FR2692505A1 - Tube de coulée de métal fondu pour une machine de coulée sous pression. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un tube de coulée de métal fondu (C) pour une machine de coulée sous pression, qui comporte deux sections de tube (11, 16) reliées l'une à l'autre au moyen d'une liaison filetée (c), avec des surfaces coniques pourvues de filets (15, 20) qui ont un angle d'inclinaison (THETA) dans une plage de 2degré à 15degré par rapport à l'axe dudit tube de coulée de métal fondu (C) et un pas dans une plage de 10 à 85 mm.
Description
TUBE DE COULEE DE METAL FONDU POUR UNE
MACHINE DE COULEE SOUS PRESSION
La présente invention se rapporte à un tube de coulée de métal fondu pour une machine de coulée sous pression. On connaît une machine de coulée sous pression comme l'un des appareils destinés à couler du
métal fondu.
Une machine de coulée sous pression conventionnelle 35 est décrite ci-après en se référant
à la figure 7.
La figure 7 est une vue en coupe verticale, schématique illustrant une machine de coulée sous pression conventionnelle 35 Comme cela est représenté sur la figure 7, la machine de coulée sous pression conventionnelle 35 comporte: un moule 36 ayant une ouverture 36 b dans une paroi inférieure 36 a de celui-ci; une enceinte close 37, disposée sous ladite ouverture 36 b dudit moule 36, ayant un couvercle 37 a et un orifice d'alimentation en gaz comprimé 37 b, une poche de coulée 38 disposée dans ladite enceinte close 37; un tube de coulée de métal fondu A réalisé en matière réfractaire ayant une longueur suffisante pour qu'une extrémité supérieure de celui-ci soit fixée sensiblement verticalement par en-dessous à ladite ouverture 36 b dans ladite paroi inférieure 36 a dudit moule 36, et une extrémité inférieure de celui-ci s'étend à travers ledit couvercle 37 a de ladite enceinte close 37 et est immergé dans du métal fondu reçu dans ladite poche de coulée 38 disposée dans ladite enceinte close 37; et des moyens d'alimentation en gaz comprimé (non représentés) destinés à amener un gaz inerte comprimé dans ladite enceinte close 37 par ledit orifice d'alimentation en gaz comprimé 37 b de ladite enceinte close 37, de façon à couler du métal fondu reçu dans ladite poche de coulée 38 dans ledit moule 36 par ledit tube de coulée de métal fondu A. Selon la machine de coulée sous pression conventionnelle 35 mentionnée ci-dessus, au contraire du cas de la coulée de métal fondu dans le moule par en-dessus, les éclaboussures de métal fondu ne collent jamais sur une surface interne du moule 36, et il en résulte qu'il est possible de fabriquer un produit coulé métallique ayant une surface lisse Du fait qu'il est également possible de couler dans le moule 36 le métal fondu reçu dans la poche de coulée 38 au moyen du tube de coulée de métal fondu A sans amener de métal fondu à venir en contact avec l'air libre, l'oxydation du métal fondu peut être empêchée pratiquement parfaitement, permettent ainsi la fabrication d'un produit coulé métallique dont la composition chimique
est contrôlée de façon très stricte.
Dans la machine de coulée sous pression 35 mentionnée ci-dessus, il existe une demande d'agrandissement du moule 36 et de la poche de coulée 38 en vue d'améliorer le rendement de fabrication, et il est inévitable avec cela d'utiliser un tube de coulée de métal fondu de grande taille ayant une longueur d'au moins 4 mètres et un diamètre extérieur
d'au moins 350 mm.
Un tube de coulée de métal fondu est utilisé dans des conditions très sévères Plus spécialement, non seulement le tube de coulée de métal fondu vient en contact avec du métal fondu à haute température, mais le métal fondu ayant une pression très élevée passe également à travers un alésage du tube de coulée de métal fondu Le tube de coulée de métal fondu est par conséquent réalisé dans une matière réfractaire ayant une excellente résistance à l'effritement et ayant une résistance élevée, par exemple une matière réfractaire comportant de l'alumine (A 1203), du carbone (C) et/ou
de la silice (Si O 2).
Toutefois, du fait qu'un objet réalisé dans une matière réfractaire est de taille limitée, il est difficile de réaliser d'un seul tenant dans une matière réfractaire le tube de coulée de métal fondu de grande
taille mentionné ci-dessus.
On connaît un tube de coulée de métal fondu de grande taille destiné à résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus (et appelé par la suite "l'état de la technique") Le tube de coulée de métal fondu B de l'état de la technique pour une machine de coulée sous pression est décrit cidessous en se référant aux
figures 1 et 2.
La figure 1 est une vue de face schématique illustrant un tube de coulée de métal fondu B de l'état de la technique pour une machine de coulée sous pression, et la figure 2 est une vue en coupe verticale partielle schématique illustrant le tube de coulée de métal fondu B de l'état de la technique représenté sur
la figure 1.
Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, le tube de coulée de métal fondu B de l'état de la technique pour la machine de coulée sous pression comporte: deux sections de tube 1 et 6 réalisées en matière réfractaire, reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide au moyen d'une liaison filetée b, la liaison filetée b comportant (i) un filetage mâle 5 réalisé sur une surface extérieure cylindrique d'une partie d'extrémité inférieure 3 d'une section de tube supérieure 1 des deux sections de tube 1 et 6, et (ii) un f iletage femelle 10, avec lequel doit s'engager le filetage mâle 5 de la section de tube supérieure 1, formé sur une surface cylindrique interne d'une partie d'extrémité supérieure 7 d'une section de
tube inférieure 6 des deux sections de tube 1 et 6.
