FR2651160A1 - METHOD AND DEVICE FOR CASTING METAL BARS OR THE LIKE. - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR CASTING METAL BARS OR THE LIKE. Download PDF

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FR2651160A1
FR2651160A1 FR9010880A FR9010880A FR2651160A1 FR 2651160 A1 FR2651160 A1 FR 2651160A1 FR 9010880 A FR9010880 A FR 9010880A FR 9010880 A FR9010880 A FR 9010880A FR 2651160 A1 FR2651160 A1 FR 2651160A1
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molten metal
casting
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Schwarz Rudolf
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Rio Tinto Alcan International Ltd
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Alcan International Ltd Canada
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    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dipositif pour couler des barres métalliques ou analogues en utilisant une coquille (1) pouvant être descendue dans un bain de liquide (5) lors de son remplissage avec le métal fondu. Le tube (1) formant coquille est rempli de métal fondu par l'intermédiaire d'un tube de remplissage (11), qui est introduit au préalable par le haut dans le tube formant coquille par son extrémité inférieure pourvue d'un orifice de décharge (12); le tube formant coquille est maintenu flottant à peu près jusqu'à la terminaison de ce remplissage de telle sorte que son extrémité inférieure soit située à peu près au niveau du de la surface du liquide dans le bain (5) ou au-dessus, le métal fondu pénétrant dans le tube formant coquille (1) par l'intermédiaire de cet orifice de décharge (12) du tube de remplissage (11); simultanément on fait en sorte que la vitesse de descente du tube formant coquille dans le bain de liquide (5) soit dans une relation prédéterminée avec la vitesse de montée du métal fondu dans la coquille (1).The invention relates to a method and a device for casting metal bars or the like using a shell (1) which can be lowered into a liquid bath (5) when it is filled with molten metal. The shell tube (1) is filled with molten metal by means of a filling tube (11), which is first introduced from above into the shell tube through its lower end provided with a discharge port. (12); the shell tube is kept floating approximately to the termination of this filling so that its lower end is located approximately at or above the surface of the liquid in the bath (5), the molten metal entering the shell tube (1) through this discharge port (12) of the filling tube (11); simultaneously, the rate of descent of the shell tube in the liquid bath (5) is made to be in a predetermined relation with the rate of rise of the molten metal in the shell (1).

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour couler enThe present invention relates to a method and a device for pouring in

coquille des barres métalliques ou analogues en utilisant un tube fermé à son extrémité inférieure et servant de coquille qui, lors de son remplissage avec le métal fondu, est engagé dans un bain de liquide pour descendre dans celui-ci. Des procédés et dispositifs de ce genre peuvent servir à fabriquer des échantillons d'une composition aussi homogène que possible,  shell of metal bars or the like using a tube closed at its lower end and serving as a shell which, when filled with molten metal, is engaged in a bath of liquid to descend into it. Such methods and devices can be used to make samples of as homogeneous a composition as possible,

nécessaires pour l'analyse spectrométrique de métaux ou d'alliages.  necessary for the spectrometric analysis of metals or alloys.

Notamment, des impératifs sévères sont imposés à la qualité d'échantillons standard servant à l'étalonnage de spectromètres, en ce qui concerne l'homogénéité, la finesse de liaisons intermétalliques éventuelles  In particular, severe requirements are imposed on the quality of standard samples used for the calibration of spectrometers, with regard to the homogeneity, the fineness of possible intermetallic connections.

et l'absence de défauts de coulée (pores, ségrégations, inclusions d'oxydes).  and the absence of casting defects (pores, segregations, oxide inclusions).

Des échantillons servant à l'examen d'un bain de fusion déterminé sont généralement coulés sous la forme de disques plats ou de cylindres dans des moules en acier, avec une grosseur suffisante pour permettre l'exécution de l'examen en une seule fois. Lors de la réalisation d'échantillons standard, il est par contre nécessaire de réaliser un échantillon initial d'un volume aussi grand et uniforme que possible pour pouvoir ensuite, après que son analyse chimique compliquée a été faite, en tirer un nombre aussi grand que possible d'échantillons de référence  Samples for the examination of a specific melt are generally cast in the form of flat disks or cylinders in steel molds, with a size sufficient to allow the examination to be carried out at one time. When making standard samples, however, it is necessary to carry out an initial sample of as large and uniform a volume as possible, so that after its complicated chemical analysis has been carried out, as many as possible reference samples

identiques qui peuvent être vendus.  identical that can be sold.

Dans ce but, on coule avantageusement des barres de section circulaire ayant un diamètre de 30 à 10Omm au moyen du procédé connu jusqu'à maintenant et déjà cité, lesdites barres de section circulaire étant tournées extérieurement et étant sectionnées pour obtenir des échantillons individuels en forme de disques. Le procédé précité utilisé jusqu'à maintenant est un procédé de coulée en coquille sous l'effet de la force gravité, o la coquille réalisée sous la forme d'un cylindre en acier à paroi mince et fermé en bas est remplie du métal fondu est ensuite descendue  To this end, bars of circular section having a diameter of 30 to 10 mm are advantageously poured by means of the method known up to now and already mentioned, said bars of circular section being turned externally and being sectioned to obtain individual shaped samples. discs. The above-mentioned method used until now is a shell casting process under the effect of gravity, where the shell produced in the form of a thin-walled steel cylinder closed at the bottom is filled with the molten metal is then down

dans un bain d'eau en vue d'accélérer la solidification du métal fondu.  in a water bath to accelerate the solidification of the molten metal.

