FR2498498A1 - MOLD FOR CONTINUOUS CASTING OF METALS WITH INSULATION LANTOTIERE TOP - Google Patents
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Abstract
APPAREIL POUR LA COULEE DIRECTE EN COQUILLE DE METAUX. UNE COUCHE 30 DE PLACAGE DE CHROME EST FORMEE SUR UNE SURFACE INTERIEURE D'UN MOULE 12 QUI VIENT EN CONTACT AVEC UN METAL FONDU 11 A COULER. UNE CERTAINE QUANTITE CONSTANTE D'UN LUBRIFIANT PEUT ETRE DISTRIBUEE RESPECTIVEMENT A UNE PLURALITE DE MOULES GROUPES DANS UN SYSTEME DE COULEE, AU MOYEN D'UN DISPOSITIF UNIQUE DE DISTRIBUTION DE LUBRIFIANT. L'INVENTION S'APPLIQUE PARTICULIEREMENT A LA COULEE, DU TYPE A SOMMET CHAUD, DE L'ALUMINIUM ET DE SES ALLIAGES.APPLIANCE FOR DIRECT CASTING IN METAL SHELL. A CHROME PLATING LAYER 30 IS FORMED ON AN INNER SURFACE OF A MOLD 12 WHICH COMES IN CONTACT WITH A MELT METAL 11 TO BE CAST. A SOME CONSTANT AMOUNT OF A LUBRICANT MAY BE DISTRIBUTED TO A PLURALITY OF GROUPED MOLDS IN A CASTING SYSTEM, BY MEANS OF A SINGLE LUBRICANT DISTRIBUTION DEVICE. THE INVENTION IS PARTICULARLY APPLICABLE TO THE CASTING, OF THE HOT TOP TYPE, OF ALUMINUM AND ITS ALLOYS.
Description
La présente invention se rapporte a un appareil pour la coulée directe enThe present invention relates to an apparatus for the direct casting of
coquille de métaux. Plus particulièrement, l'invention vise un moule utilisé pour la coulée continue ou semi-continue de lingots d'aluminium ou de ses alliages dans un procédé de coulée à 'sommet chaud" et dont l'efficacité de lubrification et la durée de vie sont tres ameliorees, ainsi que la qualité des surfaces du lingot. L'invention vise également un dispositif capable de distribuer efficacement et uniformément une huile de metal shell. More particularly, the invention is directed to a mold used for the continuous or semi-continuous casting of aluminum ingots or its alloys in a hot-top casting process and whose lubrication efficiency and service life are The invention also relates to a device capable of efficiently and uniformly distributing a lubricating oil.
lubrification du moule.lubrication of the mold.
Les lingots métalliques, tels que les lingots d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, ont été jusqu'a présent coulés par des procédés bien connus de coulée continue ou semi-continue. Depuis peu, un procédé de coulée a partie supérieure chaude ou "sommet chaud", dans lequel un réservoir de fusion pour la réception d'un metal fondu, construit en matiere réfractaire thermiquement isolante, est disposé au-dessus d'un moule de façon a retenir le bain ou metal fondu a une pression hydrostatique elevee au-dessus d'une couche solidifiée de metal,prend rapidement le pas sur les autres procédés. Dans un appareil représentatif utilisé dans ce type de procédé, on emploie généralement un moule de coulée directe en coquille de forme cylindrique et à extrémité ouverte, avec un réservoir de métal fondu construit en matière réfractaire et de type en surplomb pour être placé sur ce moule, une partie d'extrémité inférieure de la périphérie intérieure du réservoir de métal fondu se prolongeant vers l'intérieur au-delà de la surface de la paroi intérieure du moule. Pendant que le métal en fusion à couler est reçu et contenu d'une part dans le réservoir, le métal en fusion subit d'autre part un refroidissement primaire continu, tout en étant maintenu à l'état de colonne dans le moule, à proximité d'une surface de lubrification constituée par de l'huile distribuée sur la surface de la paroi intérieure du moule par l'intermédiaire d'un passage approprié. Ce refroidissement primaire est effectué par un fluide de refroidissement, en général de l'eau, qui circule dans le moule par une communication. Le métal fondu en cours de'solidification subit ensuite un refroidissement secondaire avant d'être extrait en continu par un orifice inférieur du moule sous forme d'un lingot cylindrique vertical. Ce refroidissement secondaire est effectué par un fluide de refroidissement pulvérisé, de manière à obtenir une solidification complète du lingot jusqu'à la partie la plus intérieure du lingot. On peut obtenir par ce procédé un Metal ingots, such as aluminum ingots or aluminum alloy ingots, have so far been cast by well known methods of continuous or semi-continuous casting. Recently, a casting method has a hot top portion or "hot top", wherein a melting tank for receiving a molten metal, constructed of thermally insulating refractory material, is disposed above a mold so that to retain the bath or molten metal at a high hydrostatic pressure above a solidified layer of metal, quickly takes precedence over other processes. In a representative apparatus used in this type of process, a straight-end, cylindrical, shell-shaped direct casting mold is generally employed, with a molten metal tank constructed of refractory material and of overhead type to be placed on this mold. a lower end portion of the inner periphery of the molten metal reservoir extending inwardly beyond the surface of the inner wall of the mold. While the molten metal to be cast is received and contained on the one hand in the tank, the molten metal is further subjected to continuous primary cooling, while being maintained as a column in the mold, close to a lubricating surface constituted by oil distributed on the surface of the inner wall of the mold via a suitable passage. This primary cooling is performed by a cooling fluid, usually water, which circulates in the mold by a communication. The molten metal being solidified then undergoes secondary cooling before being continuously withdrawn through a lower mold orifice in the form of a vertical cylindrical ingot. This secondary cooling is performed by a sprayed cooling fluid, so as to obtain complete solidification of the ingot to the innermost portion of the ingot. It is possible to obtain by this method a
lingot calibré.calibrated ingot.
