Brevet FR2280464A1 — publié le 19760227

La présente invention concerne un procédé de moulage de lingotières destinées à la coulée de l'acier, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle concerne aussi les lingotières ainsi obtenues. L'invention s'applique au moulage de lingotières munies d'anneaux de manutention destinées à être utilisées sans rehausse, et pour lesquelles par conséquent l'état de surface du dessus de la lingotière ne pose pas de problèmes d'étanchéité. Elle s'applique en particulier au moulage de lingotières pour coulée au jet et notamment au moulage de lingotières d'aciérie Thomas. La figure 1 représente l'ensemble des opérations classiques de moulage d'une lingotière. Le moule représenté complet sur la figure Ig comporte un fond 1 formant la partie inférieure du moule, une chape 2 composée d'une partie inférieure 21 avec un peigne 9 reposant sur le fond, et d'une partie supérieure 22. Une lanterne 4 percée de trous de dégagement des gaz à la coulée est disposée à l'intérieur de la chape et est centrée sur le fond ; un châssis de dessus 5 repose sur la partie supérieure de la chape. Pour constituer le moule, on fixe d'abord le fond 1 sur une table de moulage à secousses 6 (figure ira). La lanterne 4 est ensuite fixée sur le fond, et le modèle de lingotière 9 est à son tour centré sur le fond ; puis l'ensemble chape 2-peigne 3 est aussi fixé sur le fond. Une goulotte 7 est ensuite posée sur la rehausse 22 de la chape. l'ensemble est alors prêt à recevoir le sable de moulage. le sable contenu dans une benne 8 est versé d'une part entre la chape 2 et le modele 9 pour former une couche extérieure12, d'autre part entre la lanterne 4 et le modèle pour former une couche intérieuiel3 ou noyau. le sable est tassé par les secousses de la table 6. Le peigne 3 arrête le sable au bas de la chape 2. le joint de moulage supérieur est réalisé après remplissage total. Deux portées demontables 10 sont placées au-dessus du modèle 9 et le châssis de dessus 5 est disposé au-dessus de la chape (figure lob). Ces parties démontables laisseront des empreintes dans la partie de dessus ce qui permettra de positionner les anneaux de manutention: à ancrer dans la fonte. La descente de coulée et l'évent sont également placés au-dessus du modèle, puis le sable est versé et tassé dans le châssis 5. le dessus 17 du moule est ainsi réalisé. Après enlèvement du châssis de dessus 5, l'ensemble formé par la chape 2 et par la couche de sable 12 est soulevé (figure lc); le peigne 3 permet de retenir le sable pendant cette opération. Les portées mobiles 15 du modèle, permettant d'obtenir 1 'empreinte des oreilles de strippage, sont ensuite retirées. Le modèle 9 est alors extrait (figure nid), ét la couche intér ieure 13 qui forme le noyau reste sur le fond ; il faut ensuite raccorder le noyau 13 avec le fond du moule en remplissant le châssis du dessous 1 par une couche de sable 14 (figure le). Les anneaux à noyer 16 sont alors positionnés dans les empreintes laissées par les parties démontables 10 dans le sable du dessus de moule 17 et sont maintenus par du sable serré dans les creux. les godets de coulée 18 et l'évent 19 sont mis en place sur le dessus 17 de moule (figure Ig). La lingotière 20 (figure 1h) est alors obtenue par coulée en chute ët les anneaux 16 sont partiellement noyés dans la fonte. Pour les lingotières dont l'état de surface du dessus importe peu, le dessus 17 du moule ne sert pratiquement qu'à maintenir les anneaux. On peut alors observer que pour ce seul résultat, l'investissement des châssis de dessus, la consommation supplémentaire de sable de moulage et même les temps de manutention ou les pertes de fonte constituent des frais disproportionnés par rapport au résultat. La présente invention a donc pour objet un procédé et un dispositif qui permettent d'éviter l'emploi d'un dessus du moule pour le moulage de lingotières à anneaux de manutention. L'invention s'applique à un procédé de moulage de lingotières dans lequel on prépare un moule formé d'une chape extérieure, d'un fond, d'une lanterne fixée dans l'axe vertical de la chape, d'une couche de sable enrobant l'intérieur de la chape suivant la forme extérieure de la lingotière et d'une autre couche de sable qui enrobe la lanterne et le fond suivant la forme intérieure de la lingotière, et dans lequel on utilise un godet de coulée pour remplir l'espace entre les