La section de tube supérieure 1 et la section de tube inférieure 6 sont reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide en amenant le filetage mâle 5 de la partie d'extrémité inférieure 3 de la section de tube supérieure 1 à s'engager avec le filetage femelle 10 de la partie d'extrémité supérieure 7 de la section de tube inférieure 6, un alésage 4 de la section de tube supérieure 1 et un alésage 9 de la section de tube inférieure 6 communiquant ainsi l'un avec l'autre Lorsque l'on amène le filetage mâle 5 de la partie d'extrémité inférieure 3 de la section de tube supérieure 1 à s'engager avec le filetage femelle 10 de la partie d'extrémité supérieure 7 de la section de tube inférieure 6, il est possible d'améliorer encore l'étanchéité au liquide au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure 1 et la section de tube inférieure 6, c'est-à-dire au niveau de la liaison filetée b, en appliquant un mortier réfractaire sur les
surfaces du filetage mâle 5 et du filetage femelle 10.
Selon l'état de la technique mentionnée ci-
dessus, le tube de coulée de métal fondu B de grande taille ayant une longueur totale d'au moins 4 mètres et un diamètre externe d'au moins 350 mm peut être prévu en reliant les deux sections de tube 1 et 6 réalisées
en matière réfractaire.
Toutefois, le tube de coulée de métal fondu B de l'état technique présente les problèmes suivants: lors de l'application du tube de coulée de métal fondu B de l'état de la technique sur la machine de coulée sous pression afin de couler du métal fondu, le tube de coulée de métal fondu B est soumis à une contrainte considérable par le métal fondu passant à travers, et plus particulièrement, la contrainte est concentrée sur une partie 3 a proche du point de départ du f iletage mâle 5 de la partie d'extrémité inférieure 3 de la section de tube supérieure 1, et sur une partie 7 a proche du point de départ du filetage femelle 10 de la partie d'extrémité supérieure 7 de la section de tube inférieure 6 Cette concentration de contrainte peut entraîner des fissures dans les parties 3 a et 7 a mentionnées ci-dessus au point d'amener la fuite du métal fondu, et le tube de coulée de métal fondu B peut en outre se rompre au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure 1 et la section de tube inférieure 6, c'est-à- dire au niveau de la liaison filetée b, avec pour résultat un arrêt de l'opération
de coulée.
Dans ces conditions, il y a une forte demande de développement d'un tube de coulée de métal fondu pour une machine de coulée sous pression, qui augmente la résistance au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure et la section de tube inférieure, le rendant ainsi capable de poursuivre une opération de coulée stable pendant une longue durée, mais un tel tube de coulée de métal fondu n'a pas encore été proposé. Un but de la présente invention est par conséquent de procurer un tube de coulée de métal fondu pour une machine de coulée sous pression, qui augmente la résistance au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure et la section de tube inférieure, le rendant capable de poursuivre une opération de coulée
stable pendant une longue durée.
Selon une caractéristique de la présente invention, dans un tube de coulée de métal fondu pour une machine de coulée sous pression, qui comporte: un tube de coulée de métal fondu réalisé en matière réfractaire, ayant une longueur suffisante pour qu'une extrémité supérieure de celui-ci soit fixée sensiblement verticalement par en- dessous à une ouverture dans une paroi inférieure d'un moule pour une machine de coulée sous pression, et une extrémité inférieure de celui- ci s'étend à travers un couvercle d'une enceinte close disposée sous ledit moule et est immergée dans du métal fondu reçu dans une poche de coulée disposée dans ladite enceinte close, ledit tube de coulée de métal fondu comportant au moins deux sections de tube reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide; il est prévu l'amélioration suivante les deux sections de tube sont reliées l'une à l'autre au moyen d'une liaison filetée, avec des surfaces coniques pourvues de filets qui ont un angle d'inclinaison dans une plage de 20 à 150 par rapport à
l'axe dudit tube de coulée de métal fondu.
La figure 1 est une vue de face schématique illustrant un tube de coulée de métal fondu de l'état de la technique pour une machine de coulée sous pression; La figure 2 est une vue en coupe verticale partielle schématique illustrant le tube de coulée de métal fondu de l'état de la technique représenté sur la figure 1; La figure 3 est une vue de face schématique illustrant un tube de coulée de métal fondu d'une première forme de réalisation de la présente invention pour une machine de coulée sous pression; La figure 4 est une vue en coupe verticale partielle schématique illustrant le tube de coulée de métal fondu de la première forme de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 3; La figure 5 est une vue de face schématique illustrant un tube de coulée de métal fondu d'une deuxième forme de réalisation de la présente invention pour une machine de coulée sous pression; La figure 6 est une vue en coupe verticale partielle schématique illustrant le tube de coulée de métal fondu de la deuxième forme de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 5; et La figure 7 est une vue en coupe verticale schématique illustrant une machine de coulée sous
pression conventionnelle.
D'après ce qui précède, des études extensives ont été réalisées pour développer un tube de coulée de métal fondu pour une machine de coulée sous pression, qui augmente la résistance au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure et la section de tube inférieure, le rendant ainsi capable de poursuivre une opération de coulée stable pendant une longue durée. Il en résulte que les découvertes suivantes ont été faites: il est possible de prévoir un tube de coulée de métal fondu pour une machine de coulée sous pression, qui comporte au moins deux sections de tube reliées l'une à l'autre en série d'une manière étanche au liquide, qui augmente la résistance au niveau d'une partie à la jonction entre la section de tube supérieure et la section de tube inférieure, o les contraintes tendent à se concentrer, empêchant ainsi l'apparition de fissures au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure et la section de tube inférieure, et le rendant ainsi capable de poursuivre une opération stable pendant une longue durée, en reliant ces deux sections de tube l'une à l'autre au moyen d'une liaison filetée, dont des surfaces coniques pourvues de filets ont un angle d'inclinaison dans une plage de 2 à 150 par rapport à l'axe du tube de coulée
de métal fondu.