Ce type de procédé de coulée directe en coquille est très avantageux, en ce qu'il permet d'éviter le réglage strict du niveau de surface du métal fondu dans un moule de This type of direct casting process in shell is very advantageous, in that it avoids the strict adjustment of the surface level of the molten metal in a mold of
coulée, contrairement aux procédés usuels de coulée. casting, unlike the usual casting processes.
Toutefois, ce procédé n'est pas totalement satisfaisant et présente encore certains défauts inhérents, tels que la formation de criques, rides, gouttes froides, etc... sur la surface de coulée du lingot obtenu, à cause du fort effet de refroidissement primaire produit par la surface de la paroi intérieure du moule, la zone accrue de ségrégation des However, this method is not completely satisfactory and still has certain inherent defects, such as the formation of cracks, wrinkles, cold drops, etc ... on the casting surface of the ingot obtained, because of the strong primary cooling effect produced by the surface of the inner wall of the mold, the increased area of segregation of
composants au voisinage de la surface de coulée, etc.. components in the vicinity of the casting surface, etc.
On a proposé certaines solutions pour éviter de telles difficultés. Par exemple, le Brevet américain n'4 157 728 décrit un procédé d'injection d'air, d'azote ou gaz inerte, entre le réservoir de fusion en matière réfractaire et le moule de coulée directe en coquille, de Some solutions have been proposed to avoid such difficulties. For example, US Pat. No. 4,157,728 discloses a method of injecting air, nitrogen or inert gas between the refractory melting tank and the direct shell casting mold,
manière à diminuer le contact du métal fondu avec ce moule. in order to reduce the contact of the molten metal with this mold.
Le Brevet britannique nel 389 784 décrit un procédé d'insertion d'un manchon en graphite à un endroit du moule de coulée directe en coquille o le métal fondu vient en contact avec ce moule, de manière à atténuer les effets nuisibles du refroidissement primaire du lingot. Aucun de ces procédés ne peut toutefois être considéré comme parfait, d'un point de vue pratique, car ils ne permettent pas une amélioration suffisante de la surface de coulée et de l'état de la surface du lingot.-De plus, ils sont trop compliqués en ce qui concerne les opérations de coulée et la structure du moule de coulée. Plus particulièrement, l'injection de gaz dans le premier procède, est delicate car il est difficile de régler la quantité de gaz introduit. Dans le dernier procédé, la formation de marques ou rides provoquées particulièrement par le graphite est un point faiblein British Patent No. 389,784 discloses a method of inserting a graphite sleeve at a location of the direct shell cast mold where the molten metal comes into contact with the mold, so as to mitigate the deleterious effects of the primary cooling of the mold. ingot. None of these processes, however, can be considered perfect, from a practical point of view, because they do not allow a sufficient improvement of the casting surface and the state of the surface of the ingot.-Moreover, they are too complicated with regard to the casting operations and the structure of the casting mold. More particularly, the injection of gas into the first proceeds, is delicate because it is difficult to adjust the amount of gas introduced. In the latter process, the formation of marks or wrinkles caused particularly by graphite is a weak point.
inévitable.inevitable.
La présente invention a pour objet un appareil de coulee directe en coquille, dont la qualité de lubrification The subject of the present invention is a direct casting apparatus in shell, whose lubricating quality
est très améliorée.is very much improved.
