Brevet FR2061596A1 — publié le 19710625

i 2061596 La présente invention a pour objet une coquille pour le moulage de métaux coulés, en particulier le cuivre et ses alliages. La coquille en question est en cuivre forgé, en forme d'anneau façonné intérieurement de façon à reproduire le profilé que l'on veut obtenir, 5 enfermée extérieurement dans une chambre d'eau de refroidissement spéciale dont le cours et la direction sont à contre-courant par rapport à l'avancée de la coulée de métal fondu. On connaît déjà des systèmes de refroidissement d'une coquille dans laquelle le mouvement de l'eau est vertical, c'est à dire de bas en haut; 10 les dits systèmes présentent un bas rendement thermique et ils réclament en outre l'emploi de grandes quantités d'eau ou de n'importe quel autre fluide réfrigérant. Le but de la présente invention est d'obvier aux inconvénients déplorés ci-dessus, c'est à dire de réaliser un refroidissement de la coquille avec 15 le maximum de rendement et par conséquent avec'une consommation d'eau réduite au minimum indispensable en rapport avec la vitesse et la quantité du métal coulé, sans compromettre ou endommager l'appareil coquille sujet à de fortes dilatations et à des contractions thermiques; En particulier ce qui fait l'objet de la présente invention c'est une coquille 20 pour le moulage de métaux coulés, en particulier le cuivre et ses alliages, caractérisée par le fait qu'elle comprend une chambre de refroidissement principale coaxiale par rapport à la coquille et alimentée à travers un trou placé tangentiellement dans le bas de la chambre même, qui maintient le cours de l'eau autour de la coquille avec un mouvement en spirale de bas 25 en haut. La coquille pour le moulage de métaux coulés, qui fait l'objet du présent brevet comprend: un collecteur d'envoi de l'eau réfrigérante; une chambre de refroidissement principale coaxiale par rapport à la coquille et alimentée à travers un trou disposé tangentiellement par rapport à la chambre même, 30 (dit de provenance et provenant du collecteur d'envoi); une chambre pour la distribution de l'eau pour le refroidissement secondaire; un collecteur de décharge de l'eau apte à convoyer l'eau vers une installation de refroidissement pour être ensuite nouvellement introduite dans le cycle; un bouchon de fermeture inférieur de la coquille. 35 Les caractéristiques de la coquille qui fait l'objet de la présente invention 69 40540 2061596 seront maintenant mieux décrites en rapport avec une forme pratique de réalisation donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif avec l'aide des illustrations figurant dans les planches de dessins ci-jointes, dans lesquelles: 5 la figure 1 représente, en vue transversale sectionnée, la coquille en question; la figure 2 montre la coquille vue d'en haut; la figure 3 montre une section, selon le tracé A-A de la figure 1; la figure 4 montre une section, selon le tracé B-B de la figure 1; 10 les figures 5 et 6 montrent, respectivement de face et en plan, un bouchon portant de la fermeture inférieure de la coquille; les figures 7 et 8 montrent, suivant une variante possible, le bouchon figurant dans les figures 5 et 6. Si l'on se rapporte à ces figures et en particulier à la figure 1, on 15 remarque une coquille 2 en cuivre forgé et de forme cylindrique, qui est enfilée d'en haut dans la plaque de support 10 et fixée à la dite plaque 10 au moyen de plusieurs vis 11; On indique par 4 une garniture spéciale, résistant à la température, de l'eau de refroidissement et placée entre la coquille et la plaque de support 20 10. un On indique par 1/collecteur d'envoi de l'eau muni d'une soupape 8 de réglage ou de fermeture de l'arrivée de l'eau. Le circuit de refroidissement est constitué par tin corps 5 servant de récipient, appliqué sous la plaque 10 au moyen des vis 12, ainsi que d'un 25 autre corps 6 appliqué au récipient 5 au moyen des vis 13. Le récipient 5 présente une chambre de refroidissement principale 21 coaxiale par rapport à la coquille et alimentée à travers un trou 20 disposé tangentiellement par rapport à la chambre même, comme cela ressort mieux de la figure 3. 