Alors que des métaux fondus faiblement alliés peuvent être coulés avec relativement peu de frais sous la forme de barres-échantillons satisfaisantes, on rencontre souvent, lors de la coulée de métaux ayant de forte de teneurs en additifs d'alliage, des difficultés importantes pour obtenir une composition suffisamment homogène et uniforme des barreséchantillons sur leur diamètre et sur toute leur longueur. Un exemple typique d'alliages posant de telles difficultés concerne des alliages d'aluminium pour pistons, ayant une teneur en silicium de Il à 25%, une teneur en cuivre jusqu'à 4%, une teneur en magnésium jusqu'à 2% et différents autres éléments d'alliage. Un alliage de ce genre à tendance à former des ségrégations de silicium et des phases intermétalliques grossières. Un problème recontré dans tous les cas consiste à effectuer le remplissage des cavités, cylindriques la plus part du temps et relativement longues, de façon à éviter une formation de mousse et une mise en  While low-alloyed molten metals can be cast at relatively low cost in the form of satisfactory sample bars, there are often encountered, when casting metals having high levels of alloying additives, significant difficulties in obtaining a sufficiently homogeneous and uniform composition of the sample bars over their diameter and over their entire length. A typical example of alloys posing such difficulties relates to aluminum alloys for pistons, having a silicon content of Il at 25%, a copper content up to 4%, a magnesium content up to 2% and various other alloying elements. An alloy of this kind tends to form silicon segregations and coarse intermetallic phases. A problem encountered in all cases consists in filling the cavities, which are cylindrical most of the time and relatively long, so as to avoid foaming and

turbulence d'oxydes.oxide turbulence.

Une utilisation du procédé de coulée de barres, également approprié dans ce but, est généralement interdite à cause du trop petit volume des pièces coulées, pour lequel les dépenses en appareillages et en commandes opérationnels, en relation avec le procédé de coulée de barres,  A use of the bar casting process, also suitable for this purpose, is generally prohibited because of the too small volume of the cast parts, for which the expenditure on equipment and operational orders, in relation to the bar casting process,

seraient trop grandes.would be too large.

L'invention a en conséquence pour but de créer un procédé et un dispositif du type défini ci-dessus, qui permettent, avec des dépenses en appareillages aussi petites que possible, de réaliser des barres métalliques correctes également à partir d'alliages métalliques difficiles à couler, la forme et la qualité de surface desdites barres devant être telles qu'aucun, ou seulement un petit usinage par enlèvement de copeaux, ne soit nécessaire sur leur surface extérieure car c'est précisément dans les zones extérieures rapidement solidifiées des barres qu'on obtient les structures cristallines les plus favorables. En outre, le procédé ne doit pas dépendre  The invention therefore aims to create a method and a device of the type defined above, which allow, with expenditure on equipment as small as possible, to achieve correct metal bars also from metal alloys difficult to flow, the shape and the surface quality of said bars having to be such that no, or only a small machining by removal of chips, is necessary on their outer surface because it is precisely in the rapidly solidified outer areas of the bars that the most favorable crystal structures are obtained. Furthermore, the process should not depend

du degré d'habileté professionnelle de l'opérateur.  the degree of professional skill of the operator.

Ce problème est résolu conformément à l'invention, pour un procédé du type défini ci-dessus, en ce que, pour le remplissage du tube formant coquille avec du métal fondu, on utilise un tube de remplissage, ouvert ou à ouvrir à son extrémité inférieure et obturable à son extrémité supérieure, ce tube de remplissage étant plongé par son extrémité inférieure dans un bain du métal à couler qui pénètre alors dans le tube de remplissage, en ce qu'ensuite le tube de remplissage plein est obturé à son extrémité supérieure et est sorti du bain métallique avec son contenu puis est introduit par le haut et par son extrémité inférieure dans le tube formant coquille, et ensuite, par ouverture de l'extrémité supérieure du tube de remplissage, le métal fondu s'écoule hors du tube de remplissage par l'intermédiaire de son extrémité inférieure ouverte ou amenée en condition d'ouverture afin de pénétrer dans le tube formant coquille et on laisse simultanément ce dernier descendre dans le bain de liquide sous  This problem is solved in accordance with the invention, for a method of the type defined above, in that, for filling the shell-forming tube with molten metal, a filling tube is used, open or to be opened at its end. lower and closable at its upper end, this filling tube being immersed by its lower end in a bath of metal to be poured which then enters the filling tube, in that afterwards the full filling tube is closed at its upper end and is taken out of the metal bath with its contents then is introduced from above and through its lower end into the shell-forming tube, and then, by opening the upper end of the filling tube, the molten metal flows out of the tube filling through its lower end open or brought into the open condition in order to penetrate the tube forming the shell and simultaneously leaving nt the latter go down into the liquid bath under

l'effet du poids du métal remplissant la coquille. A cet égard, avantageu-  the effect of the weight of the metal filling the shell. In this regard, advantageous-

sement le tube de remplissage est introduit jusqu'à, ou presque jusqu'à l'extrémité inférieure fermée du tube formant coquille et il est maintenu dans cette position indépendamment de la disposition en hauteur du tube formant coquille. Avec ce mode opératoire, il est possible d'effectuer le remplissage de la coquille avec une réduction considérable de la formation de mousse ou de la mise en turbulence d'oxydes, ce qui n'était pas possible  The filling tube is inserted up to, or almost up to, the closed lower end of the shell tube and is kept in this position regardless of the height arrangement of the shell tube. With this procedure, it is possible to fill the shell with a considerable reduction in foaming or turbulence of oxides, which was not possible.

avec le procédé de coulée connu précité du fait du remplissage compliqué.  with the aforementioned known casting process due to the complicated filling.