La présente invention a été faite sur la base des découvertes mentionnées ci-dessus Un tube de coulée de métal fondu d'une première forme de réalisation de la présente invention pour une machine de coulée sous pression est décrit en détail ci-après
en référant aux figures 3 et 4.
La figure 3 est une vue de face schématique illustrant un tube de coulée de métal fondu d'une première forme de réalisation de la présente invention pour une machine de coulée sous pression; et la figure 4 est une vue en coupe verticale partielle schématique illustrant le tube de coulée de métal fondu de la première forme de réalisation de la présente invention
représenté sur la figure 3.
Comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, le tube de coulée de métal fondu C de la première forme de réalisation de la présente invention comporte au moins deux sections de tube il et 16 reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide au
moyen d'une liaison filetée c.
Ces deux sections de tube 11 et 16 sont réalisées en matière réfractaire ayant une composition chimique comportant par exemple 27 % en poids de carbone (C), 46 % en poids d'alumine (A 1203), 24 % en poids de silice (Si O 2) et 3 % en poids de carbure de silicium
(si C).
La liaison filetée c destinée à raccorder ces deux sections de tube 11 et 16 l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide comporte (i) un filetage mâle 15 formé sur une surface extérieure conique qui converge vers l'extrémité d'une partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 11 d'une de ces deux sections de tube 11 et 16, et (ii) un f iletage femelle, avec lequel s'engage le f iletage mâle 15 de la section de tube supérieure 11, et formé sur une surface conique interne qui diverge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube
inférieure 16 de ces deux sections de tube il et 16.
Lorsque la surface extérieure conique pourvue du filetage mâle 15 de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 11 et la surface intérieure conique pourvue du filetage femelle 20 de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube
inférieure 16 ont chacune un angle d'inclinaison O en-
dessous de 20 par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu C, il est impossible de procurer une résistance suffisante pour supporter une contrainte importante sur une partie 13 a proche du point de départ du filetage mâle 15 de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 11, et sur une partie 17 a proche du point de départ du filetage femelle 20 de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16, et en outre, il est impossible d'empêcher la concentration de contrainte sur la partie 13 a mentionnée ci-dessus à proximité du point de départ du f iletage mâle 15 et sur la partie 17 a mentionnée ci-dessus à proximité du point de départ du filetage femelle 20 Lorsque l'angle d'inclinaison O mentionné ci-dessus est supérieur à 150 par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu C, d'autre part, il est nécessaire de modifier la forme de chacun des filetages mâle 15 et femelle 20 afin d'obtenir un état d'engagement satisfaisant, avec pour résultat une augmentation du coût de fabrication, ce qui rend difficile le fait d'assurer une excellente étanchéité
au liquide.
Par conséquent, l'angle d'inclinaison O de la surface extérieure conique pourvue du filetage mâle 15 de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 11, et de la surface intérieure conique pourvue du filetage femelle 20 de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16, par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu C, doit être limité à une plage de 20 à 150, et de
préférence à une plage de 40 à 80.
Avec un pas du filetage mâle 15 de la section de tube supérieure 11 et du filetage femelle 20 de la section de tube inférieure 16 inférieur à 10 mm, une résistance suffisante pour assurer un engagement ferme entre la section de tube supérieure il et la section de tube inférieure 16 ne peut être obtenue Il est difficile d'autre part de former efficacement le filetage mâle 15 et le filetage femelle 20 avec un pas supérieur à 85 mm respectivement sur la surface extérieure conique qui converge vers l'extrémité de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 11 et sur la surface intérieure conique qui diverge vers l'extrémité de la partie d'extrémité
supérieure 17 de la section de tube inférieure 16.
Par conséquent, le pas du filetage mâle 15 de la section de tube supérieure il et du filetage femelle de la section de tube inférieure 16 est de préférence limité à une plage de 10 à 80 mm, et de
préférence à une plage de 25 à 65 mm.
La section de tube supérieure 11 et la section de tube inférieure 16 sont reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide en amenant le filetage mâle 15 de la partie d'extrémité il inférieure 13 de la section de tube supérieure il à s'engager avec le filetage femelle 20 de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16, un alésage 14 de la section de tube supérieure 11 et un alésage 19 de la section de tube inférieure 16 étant ainsi en communication l'une avec l'autre Lorsque l'on amène le filetage mâle 15 de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure il à s'engager avec le filetage femelle 20 de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16, il est possible d'améliorer en outre l'étanchéité au liquide au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure 1 h et la section de tube inférieure 16, c'est-à-dire au niveau de la liaison filetée c, en appliquant un mortier réfractaire sur les surfaces du filetage mâle 15 et du filetage
femelle 20.
L'utilisation du tube de coulée de métal fondu C de la première forme de réalisation de la
présente invention est maintenant décrite.