L'appareil de coulée directe en coquille suivant la présente invention, permettant d'obtenir le but visé, comprend un réservoir de bain, en matière réfractaire, pour contenir un métal en fusion, et un moule de coulée directe en coquille disposé au-dessous de ce réservoir. Une partie d'extrémité inférieure de la périphérie intérieure du réservoir de métal fondu se prolonge vers l'intérieur, au-delà de la surface de la paroi intérieure du moule, en position surplombante. Ainsi, le métal fondu contenu dans le réservoir de bain se solidifie progressivement sous l'effet d'un traitement de refroidissement, tandis qu'il descend de façon continue à travers le moule sans perdre sa configuration de colonne. L'appareil suivant l'invention est caractérisé en ce qu'un placage de chrome est appliqué sur la surface de la paroi intérieure du moule, à l'endroit o le métal en fusion vient en contact avec elle. Cette application d'un placage de chrome sur la surface de la paroi intérieure du moule améliore beaucoup la qualité de lubrification de cette surface et diminue la quantité d'huile lubrifiante consommée. Ce dispositif présente également les avantages suivants: le collage ou le soudage du métal fondu à la surface de la paroi intérieure du moule peuvent être efficacement limités; la rectification de la surface intérieure du moule peut ainsi être réduite; la qualité de la surface du lingot est sensiblement améliorée, etc... Outre les dispositions qui précedent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la The direct shell casting apparatus according to the present invention, to achieve the intended purpose, comprises a bath tank, of refractory material, for containing a molten metal, and a direct casting mold shell disposed below of this tank. A lower end portion of the inner periphery of the molten metal tank extends inwardly beyond the surface of the inner wall of the mold in an overhanging position. Thus, the molten metal contained in the bath tank gradually solidifies under the effect of a cooling treatment, while it descends continuously through the mold without losing its column configuration. The apparatus according to the invention is characterized in that chromium plating is applied to the surface of the inner wall of the mold where the molten metal comes into contact with it. This application of a chrome plating on the surface of the inner wall of the mold greatly improves the lubricity quality of this surface and decreases the amount of lubricating oil consumed. This device also has the following advantages: the bonding or welding of the molten metal on the surface of the inner wall of the mold can be effectively limited; the rectification of the inner surface of the mold can thus be reduced; the quality of the surface of the ingot is substantially improved, etc. In addition to the foregoing, the invention also comprises other arrangements which will emerge from the
description qui va suivre.description that will follow.
L'invention sera mieux comprise à l'aide du The invention will be better understood by means of
complément de description qui va suivre, qui se réfère aux additional description which follows, which refers to
dessins annexés dans lesquels: - la Figure 1 est une coupe verticale d'une forme de réalisation d'un appareil suivant l'invention, pour la coulée directe de métaux en coquille - la Figure 2 est un schéma de principe d'un systeme de coulée à plusieurs lignes, dans lequel l'appareil suivant l'invention est incorporé; et - la Figure 3 est une coupe d'un dispositif de distribution d'huile lubrifiante utilisé dans le système de attached drawings in which: - Figure 1 is a vertical section of an embodiment of an apparatus according to the invention, for the direct casting of metals in shell - Figure 2 is a block diagram of a system of multi-line casting, wherein the apparatus according to the invention is incorporated; and - Figure 3 is a sectional view of a lubricating oil dispensing device used in the dispensing system.
coulée multi-lignes représenté sur la Figure 2. multi-line casting shown in Figure 2.
Il doit être bien entendu toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, It should be understood, however, that these drawings and the corresponding descriptive parts are given solely by way of illustration of the subject of the invention,
dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. which they do not constitute in any way a limitation.
Un moule 12 de coulée directe en coquille, cylindrique et à extrémités ouvertes, réalisé en cuivre pur, est disposé, comme représenté sur la Figure 1, sous une réservoir de bain 10, cylindrique et à extrémités ouvertes, fabriqué en matière réfractaire, qui peut recevoir ou contenir un métal en fusion 11. La partie d'extrémité inférieure du réservoir 10 de métal fondu se prolonge vers l'intérieur et fait saillie au-dela de la surface de la paroi intérieure du moule 12, de manière à former une partie en surplomb 14. Une chambre 16 d'eau de refroidissement est prévue dans le moule 12, de l'eau servant de fluide de refroidissement étant amenée par une conduite 18 d'alimentation de façon à refroidir le moule 12. L'eau de refroidissement est ensuite pulvérisée sur un lingot 22 de A direct-shell, cylindrical, open-ended casting mold 12 made of pure copper is arranged, as shown in FIG. 1, under a cylindrical, open-ended bath tank 10 made of refractory material which can The lower end portion of the molten metal reservoir 10 extends inwardly and protrudes beyond the surface of the inner wall of the mold 12 to form a portion of the molten metal reservoir 12. overhanging 14. A cooling water chamber 16 is provided in the mold 12, cooling water being supplied by a feed pipe 18 so as to cool the mold 12. The cooling water is then sprayed on an ingot 22 of
métal, à demi solidifié, de forme cylindrique verticale. metal, half solidified, cylindrical vertical shape.
L'eau pulvérisée est répartie par une fente 20, prévue circonférentiellement autour d'une ouverture inférieure du moule 12. A l'intérieur du moule 12 est prevu d'autre part un dispositif de lubrification qui comprend un réservoir 24 d'huile de lubrification, appelée lubrifiant dans la suite The water spray is distributed by a slot 20, provided circumferentially around a lower opening of the mold 12. Inside the mold 12 is provided on the other hand a lubricating device which comprises a reservoir 24 of lubricating oil , called lubricant in the sequel
de la description, situé plutôt dans la partie supérieure du description, located rather in the upper part of the
moule. Le dispositif comporte également une gorge de lubrifiant 26, pour guider le lubrifiant du réservoir 24 à la partie supérieure de la surface de la paroi intérieure du moule 12, et un conduit 28 d'alimentation en lubrifiant. Le lubrifiant, continuellement distribué par ce dispositif pendant une opération de coulée, engendre une surface de mold. The device also comprises a lubricant groove 26 for guiding the lubricant of the reservoir 24 to the upper part of the surface of the inner wall of the mold 12, and a conduit 28 for supplying lubricant. The lubricant, continuously distributed by this device during a casting operation, generates a surface of
lubrification sur la paroi intérieure du moule 12. lubrication on the inner wall of the mold 12.