Avec le procédé conforme à l'invention, avantageusement, le tube formant coquille est descendu dans le bain de liquide a une vitesse qui est à peu près égale à la vitesse de montée du métal fondu dans le tube formant coquille, de sorte que le niveau supérieur du métal fondu remplissant le tube formant coquille reste constamment à peu près à la même hauteur. Quand le tube de remplissage est introduit jusqu'à, ou approximativement jusqu'à l'extrémité inférieure fermée du tube formant coquille et maintenu dans cette position, on est assuré d'une hauteur de chute du métal fondu qui est aussi petite que possible et qui reste constante, ce qui évite pratiquement intégralement une formation de mousse et une mise en turbulence d'oxydes. Du fait de la descente contrôlée du tube formant coquille dans le bain de liquide, on obtient en outre un refroidissement immédiat, et progressant avec le niveau de remplissage, du métal fondu introduit, de sorte qu'une structure cristalline fine et exempte de ségrégations est créée dans la pièce coulée finalement solidifiée. D'après le brevet allemand n 750 673, il est connu un procédé pour couler des blocs métalliques formés d'alliages d'aluminium contenant du cuivre dans une coquille qui est placée sur une table de coulée pouvant être descendue dans un bain d'eau. Le remplissage de la coquille est cependant effectué, dans ce procédé, par l'intermédiaire d'une goulotte de coulée et non au moyen d'un tube de remplissage qui monte, comme dans le procédé conforme à l'invention, tandis que le mouvement de descente de la table de coulée est produit au moyen d'un dispositif de descente de type  With the process according to the invention, advantageously, the shell tube is lowered into the liquid bath at a speed which is approximately equal to the rate of rise of the molten metal in the shell tube, so that the level of the molten metal filling the shell tube remains constantly at about the same height. When the filling tube is introduced up to, or approximately up to, the closed bottom end of the shell tube and held in this position, a drop height of the molten metal is assured which is as small as possible and which remains constant, which practically entirely prevents foaming and turbulence of oxides. Due to the controlled descent of the shell tube into the liquid bath, immediate cooling is also obtained, and progressing with the filling level, of the molten metal introduced, so that a fine crystal structure and free of segregation is created in the finally solidified casting. According to German Patent No. 750,673, a method is known for casting metal blocks formed of aluminum alloys containing copper in a shell which is placed on a casting table which can be lowered into a water bath . The filling of the shell is however carried out, in this process, by means of a pouring chute and not by means of a filling tube which rises, as in the process according to the invention, while the movement of the casting table is produced by means of a type of lowering device

hydraulique ou analogue.hydraulic or the like.

En outre, dans ce procédé connu, la coquille servant à la coulée de blocs métalliques est adaptée en hauteur lors de son remplissage progressif et lors du mouvement de descente simultanée de la table de coulée dans le bain d'eau, de sorte que la goulotte de coulée, dirigée latéralement vers la coquille, peut être maintenue par son extrémité de sortie à une hauteur aussi petite que possible au-dessus du niveau supérieur du métal fondu introduit dans la coquille. Cela permet évidemment de réduire la formation de mousse et la mise en turbulence d'oxydes dans le bloc métallique en train d'être coulé. Cependant ce mode de remplissage est trop compliqué pour être utilisé dans un procédé de couler de barres métalliques ou analogues dans un processus de couler en coquille et en  In addition, in this known method, the shell used for the casting of metal blocks is adapted in height during its progressive filling and during the simultaneous descent movement of the casting table in the water bath, so that the chute casting, directed laterally towards the shell, can be maintained by its outlet end at a height as small as possible above the upper level of the molten metal introduced into the shell. This obviously makes it possible to reduce the formation of foam and the turbulence of oxides in the metal block being cast. However, this filling method is too complicated to be used in a method of casting metal bars or the like in a process of casting in a shell and in

conséquence on ne peut pas l'employer en pratique.  therefore it cannot be used in practice.