Une extrémité supérieure 12 de la section de tube supérieure 11 du tube de coulée de métal fondu C de la première forme de réalisation de la présente invention est, comme avec le tube de coulée de métal fondu A représenté sur la figure 7, fixée sensiblement verticalement par en- dessous à l'ouverture 36 b dans la paroi inférieure 36 a du moule 36 de la machine de coulée sous pression conventionnelle 35 Dans cet état, l'extrémité inférieure 18 de la section de tube inférieure 16 du tube de coulée de métal fondu C s'étend à travers le couvercle 37 a de l'enceinte close 37 disposée sous le moule 36 et est immergée dans du métal fondu reçu dans la poche de coulée 38 disposée dans l'enceinte close 37 En envoyant un gaz comprimé tel qu'un gaz inerte dans l'enceinte close 37 à l'aide des moyens d'alimentation en gaz comprimé (non représentés) et à travers l'orifice d'alimentation en gaz comprimé 37 b de l'enceinte close 37, du métal fondu reçu dans la poche de coulée 38 disposée dans l'enceinte close 37 est coulé dans le moule 36 à travers le tube de coulée de métal fondu C sous l'effet
du gaz comprimé ainsi amené.
Comme cela a été décrit ci-dessus, le tube de coulée de métal fondu C est soumis à une contrainte considérable de la part du métal fondu passant à travers lors de la coulée de métal fondu, et en particulier, la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure il et la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16 sont
soumises à une contrainte particulièrement importante.
Dans le tube de coulée de métal fondu C de la présente invention cependant, ces deux sections de tube 11 et 16 sont reliées l'une à l'autre au moyen de la liaison filetée c Par ailleurs, la surface extérieure conique pourvue du filetage mâle 15 et qui converge en direction de l'extrémité de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 11, et la surface interne conique pourvue du filetage femelle et qui diverge en direction de l'extrémité de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16, ont un angle d'inclinaison dans une plage de 2 à 150 par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu C Il est par conséquent possible d'augmenter la résistance de la partie 13 a à proximité du point de départ du f iletage mâle 15 de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure il et de la partie 17 a à proximité du point de départ du filetage femelle 20 de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16 en augmentant l'épaisseur de celle-ci, afin d'empêcher la concentration de contraintes sur la partie 13 a à proximité du point de départ du f iletage mâle 15 et sur la partie 17 a à proximité du point de départ du filetage femelle 20, et d'empêcher ainsi l'apparition de fissures dans la jonction entre la section de tube supérieure 11 et la section de tube inférieure 16, c'est-à-dire au niveau de la liaison
filetée c.
Dans le tube de coulée de métal fondu C mentionné ci-dessus de la première forme de réalisation de la présente invention, la liaison filetée c destinée à relier ces deux sections de tube 11 et 16 l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide comporte, comme cela a été décrit ci-dessus, (i) le filetage mâle 15 formé sur la surface extérieure conique qui converge en direction de l'extrémité de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure il de ces deux sections de tube 11 et 16, et (ii) le filetage femelle 20, avec lequel s'engage le filetage mâle 15 de la section de tube supérieure 11, formé sur la surface intérieure conique qui diverge en direction de l'extrémité de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16 de ces deux sections de tube 11 et 16 Toutefois, la liaison filetée c destinée à relier ces deux sections de tube 11 et 16 l'une à l'autre en série d'une manière étanche au liquide peut comprendre (i) un filetage femelle formé sur une surface interne conique qui diverge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure il de ces deux sections de tube 11 et 16, et (ii) un filetage mâle, avec lequel s'engage le filetage femelle de la section de tube supérieure 11, formé sur une surface extérieure conique qui converge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16 de
ces deux sections de tube 11 et 16.
Un tube de coulée de métal fondu d'une deuxième forme de réalisation de la présente invention pour une machine de coulée sous pression est décrit ci-
après en se référant aux figures 5 et 6.
La figure 5 est une vue de face schématique illustrant un tube de coulée de métal fondu d'une deuxième forme de réalisation de la présente invention pour une machine de coulée sous pression; et la figure 6 est une vue en coupe verticale partielle schématique illustrant un tube de coulée de métal fondu de la deuxième forme de réalisation de la présente invention
représenté sur la figure 5.
Comme cela est représenté sur les figures 5 à 6, le tube de coulée de métal fondu D de la deuxième forme de réalisation de la présente invention comporte au moins deux sections de tube 21 et 26 reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide au
moyen d'une liaison filetée d.
Ces deux sections de tube 21 et 26 sont réalisées dans la même matière réfractaire que le tube de coulée de métal fondu C mentionné ci-dessus de la
première forme de réalisation de la présente invention.
La liaison filetée d destinée à relier ces deux sections de tube 21 et 26 l'une à l'autre en série d'une manière étanche au liquide comporte (i) un filetage femelle 25 formé sur une surface conique interne qui diverge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité inférieure 23 de la section de tube supérieure 21 de ces deux sections de tube 21 et 26, (ii) un filetage femelle 30 formé sur une surface interne conique qui diverge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité supérieure 27 de la section de tube inférieure 26 de ces deux sections de tube 21 et 26, et (iii) un raccord 31 réalisé en matière réfractaire, ayant un filetage mâle 33, avec lequel s'engage le filetage femelle 25 de la section de tube supérieure 21, formé sur une surface extérieure conique qui converge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité supérieure de celui-ci, et un autre filetage mâle 34, avec lequel s'engage le filetage femelle 30 de la section de tube inférieure 26, formé sur une surface extérieure conique qui converge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité
inférieure de celui-ci.
