Brevet FR2212198A1 — publié le 19740726

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 déterminée, est obtenue avec un métal possédant des caractéristiques chimiques et métallurgiques prédéterminées alors que la partie intérieure est obtenue avec un métal de caractéristiques diffé rente s0 Le procédé traditionnel appliqué jusqu'ici pour la fabrication de cylindres de laminoir constitués de deux métaux différents prévoit, dans un premier temps, le remplissage du moule, à travers un ou plusieurs canaux par le procédé de coulée en souce, avec du métal fondu présentant des caractéristiques prédéterminées convenables pour l'emploi auquel le cylindre est destiné, métal qui, en se solidifiant, constituera la partie la plus extérieure de la pièce (zone soumise à l'usure)a Après un certain laps de temps permettant une baisse de la température du premier métal, on envoie, dans le moule, par les mêmes canaux et avec le même 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 noyau 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 no.yau.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 l'em- ploi auquel cette pièce est destinées 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 d'abord un premier métal fondu dans le moule à travers des canaux de coulée selon le procédé de coulée en source, puis un deuxième métal fondu, après avoir évacué le premier métal à travers une ouverture prévue dans le fond du moule et commandée par une vanne à tiroir0 L'envoi du deuxième métal fondu pour le remplissage de la partie intérieure du cylindre s'effectue également par le canal de coulée dans lequel le métal, pendant l'intervalle entre la coulée et l'évacuation à l'extérieur du moule à travers l'ori- fice à vanne, est maintenu à ltétat liquide par introduction de métal à haute température ou au moyen d'un autre système0 L'invention sera maintenant décrite plus en détail en se référant aux dessins annexés montrant à titre d'exemple un mode de réalisation selon l'invention sur lesquels FigO 1 montre le schéma de coulée du premier métal fondu suivant le procédé de coulée en source pour le remplissage du moule Fig. 2 montre la phase de repos du premier métal dans le moule, le métal contenu dans le canal étant maintenu à l'état liquide pendant tout le temps nécessaire pour obtenir la solidification de la couche extérieure ducylindre Fig. 3 montre le vidage du moule par déplacement du métal liquide constituant la partie intérieure du cylindre, alors qu'une couche d'une épaisseur bien déterminée reste en contact avec la surface de la coquille ; Fig. 4 montre le remplissage de la partie intérieure du cylindre avec le deuxième métal fondu et, Fig. 5 montre la fin des opérations0 Le procédé selon l'invention comprend 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 sur la coquille.A la base de la partie inférieure 3 se trouve un orifice d'évacuation 4 dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par un élément à vanne 5 d'un type connu actionné convenablement0 Selon ce procédé, on coule d'abord dans le moule, par le procédé de coulée en source et en utilisant au moins un canal de coulée 6, une certaine quantité d'un premier métal fondu 7, possédant des caractéristiques prédéterminées, jusqu'à atteindre un niveau déterminé dans la partie supérieure 2 du moule (figure 1), La partie du premier métal 7 qui se trouve en contact avec la surface intérieure de la coquille i, laquelle agit comme agent de refroidissement, commence à se solidifier et forme une couche solide, tandis que ia masse centrale du métal dans le moule demeure liquide. Après un laps de temps suffisant pour assurer la formation d'une zone solidifié d'une épaisseur convenable et correspondant à la forme intérieure de la coquille 1, laps de temps pendant lequel le métal du canal de coulée est maintenu i l'état liquide par introduction de nouveau métal fondu ou par d'autres systèmes, la vanne à tiroir 5 de la partie inférieure 3 est actionnée de façon à dégager l'ouverture de fond 4 et à convoyer la masse centrale du premier. métal 7 encore liquide vers l'exté- rieur du moule à travers l'orifice de fond 4 (figure 3). A ce moment, après avoir ferez l'orifice du fond, on coule, toujours par le canal 6 et donc par le procédé de coulée en source, le deuxième type de métal fondu 8 qui, peu i peux rem- place le premier létal 7 précéde ent évacué (figure 4). Le moule est donc essentiellement rempli arec le deuxième type de métal fondu (figure 4). Comme le montrent les séquences représentées schéma- tiquement 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 ultérieurement/ Avec le procédé décrit ci-dessus, on obtient donc une pièce, et plus précisément un cylindre de laminoir, constituée (figure 5) par une couche centrale extérieure ou table 10 du cylindre, formée avec le premier métal refroidi et solidifié en coquille et présent P t les meilleures caractéristiques mécaniques pour constituer la partie active de la pièce pendant le travail auquel elle est destinée, et par un corps ou noyau intérieur 8 dont les caraçtéristiques diffèrent de celles de la couche exté- rieur0 La fabrication d'une pièce, et plus particulièrement d'un cylindre de laminoir, réalisée selon le procédé suivant l'invention, présente, par rapport au procédé classique préc- demment mentionné, les avantages suivants s 1) réduction de la quantité de métal de dilution ds 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 nombreuses modifications de détail sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention0 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la fabrication de pièces fondues, et en particulier de cylindres de laminoir, constituées de 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 réaliser; après la soldification, au contact de la coquille, d'une couche périphérique, préétablie, du premier métal, coulé par le procédé de coulée en source, l'évacuation de la masse centrale de métal non solidifié à travers le fond du moule et le remplacement de ce premier métal évacué par un deuxième type de métal fondu coulé dans le moule à travers le meme canal de coulée en source. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les phases suivantes : le remplissage du moule, par le procédé de coulée en source, avec un premier métal fondu jusqutà ce qu'un niveau prédéterminé ait été atteint, l'arrêt de la coulée de ce premier métal de façon à permettre la solidification de la couche de métal en contact avec la coquille, l'éva- cuation par le fond du moule de la masse centrale de métal fondu non encore solidifiée comme celle en contact avec la coquille, la coulée d'un deuxième type de métal fondu à travers le canal de coulée, 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 coeur et les parties extrêmes de la pièce réalisée0 3.- Procédé suivant les revendications'précédentes, caractérisé en ce que la table ou surface d'usure de la pièce est obtenue avec un premier métal fondu, coulé dans le moule par le, procédé 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 dans le moule toujours suivant le procédé de coulée en source 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 dans les mêmes moyens de moulage de la pièce, le deuxième métal se diluant ou remplaçant au moins partiellement une partie du premier métal.