L'invention concerne également un dispositif de coulée en coquille pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, ce dispositif comportant un tube formant coquille, qui est fermé en bas par un fond et qui peut être descendu dans un bain de liquide. Ce dispositif est agencé, conformément à l'invention, de telle sorte que le tube formant coquille soit monté dans un corps flottant et soit guidé avec celui-ci, dans et audessus du récipient recevant le bain de liquide, vers le haut et vers le bas en plongeant dans le bain, ledit corps formant flotteur étant agencé de telle sorte qu'il maintienne flottant dans le bain de liquide le tube formant coquille avant son remplissage avec du métal fondu d'une manière telle que son extrémité inférieure soit située à peu près à la hauteur du niveau supérieur du bain de liquide ou au-dessus et qu'ensuite, lors du remplissage, il permette la descente du tube formant coquille dans le bain de liquide; en outre, il est possible d'introduire dans le tube formant coquille un tube de remplissage servant au remplissage de métal fondu dans le tube formant coquille, ledit tube de remplissage étant pourvu d'une ouverture permettant la décharge du métal fondu dans le tube formant coquille. A cet égard, il est avantageux d'agencer et de dimensionner le corps formant flotteur de telle sorte qu'il permette au tube formant coquille, lors de son remplissage, de descendre dans le bain de liquide à une vitesse qui est dans une relation désirée avec la vitesse de montée du métal fondu dans le tube formant coquille. Pour une adaptation à des impératifs métallurgiques, le corps formant flotteur peut également être agencé de telle sorte que la vitesse de descente du tube formant coquille diminue ou  The invention also relates to a shell casting device for implementing the method according to the invention, this device comprising a shell tube, which is closed at the bottom by a bottom and which can be lowered into a liquid bath. . This device is arranged, in accordance with the invention, so that the shell tube is mounted in a floating body and is guided with it, in and above the container receiving the liquid bath, upwards and towards the bottom by immersing in the bath, said float body being arranged so that it keeps floating in the liquid bath the shell tube before it is filled with molten metal in such a way that its lower end is located approximately near or above the upper level of the liquid bath and then, during filling, it allows the tube forming the shell to descend into the liquid bath; in addition, it is possible to introduce into the shell tube a filling tube for filling molten metal in the shell tube, said filling tube being provided with an opening allowing the discharge of molten metal into the tube forming shell. In this regard, it is advantageous to arrange and size the float body so that it allows the shell tube, when it is filled, to descend into the liquid bath at a speed which is in a desired relationship. with the rate of rise of the molten metal in the shell tube. To adapt to metallurgical requirements, the float body can also be arranged so that the speed of descent of the shell tube decreases or

augmente à mesure que son remplissage augmente.  increases as its filling increases.

Pour pouvoir retirer la pièce moulée solidifiée du tube formant coquille aussi facilement que possible et sans endommagement de celui-ci, ce tube formant coquille peut être réalisé en deux parties rabattables ou bien en une partie s'élargissant avec un profil conique vers  In order to be able to remove the solidified molded part from the shell tube as easily as possible and without damaging the latter, this shell tube can be produced in two foldable parts or in a widening part with a conical profile towards

le haut.the top.

Le corps formant flotteur peut être fabriqué en une matière légère, comme du styropore ou du liège, ou bien il peut être formé par un corps creux en tôle à paroi mince ou analogue. Il peut entourer le tube formant coquille complètement ou bien seulement partiellement et il peut être guidé vers le haut et vers le bas sur un guide vertical dans le récipient recevant le bain de liquide et au-dessus de celui-ci. Ce guide doit être agencé de telle sorte qu'il assure le guidage du tube formant coquille, lors de son mouvement de descente, dans une position verticale, ce qui peut être réalisé d'une manière assez simple avec des oreilles annulaires déplaçables sur des câbles de tension, mais cependant également avec tout autre type  The float body can be made of a light material, such as styropore or cork, or it can be formed by a hollow body of thin-walled sheet metal or the like. It can surround the shell tube completely or only partially and it can be guided up and down on a vertical guide in the container receiving the liquid bath and above it. This guide must be arranged so that it guides the tube forming the shell, during its downward movement, in a vertical position, which can be achieved in a fairly simple manner with annular ears movable on cables. of tension, but however also with any other type

connu de mécanisme de guidage.known guide mechanism.

Le tube formant coquille peut également être équilibré en ce qui concerne son poids propre par l'intermédiaire de rouleaux de renvoi et au moyen de contre-poids, de telle sorte que le corps formant flotteur puisse avoir des dimensions réduites en correspondance et être conçu seulement pour contre balancer les forces ascensionnelles variant lors du  The shell tube can also be balanced with respect to its self-weight by means of deflection rollers and by means of counterweights, so that the float body can have correspondingly reduced dimensions and be designed only to counterbalance the ascending forces varying during the

remplissage du tube formant coquille.  filling the shell tube.

Le tube de remplissage est disposé avantageusement dans un support indépendant de la position en hauteur du tube formant coquille ou bien il peut être fixé dans une position de hauteur indépendante du tube  The filling tube is advantageously placed in a support independent of the height position of the shell-forming tube or it can be fixed in a height position independent of the tube

formant coquille.forming a shell.

Le dispositif conforme à l'invention est utilisable, du fait de son agencement, en particulier pour la réalisation de corps-échantillons en forme de barres qui font intervenir des quantités de métaux relativement  The device according to the invention can be used, because of its arrangement, in particular for the production of sample bodies in the form of bars which involve relatively large quantities of metals.

petites, d'environ 10 à 15kg.small, around 10 to 15kg.

Le procédé et le dispositif conformes à l'invention sont cependant applicables non seulement à la coulée de tels corps-échantillons en forme de barres décrits ci-dessus, mais également à la fabrication d'autres pièces coulées de profil allongé. Ainsi on peut envisager par exemple une application avantageuse à la coulée de barres profilées formées de substances métalliques qui réagissent fortement avec l'air, comme par exemple des alliages à base de titane ou de magnésium ou également des alliages d'aluminium à forte teneur en éléments réactifs par exemple du lithium. Le procédé et le dispositif conformes à l'invention permettent, dans telles conditions, par exemple l'enlèvement de la matière de coulée en-dessous d'une couverture saline de protection fermée et la coulée sous une atmosphère gazeuse protectrice, ou bien également en-dessous d'un bain salin de recouvrement, sans grandes dépenses additionnelles. Le métal fondu peut être transféré, en excluant presque complètement un contact avec l'air, depuis un four de maintien à chaud  The method and the device according to the invention are however applicable not only to the casting of such sample bodies in the form of bars described above, but also to the manufacture of other cast parts of elongated profile. Thus, it is possible, for example, to envisage an advantageous application to the casting of profiled bars formed of metallic substances which react strongly with air, such as for example alloys based on titanium or magnesium or also aluminum alloys with a high content of reactive elements, for example lithium. The method and the device according to the invention allow, under such conditions, for example the removal of the casting material below a closed protective saline cover and the casting under a protective gaseous atmosphere, or alternatively by - below a saline recovery bath, without major additional expenses. Molten metal can be transferred, almost completely excluding contact with air, from a hot-holding oven