Lorsque la surface interne conique pourvue du filetage femelle 25 de la partie d'extrémité inférieure 23 de la section de tube supérieure 21 et la surface externe conique pourvue du filetage mâle 33 de la partie d'extrémité supérieure du raccord 31 ont un angle d'inclinaison O en dessous de 20 par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu D, il est impossible de procurer une résistance suffisante pour supporter une contrainte importante sur une partie 23 a à proximité du point de départ du filetage femelle 25 de la partie d'extrémité inférieure 23 de la section de tube supérieure 21, et il est en outre impossible d'empêcher la concentration de contrainte sur la partie 23 a mentionnée ci-dessus à proximité du point de départ du filetage femelle 25 Lorsque l'angle d'inclinaison mentionné ci-dessus O est supérieur à 150 par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu D, d'autre part, il est nécessaire de modifier la forme du filetage femelle 25 et du filetage mâle 33 afin d'obtenir un état satisfaisant d'engagement, conduisant ainsi à une augmentation des coûts de fabrication, et rendant difficile l'obtention d'une excellente
étanchéité au liquide.
Par conséquent, l'angle d'inclinaison O de la surface interne conique pourvue du filetage femelle 25 de la partie d'extrémité inférieure 23 de la section de tube supérieure 21 et de la surface extérieure conique pourvue du filetage mâle 33 de la partie d'extrémité supérieure du raccord 31, par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu D, doit être limité à une plage de 20 à 150, et de préférence à une plage de 40 à 80. Pour les mêmes raisons que celles décrites ci-dessus, l'angle d'inclinaison O de la surface interne conique pourvue du filetage femelle 30 de la partie d'extrémité supérieure 27 de la section de tube inférieure 26 et de la surface externe conique pourvue du filetage mâle 34 de la partie d'extrémité inférieure du raccord 31, par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu D, doit être limité à une plage de 20 à
, et de préférence à une plage de 40 à 80.
Le pas du filetage femelle 25 de la section de tube supérieure 21, du filetage femelle 30 de la section de tube inférieure 26, et du filetage mâle 33 et de l'autre filetage mâle 34 du raccord 31, qui doivent s'engager avec ces filetages femelles 25 et 26, est de préférence limité à une plage de 10 à 85 mm, et de préférence à une plage de 25 à 65 mm Lesraisons à cela sont les mêmes que celles données dans la
description du tube de coulée de métal fondu C de la
première forme de réalisation de la présente invention.
En amenant le filetage mâle 33 de la partie d'extrémité supérieure du raccord 31 à s'engager avec le filetage femelle 25 de la partie d'extrémité inférieure 23 de la section de tube supérieure 21, et en amenant l'autre filetage mâle 34 de la partie d'extrémité inférieure du raccord 31 à s'engager avec le filetage femelle 30 de la partie d'extrémité supérieure 27 de la section de tube inférieure 26, la section de tube supérieure 21 et la section de tube inférieure 26 sont reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide, un alésage 24 de la section de tube supérieure 21 et un alésage 29 de la section de tube inférieure 26 communiquant l'un avec l'autre par l'intermédiaire d'un alésage 32 du raccord 31 Lorsque l'on amène le filetage mâle 33 de la partie d'extrémité supérieure du raccord 31 à s'engager avec le filetage femelle 25 de la partie d'extrémité inférieure 23 de la section de tube supérieure 21, et lorsque l'on amène l'autre filetage mâle 34 de la partie d'extrémité inférieure du raccord 31 à s'engager avec le filetage femelle 30 de la partie d'extrémité supérieure 27 de la section de tube inférieure 26, il est possible d'améliorer encore l'étanchéité au liquide au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure 21 et la section de tube inférieure 26, c'est-à-dire au niveau de la liaison filetée d, en appliquant un mortier réfractaire sur la surface de chacune des filetages mâles 33 et 34 et des filetages
femelles 25 et 30.
Le tube de coulée de métal fondu D de la deuxième forme de réalisation de la présente invention est utilisé de la même manière que le tube de coulée de métal fondu C de la première forme de réalisation de la présente invention, et les mêmes effets que ceux du tube de coulée de métal fondu C de la première forme de réalisation sont possibles Par ailleurs, du fait que la section de tube supérieure 21 peut avoir la même forme que la section de tube inférieure 26 dans le tube de coulée de métal fondu D de la deuxième forme de réalisation de la présente invention, il est possible
de réduire les coûts de fabrication.
Le tube de coulée de métal fondu de la présente invention pour une machine de coulée sous pression est décrit plus en détail au moyen d'un exemple, tout en le comparant à un exemple de comparaison.
EXEMPLE
Le tube de coulée de métal fondu C de la première forme de réalisation de la présente invention représenté sur les figures 3 et 4 est préparé Plus particulièrement, deux sections de tube 11 et 16 sont formées séparément dans une matière réfractaire ayant une composition chimique comprenant 27 % en poids de carbone (C), 46 % en poids d'alumine (A 1203), 24 % en poids de silice (Si O 2) et 3 % en poids de carbure de silicium (Si C) La section de tube supérieure il des deux sections de tube 11 et 16 a le f iletage mâle 15 formé sur la surface extérieure conique qui converge en direction de l'extrémité de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 11, et la section de tube inférieure 16 des deux sections de tube 11 et 16 a d'autre part le filetage femelle 20 formé sur la surface interne conique qui diverge en direction de l'extrémité de la partie d'extrémité
supérieure 17 de la section de tube inférieure 16.
La section de tube supérieure 11 et la section de tube inférieure 16 sont alors reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide en amenant le filetage mâle 15 de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 1 h à s'engager avec le filetage femelle 20 de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16, l'alésage 14 de la section de tube supérieure 11 et l'alésage 19 de la section de tube inférieure 16 étant en communication l'un avec l'autre, afin de préparer le tube de coulée de métal fondu C pour une machine de coulée sous pression Lorsque l'on amène le filetage mâle 15 de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure il à s'engager avec le filetage femelle 20 de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16, un mortier réfractaire est appliqué sur les surfaces du filetage mâle 15 et du filetage femelle afin d'améliorer encore l'étanchéité au liquide au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure 11 et la section de tube inférieure 16,
c'est-à-dire au niveau de la liaison filetée c.