deux couches de sable. Selon l'zlvention, après enlèvement du modèle, on maintient mécaniquement deux anneaux de manutention au dessus de l'espace entre les deux couches de sable et de manière que leurs extrémités inférieures pénètrent dans cet espace, et l'on fait reposer le godet de coulée directement sur le moule, le trou de coulée débouchant au-dessus de l'espace compris entre les deux couches de sable. le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé par le fait qu'il est formé par une traverse-support munie d'un organe d'appui et de centrage sur la partie supérieure de la lanterne du moule et munie de mâchoires adaptées pour maintenir deux anneaux de manutention symétriquement par rapport à li organe de centrage de manière que leurs extrémités inférieures pénétrent dans l'espace compris entre les deux couches de sable du moule. l'invention va maintenant astre décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté par les autres dessins annexés. La figure 2 illustre, selon l'invention, les différentes étapes du procédé de moulage d'une lingotière. La figure 3 est une vue en élévation d'un mode de réalisation du dispositif en position au-dessus du moule. En se reférant d'abord aux diverses parties de la figure 2, le fond 1, la chape 2, la lanterne 4, le modèle 9 sont mis en place de façon usuelle sur la table à secousses 6 (figure 2a). Après mise en place d'une goulotte 7, le sable contenu dans la benne 8 est déversé dans l'espace 12 compris entre la chape et le modèle et dans l'espace 13 compris entre le modèle et la lanterne dont l'extrémité émerge au-dessus de la chape 2. Après compactage les couches de sable 12 et 13 s'élèvent au niveau de la partie supérieure de la chape (figure 2b). L'ensemble formé de la chape et de la couche attenante 13 de sable qui a la forme extérieure du modèle est soulevé, (figure 2c), le peigne 23 retenant le sable. Les parties de modèle 15 correspondant aux oreilles de strippage sont retirées. le modèle 9 est ensuite enlevé de manière à dégager la couche intérieure 13 formant le noyau (figure 2d), et le creux du fond 14 est rempli par une couche de sable avecoerrage, ce creux étant sous le peigne au moment du premier remplissage (figure 2f). les deux anneaux 16 sont ensuite montés sur un dispositif 3 qui sera décrit plus complètement plus loin. le dispositif 3 est centré sur la lanterne 4 et sert à maintenir les anneaux de manière que leurs extrémités inférieures soient logées dans l'espace compris entre les couches 12 et 13 (figure 2g). Le godet de coulée est ensuite posé sur la surface supérieure 24 du moule. Le hRut du moule reste donc découvert, l'espace entre les couches 12 et 13 étant à l'air libre. la coulée est effectuée en versant la fonte dans le godet de coulée. le noyau 13 reste centré grâce à la liaison de la lanterne 4 sur le fond 1. Les lingotière doivent entre verticales pendant la coulée pour aue la surface supérieure de la lingotière 20 (fig 2h) soit bien horizontale. Après coulée, une couche de couverte (sable de chromite) est déposé sur le bain de métal pour améliorer l'état de surface qui est brut de coulée, Après solidification de la partie supérieure de la lingotière le dispositif 3 de maintien des anneaux est dégagé des anneaux et est enlevé. le godet peut être récupéré pour couler une autre lingotière. En se référant à la figure 3, le dispositif 3 comporte une traverse 31 horizontale, munie en son milieu d'un tenon 32 susceptible de s'engager dans l'alésage du haut de la lanterne 4 pour permettre le centrage du dispositif ; à ses extrémités, la traverse est munie de mfnhoires fixes 33 symétriques par rapport au tenon 32. La traverse 31 porte par ailleurs à ses extrémités deux mâchoires mobiles 34, articulées chacune autour d'un axe 35 et comportant chacune un logement 341 dans lequel peut entre introduite la partie supérieure courbe d'un anneau.Chaque mtchoire 34, solidaire d'une poignée de manoeuvre 342, est mobile entre une position inclinée d'ouverture, représentée en traits mixtes et permettant la mise en place ou le retrait de l'anneau et une position verticale de fermeture représentée en traits pleins dans laquelle la mâchoire fixe et la mEchoire mobile sont en butée l'une contre l'autre. L'anneau est alors maintenu perpendiculaire à la traverse D1, la forme du logement 341 empêchant tout mouvement de l'anneau. le verrouillage des mâchoires mobiles