jusque dans un moule de coulée o il se produit une solidification rapide.  into a casting mold where rapid solidification takes place.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront  Other characteristics and advantages of the invention will be

mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple  highlighted in the following description, given by way of example

non limitatif, en référence aux dessins annexes dans lesquels: - la figure I représente en vue en coupe verticale le récipient de maintien en température ainsi que le tube formant coquille, pouvant être descendu dans un bain d'eau, la figure montrant le tube de remplissage avant son introduction dans le tube formant coquille, - la figure 2 représente de la même façon le tube formant coquille  nonlimiting, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure I shows in vertical section the temperature maintenance container as well as the shell tube, which can be lowered into a water bath, the figure showing the tube filling before its introduction into the shell tube, - Figure 2 shows the shell tube in the same way

plongeant dans le bain de liquide pendant son remplissage par l'intermé-  immersed in the liquid bath during its filling by means of

diaire du tube de remplissage, - la figure 3 représente à échelle plus grande une vue en perspective et arrachée du tube formant coquille dans lequel est introduit le tube de remplissage. Dans l'exemple de réalisation représenté, la coquille est constituée par un tube I à paroi mince qui est obturé à son extrémité inférieure par un fond 2. Ce tube 1 formant coquille est monté dans un corps droit formant flotteur, qui entoure à distance le tube formant coquille et qui est dimensionné de telle sorte qu'il maintienne le tube-coquille vide avec son fond intérieur fermé 2 à peu de distance au-dessus de la surface du bain d'eau 5 et qu'il fasse le descendre dans le bain d'eau 5 lors du remplissage avec le métal en fusion. Dans ce but, le corps formant flotteur 3 est guidé par l'intermédiaire d'oreilles annulaires 6 sur des câbles de tension 7, qui sont fixés par leur extrémité inférieure sur le fond 8 du récipient 4 et par leur extrémité supérieure sur une traverse 9 reliant deux supports 10, en étant maintenus tendus dans une  diary of the filling tube, - Figure 3 shows on a larger scale a perspective view and cut away of the shell tube in which is introduced the filling tube. In the embodiment shown, the shell is constituted by a thin-walled tube I which is closed at its lower end by a bottom 2. This tube 1 forming a shell is mounted in a straight body forming a float, which remotely surrounds the shell-forming tube which is dimensioned so that it keeps the shell-tube empty with its closed inner bottom 2 a short distance above the surface of the water bath 5 and that it makes it descend into the water bath 5 when filling with molten metal. For this purpose, the float body 3 is guided by means of annular ears 6 on tension cables 7, which are fixed by their lower end to the bottom 8 of the container 4 and by their upper end to a cross member 9 connecting two supports 10, being kept stretched in a

direction verticale entre ces fixations.  vertical direction between these fixings.

Le tube-coquille peut être formé par un tronçon d'un tube de  The tube-shell can be formed by a section of a tube of

précision en acier du commerce, sur lequel est soudée une plaque de fond.  precision commercial steel, on which a bottom plate is welded.

Lorsque le tube-coquille a une section constante, comme dans l'exemple de  When the shell tube has a constant section, as in the example of

réalisation représenté, il peut être nécessaire de sectionner mécanique-  shown embodiment, it may be necessary to cut mechanical-

ment le tube-coquille pour le démoulage de la pièce moulée qui est coulée dans ce tube. Il est cependant également possible, comme cela a déjà été précisé, d'utiliser un tube-coquille en deux parties rabattables ou en une partie s'élargissant avec un profil conique vers le haut, afin de permettre  ment the shell tube for demolding the molded part which is poured into this tube. It is however also possible, as has already been specified, to use a shell tube in two foldable parts or in a widening part with an upward conical profile, in order to allow

d'employer le tube-coquille plusieurs fois.  to use the shell tube several times.

