Brevet FR2211306A1 — publié le 19740719

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de pièces fondues constituées de deux métaux différents, et plus particulièrement un procédé pour la fabrication de cylindres de laminoir à usage sidérurgique ou extra-sidérurgique dans lesquels la partie extérieure, d'une épaisseur prédéterminée est réalisée en un métal possédant des caractéristiques chimiques et métallurgiques convenables prédéterminées, alors que la partie intérieure est obtenue avec un métal présentant des caractéristiques différentese Le procédé traditionnel utilisé jusqu'ici pour la fabrication de cylindres de laminoir avec deux métaux différents comprend, dans un premier temps, le remplissage du moule - à travers un ou plusieurs canaux par le procédé de coulée en sourceavec du métal fondu présentant des caractéristiques appropriées à l'emploi auquel le cylindre est destiné, métal qui, en se solidifiant, constituera la partie la plus extérieure de la pièce (zone soumise à ltusure) ; après un certain laps de temps permettant une baisse de la température du premier métal, on envoie dans le moule, par le mame procédé, un autre type de métal fondu en quantité adéquate pour diluer et déplacer le métal encore liquide initialement coulé et se trouvant dans le coeur et les tourillons de la pièce. En général, pour l'application de ce procédé traditionnel, on utilise des moules comprenant une partie en coquille sur la surface intérieure de laquelle le premier métal coulé commence à se solidifier plus vite que le métal du centre, de sorte qu'une fois bien dilué, le métal se trouvant dans le coeur de la pièce, on obtient une pièce finie avec une partie extérieure possédant des caractéristiques différentes de celles de la partie intérieure et répondant dans tous les cas aux exigences de 1'emploi auquel cette pièce est destinée. La présente invention a pour objet un procédé dans lequel la formation des pièces, et en particulier des cylindres de laminoir, est obtenue en coulant un premier métal fondu dans le moule à travers des canaux, selon le système de coulée en source, alors que le deuxième métal fondu est envoyé directement dans le moule par chute de haut en bas afin de provoquer une poussée sur le premier métal fondu, non encore solidifié, de façon à l'obliger à s'écouler du moule à travers une ouverture de fond prévue à cet effet et qui est obturée ou dégagée à volonté par une v::lilne à tiroir0 Le procédé selon la présente invention sera maintenant décrit plus en détail en se référant aux dessins schématiques annexés sur lesquels Figez 1 montre le schéma de coulée du premier métal fondu à l'aide d'un conduit de remplissage auxiliaire de coulée en source ; Fig. 2 montre le début de la phase de coulée directe du deuxième métal fondu Fig. 3 montre la suite de la phase de formation du cylindre proprement dit avec remplacement d'une partie du premier métal non encore solidifié par le deuxième métal coulé dans le moule et, Fig. 4 montre la phase finale de la coulée. Le procédé objet de l'invention prévoit l'utilisation, tout comme dans le procédé traditionnel, d'un moule de coulée comprenant une coquille centrale 1 et deux parties en terre 2 3 l'une en haut et l'autre en bas et alignées axialement par rapport à la coquille.A la base de la partie inférieure 3 est prévu un orifice d'écoulement 4 dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par un élément à vanne S d'un type courant actionné convenablement0 Selon ce procédé, on coule d'abord dans le moule, par un système de coulée en source auxiliaire comprenant au moins un conduit de coulée 6, une certaine quantité d'un premier métal fondu 7 possédant des caractéristiques convenables afin d'atteindre un niveau prédéterminé dans la partie supérieure 2 du moule (figure 1)o La partie du premier métal 7 qui se trouve en contact avec la surface intérieure de la coquille 1, laquelle agit comme réfrigérant, commence à se solidifier et forme une couche solide, tandis que la masse centrale du métal dans le moule demeue li- quide. Après un laps de temps suffisant pour assurer la formation d'une zone solidifiée d'une épaisseur convenable prédéterminée et qui correspond à la forme intérieure de la coquille 1, la vanne à tiroir 5 de la partie inférieure 3 est actionnée de façon à dégager l'orifice d'écoulement du fond 4. A ce moment, tandis que la masse centrale du premier métal 7, encore liquide, s'écoule graduellement à l'extérieur du moule à travers l'orifice 4, on coule par chute dans la partie supérieure 2 du moule un deu xième type de métal fondu 8 qui remplace peu à peu le premier métal s'écoulant par le fond (figures 2 et 3)0 Lorsque