Une couche de placage 30 en chrome dur est formée sur toute la surface intérieure du moule 12 avec laquelle le métal en fusion 11 vient en contact. Ce placage 30 de chrome dur reçoit sur sa surface une quantité prédéterminée de lubrifiant,fourni par le réservoir de lubrifiant 24 par A hard chrome plating layer 30 is formed over the entire inner surface of the mold 12 with which the molten metal 11 comes into contact. This hard chrome plating receives on its surface a predetermined amount of lubricant, supplied by the lubricant reservoir 24 through
l'intermédiaire de la gorge 26.through the throat 26.
Dans un appareil pour la coulée directe en coquille de métaux, suivant l'invention, une colonne de métal fondu est formée, lorsqu'on l'alimente en métal fondu 11, sur une plaque de base 32, la colonne étant tenue par le réservoir et la paroi intérieure du moule 12. La colonne de métal fondu 11 subit un refroidissement primaire par l'eau de refroidissement qui circule dans la chambre 26 d'eau de refroidissement, ce refroidissement s'effectuant à travers la couche 30 de placage de chrome formée sur la surface de la paroi intérieure du moule 12. La colonne de métal subit ensuite un refroidissement secondaire par l'eau de refroidissement pulvérisée a travers la fente 20 prévue dans la partie inférieure du moule 12. Un lingot 22 complètement solidifié dans sa partie la plus intérieure, peut être obtenu en continu sous forme d'une colonne verticale, en réponse au mouvement descendant de la plaque de base 32. La surface de la paroi intérieure du moule 12, qui porte la couche 30 de placage en chrome dur de façon à présenter une surface lisse, agit comme une surface de lubrification efficace grace au lubrifiant répandu uniformément sur toute cette surface. Cela non seulement améliore l'efficacité de la lubrification, mais prolonge également beaucoup la duree de vie du moule 12 lui-même. La formation de cette couche 30 de placage de chrome sur la surface de la paroi intérieure du moule 12 permet de réduire notablement la quantité de lubrifiant consommée. Les essais effectués montrent qu'une diminution du lubrifiant, par exemple huile de colza ou huile de ricin, de 50 % environ, n'affecte par son étalement uniforme ou son rôle de limitation de la formation de defauts de coulée de la surface, par exemple déterioration de la qualité de la surface du lingot et apparition de In an apparatus for direct metal shell casting, according to the invention, a molten metal column is formed, when fed with molten metal 11, onto a base plate 32, the column being held by the reservoir and the inner wall of the mold 12. The molten metal column 11 undergoes primary cooling by the cooling water flowing through the cooling water chamber 26, which cooling takes place through the chromium plating layer 30. formed on the surface of the inner wall of the mold 12. The metal column then undergoes secondary cooling by the cooling water sprayed through the slot 20 provided in the lower part of the mold 12. An ingot 22 completely solidified in its part the innermost, can be obtained continuously in the form of a vertical column, in response to the downward movement of the base plate 32. The surface of the inner wall of the mold 12, which carries the The hard chrome plating wafer has a smooth surface and acts as an effective lubrication surface by virtue of the lubricant uniformly spread over the entire surface. This not only improves the lubrication efficiency, but also greatly extends the life of the mold 12 itself. The formation of this chromium plating layer on the inner wall surface of the mold 12 substantially reduces the amount of lubricant consumed. The tests carried out show that a reduction of the lubricant, for example rapeseed oil or castor oil, by about 50%, does not affect its uniform spreading or its role in limiting the formation of surface casting defects by example, the deterioration of the quality of the surface of the ingot and the appearance of
criques, rides, etc...cracks, wrinkles, etc ...
Comme autre avantage de la présente invention, on peut citer une diminution du collage entre le moule 12 et le métal fondu 11 ou le lingot 22. Cette diminution empêche efficacement l'accrochage de scories, provoqué par le collage sur la surface même du moule 12, et maintient donc As another advantage of the present invention, mention may be made of a reduction in the bonding between the mold 12 and the molten metal 11 or the ingot 22. This reduction effectively prevents the clogging of slag, caused by the bonding on the surface of the mold 12 , and therefore maintains
cette surface plate et lisse pendant une longue période. this flat and smooth surface for a long time.
Cela supprime par conséquent l'opération de rectification de la surface qui a été jusqu'a présent nécessaire, et entraïne une réduction du travail demandé par cette opération. La This therefore eliminates the surface rectification operation that has hitherto been required, and results in a reduction of the work required by this operation. The
durée de vie du moule 12 s'en trouve beaucoup augmentée. The life of the mold 12 is greatly increased.