Pour le remplissage du tube-coquille avec du métal en fusion, on utilise un tube de remplissage 11, qui peut être formé d'une matière céramique ou d'un autre matériau approprié, résistant au métal fondu, par exemple un tube métallique protégé de façon appropriée par des revêtements. Le diamètre extérieur du tube de remplissage Il est un peu plus petit que le diamètre intérieur du tube-coquille I. L'extrémité inférieure du tube de remplissage Il est fermé par un fond qui est pourvu d'un orifice de décharge 12 par lequel le métal fondu se trouvant dans le tube de remplissage peut pénétrer dans le tube-coquille 1. L'extrémité supérieure du tube de remplissage Il est pourvue d'un couvercle à fermeture étanche dans lequel il est prévu une soupape 13 servant à ouvrir et fermer l'extrémité supérieure du tube de remplissage par rapport à l'atmosphère. La soupape 13 est maintenue dans la position de fermeture par un ressort de pression 14 et elle peut être amenée dans la position d'ouverture au moyen d'une manette de traction 15 en opérant en opposition à la force du  For filling the shell tube with molten metal, a filling tube 11 is used, which can be formed from a ceramic material or from another suitable material, resistant to molten metal, for example a metal tube protected from appropriately by coatings. The outside diameter of the filling tube It is a little smaller than the inside diameter of the shell tube I. The lower end of the filling tube It is closed by a bottom which is provided with a discharge orifice 12 through which the molten metal in the filling tube can enter the shell tube 1. The upper end of the filling tube It is provided with a tight-closing lid in which there is provided a valve 13 for opening and closing the 'upper end of the filling tube relative to the atmosphere. The valve 13 is held in the closed position by a pressure spring 14 and it can be brought into the open position by means of a traction lever 15 operating in opposition to the force of the

ressort de pression 14.pressure spring 14.

A son extrémité supérieure, le tube de remplissage est pourvu d'un balancier 16 à l'aide duquel il peut être maintenu, dans une position d'introduction dans le tube-coquille 1, dans un support 17 prévu à l'extrémité supérieure des montants 10. Dans cette position, le tube de remplissage Il situé dans le tube-coquille 1 est maintenu indépendamment  At its upper end, the filling tube is provided with a pendulum 16 with the aid of which it can be maintained, in a position of introduction into the shell tube 1, in a support 17 provided at the upper end of the uprights 10. In this position, the filling tube II located in the shell tube 1 is maintained independently

de la position en hauteur du tube-coquille.  from the height position of the shell tube.

Pour faciliter l'introduction centrée du tube de remplissage Il dans l'extrémité supérieure ouverture du tube-coquille 1, il est prévu une  To facilitate the centered introduction of the filling tube II into the upper opening end of the shell tube 1, there is provided a

pièce tubulaire de centrage 18, qui est fixée sur la traverse 9.  tubular centering piece 18, which is fixed to the cross-member 9.

Lorsque la soupape 13 du couvercle est ouverte, le tube de remplissage 11 peut être descendu, par son orifice de décharge 12, suffisamment loin dans le bain de métal en fusion 20 se trouvant dans le récipient de maintien en température 19. En conséquence, il plonge à une grande profondeur en dessous de la surface du bain de métal en fusion et il en résulte que du métal fondu propre, du fait qu'il est éloigné des impuretés flottant sur la surface du bain, a pénétré dans le tube de  When the valve 13 of the cover is open, the filling tube 11 can be lowered, through its discharge orifice 12, sufficiently far into the bath of molten metal 20 located in the temperature-maintaining container 19. Consequently, it plunges to a great depth below the surface of the molten metal bath and as a result clean molten metal, because it is removed from the impurities floating on the surface of the bath, has entered the tube

remplissage par l'intermédiaire de l'orifice 12 sous la forme d'un écoule-  filling via the orifice 12 in the form of a drain

ment calme et en correspondance à la profondeur de plongée de ce tube de remplissage. Ensuite, la soupape 13 du couvercle est fermée et le tube de remplissage 11 est sorti du bain de métal en fusion 20, le métal fondu situé dans le tube de remplissage restant dans celui-ci du fait que la soupape de couvercle est fermée et étant entraîné avec ce tube. Le tube de remplissage est maintenant engagé par son extrémité inférieure ouverte et par l'intermédiaire de la pièce tubulaire de centrage 18 dans le  calm and corresponding to the diving depth of this filling tube. Then, the cover valve 13 is closed and the filling tube 11 is taken out of the molten metal bath 20, the molten metal located in the filling tube remaining therein because the cover valve is closed and being driven with this tube. The filling tube is now engaged by its open lower end and by means of the tubular centering piece 18 in the

tube-coquille 1 et il est suspendu par son balancier 16 dans le support 17.  tube-shell 1 and it is suspended by its pendulum 16 in the support 17.

