Brevet FR2222167A1 — publié le 19741018

L'invention concerne un creuset de soudure aluminothermique à débouchage automatique. Les creusets de soudure aluminothermique, destinés en particulier au soudage des rails, sont de forme généralement tronconique d'axe vertical, la grande base, ouverte, étant à la partie supérieure et la petite base, percée d'un trou d'écoulement pour le métal en fusion, étant à la partie inférieure. Ces creusets sont constitués en matériau hautement réfractaire et on prévoit en générai à la base inférieure qui supporte au maximum les effets thermiques de la réaction aluminothermique, une couronne extremement résistante traversée verticalement par un troú tronconique dont la petite base est tournée vers le bas, ce trou recevant une douille à travers laquelle se fait la coulée. Ces douilles sont rapidement détruites par le métal fondu et doivent être changées en général après cinq ou six coulées. Dans les dispositifs connus à débouchage manuel, le trou de coulée est obturé par un clou métallique dont la tête est protégée par une rondelle d'amiante recouverte d'un peu de magnésie en grains. lorsque la réaction aluminothermique est achevée à l'intérieur du creuset, l'opérateur frappe sur la pointe du clou qui fait saillie à l'extérieur du creuset, pour faire remonter le clou, et le métal en fusion su écoule dans le moule situé sous la douille de coulée dont le conduit a été débouché par le soulèvement du clou. Diverses tentatives ont été faites pour remplacer ce débouchage manuel par un débouchage automatique. C'est ainsi qu'on a proposé de remplacer le clou d'obturation par une rondelle métallique et, récemment, par un bouchon fusible. Dans le cas d'une rondelle métallique, celle-ci risque de fondre très rapidement, dès que du métal en fusion arrive à son contact ou, au contraire, pas assez vite, ce qui risque de provoquer la solidification d'une partie du métal au fond du creuset et de boucher ce dernier. les bouchons fusibles récemment mis sur le marché donnent généralement des résultats irréguliers et non reproductibles. En effet, leur fusion résulte de l'apport d'une quantité de chaleur prédéterminée. La quantité de chaleur apportée au bouchon fusible dépend en partie de la manière dont se produit la réaction, qui n'est pas toujours identique et contrôlable. En outre, les produits résultant de la fusion du bouchon doivent traverser le bain d'acier et risquent de se dissoudre au moins partiellement dans celui-ci et, donc, de le contaminer. l'invention vise à permettre l'obtention d'un débouchage auto mastique régulier, quelle cue soit la manière dont se déroule la réaction aluminotherque, et sans risque de souillure du bain d'acier. A cet effet, dans un creuset de soudure aluminothermique du type décrit, les moyens d'obturation comprennent un bouchon constitué d'un composé aluminothermique à base d'oxyde de fer et d'aluminium agglomérés par un liant convenable, par exemple à base de silicate. De cette manière, le temps de destruction du bouchon est parfaitement déterminé en fonction de sa longueur et sa destruction libère des produits pouvant se dissoudre dans l'acier de soudure sans effet nocif sur sa qualité puisque ces produits sont pratiquement ceux utilisés dans le creuset pour former l'acier de soudure. Dans une forme de réalisation préférée, le bouchon repose sur une rondelle de fer ou d'acier de faible épaisseur, par exemple t mm environ, pour que le débouchage effectif du trou de la douille n'ait lieu qu'après destruction du bouchon, ctest-à-dire sans que l'acier de soudure puisse chasser, sous l'effet de son poids, le bouchon désagrégé seulement en partie. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en se référant au dessin annexé dont la figure unique est une vue schématique en coupe axiale d'une partie d'un creuset selon l'invention avant remplissage, pour une forme de réa libation. Le creuset 1 proprement dit, en produit réfractaire tel que de la magnésie, du pisé de magnésie ou du corindon, a une forme générale tronconique à axe vertical, avec sa petite base tournée vers le bas et munie d'un trou conique 2 faisant communiquer l'intérieur du creuset 1 avec le moule de soudage (non représenté). Dans la base du creuset 1, est logée une couronne 5 en matériau très résistant comportant un alésage tronconique 4 qui prolonge le trou 2. Dans le trou 2, et partiellement dans l'alésage 4, est logée une douille 5 en matériau réfractaire, tel que de la magnésie ou du sable comprimé. La douille 5 est munie d'un alésage 6 comportant un épaulement 7. Une rondelle d'acier 8 obstrue alésage 6 en s'appuyant sur l'épaulement 7 et est surmontée par un bouchon 9 constitué d'un composé aluminothermique à base d'oxyde de fer et d'aluminium agglomérés par un liant à base de silicate. Le temps de destruction du bouchon 9 par la réaction alumino- thermique dans le creuset 1, pour une granulométrie constante des produits utilisés, un mélange très intime de ces produits et des conditions de fabrication rigoureusement constantes, est uniquement fonction de sa longueur, à partir de l'instant où du métal fondu arrive au contact de la partie supérieure du bouchon 9. Après destruction du bouchon 9, la rondelle d'acier 8 fond elle-m#ae en un temps déterminé qui s'ajoute au temps de désagrégation du bouciion 9. la destruction du bouchon 9, qui n'est plus fonction d'une quantité de chaleur apportée, commence à se produire dès que les premières gouttes de métal fondu arrivent à son contact et le bouchon se désagrège de lui-m8me à une vitesse parfaitement déterminée. le temps nécessaire à la fusion de la rondelle d'acier étant également parfaitement déterminé et constant du fait que la chaleur de fusion provient de la réaction du bouchon 9, et de l'acier du creuset qui arrive à son contact en masse du fait que la réaction du mélange de soudure est pratiquement terminée puisqu'elle stest faite pendant la destruction du bouchon, le temps total nécessaire au débouchage du trou de coulée est constant. Sn outre, les produits résultant de la fusion du bouchon 9 et de la rondelle 8 sont les memes que ceux servant à la production de l'acier de soudure, de sorte que cet acier de soudure ntest pas contaminé par les produits de fusion. le corindon résultant de la réaction aluminothermique s'élimine, de manière classique, par gravité au fur et à mesure de Sa production. Rl9VED1 CATI ONS 1.- Creuset de soudure aluminothermique à débouchage automatique comprenant un creuset proprement dit en matériau réfractaire, de forme généralement tronconique à axe vertical, dont la petite base est à la partie inférieure et comporte un trou conique recevant une couronne à alésage conique, ledit alésage conique recevant lui-meme une douille de coulée dont le conduit est obturé avant remplissage du creuset par des moyens d'obturation, creuset caractérisé par le fait que les moyens d'obturation comprennent un bouchon constitué d'un composé aluminothermique à base d'oxyde de fer et d'aluminium agglomérés par un liant convenable, par exemple à base de silicate. 2.- Creuset de soudure aluminothermique selon la revendica tion 1, dans lequel le bouchon repose sur une rondelle de fer ou d'acier.