Les effets de l'invention, cités ci-dessus, sont clairement démontrés par les essais suivants Présente Comparaison invention Diamètre du lingot(mm) 65 65 Vitesse de coulée (mm/mn) 450 450 Quantité d'eau de refroidissement (1/mn) 35 35 Placage de chrome (épaisseur en microns) 10 sans Lubrifiant (huile de ricin cm3/mn) 1,5-2 2-4 Ces essais avaient pour but d'effectuer une comparaison de la quantité de lubrifiant consommée, en fonction de la présence ou non de la couche de placage de chrome sur la surface de la paroi intérieure du moule. En l'absence de placage de chrome, il est nécessaire de distribuer le lubrifiant, c'est-a-dire l'huile de ricin, à un débit de 2 à 4 cm3/mn, pour empêcher la formation de collage ou de criques, rides, etc... sur le lingot. Dans le cas du placage de chrome avec une épaisseur de 10 microns, suivant l'invention, il ne se produit sensiblement aucun collage, même lorsque la quantité de lubrifiant est réduite de moitié par rapport aux procédés usuels, c'est-à-dire à 1,5-2 cm3/mn, et il se forme beaucoup moins de défauts de coulée à la surface. En outre, le moule comportant le placage de chrome peut conserver sa surface plate et lisse même après 300 opérations de coulée semi-continue, sans nécessiter aucune rectification de cette surface. Au contraire, des opérations semblables de coulée semi-continue,répétées 30 à 50 fois, provoquent déjà un collage et d'autres défauts de surface nécessitant une The effects of the invention, cited above, are clearly demonstrated by the following tests. Comparison Invention Ingot Diameter (mm) 65 65 Casting Speed (mm / min) 450 450 Cooling Water Quantity (1 / min ) 35 Chromium plating (thickness in microns) without Lubricant (castor oil cm3 / min) 1.5-2 2-4 The purpose of these tests was to make a comparison of the amount of lubricant consumed, as a function of the presence or absence of the chromium plating layer on the surface of the inner wall of the mold. In the absence of chrome plating, it is necessary to dispense the lubricant, ie castor oil, at a rate of 2 to 4 cm3 / min, to prevent sticking or cracking , wrinkles, etc ... on the ingot. In the case of chrome plating with a thickness of 10 microns, according to the invention, there is substantially no sticking, even when the amount of lubricant is reduced by half compared to conventional methods, that is to say at 1.5-2 cm3 / min, and much less surface casting is formed. In addition, the mold with the chrome plating can keep its flat and smooth surface even after 300 semi-continuous casting operations, without requiring any rectification of this surface. On the contrary, similar semi-continuous casting operations, repeated 30 to 50 times, already cause sticking and other surface defects requiring
rectification de la surface, avec les dispositifs connus. rectification of the surface, with the known devices.
Il est difficile de déterminer exactement l'épaisseur du placage de chrome 30 à former sur la surface de la paroi intérieure du moule 12, car elle dépend beaucoup des conditions de coulée, des types de métaux en fusion, etc..En It is difficult to determine exactly the thickness of the chrome plating to be formed on the surface of the inner wall of the mold 12, as it depends a lot on the casting conditions, the types of molten metals, etc.
général, cette épaisseur est de l'ordre de 5 à 30 microns. Generally, this thickness is of the order of 5 to 30 microns.
Si elle est trop faible, le placage 30 devient lui-mëme sans effet et il ne permet pas d'atteindre le but visé par l'invention. Si l'épaisseur est trop forte, cela gêne le refroidissement primaire et, en outre, cela n'est pas If it is too weak, the veneer 30 itself becomes ineffective and does not achieve the object of the invention. If the thickness is too high, it hampers primary cooling and, moreover, it is not
avantageux du point de vue de la technologie et du prix. advantageous from the point of view of technology and price.
D'une manière générale, le placage de chrome du type ci-dessus peut être obtenu par un procédé connu d'électroplacage ou de placage chimique et il est généralement appliqué sur toute la surface de la paroi intérieure du moule 12. Toutefois, il peut être appliqué seulement sur la partie supérieure de la surface à l'endroit o elle est en contact avec le métal en fusion d'un lingot, la partie inférieure de la surface de la paroi intérieure ne recevant pas de placage car aucun contact n'est prévu à cet endroit. Un appareil suivant la présente invention peut avantageusement être utilisé pour la production de tiges minces en aluminium ou alliage d'alumiunium, d'un diamètre de l'ordre de 40 à 100 mm, mais il peut bien entendu être utilisé efficacement pour la production de lingots en forme In general, chromium plating of the above type can be obtained by a known method of electroplating or chemical plating and is generally applied over the entire surface of the inner wall of the mold 12. However, it can be applied only to the top of the surface where it is in contact with the molten metal of an ingot, the lower part of the surface of the inner wall not being plated because no contact is planned at this location. An apparatus according to the present invention can advantageously be used for the production of thin rods of aluminum or aluminum alloy, with a diameter of the order of 40 to 100 mm, but it can of course be used effectively for the production of shaped ingots
de tige de plus grand diamètre.larger diameter stem.