Dans cette position, l'extrémité inférieure, comportant l'orifice de décharge 12, du tube de remplissage 1 est située à très peu de distance au-dessus du fond 2 du tube-coquille I. Maintenant la soupape 13 du couvercle est ouverte et en conséquence l'extrémité supérieure du tube de remplissage Il est reliée à l'atmosphère. Il en résulte que l'effet de soulèvement exercé par le tube de remplissage 11 sur le métal fondu situé en son intérieur est supprimé de sorte que le métal fondu peut sortir du tube de remplissage par l'intermédiaire de son orifice de décharge 12 pour pénétrer dans le tube-coquille 3. Sous l'effet de l'augmentation du poids de la quantité de métal introduit, le corps formant flotteur 3 et le tube-coquille 1 descendent dans le bain d'eau 5 et à cet égard, par un dimensionnement correspondant du corps formant flotteur 3, la vitesse de descente doit être à peu près égale à la vitesse de montée du métal fondu dans le tube-coquille 1. On obtient ainsi que l'orifice de décharge 12 du tube de remplissage 11 reste, pendant toute la pénétration du métal fondu dans le tube-coquille 1, constamment en contact direct ou bien à proximité directe de la surface du métal fondu introduit dans le tube- coquille. Le métal sortant du tube de remplissage 11 pénètre dans le tube- coquille sans chute libre ou seulement avec une petite chute libre, et par conséquent avec une mise en turbulence aussi réduite que possible. D'autre part, on évite que le tube de remplissage plonge dans le métal fondu introduit dans le tube-coquille car il risquerait de se bloquer dans le métal fondu en cours de solidification. Grâce au mouvement de descente de ce tube dans le bain de liquide, qui est effectué en correspondance à l'augmentation de la hauteur de remplissage du tube- coquilie, il est possible d'obtenir un refroidissement immédiat, et progressant avec le niveau de remplissage, du métal fondu et par conséquent l'établissement d'une structure cristalline fine et exempte  In this position, the lower end, comprising the discharge orifice 12, of the filling tube 1 is located a very short distance above the bottom 2 of the shell tube I. Now the valve 13 of the cover is open and consequently the upper end of the filling tube It is connected to the atmosphere. As a result, the lifting effect exerted by the filling tube 11 on the molten metal located inside it is suppressed so that the molten metal can exit the filling tube through its discharge orifice 12 to penetrate in the shell tube 3. Under the effect of the increase in the weight of the quantity of metal introduced, the float body 3 and the shell tube 1 descend into the water bath 5 and in this respect, by a corresponding dimensioning of the float body 3, the lowering speed must be roughly equal to the rising speed of the molten metal in the shell tube 1. The discharge orifice 12 of the filling tube 11 is thus obtained, during the entire penetration of the molten metal into the shell tube 1, constantly in direct contact or else in close proximity to the surface of the molten metal introduced into the shell tube. The metal leaving the filling tube 11 enters the shell tube without free fall or only with a small free fall, and therefore with as little turbulence as possible. On the other hand, it is avoided that the filling tube plunges into the molten metal introduced into the shell tube because it would risk being blocked in the molten metal during solidification. Thanks to the downward movement of this tube in the liquid bath, which is carried out in correspondence with the increase in the filling height of the shell-tube, it is possible to obtain immediate cooling, and progressing with the filling level , molten metal and therefore the establishment of a fine and free crystal structure

de ségrégations dans la pièce coulée solidifiée.  segregation in the solidified casting.

La soupape 13 du couvercle du tube de remplissage peut être une soupape produisant simplement une ouverture et une fermeture mais il est cependant également possible de la combiner avec une soupape de régulation fine, qui permet un dosage précis de la quantité de métal sortant par l'orifice de décharge 12 du tube de remplissage Il. Il est ainsi possible d'obtenir une adaptation précise de la vitesse de coulée à la vitesse de solidification dans la pièce moulée, conditionnée par le refroidissement dans le bain d'eau 5, de toute manière appropriée et en fonction des  The valve 13 of the filling tube cover can be a valve simply producing an opening and a closing but it is however also possible to combine it with a fine regulating valve, which allows a precise metering of the quantity of metal leaving by the discharge port 12 of the filling tube II. It is thus possible to obtain a precise adaptation of the casting speed to the solidification speed in the molded part, conditioned by cooling in the water bath 5, in any suitable manner and according to the

impératifs métallurgiques.metallurgical imperatives.

R E V E ND IC A T I ON SR E V E ND IC A T I ON S

1. Procédé pour couler des barres métalliques ou analogues dans un processus de coulée en coquille en utilisant une coquille (1) se composant d'un tube fermé à son extrémité inférieure et qui, lors de son remplissage avec du métal en fusion, est descendue dans un bain de liquide (5), procédé caractérisé en ce que, pour le remplissage du tube formant coquille avec du métal fondu, on utilise un tube de remplissage (11) ouvert ou ouvrable, à son extrémité inférieure et obturable à son extrémité supérieure, qui est plongé initialement par son extrémité inférieure dans un bain (20) du métal en fusion, de sorte que le métal en fusion est introduit dans le tube de remplissage, en ce qu'ensuite le tube de remplissage plein est obturé à son extrémité supérieure et est sorti, avec son contenu, hors du bain de fusion pour être ensuite introduit par le haut, par son extrémité intérieure, dans le tube formant coquille, en ce qu'ensuite, par ouverture de l'extrémité supérieure du tube de remplissage, le métal en fusion est déchargé du tube de remplissage par l'intermédiaire de son extrémité inférieure ouverte, ou qui a été ouverte, en vue de son introduction dans le tube formant coquille, et en ce que le mouvement de descente du tube formant coquille est produit seulement par le poids du métal introduit dans  1. Method for casting metal bars or the like in a shell casting process using a shell (1) consisting of a tube closed at its lower end and which, when filled with molten metal, is lowered in a liquid bath (5), process characterized in that, for filling the shell tube with molten metal, an open or openable filling tube (11) is used, at its lower end and closable at its upper end , which is initially immersed by its lower end in a bath (20) of the molten metal, so that the molten metal is introduced into the filling tube, in which afterwards the full filling tube is closed at its end upper and is taken out, with its contents, out of the molten bath to be then introduced from above, by its inner end, into the tube forming a shell, in that later, by opening the extr upper part of the filling tube, the molten metal is discharged from the filling tube via its open lower end, or which has been opened, with a view to its introduction into the shell tube, and in that the movement downward movement of the shell tube is produced only by the weight of the metal introduced into

ce tube.this tube.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube formant coquille (1) est descendu dans le bain de liquide (5) avec une vitesse qui est à peu près égale à la vitesse de montée du métal fondu dans  2. Method according to claim 1, characterized in that the shell tube (1) is lowered into the liquid bath (5) with a speed which is approximately equal to the rate of rise of the molten metal in

le tube formant coquille.the tube forming a shell.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de remplissage (11) est introduit jusqu'à, ou approximativement jusqu'à l'extrémité inférieure fermée du tube formant coquille (1) et est maintenu dans cette position indépendamment de la descente du tube formant  3. Method according to claim 1, characterized in that the filling tube (11) is introduced up to, or approximately until the closed lower end of the shell tube (1) and is maintained in this position independently of the descent of the tube forming

coquille dans le bain de liquide.shell in the liquid bath.

