Brevet FR2278431A1 — publié le 19760213

L'invention concerne les installations pour l'6lsboration de demi-produits métalliques creux, ou pièces d'ébauche, de forme proche, par exemple de celle des corps de robinetterie énergétique, dans lesquels une cavité longitudinale communique avec Les orifices de tubulures disposés transversalement par rapport å l'axe longitudinal. L'invention a pour objectif de rapprocher au maximum la forme du demi-produit de la forme de la pièce finie, ce qui permettrait d'abaisser le prix dea pièces de forme. Actuellement, on connatt un procédé de fabrication de demi-produits métalliques creux par refusion sous laitier electroconducteur dans un outillage refroidi, comprenant une plaque de fond et un dispositif (moule) se plaçant sur cette plaque et moulant la surface latérale extérieure du demi-produit, avec un dispositif (noyau) placé coaxdement è l'intérieur pour mouler la surface latérale intérieure du demi-produit. Le noyau est engagé dans 1 'espace de fusion de l'outillage par le haut ou par le bas. Un noyau è engager dans l'espace de fusion par le haut est doté d'éléments è l'aide desquels il s'appuie sur la tranche supérieure du dispositif (moule) moulant la surface extérieure du demi-produit. Ces éléments sont disposés transversaleient par rapport a l'axe longitudinal de l'outillage et ganent l'engagement de l'électrode b refondre dans l'espace de fusion. Pour cette raison, dans l'élaboration des demi-produits métalliques creux, on utilise des électrodes à refondre pleines et de section relativement faible, pouvant Outre engagées avec jeu dans l'espace entre le moule et le noyau. Les électrodes a refondre creuses sont utilisées dans les installations dans lesquelles le noyau est engagé par le bas, à travers un orifice de la plaque de fond. Mais de telles installations n'assurent pas non plus l'élaboration de demi-produits dont la forme serait rapprochée au wgtcisun de celle de la pièce définitive ayant par exemple des canaux dans les tubulures. L'élaboration de demi-produits métalliques creux ayant des orifices dans la paroi latérale permettrait de réduire le volume de l'usinage ultérieur. Les orifices peuvent etre ménagés dans la paroi latérale, selon les auteurs, & l'aide de noyaux engagés dans ltespace de fusion de l'outillage a travers des orifices prévus dans la paroi du dispositif moulant la surface latérale extérieure du demi-produit 9 élaborer. Mais ces noyaux latéraux, qui sont des éléments constitutifs de l'outillage, seront disposés transversalement è la direction du déplacement de l'électrode è refondre pendant sa fusion et, en conséquence, generont l'engagement d'une électrode à refondre creuse dans l'espace de fusion. Par suite de ces complications, actuellement, les corps de la robinetterie employée dans l'énergétique atomique sont réalisés en soudant entre eux des éléments fabriqués par matriçage ou forgeage. Ceci augmente notablement le prix des pièces fabriquées. En outre, le métal de telles pièces n'est pas toujours suffisamment résistant et homogène. Vu les besoins croissants en demi-produits de forme pour les pièces employées dans diverses branches de l'industrie, il s'est avéré nécessaire de supprimer les complications indiquées et de résoudre le problème de l'élaboration par refusion sous laitier électroconducteur de demi-produits métalliques creux de haute qualité, de forme rapprochée au maximum de celle des pièces finies, par exemple des corps de robinetterie énergétique, avec des orifices dans la paroi latérale (dans les tubulures). Les installations connues pour l'élaboration de demi-produits métalliques creux par refusion sous laitier électroconducteur ne conviennent pas à l'élaboration de demi-produits de forme avec des orifices dans la paroi latérale. Le but de l'invention est de supprimer les complications indiquées. On s'est proposé de créer une installation pour l'élaboration d'un demi-produit métallique creux par refusion sous laiter électroconducteur, dans laquelle l'électrode creuse à refondre aurait une forme qui assurerait l'élaboration du demi-produit en lui conférant une forme rapprochée au maximum de celle de lá pièce finie, avec des orifices dans la paroi latérale. La solution consiste en une installation pour l'élaboration d'un demi-produit métallique creux par refusion sous laitier électroconducteur, comprenant une structure metallique porteuse, sur laquelle se déplace verticalement un chariot doté d'un porte-électrode dans lequel est fixée l'électrode b refondre, et un outillage comportant au moins un élément disposé transversalement par rapport b la direction du déplacement de l'électrode pendant se fusion dans la cavité limitée par une plaque de fond, un premier dispositif posé sur elle pour mouler la surface latérale exterie ure du demi-produit et un autre dispositif placé coaxblement dans le premier dispositif pour mouler la surface latérale intérieure du demi-produit, installation dans laquelle, d'après l'invention, l'électrode à refondre employée est creuse, avec au moins une fente débouchante orientée dans la direction longitudinale, de largeur et de longueur suffisantes pour l'engagement avec jeu dudit élément transversal de l'outillage. Dans l'installation conforme à l'invention, avec une électrode