Selon la manière mentionnée ci-dessus, on prépare des échantillons des tubes de coulée de métal fondu C dans la portée de l'invention pour une machine de coulée sous pression (appelés par la suite "échantillons de l'invention") numéros 1 à 9, ces échantillons étant différents l'un de l'autre, dans la portée de l'invention, au niveau de l'angle d'inclinaison O de la surface extérieure conique de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 11 et de la surface intérieure conique de la partie d'extrémité supérieure 17 de la section de tube inférieure 16 par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu C, ainsi qu'au niveau du pas du filetage mâle 15 formé sur la surface extérieure conique de la partie d'extrémité inférieure 13 de la section de tube supérieure 11 et du filetage femelle 20 formé sur la surface intérieure conique de la partie d'extrémité
supérieure 17 de la section de tube inférieure 16.
Les dimensions des différentes parties de chacun des échantillons de l'invention numéros 1 à 9
sont représentées dans le tableau 1.
Tableau 1
Liaison filetée Valeur moyenne de Longueur Angle d'inclinaison Epaisseur de la partie Nombre de cycles nombre de produits Longueur Diamètre Diamètre de la partie de la surface Pas des filetages proche du point de de coulée de en acier coulés en totale extérieur intérieur pourvue de pourvue de départ des filetages produits en acier répétant le cycle de filetage filetage coulée No (,,,) (mr) (Mn) (u) (rn) (Mn)
4,100 350 120 300 2 O 10 52 0 3 11 2
2 4,100 350 120 300 2 0 25 44 5 3 11 7
= 3 4,100 350 120 300 8 0 35 62 5 4 15 6
o
4 4,100 350 120 300 8 O 45 57 5 4 15 5
4,100 350 120 300 10 00 45 62 5 4 15 6
o
6 4,100 350 120 300 12 O 25 77 5 4 14 5
L 7 4,100 400 120 300 12 O 85 47 5 4 12 2
8 4,100 400 120 300 15 O 25 85 5 4 13 5
9 4,100 400 120 300 15 00 85 55 5 4 13 8
o 4,100 350 120 300 O 9 48 0 3 9 2 0 O
E 2 4,100 350 120 300 35 41 5 3 10 4
E __ _ _ _ _ _ _ _ _
o
3 4,100 350 120 300 1 00 8 51 0 3 9 5
o c 4 4,100 400 120 300 16 0 95 53 0 3 9 9
4,100 400 120 300 17 5 86 55 O 3 9 4
S 4,100 400 120 300 17 50 86 55 0 3 9 4
o D n (n G, o'1 A des fins de comparaison, on prépare le tube de coulée de métal fondu B en dehors de la portée de la présente invention pour une machine de coulée sous pression et tel que représenté sur les figures 1 et 2 Plus spécialement, deux sections de tube 1 et 6 sont réalisées séparément dans une matière réfractaire ayant la même composition chimique que les échantillons de l'invention numéros 1 à 9 La section de tube supérieure 1 des deux sections de tube 1 et 6 a le filetage mâle 5 formé sur la surface extérieure cylindrique de la partie d'extrémité inférieure 3 de la section de tube supérieure 1, et la section de tube inférieure 6 des deux sections de tube 1 et 6 a d'autre part le filetage femelle 10 formé sur la surface intérieure cylindrique de la partie d'extrémité
supérieure 7 de la section de tube inférieure 6.
La section de tube supérieure 1 et la section de tube inférieure 6 sont alors reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide de la même manière que les échantillons de l'invention numéros 1 à 9, préparant ainsi des échantillons de tube de coulée de métal fondu B en dehors de la portée de la présente invention pour une machine de coulée sous pression (appelés ci-après "échantillons de comparaison")
numéros 1 et 2.
Les dimensions des différentes parties de chacun des échantillons de comparaison numéros 1 et 2
sont également représentées dans le tableau 1.
A des fins de comparaison, on prépare les échantillons de tube de coulée de métal fondu en dehors de la portée de la présente invention pour une machine de coulée sous pression (appelés ci-après "échantillons de comparaison") numéros 3 à 5 Plus spécialement, chacun des échantillons de comparaison numéros 3 à 5 comporte deux sections de tube réalisées de manière séparée dans une matière réfractaire ayant la même composition chimique que les échantillons de l'invention numéros 1 à 9 La section de tube supérieure des deux sections de tube a un filetage mâle formé sur une surface extérieure conique de la partie d'extrémité inférieure de la section de tube supérieure, comme dans la section de tube supérieure 11 des échantillons de l'invention numéros 1 à 9 La section de tube inférieure des deux sections de tube a d'autre part un filetage femelle formé sur une surface interne conique de la partie d'extrémité supérieure de la section de tube inférieure, comme dans la section de tube inférieure 16 des échantillons de l'invention numéros 1 à 9 La surface extérieure conique de la partie d'extrémité inférieure de la section de tube supérieure et la surface intérieure conique de la partie d'extrémité supérieure de la section de tube inférieure ont un angle d'inclinaison inférieur à 20 ou supérieur à 150, en dehors de la portée de l'invention,
par rapport à l'axe du tube de coulée de métal fondu.
Dans chacun des exemples de comparaison numéros 3 à 5, la section de tube supérieure et la section de tube inférieure sont reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide de la même manière que
dans les échantillons de l'invention numéros 1 à 9.