4. Dispositif de coulée en coquille pour la mise en oeuvre du  4. Shell casting device for the implementation of the

procédé selon l'une des revendications 1 à 4, comportant un tube formant  method according to one of claims 1 to 4, comprising a tube forming

coquille qui est fermé en bas par un fond et qui peut être descendu dans un bain de liquide, dispositif caractérisé en ce que le tube formant coquille (1) Il est disposé dans un corps formant flotteur (3) et est guidé, avec celui-ci, dans et au-dessus du récipient (4) recevant le bain de liquide (5), vers le haut et vers le bas en plongeant dans le bain, ledit corps formant flotteur (3) étant agencé de telle sorte qu'il maintienne, flottant le tube formant coquille (1) avant son remplissage avec du métal fondu, avec son extrémité inférieure située à peu près de la hauteur du niveau supérieur de liquide dans le bain (5) ou au-dessus et qu'il permette son mouvement de descente dans le bain de liquide lors du remplissage, et en ce qu'un tube de remplissage (11), servant à l'introduction de métal fondu dans le tube formant coquille, peut être introduit dans le tube formant coquille (1), ce tube de remplissage étant pourvu d'un orifice (12) permettant la décharge  shell which is closed at the bottom by a bottom and which can be lowered into a liquid bath, device characterized in that the shell tube (1) It is arranged in a float body (3) and is guided with it ci, in and above the container (4) receiving the liquid bath (5), upwards and downwards while immersing in the bath, said float body (3) being arranged so that it maintains , floating the shell tube (1) before filling with molten metal, with its lower end located approximately at the height of the upper level of liquid in the bath (5) or above and allow it to move lowering into the liquid bath during filling, and in that a filling tube (11), serving for the introduction of molten metal into the shell tube, can be introduced into the shell tube (1), this filling tube being provided with an orifice (12) allowing discharge

du métal fondu dans le tube formant coquille.  molten metal in the shell tube.

5. Dispositif de coulée en coquille selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps formant flotteur (3) est agencé et dimensionné de telle sorte qu'il permette au tube formant coquille (1), lors de son remplissage, de descendre dans le bain de liquide (5) à une vitesse qui est dans une relation désirée avec la vitesse de montée du métal fondu  5. Shell casting device according to claim 4, characterized in that the float body (3) is arranged and dimensioned so that it allows the shell tube (1), during filling, to descend into the liquid bath (5) at a speed which is in a desired relationship with the rate of rise of the molten metal

dans le tube formant coquille.in the shell tube.

6. Dispositif de coulée en coquille selon l'une des revendica-  6. Shell casting device according to one of the claims

tions 4 ou 5, caractérisé en ce que le corps formant flotteur (3) a, dans sa zone inférieure, un volume de sustentation différent, par exemple plus  tions 4 or 5, characterized in that the float body (3) has, in its lower region, a different lift volume, for example more

grand (plus grande section de sustentation) que dans sa zone supérieure.  large (larger lift section) than in its upper area.

7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps formant flotteur (3) est disposé en étant espacé latéralement du tube  7. Device according to claim 4, characterized in that the float body (3) is arranged being spaced laterally from the tube

formant coquille (1).forming a shell (1).

8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube de remplissage (11) peut être introduit dans le tube formant coquille  8. Device according to claim 4, characterized in that the filling tube (11) can be introduced into the tube forming a shell

(1), à partir de son extrémité supérieure ouverte, jusqu'à, ou approximati-  (1), from its open upper end, up to, or approximately

vement jusqu'à son extrémité inférieure fermée.  until its lower closed end.

9. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube de remplissage (11) comporte, à son extrémité inférieure par laquelle il peut être introduit au préalable dans le tube formant coquille (1), un  9. Device according to Claim 4, characterized in that the filling tube (11) comprises, at its lower end by which it can be introduced beforehand into the tube forming the shell (1), a

fond pourvu d'un orifice (12) de décharge du métal fondu.  bottom provided with a hole (12) for discharging molten metal.

10. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube de remplissage (l) est pourvu, à son extrémité supérieure, d'un couvercle à fermeture étanche, qui comporte une soupape (13) pour relier  10. Device according to claim 4, characterized in that the filling tube (l) is provided, at its upper end, with a tightly closed cover, which comprises a valve (13) for connecting

le volume intérieur du tube de remplissage avec l'atmosphère.  the interior volume of the filling tube with the atmosphere.

11. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube de remplissage (1l1) peut être fixé par rapport au récipient (4) du bain de liquide (5) dans un support (16, 17) indépendamment de la position en hauteur du tube formant coquille (1), dans sa position d'engagement dans le  11. Device according to claim 4, characterized in that the filling tube (11) can be fixed relative to the container (4) of the liquid bath (5) in a support (16, 17) regardless of the height position of the shell tube (1), in its engagement position in the

tube formant coquille.shell tube.

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