est assuré par un étrier 36 articulé autour dlun axe 37 et dont une traverse 361 peut venir s'engager contre une butée 39 solidaire de la traverse 31. La distance entre les paires de mâchoires 33-34 assure le positionnement des anneaux à la verticale de l'espace compris entre les couches 12 et 13. Pour faciliter les manutentions de l'appareil , deux crochets de manutention 38 sont soudés à la traverse31. Deux capots de protection amovibles, non représentés, assurent la protection des articulations et des verrouillages contre d'éventuelles projections de fonte. On voit que le procéda et le dispositif qui viennent d'être décrits rendent inutile le dessus de moule habituellement utilisé pour la réalisation de l ngotières. Il en résulte tout d'abord une réduction d'i7nvestissement des châssis de dessus. l'absence de châssis de dessus procure un gain de place et évite les frais d'entretien, et permet en même temps un gain de sable et un gain de temps de montage de 11 ordre de 10 %. L'étuvage des dessus est évité, ce qui procure un gain de place dans les étuves.La manutention des dessus est supprimée, ce qui conduit à un gain sur les temps de manutention et une sécurité accrue. la suppression des chutes de fonte dans les orifices du dessus entraine un gain de fonte atteignant à titre d'exemple 80 Kg envifon pour une lingotière de 6,3 tonnes. On réalise aussi un gain sur le moulage de sable dans les chtssis du godet de coulée et de l'évent. L'état de surface des lingotières obtenues d'après l'invention reste cependant satisfaisant et le changement de structure métallurgique du haut des lingotières, dû au refroidissement rapide du métal, n'affecte pas les caractéristiques mécaniques. On a pu relever que la durée de vie des lingotières obtenues par le procédé selon l'invention est comparable à celle des lingotières obtenues par lesprocddésusueD avecdessus de moule. Bien entendu, l'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui a été décrit à titre dlesemple, mais elle en couvre les variantes qui n'en différeraient que par des détails ou par l'utilisation de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1 0/ Procédé de moulage de lingotières dans lequel on pré pare un moule formé d'une chape extérieure, d'un fond, d'une lanterne fixée dans l'axe vertical de la chape, d'une couche de sable enrobant l'intérieur de la chape suivant la forme extérieure de la lingotière et d'une autre couche de sable qui enrobe la lanterne et le fond suivant la forme intérieure de la lingotière, et dans lequel on utilise un godet de coulée pour remplir l'espace entre les deux couches de sable, caractérisé par le fait qu'après enlèvement du modèle, on maintient mécaniquement deux anneaux de manutention au-dessus de l'espace entre les deux couches de sable, et de manière que leurs extrémités inférieures pénètrent dans cet espace, et par le fait qu'on fait reposer le godet de coulée directement sur le moule, le trou de coulée débouchant au-dessus de l'espace compris entre les deux couches de sable. 20/ Procédé de moulage de lingotières selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'api coulée ai dispose une couverte sur le bain de métal. 30/ Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon revendication 1 caractérisé par le fait qu'il est constitué par une traverse-support munie d'un organe d'appui et de centrage sur la partie supérieure de la lanterne du moule et munie de mâchoires adaptées pour maintenir deux anneaux de manutention symétriquement par rapport à l'or- gane de centrage de manière que leurs extrémités inférieures pénètrent dans l'espace compris entre les deux couches de sable du moule. 40/ Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que chaque mâchoire de maintien des anneaux comporte un élément fixe et un élément articulé sur la traverse, l'un au moins des éléments comportant un logement apte à recevoir la partie supérieure d'un anneau de manutention. 5 / Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de verrouillage des éléments mobiles. 60/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des capots de protection des articulations et/ou des moyens de verrouillage. 70/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'accrochage à un engin de manutention. 80/ Lingotière caractérisée par le fait qu'elle a été réalisée par le procédé et au moyen d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.