L'invention peut être appliquée avec efficacité à un système de coulée a plusieurs lignes dans lequel l'opération de coulée est effectuée simultanément dans une pluralité de moules groupés dans un système de coulée, en combinaison avec un dispositif de distribution de lubrifiant décrit ci-dessous. Ce dispositif de distribution de lubrifiant, appliqué à un système de coulée multi-lignes comportant une pluralité de moules de coulée dans chacun desquels on introduit une quantité prédéterminée de métal en fusion qui est refroidi et solidifié de manière à obtenir simultanément une pluralité de lingots respectifs, est caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'éléments de pompes disposés en parallèle et qui refoulent une quantité constante, un arbre d'entraînement des éléments de pompes et un moteur à vitesse variable. Ce dispositif distribue le lubrifiant en réponse à l'entraînement de l'arbre commun, en quantité prédéterminée, de chacun des éléments de pompes à chacun des moules de coulée, par l'intermédiaire d'un conduit respectif de distribution de lubrifiant aboutissant à chacun des moule. L'utilisation d'un tel dispositif de distribution de lubrifiant pour envoyer du lubrifiant à chacun des moules permet d'obtenir l'effet maximal de la couche de placage de The invention can be effectively applied to a multi-line casting system in which the casting operation is carried out simultaneously in a plurality of molds grouped in a casting system, in combination with a lubricant dispensing device described herein. below. This lubricant dispensing device, applied to a multi-line casting system comprising a plurality of casting molds into each of which is introduced a predetermined amount of molten metal which is cooled and solidified so as to simultaneously obtain a plurality of respective ingots. , characterized in that it comprises a plurality of pump elements arranged in parallel and which discharge a constant amount, a drive shaft of the pump elements and a variable speed motor. This device distributes the lubricant in response to the drive of the common shaft, in a predetermined amount, from each of the pump elements to each of the casting molds, through a respective lubricant delivery conduit leading to each molds. The use of such a lubricant dispensing device to send lubricant to each of the molds provides the maximum effect of the plating layer of
chrome suivant l'invention, prévue dans chacun des moules. chromium according to the invention, provided in each of the molds.
En bref, le système de coulée multi-lignes comprend une pluralité de moules de coulée, munis de la couche de placage de chrome, afin de produire simultanément des lingots dans tous les moules. Dans l'exemple de réalisation représenté à la Figure 2, huit moules 41,semblables au moule 12 décrit plus haut, sont disposés en deux rangées, à raison de quatre dans chaque rangée. Chacun des moules comporte un conduit respectif 42 d'amenée de lubrifiant, par lequel le lubrifiant, par exemple huile de ricin ou huile de colza, peut etre dirigé jusqu'au conduit 28 de distribution de In short, the multi-line casting system comprises a plurality of casting molds, provided with the chromium plating layer, to simultaneously produce ingots in all molds. In the embodiment shown in Figure 2, eight molds 41, similar to the mold 12 described above, are arranged in two rows, four in each row. Each of the molds comprises a respective lubricant supply duct 42, through which the lubricant, for example castor oil or rapeseed oil, can be directed to the dispensing duct 28.
lubrifiant dans le moule.lubricant in the mold.
Un autre aspect de la présente invention réside dans l'utilisation d'un nouveau dispositif de distribution de lubrifiant pour chacun des conduits 42 d'amenée de lubrifiant. Ce dispositif comprend une pluralité d'éléments de pompes 43,43, placés en parallèle et de débit de refoulement constant, un arbre d'entraînement 44 pour la commande des éléments de pompes 43,43 respectivement, et un moteur 45 à vitesse de rotation variable accouplé à l'arbre d'entraînement 44. Dans le dispositif 46 de distribution de lubrifiant, la rotation de l'arbre d'entraînement 44, actionné par le moteur 45, provoque le fonctionnement de chacun des éléments de pompes 43 pour envoyer respectivement le lubrifiant en quantité prédéterminee a chacun des Another aspect of the present invention is the use of a new lubricant dispensing device for each of the lubricant supply conduits 42. This device comprises a plurality of pump elements 43,43, placed in parallel and of constant discharge flow rate, a drive shaft 44 for the control of the pump elements 43,43 respectively, and a motor 45 with rotation speed. variable variable coupled to the drive shaft 44. In the lubricant dispensing device 46, the rotation of the drive shaft 44, actuated by the motor 45, causes the operation of each of the pump elements 43 to send respectively the lubricant in predetermined quantity to each of the
conduits 42 d'amenée de lubrifiant. conduits 42 for supplying lubricant.