creuse à refondre de forme nowelle, on peut élaborer des demiproduits metalliques creux, le noyau étant introduit dans la cavité de fusion par le haut et les fentes de l'électrode étant placées du caté de l'élément transversal de l'outillage. Dans ce cas, les éléments retenant le noyau et les éléments formant les orifices dans la paroi latérale du d3mi-produit sont disposés de façon qu'il se placent dans les fentes correspondantes de l'électrode à refondre creuse. L'élément de l'outillage formant l'orifice dans la paroi laterale du demi-produit peut titre un noyau, engagé dans la cavité de fusion 9 travers un orifice de la paroi du dispositif moulant la surface latérale extérieure du demi-produit à élaborer. Une telle réalisation de l'élément transversal est la plus simple du point de vue conception et, malgré la position transversale de celui-ci dans l'espace de fusion, permet la conduite du processus grtce aux fentes prévue dans l'électrode creuse å refondre. L'installation de refusion sous laitier électroconducteur peut recevoir une électrode à refondre creuse se présentant sous la forme d'un tube dans lequel est pratiquée ladite fente debouchante. Cette réalisation de fabrication de l'électrode à refondre creuse conforme à l'invention est la plus simple. Dans l'installation proposée, on peut utiliser une électrode å refondre creuse, constituée par des barres métalliques juxtaposées en laissant des intervalles pour le passage dudit élément transversal de l'outillage. Dans ce cas, l'électrode à refondre constituée par des barres métalliques peut hêtre de n'importe quel diamètre. I1 est avantageux d'utiliser dans l'installation de refusion sous laitier électroconducteur une électrode à refondre constituee par des barres métalliques à section ronde. Les barres å section ronde sont très répandues et les plus accessibles pour l'emploi en tant qu'électrodes. I1 est avantageux en certains cas d'utiliser dans l'installation décrite une électrode à refondre constituée par des barres métallique; à section rectangulaire. L'électrode à refondre composée de barres métalliques à section rectangulaire est d'utilisation commode pour élaborer les demiproduits à section rectangulaire. Les réalisations décrites d'installation pour l'elaboration d'un demi-produit metallique creux par refusion sous laitier électroconducteur, avec utilisation d'électrodes à refondre et d'fun outillage conformes à l'invention, permettent d'abaisser notablement les frais de fabrication des demi-produits de forme rapprochée au maximum de celle de la pièce finie. Pour expliquer l'invention, on decrit plus bas des exemples de réalisation de l'installation pour l'élaboration des demi-produits métalliques creux par refus ion sous laitier électroconducteur, avec référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une installation pour l'élaboration de demi-produits métalliques creux par refusion sous laitier électroconducteur d'une électrode creuse > avec utilisation de noyaux et d'une électrode consommable creuse, engagés dans l'outillage refroidi par le bas et latéralement (coupe longitudinale de l'outillage, des noyaux et de l'électrode å refondre) - la figure 2 représente une électrode à refondre avec arrachement, vue du côté de la fente débouchante - la figure 3 représente une électrode à refondre composée de barres métalliques à section ronde en laisssnt.-des intervalles pour le passage des éléments transversaux de routillage (deux noyaux latéraux), vue de dessus ; et - la figure 4 représente une électrode à refondre composée de barres métalliques à section rectangulaire en laissant des intervalles pour le passage des éléments transversaux de l'outillage (deux noyaux latdraux)J vue de dessus. L'installation pour l'élaboration de demi-produits métalliques creux par refus ion sous laitier électroconducteur comprend une structure métallique porteuse 1 (figure 1) sur laquelle se déplace un chariot 2. Sur ce chariot 2 est monté un porte-électrode 3 auquel est suspendue I'ilectrode creuse 4 à refondre. Pour l'élaboration du demi-produit > l'installation reçoit un outillage constitué par un dispositif 5 moulant la surface extérieure du demi-produitJ un dispositif 6 moulant la surface intérieure du demi-produit > et une plaque de fond 7. L'outillage comporte des éléments de noyaux latéraux 8 placés dans l'espace de fusion transversalement par rapport à la direction du déplacement de ltelectrode creuse 4 au cours de sa fusion. Dans l'électrode à refondre creuse 4 (figure 2) est pratiquée une fente débouchante 9, orientée suivant sa direction longitudinale. L'électrode à refondre creuse 4 peut être un tube 10 ou Entre composée de barres métalliques 11 (figure 3), juxtaposées en laissant des intervalles pour le passage des noyaux 6 (figure 1) de l'outillage. Les barres ll (figure 3) peuvent avoir une section ronde et titre disposées suivant une circonférence. Pour l'élaboration de demi-produits creux à section rectangulaire, il est avantageux d'utiliser des barres métalliques 12 (figure 4) ayant une section rectangulaire. Les barres métalliques constitutives Il (figure 3), ou 12 (figure 4), de l'électrode à refondre 4 sont fixées au porte-électrode 3 par leurs bouts supérieurs. Dans l'exemple considéré, le noyau 6 est engagé å