Les dimensions des différentes parties de chacun des exemples de comparaison numéros 3 à 5 sont
représentées également dans le tableau 1.
La coulée sous pression d'acier fondu est réalisée en appliquant chacun des échantillons de l'invention numéros 1 à 9 et des échantillons de comparaison numéros 1 à 5 sur une machine de coulée sous pression connue afin de tester la durée de chacun
des échantillons.
La machine de coulée sous pression connue mentionnée ci-dessus comporte un chariot pouvant se déplacer sur une paire de rail, une enceinte close montée sur le chariot, une poche de coulée disposée dans l'enceinte close, et cinq moules disposés au- dessus de l'enceinte close parallèlement l'un à l'autre à des intervalles prescrits dans la direction de déplacement du chariot La poche de coulée a une capacité de 75 tonnes d'acier fondu La partie d'extrémité supérieure d'un échantillon du tube de coulée de métal fondu est fixée sur un couvercle de l'enceinte close de telle sorte que l'extrémité inférieure de l'échantillon s'étend à travers le couvercle de l'enceinte close et est immergé dans
l'acier fondu reçu dans la poche de coulée.
Le chariot supportant l'enceinte close dans laquelle est disposé la poche de coulée est alors déplacé sous un premier des cinq moules, et l'extrémité supérieure de l'échantillon est reliée à une ouverture d'une paroi inférieure du premier moule Un gaz inerte comprimé est alors envoyé dans l'enceinte close par des moyens d'alimentation en gaz comprimé et à travers l'orifice d'alimentation en gaz comprimé de l'enceinte close afin de couler l'acier fondu reçu dans la poche de coulée disposée dans l'enceinte close dans le premier moule à travers l'échantillon et sous l'effet du gaz inerte comprimé ainsi envoyé A la fin de la coulée de l'acier fondu dans le premier moule, l'alimentation en gaz inerte comprimé dans l'enceinte fermée est coupée, et la liaison entre l'ouverture de la paroi inférieure du premier moule et l'extrémité supérieure de l'échantillon est relâchée Le chariot supportant l'enceinte close dans laquelle est disposé la poche de coulée est alors déplacé sous un deuxième des cinq moules, et l'extrémité supérieure de l'échantillon est reliée à une ouverture d'une paroi inférieure du deuxième moule A nouveau de la même manière que celle décrite ci-dessus, le gaz inerte comprimé est alors envoyé dans l'enceinte close afin de couler le métal fondu reçu dans la poche de coulée disposée dans l'enceinte close dans le deuxième moule à travers l'échantillon A la fin de la coulée d'un métal fondu dans le deuxième moule, l'alimentation en gaz inerte comprimé dans l'enceinte close est coupée, et la liaison entre l'ouverture de la paroi inférieure du deuxième moule et l'extrémité supérieure de l'échantillon est relâchée De l'acier fondu est ainsi coulé de manière séquentielle dans ces cinq moules de la même manière que celle décrite ci-dessus Après la solidification de l'acier fondu coulé dans les moules individuels, des produits en acier coulé sont sortis des moules, plusieurs produits en acier étant coulés à partir des 75 tonnes d'acier fondu reçus dans l'unique poche de coulée L'opération de coulée de l'acier fondu dans le moule est immédiatement arrêtée lorsque des fissures apparaissent pendant l'opération de coulée du métal fondu à la jonction entre la section de tube supérieure et la section de tube inférieure de l'échantillon, c'est-à-dire la liaison filetée, et avec pour résultat que toute anomalie dans l'opération de
coulée de l'acier fondu est observée.
A la fin du premier cycle mentionné ci-dessus de coulée de plusieurs produits en acier à partir des tonnes d'acier fondu de l'unique poche de coulée, un deuxième cycle comportant les mêmes étapes que dans le premier cycle est réalisé Du fait qu'une certaine durée est nécessaire pour la préparation d'une nouvelle quantité d'acier fondu entre le premier cycle et le deuxième cycle, l'échantillon utilisé dans le premier cycle se refroidi L'échantillon est par conséquent préalablement chauffé avant de commencer le deuxième cycle Plusieurs cycles de coulée de plusieurs produits en acier à partir des 75 tonnes d'acier fondu de la
poche de coulée unique sont ainsi réalisés.
Pour chacun des mêmes échantillons, la coulée sous pression mentionnée ci-dessus est réalisée, et pour chacun des mêmes échantillons, une valeur moyenne du nombre de produits en acier coulés en répétant le cycle de coulée de plusieurs produits en acier est calculée Pour chacun des échantillon de l'invention numéros 1 à 9 et des échantillons de comparaison numéros 1 à 5, un nombre de répétitions du cycle de coulée de plusieurs produits en acier, et une valeur moyenne du nombre de produits en acier coulés en répétant le cycle mentionné ci-dessus sont également
représentés dans le tableau 1.
Comme cela ressort du tableau 1, dans les échantillons de l'invention numéros 1 à 9, les valeurs moyennes du nombre de produits en acier coulés en répétant le cycle de coulée de plusieurs produits en acier est aussi élevé que 11,2 à 15,6, démontrant que tous les échantillons de l'invention numéros 1 à 9 ont
une excellente durée de vie.
Dans les échantillons de comparaison numéros 1 à 5, au contraire, les valeurs moyennes du nombre de produits en acier coulés en répétant le cycle de coulé de plusieurs produits en acier sont aussi basses que 9,2 à 10,4, suggérant que tous les échantillons de comparaison numéros 1 à 5 ont une durée de vie
inférieure.