Plus particulièrement, le dispositif 46 de distribution de lubrifiant, représenté sur la figure 3, comprend des éléments de pompes 43 constitués chacun d'une pompe du type à piston plongeur et disposés dans la direction axiale de l'arbre d'entraînement 44. Le mouvement alternatif d'un piston 47, actionné par la rotation de l'arbre d'entraînement 44 qui est immergé dans un réservoir d'huile 48, cette rotation étant transmise par une came 49 et un levier 50, provoque l'aspiration d'une quantité prédéterminée du lubrifiant, stocké dans le réservoir d'huile 48, vers une tête de pompe 52, par l'intermédiaire d'un tube 51. Le lubrifiant aspiré dans la tête de pompe 52 du dispositif 46 de distribution de lubrifiant est refoulé dans le conduit 42 de distribution de lubrifiant, pour chacun des éléments des pompes 43. Un dispositif de chauffage approprie 53 est placé dans le réservoir d'huile 48 pour réchauffer le lubrifiant jusqu'a une température prédéterminée, afin de réduire sa viscosité.Le lubrifiant est maintenu à une viscosité prédéterminée, de façon à ne More particularly, the lubricant dispensing device 46, shown in FIG. 3, comprises pump elements 43 each consisting of a plunger type pump and arranged in the axial direction of the drive shaft 44. reciprocating movement of a piston 47, actuated by the rotation of the drive shaft 44 which is immersed in an oil reservoir 48, this rotation being transmitted by a cam 49 and a lever 50, causes the suction of a predetermined quantity of the lubricant, stored in the oil reservoir 48, to a pump head 52, via a tube 51. The lubricant sucked into the pump head 52 of the lubricant dispensing device 46 is discharged in the lubricant distribution conduit 42 for each of the pump elements 43. A suitable heater 53 is placed in the oil reservoir 48 to heat the lubricant to a predetermined temperature. in order to reduce its viscosity.The lubricant is maintained at a predetermined viscosity, so as not to
pas gêner l'opération de pompage des éléments de pompes 43. not impede the pumping operation of the pump elements 43.
L'angle d'oscillation du levier 50, qui pivote autour d'un axe 54 sous l'effet du contact avec la came 49, est réglé par un organe de réglage 55, ce qui permet de regler la valeur du mouvement alternatif du piston 47. En plus du réglage de la quantité de lubrifiant refoulée par l'élément de pompe 43, la quantité de lubrifiant envoyée dans le conduit 42 d'amenée de lubrifiant, qui est en général régulée,est ajustée respectivement de façon à concorder The oscillation angle of the lever 50, which pivots around an axis 54 under the effect of the contact with the cam 49, is regulated by a regulating member 55, which makes it possible to adjust the value of the reciprocating movement of the piston 47. In addition to the adjustment of the quantity of lubricant discharged by the pump element 43, the quantity of lubricant sent into the lubricant supply duct 42, which is generally regulated, is adjusted respectively so as to match
exactement aux besoins dans chacun des conduits 42. exactly the needs in each conduit 42.
Dans une opération de coulée utilisant un dispositif 46 de distribution de lubrifiant du type ci-dessus, tous les éléments de pompes 43 sont entraînés simultanément par la rotation de l'arbre d'entraînement unique 44 commandé par le moteur unique 45. Aucun des éléments de pompes 43 n'est jamais défaillant pour refouler une quantité constante de lubrifiant vers chacun des conduits 42 d'amenée de lubrifiant, en raison du peu d'influence d'une éventuelle différence de résistance à l'écoulement dans chacun des conduits 42, ce qui assure qu'une quantité identique de lubrifiant, refoulée par chaque élément de pompe 43, est envoyée à chacun des moules 41 et plus précisément au réservoir 24 de lubrifiant du moule 12 de la figure 1, par l'intermédiaire de chaque conduit respectif 42 d'amenée de lubrifiant. On est donc certain que chacun ds moules 41 peut fonctionner pour la coulée avec la même quantité désirée de lubrifiant. Par conséquent, il n'y a pas de risque de variation de la qualité de surface du lingot, ce qui permet In a casting operation using a lubricant dispensing device 46 of the above type, all the pump elements 43 are driven simultaneously by the rotation of the single drive shaft 44 controlled by the single motor 45. None of the elements pump 43 is never failed to discharge a constant amount of lubricant to each of the conduits 42 for supplying lubricant, because of the little influence of a possible difference in resistance to flow in each of the conduits 42, which ensures that an identical quantity of lubricant, discharged by each pump element 43, is sent to each of the molds 41 and more specifically to the lubricant reservoir 24 of the mold 12 of FIG. 1, via each respective conduit 42 supply of lubricant. It is therefore certain that each of the molds 41 can operate for casting with the same desired amount of lubricant. Consequently, there is no risk of variation in the ingot surface quality, which allows
la production de lingots de qualité constante. the production of ingots of constant quality.