travers la plaque de fond 7, mais pourrait aussi trie engagé par le haut et s'appuyer sur la tranche superieure du dispositif 5 à l'aide d'éléments transversaux (non représentés sur le dessin), qui passeraient dans les fentes 9 de l'électrode å refondre 4. L'élaboration d'un demi-produit 13 (figure li, par l'installation de refusion sous laitier électroconducteur, conforme à l'invention, s'effectue de la façon suivante. Le dispositif 5 moulant la surface latérale extérieure du demi-produit 13 est place sur la plaque de fond 7. Le dispositif 6 moulant la surface latérale intérieure du demi-produit 13, selon sa réblisation constructive, est engagé par le bas dans la cavité de fusion de l'outillage, 9 travers un orifice de la plaque de fond 7, ou bien par le baut et fixé sur la tranche supérieure du dispositif 5. A travers les orifices ménagés dans la paroi du dispositif 5, on engage, dans l'espace de fusion de l'outillage les noyaux 8 qui foreront les orifices dans la paroi latérale du demi-produit 13.Ces noyaux 8 sont engagés jusqu'd ce que la face de leur bout libre intérieur contacte la surface latérale du noyau 6 formant la cavité du demi-produit 13 et disposée suivant son axe longitudinal. Ensuite, on fixe l'électrode à refondre creuse 4 dans le porte-électrode 3 que l'on monte sur le chariot 2. En faisant déplacer le chariot 2 sur la structure metallique 1, on engage l'électrode à refondre creuse 4 dans l'espace de fusion entre le dispositif 5 et le dispositif 6, de façon que les éléments supplémentaires de l'outillage noyaux 8 - se placent avec jeu dans les fentes debouchantes 9. Ceci fait, on verse le laitier en fusion dans ltespace en fusion pour y former le bain 14 et l'on met sous tension l'électrode & refondre creuse 4 et la plaque de fond 7. Le courant électrique qui circule alors à travers le bain de laitier 14 y dégage de la chaleur, sous I'action de laquelle l'électrode å refondre creuse 4 fond et forme le bain de métal 15. En se solidifiant par refroidissement, le métal forme le demi-produit 13. Au fur et à mesure que fond la partie inférieure de l'électrode à refondre 4, plongée dans le bain de laitier 14, l'électrode 4 est descendue par le chariot 2 qui se déplace sur la structure métallique 1. Dans ce mouvement, l'électrode 9 refondre creuse 4 ne contacte pas les noyaux 8, car elle a des fentes débouchantes 9 orientées suivant sa direction longitudinale. Le longueur et la largeur desdites fentes 9 permettent le déplacement de l'électrode 4, avec jeu par rapport aux noyaux 8, au fur et å mesure que cette électrode fond progressivement. Dans le cas od les électrodes å refondre creuses 4 utilisées dans l'installation sont constituées par des barres ronde 11 ou rectangulaire 12, l'élaboration du demi-produit 13 par refusion sous laitier électroconducteur s'effectue d'une manière analogue. A l'essai de l'installation pour le refusion de demi-produits métalliques creux, par refusion sous laitier électroconducteur avec utilisation des électrodes å refondre creuses et de l'outillage décrits, on a élaboré un corps de robinetterie énergétique avec des orifices (canaux) dans les tubulures ; le diamètre de chacun des canaux était de 160 mm, pour une longueur de 150 mm. Il va de soi que les spécialistes peuvent apporter & l'installation, décrite å titre d'exemple nullement limitatif, diverses modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Installation pour l'élaboration d'un demi-produit métallique creux par refusion sous laitier électroconducteur, comprenant une structure métallique porteuse sur laquelle se déplace verticalement un chariot doté d'un porte-électrode dans lequel est fixée l'électrode è refondre, et un outillage comportant au soins un élément disposé transversalelent par rapport & la direction du déplacement de cette électrode, pendant sa fusion dans la cavité limitée par une plaque de fond, un premier dispositif, posé sur celle-ci,pour mouler la surface latérale extérieure du demi-produit, et un autre dispositif placé coaxialement dans le premier pour mouler la surface latérale intérieure du demi-produit, cette installation étant caractérisée en ce que l'électrode à refondre employée est creuse, avec au moins une fente débouchante orientée dans la direction longitudinale et de largeur et longueur suffisantes pour l'engagement avec jeu dudit élément transversal de l'outillage. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eléent de l'outillage formant l'orifice dans la paroi latérale du demi-produit est un noyau, engagé dans la cavité de fusion travers un orifice de la paroi du dispositif culant la surface latérale extérieure du demi-produit élaborer 3 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que llélectrode refondre creuse est un tube dans lequel est pratiquée ladite fente débouchante. 4 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'électrode refondre creuse est constituée par des barres métalliques juxtaposées et laissant des intervalles pour le passage dudit élément transversal de ltoutillage 5 - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que chacune desdites barres métalliques a une section ronde. 6 - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que chacune desdites barres métalliques a une section rectangulaire.