30 Le dit trou 20 provient du collecteur d'envoi 1. La chambre principale 21 communique au moyen des canaux 22 avec des trous 23 qui conduisent à la chambre 24 du corps 6. Les canaux 22 ont une section totale correspondant à environ la moitié de la section du trou 20 de façon à créer un étranglement qui garantit le 35 maintient de la..pression dans la chambre 21. Le corps 6 présente une 69 40540 3 2061596 couronne de trous 26 disposés suivant une circonférence, inclinés d'un certain angle et convergeant vers la barre 30 obtenue au moyen de la coulée. Les dits trous 26 sont aptes à un refroidissement total secondaire de la barre même. 5 On remarque aussi une couronne de trous 25 disposés encore suivant une circonférence, mais décalés par rapport aux trous 26; les dits trous 25 sont aptes à décharger une partie de l'eau dans le cas où serait nécessaire un chauffage secondaire partiel. Sous le corps 6 on remarque la bride 3, en forme d'anneau circulaire 10 pour les coquilles rondes, et à éléments pour les autres formes de fusion : carrées, rectangulaires, etc. ayant deux couronnes ou files de trous 25a et 26a disposées en des positions alternées par rapport aux deux couronnes correspondantes de trous 25 et 26 sur le corps 6 de façon à obtenir le passage de l'eau de la chambre 24 uniquement à travers les trous 26 et 26a coaxiaux 15 entre eux, tandis que les trous 25 et 25a sont interceptés vu qu'ils sont décalés; ou bien le passage contemporain de l'eau par les trous 26, 26a et 25, 25a dans un rapport plus ou moins grand selon l'efficacité du refroidissement indirect que l'on désire obtenir. On peut obtenir tout cela trbs facilement puisque la bride 3, fixée par les 20 vis 14, porte des ouvertures et par conséquent il suffit de desserrer un peu les vis 14 pour la faire tourner de façon à faire correspondre les trous 25 et les trous 25a ou bien les trous 26 et les trous 26a, ou bien à faire correspondre ou intercepter les deux couronnes de trous supérieures et celles de trous inférieurs. 25 Lorsque la coquille a une forme polygonale, la bride sera réalisée à segments. Dans ce cas on accomplit l'opération décrite ci-dessus en déplaçant alternativement les segments mêmes, ce qui permet d'obtenir le même résultat, c'est-à-dire un réglage simple du refroidissement. IL faut remarquer que la somme des sections des trous 26 ou bien celle des trous 25 et 26 est 30 inférieure de 2/3 environ à la section du trou d'entrée, en garantissant ainsi la pression même dans la chambre 24. Dans le collecteur 1 on indique par 28 la chambre d'adduction et d'écoulement de l'eau apte à acheminer toute l'eau ou une partie de cette dernière vers l'installation de réfrigération pour être ensuite réintroduite dans le cycle. 35 Le collecteur 1 est muni de soupapes 7 pour le réglage du débit d'écou - 69 40540 2061596 lement de l'eau de chacune des coquilles dans la chambre 28 d'adduction et d'écoulement dans le cas de lingotières à coquilles multiples. On remarque aussi une plaque 15 de jonction entre le collecteur et les deux corps 5 et 6. 5 La plaque 15» placée entre les collecteurs et les corps 5 et 6 porte, à la hauteur des trous 20 et 27, des manchons 17 en acier antirouille et des garnitures 18 d'étanchéité, en caoutchouc. La figure 1 et en particulier les figures 5 et 6 montrent un bouchon portant 31 de fermeture inférieure de la coquille; le dit bouchon 31 présente 10 une entaille 32 en forme de double queue d'hirondelle oblique pour retenir les barres fondues et pour débloquer facilement ces mêmes barres, ce déblocage étant obtenu en ne les déplaçant que dans le sens de la flèche M. Dans les figures 7 et 8 on remarque, comme variante possible, un bouchon 31 de fermeture inférieure qui porte une saillie 33 elle aussi en 15 forme de double queue d'hirondelle oblique et apte à remplir le but décrit ci-dessus. Le parcours de l'eau de refroidissement est donc le suivant: l'eau de refroidissement introduite par le collecteur 1, entre la chambre 21 de refroidissement principal à travers le trou 20 disposé tangentiellement par rapport à la coquille 2 en imprimant aunsi un mouvement circulatoire 20 et en spirale de bas en haut en frappant toute la surface extérieure de la coquille en cuivre destinée à la solidification du métal coulé; on obtient ainsi une distribution thermique équilibrée en tous points. Le courant d'eau, une fois qu'il est arrivé dans la chambre 21, rencontre une garniture spéciale 4, résistant à la haute température qui ne permet pas 25 qu'il y ait des pertes d'eau vers la bride de la coquille 2, ces pertes étant très dangereuses au moment de la