La quantité de lubrifiant refoulée par chacun des éléments de pompes peut être modifiée facilement et 1l instantanément. Cette modification peut ëtre effectuée similairement pour tous les éléments, par simple variation de la vitesse de rotation du moteur 45, ce qui permet donc de modifier très facilement la quantité de lubrifiant envoyée à chacun des moules 41. Cela est très avantageux pour augmenter temporairement la quantité distribuée dans la phase initiale de l'opération de coulée, puis pour la diminuer progressivement, particulièrement parce que la The quantity of lubricant discharged by each of the pump elements can be easily and instantly changed. This modification can be carried out similarly for all the elements, by simple variation of the speed of rotation of the motor 45, which thus makes it possible very easily to modify the quantity of lubricant sent to each of the molds 41. This is very advantageous for temporarily increasing the quantity distributed in the initial phase of the casting operation, then to gradually decrease it, particularly because the
manoeuvre de réglage est simple et facile. Adjustment maneuver is simple and easy.
Le dispositif 46 de distribution de lubrifiant, suivant l'invention, est également très intéressant par sa structure compacte, puisque tous les éléments de pompe 43 peuvent être entraînés par un moteur unique 45 et un arbre d'entraînement unique 44. De plus, tous les moules se partagent un seul dispositif 46 de distribution de lubrifiant et ne possèdent pas de dispositif propre à chacun d'eux. Cela procure divers avantages, tels que la suppression des difficultés d'installation du dispositif sur une table étroite de moule de coulée, la suppression des difficultés de fonctionnement relatives à la manoeuvre de l'appareil de coulée, la diminution sensible du coût grâce à l'installation d'un dispositif unique de distribution de The lubricant distribution device 46 according to the invention is also very interesting because of its compact structure, since all the pump elements 43 can be driven by a single motor 45 and a single drive shaft 44. Moreover, all the molds share a single lubricant distribution device 46 and do not have a device specific to each of them. This provides various advantages, such as eliminating the difficulties of installation of the device on a narrow table of casting mold, the removal of operating difficulties relating to the operation of the casting apparatus, the significant reduction in cost thanks to the installation of a single device for the distribution of
lubrifiant, etc...lubricant, etc ...
Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. Par exemple, bien que le moule 12 utilisé dans les formes de réalisation ci-dessus soit en cuivre pur, il peut être remplacé par un moule en matière thermiquement conductrice choisie dans le groupe comprenant l'aluminium, un alliage d'aluminium, un alliage de cuivre, etc... Dans le cas de coulée d'une plaque, on utilise un moule en forme de prisme régulier, au lieu d'un moule cylindrique. En ce qui concerne le refroidissement secondaire qui est exécuté après le refroidissement primaire par la surface de la paroi intérieure du moule, il est également possible, a la place du procède usuel par pulvérisation de l'eau de refroidissement circulant dans le moule à l'orifice prévu dans la partie inférieure du moule, de refroidir le métal en fusion par pulvérisation d'un agent de refroidissement au moyen d'un ou plusieurs tubes de pulvérisation de cet agent, It is understood that modifications of detail may be made in the form and construction of the device according to the invention, without departing from the scope thereof. For example, although the mold 12 used in the above embodiments is pure copper, it may be replaced by a thermally conductive material mold selected from the group consisting of aluminum, an aluminum alloy, an alloy In the case of casting a plate, using a mold shaped regular prism, instead of a cylindrical mold. With regard to the secondary cooling which is carried out after the primary cooling by the surface of the inner wall of the mold, it is also possible, instead of the usual method by spraying the cooling water flowing in the mold to the orifice provided in the lower part of the mold, of cooling the molten metal by spraying a cooling agent by means of one or more spray tubes of this agent,
disposés autour de l'ouverture inférieure du moule. arranged around the lower opening of the mold.
La présente invention est, de cette façon, caractérisée par la formation d'une couche de placage de chrome sur la surface de la paroi intérieure du moule dans un appareil pour la coulée directe en coquille de métaux, de sorte que le lubrifiant peut etre étalé ou diffusé continuellement et uniformément sur la surface intérieure du moule, ce qui engendre la formation d'une surface de The present invention is, in this way, characterized by the formation of a chromium plating layer on the surface of the inner wall of the mold in an apparatus for the direct casting of metal shells, so that the lubricant can be spread or diffused continuously and uniformly over the inner surface of the mold, which results in the formation of a surface of
lubrification efficace sur la surface intérieure du moule. effective lubrication on the inner surface of the mold.
Cette caractéristique de l'invention presente un grand intérêt industriel en ce que l'effet de lubrification peut ëtre obtenu au degre maximal, la consommation de lubrifiant peut être grandement réduite et le collage du métal en fusion à la surface intérieure du moule peut etre efficacement évité, avec un effet secondaire de suppression de la rectification de la surface intérieure du moule, This feature of the invention is of great industrial interest in that the lubricating effect can be achieved at the maximum degree, the lubricant consumption can be greatly reduced and the bonding of the molten metal to the inner surface of the mold can be effectively avoided, with a side effect of suppressing the grinding of the inner surface of the mold,
puisque celle-ci est toujours maintenue propre et lisse. since it is always kept clean and smooth.
Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la As is apparent from the above, the invention is not limited to those of its embodiments and applications which have just been described more explicitly; on the contrary, it embraces all the variants that may come to the mind of the technician in the
matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, -de la - without departing from the scope or scope of the
présente invention.present invention.
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