Les échantillons du tube de coulée de métal fondu D de la deuxième forme de réalisation de la présente invention tels que représentés sur les figures et 6 sont préparés, et en utilisant des échantillons dans la portée de la présente invention, la même coulée sous pression que mentionnée ci-dessus est réalisée, et les mêmes résultats que ceux mentionnés ci-dessus pour les échantillons de l'invention numéros 1 à 9 sont obtenus. Selon la présente invention, comme cela est décrit ci-dessus en détail, il est possible de procurer un tube de coulée de métal fondu pour une machine de coulée sous pression, qui augmente la résistance au niveau de la jonction entre la section de tube supérieure et la section de tube inférieure, le rendant ainsi capable de poursuivre une opération de coulée stable pendant une longue durée, procurant ainsi de
nombreux effets industriels utiles.
Claims (7)
1 Tube de coulée de métal fondu pour une machine de coulée sous pression, qui comporte: un tube de coulée de métal fondu (C; D) réalisé en matière réfractaire, ayant une longueur suffisante pour qu'une extrémité supérieure ( 12; 22) de
celui-ci soit fixée sensiblement verticalement par en-
dessous à une ouverture ( 36 b) dans une paroi inférieure ( 36 a) d'un moule ( 36) pour une machine de coulée sous pression ( 35), et une extrémité inférieure ( 18; 28) de celui-ci s'étend à travers un couvercle ( 37 a) d'une enceinte close ( 37) disposée sous ledit moule ( 36) et est immergée dans du métal fondu reçu dans une poche de coulée ( 38) disposée dans ladite enceinte close ( 37), ledit tube de coulée de métal fondu (C; D) comportant au moins deux sections de tube reliées l'une à l'autre en série et d'une manière étanche au liquide; caractérisé en ce que les deux sections de tube ( 11, 16; 21, 26) sont reliées l'une à l'autre au moyen d'une liaison filetée (c; d), avec des surfaces coniques pourvues de filets ( 15, 20; 25, 30, 33, 34) qui ont un angle d'inclinaison ( 0) dans une plage de à 150 par rapport à l'axe dudit tube de coulée de
métal fondu (C; D).
2 Tube de coulée de métal fondu (C) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison filetée (c) comporte (i) un f iletage mâle ( 15) formé sur une surface extérieure conique qui converge vers l'extrémité d'une partie d'extrémité inférieure ( 13) d'une section de tube supérieure ( 11) d'une des deux sections de tube ( 11, 16), et (ii) un f iletage femelle ( 20), avec lequel s'engage ledit filetage mâle ( 15) de ladite section de tube supérieure ( 11), et formé sur une surface conique interne qui diverge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité supérieure ( 17) d'une section de tube inférieure ( 16) des deux sections
de tube ( 11, 16).
3 Tube de coulée de métal fondu (C) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison filetée comporte (i) un f iletage femelle formé sur une surface intérieure conique qui diverge vers l'extrémité d'une partie d'extrémité inférieure ( 13) d'une section de tube supérieure ( 11) d'une des deux sections de tube ( 11, 16), et (ii) un filetage mâle, avec lequel s'engage ledit filetage femelle ( 15) de ladite section de tube supérieure ( 11), et formé sur une surface conique externe qui diverge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité supérieure ( 17) d'une section de tube inférieure ( 16) des deux sections de tube ( 11, 16). 4 Tube de coulée de métal fondu (D) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite liaison filetée (d) comporte (i) un filetage femelle ( 25) formé sur une surface conique interne qui diverge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité inférieure ( 23) d'une section de tube supérieure ( 21) des deux sections de tube ( 21 26), (ii) un filetage femelle ( 30) formé sur une surface interne conique qui diverge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité supérieure ( 27) d'une section de tube inférieure ( 26) des deux sections de tube ( 21, 26), et (iii) un raccord ( 31) réalisé en matière réfractaire, ayant un filetage mâle ( 33), avec lequel s'engage ledit filetage femelle ( 25) de ladite section de tube supérieure ( 21), formé sur une surface extérieure conique qui converge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité supérieure de celui-ci, et un autre S filetage mâle ( 34), avec lequel s'engage ledit filetage femelle ( 30) de ladite section de tube inférieure ( 26), formé sur une surface extérieure conique qui converge en direction de l'extrémité d'une partie d'extrémité
inférieure de celui-ci.
Tube de coulée de métal fondu (C; D) selon
l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce que lesdites surfaces coniques ayant lesdits filetages ( 15, 20; 25, 30, 33, 34) de ladite liaison filetée (c; d) ont un angle d'inclinaison (e) dans une plage de 40 à 8 par rapport à l'axe dudit tube de
coulée (C; D).
6 Tube de coulée de métal fondu (C; D) selon
l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé
en ce que lesdits filetages ( 15, 20; 25, 30, 33, 34) de ladite liaison filetée (c; d) ont un pas dans une plage
de 10 à 85 mm.
7 Tube de coulée de métal fondu selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits filetages ( 15, 20; 25, 30, 33, 34) de ladite liaison
filetée (c; d) ont un pas dans une plage de 10 à 85 mm.
8 Tube de coulée de métal fondu selon l'une
quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce
que lesdits filetages ( 15, 20; 25, 30, 33, 34) de ladite liaison filetée (c; d) ont un pas dans une plage
de 25 à 65 mm.
9 Tube de coulée de métal fondu selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits filetages ( 15, 20; 25, 30, 33, 34) de ladite liaison
filetée (c; d) ont un pas dans une plage de 25 à 65 mm.
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