coulée, elle passe ensuite à travers quelques canaux 22 ayant une section totale correspondant à environ la moitié de la section de passage du trou 20. Cette section différente crée un étranglement à.la sortie de l'eau qui 30 garantit le maintien de la pression dans la chambre-21. A la hauteur des canaux 22 réalisés dans le corps 5, il y a des trous 23 qui conduisent l'eau à la chambre 24 pour la distribution au refroidissement secondaire. Une fois arrivée dans cette chambre 24, l'eau peut être utilisée de trois façons différentes: 35 1- elle peut être entièrement déchargée par les trous 26 et 26a, ce qui 69 40540 5 2061596 permet d'obtenir un refroidissement total secondaire puisque toute l'eau recouvre les barres coulées. 2- Elle peut être déchargée en partie par les trous 26 et 26a et en partie par les trous 25 et 25a si, pour certains alliages, le refroidissement secondaire doit être contenu dans des limites inférieures. 3- On peut le recycler en l'introduisant à travers le trou 27 étranglé des soupapes 7 qui règlent le débit de chacune des coquilles dans le cas de lingotières à coquilles multiples. Dans ce cas les soupapes 8 seront réglées de façon à être ouvertes au maximum. Dans le troisième cas l'eau qui sort par le canal 27 se rassemble dans la chambre 28 du collecteur 1 et de cette dernière elle passe au réservoir principal, par lequel elle est ensuite recyclée dans des coquilles au moyen dti.n dispositif de pompes, de réfrigérants et de filtres. Evidemment la dite réalisation de la coquille en question est donnée uniquement à titre d'exemple et il va de soi par conséquent que, dans l'esprit de l'invention décrite ci-dessus et revendiquée ci-dessous, on peut pratiquement prévoir de nombreuses modifications et variantes surtout de nature pratico-applicative des détails constructifs sans sortir pour cela du champ de protection de l'invention même. - 6 - 69 40540 2061596 REVENDICATIONS 1. Coquille pour le moulage de métaux coulés, en particulier le cuivre et ses alliages, caractérisée par le fait qu'elle comprend une chambre de refroidissement principal coaxiale par rapport à la coquille et alimentée à travers un trou disposé tangentiellement dans la partie inférieure de la 5 chambre même, qui oblige le cours de l'eau à circuler autour de la coquille avec un mouvement en spirale de bas en haut. 2. Coquille selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle est munie de canaux aptes à mettre en communication la chambre de refroidissement principale avec les trous communiquant avec la chambre de distribution de 10 l'eau pour le refroidissement secondaire, les dits canaux ayant Une section totale correspondant à environ la moiti é de la section du trou tangentiel d'alimentation de la chambre de refroidissement principale de façon à garantir le maintien de la pression voulue dans la chambre ée refroidis--sement principale même. 15 3. Coquille selon la revendication 1 caractérisée par le fait qu'elle comprend une bride avec deux couronnes de trous décalées entre elles aptes à fermer ou à ouvrir plus ou moins selon les nécessités, deux autres couronnes correspondantes de trous communiquant avec la chambre de distribution de l'eau pour le refroidissement secondaire sur la barre même, les dites cou- 20 -ronnes de trous ayant une section totale inférieure de 2/3 environ à la section du trou d'alimentation de la chambre de refroidissement principale ce qui permet de garantir la pression voulue dans la chambre de distribution pour le refroidissement secondaire. 4. Coquille selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la bride, 25 dans le cas de coquille de forme cylindrique, a la forme d'un anneau cir- -culaire et qu'elle est apte, au moyen d'un mouvement de rotation angulaire, à réaliser l'ouverture et la fermeture, c'est à dire le réglage de l'écoule--ment de l'eau. 69 40540 -7 - 2061596 6. Coquille selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comp--rend un bouchon portant de la fermeture inférieure de la coquille même, ce bouchon ayant une entaille en forme de double queue d'hirondelle oblique pour maintenir et pour débloquer facilement la barra coulée. 7. Coquille selon la revendication 1 caractérisée par le fait que le bouchon portant de la fErmeture est muni d'une saillie en forme de double queue d'hirondelle oblique pour maintenir et pour débloquer facilement la barre coulée.