5, l'entonnoir de coulée d'acier mou et la référence 6. une lingotière usuelle faiblement conique. Celle-ci est placée de façon usuelle sur la plaque de coulée en source et la cloison 1 est mise en place au moyen d'une grue à l'aide de gabarits de centrage et elle comporte à cet effet, des anneaux de levage. En général, il est inutile de prévoir une autre fixation de la cloison.
La garniture des fentes est constituée par des bandes d'amiante mises en place. On peut, cependant, obturer les angles à l'aide de cordons supplémentaires d'amiante. Les figures 1 et 2 montrent la disposition de ces garnitures et les figures 3 et 4 en représentent la disposition, d'une part, aux angles inférieurs de la cloison et d'autre part, le long des bords latéraux de celle-ci, dans les secteurs délimités par les cercles Y et Z sur les figures 1 et 2. On peut accroître l'étanchéité dans les angles, entre la cloison et la lingotière, par une disposition complémentaire de tôles en cornière.
Pour éviter des inclusions non métalliques entre les couches composites et pour assurer un meilleur soudage de ces couches, on enduit la cloison d'une laque empêchant la formation d'une croûte de coulée et sur la surface fluide de l'acier coulé en premier, on place un cadre flottant en carton ondulé. L'exemple de réalisation montre la coulée d'un lingot d'acier composite dur-doux-dur tel qu'on les utilise pour la réalisation de tôles de soc de charrue. Après préparation de la lingotière comme décrit, on coule d'abord l'acier de qualité supérieure par l'entonnoir 4. Quelques minutes après la fin de la coulée (5 minutes pour une lingotière de 12 tonnes), on dégage la cloison, par exemple à l'aide d'une grue ou également à l'aide d'un mouton hydraulique.On retire ensuite lentement la cloison vers le haut et, simultanément, ou peu après, on commence la coulée de la deuxième masse (matrice). Dans ce but. l'acier effervescent s'est avéré d'un bon usage.
Au lieu de la coulée en source de la matrice, on peut également prévoir de couler celle-ci par le haut et, dans ce cas également, on utilise avantageusement de l'acier effervescent.
Comme on l'a mentionné, on met en u̇vre de préférence le procédé conforme à l'invention par une coulée en source et, lorsque les cavités de la lingotière sont particulièrement petites, on peut utiliser des carneaux ascendants 'ovales.
La cloison conforme à l'invention peut être réutilisée. car la sollicitation thermique qu'elle subit au moment de la coulée de la première masse en fusion. jusqu'au moment où on la retire de la lingotière. est relativement faible (au maximum 800[deg] en surface) .
L'application de l'invention est la plus économique dans les cas où on dispose d'unités de fours dont la capacité correspond au rapport des qualités d'aciers utilisés pour le lingot composite.

Claims (2)

RÉSUMÉ La présente invention a pour objet : I. Un procédé de réalisation de lingots d'acier composites par coulée d'aciers de plusieurs compositions dans une lingotière munie d'une cloison pouvant en être retirée, caractérisé par les points suivants pris isolément ou en combinaisons : 1. On utilise comme cloison une plaque métallique massive ayant une bonne action refroidissante et réalisée, de préférence, en même matériau que celui de la lingotière, l'épaisseur de cette plaque correspondant à celle d'une des couches du métal composite; 2. On utilise comme cloison une plaque métallique. notamment en cuivre, refroidie. par exemple, par une circulation d'eau; 3. Pour permettre sa dilation thermique, la cloison est légèrement plus petite que la largeur de la lingotière et l'intervalle est garni de cordons ou de bandes d'amiante avant la coulée de la première masse; 4. Avant le début de la coulée, la cloison est enduite d'un vernis empêchant la formation d'une croûte de coulée; 5. Sur la surface de l'acier coulé en premier, on place un cadre flottant en carton ondulé ; 6. On réalise une coulée en source pour les deux masses en fusion; 7. On effectue une coulée en source pour l'une des masses d'acier et une coulée par le haut pour l'autre de ces masses. II. Une cloison pour la mise en u̇vre du procédé tel que spécifié sous I, caractérisé par les points suivants considérés isolément ou en combinaison :

1. Ladite cloison est en même matériau que celui de la lingotière;

2. Ladite cloison est en métal, de préférence en cuivre et elle est refroidie.