le premier métal encore liquide est complètement sorti du moule par l'orifice du fond, la vanne 5 est actionnée pour fermer cet orifice, tandis que le moule se trouve entiè remuent rempli avec le deuxième type de métal fondu (figure 4)o Comme le montrent les séquences représentées schésati- quement aux dessins annexés, la formation de la pièce constituée de deux métaux différents est très simple et, en outre, la partie du premier métal qui s'est écoulée à travers le fond du moule est recueillie dans un bac approprié 9 pour titre utilisée ultérieu relents Avec le procédé décrit ci-dessus, -on obtient donc une pièce, et plus précisément un cylindre de laminoir, constituée (voir figure 4 en particulier) par une couche centrale extérieure ou table 10 du cylindre, formée avec le premier métal 7 refroidi et solidifié en coquille et présentant les meilleures caractéristiques mécaniques pour constituer la partie active de la pièce pendant le travail auquel elle est destinées et par un corps ou noyau intérieur 8 dont les caractéristiques diffèrent de celles de la couche extérieure. La fabrication d'une pièce, et plus particulièrement d'un cylindre de laminoir, réalisée selon le procédé objet de cette invention, présente, par rapport au procédé classique mentionné ci-dessus, les avantages suivants 1) réduction de la quantité de métal de dilution dès que le premier métal fondu coulé dans le moule présente une haute teneur en constituants d'alliage qui pourraient altérer les ca ractéristiques exigées pour les tourillons et pour la partie centrale du cylindre 2) possibilité de remplacer intégralement le premier type de métal fondu et non solidifié en coquille 3) cohésion et adhérence parfaites entre le premier métal fondu se solidifiant pour former la partie extérieure du cylindre et le deuxième métal de remplacement du premier métal non solidifié évacué par le fond du moule 4) absence de formation d'oxydes, d'impuretés, de criques et d'autres défauts pendant la fabrication du cylindre composé 5) possibilité d'utiliser de nouveau, comme on l'a dit précédemment, le métal liquide évacué par le fond pour la coulée d'un autre cylindre du type décrit0 Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ici, mais on pourra y apporter de nombreusés modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de l'inventionO REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la fabrication de pièces fondues, et en particulier de cylindres de laminoir, avec deux métaux différents en utilisant un moule comprenant une coquille centrale et deux parties en terre, l'une en haut et l'autre en bas, moule dans lequel est coulé, jusqu'à atteindre un niveau légèrement supérieur à ladite coquille, un premier métal fondu destiné à former la partie centrale ou table du cylindre, caractérisé en ce qu'il consiste à évacuer, après la solidification d'une couche périphérique, d'une épaisseur prédéterminée, du premier métal au contact de la coquille, la masse centrale de métal non solidifié à travers le fond du moule et à remplacer ce premier métal évacué par un deuxième type de métal fondu coulé directement par chute dans le moule supérieur simultanément avec l'évacuation du premier métal. 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend les phases suivantes : le remplissage du moule par le système de coulée en source, avec un premier métal fondu jusqu'à ce qu'un niveau prédéterminé ait été atteint ;; l'garrot de la coulée de ce premier métal et l'ouverture de la vanne du fond pour l'évacuation de la masse centrale de métal fondu non encore solidifiée comme celle en contact avec la coquille, et la coulée simultanée d'un deuxième type de métal fondu directement à travers le moule supérieur, ce deuxième métal fondu remplaçant graduellement tout le premier métal évacué à travers le fond du moule grâce à une vanne à tiroir, pour constituer le noyau et les parties extrêmes de la pièce obtenues 3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une pièce avec un-premier métal fondu, coulé dans le moule par le système de coulée en source, dont une partie se refroidit au contact de la coquille, tandis que la partie intérieure et les extrémités de la pièce sont constituées par un deuxième métal fondu, coulé directement dans le moule pour remplacer, au moins partiellement, le premier métal coulé et non solidifié0 4.- Procédé suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une pièce avec un premier et un deuxième types de métal fondu, coulés séparément et par des voies indépendantes dans les mimes moyens de moulage de la piece, le deuxième métal se diluant ou remplaçant au moins partiellement une partie du premier métal