Brevet FR2284393A1 — publié le 19760409

La présente invention concerne une installation destinée au transfert et à la coulée automatique de métaux en fusion, depuis au moins un four de fusion, jusqu'au lieu de coulée dans des moules ou presses à injecter. On connatt déjà des dispositifs susceptibles d'effectuer le transfert d'un métal en fusion dtun four dans un moule. Ces dispositifs font appel à un récipient appelé "basketrelais" qui est lié au moule et qui assure la précision nécessaire au jet de métal liquide lors du transfert dans le moule. L'inconvénient d'un tel dispositif réside dans le fait que le métal se refroidit au moment de son introduction dans le basket-relais" et perd environ 300. De plus, le "basket", qui doit entraSner la plus faible perte de température possible, est généralement réalisé en totale afin de réduire au minimum l'inertie thermique : en conséquence, des déformations apparaissent très rapidement, ce qui nécessite un changement fréquent de ce volume relais et accrôtt les frais de fonctionnement. La présente invention se propose de créer un dispositif de prélèvement et de transfert de métal en fusion assurant simplicité et sécurité, évitant les pertes de matières lors de la coulée, et ne présentant pas les inconvénients du "basket-relais". A cet effet, l'invention concerne une installation destinée au transfert et à la coulée automatique de métaux en fusion, depuis au moins un four de fusion jusqu'au lieu de coulée dans des moules ou presses à injecter comportant une poche de prélèvement de métal en fusion se présentant sous la forme générale d'une cornue montée pivotante horizontalement et comportant un ou deux cols formant becs verseurs, ainsi qu'un orifice de remplissage disposé de manière telle que, pour une position de la poche, il soit au niveau le plus bas de cette poche pour son remplissage par plongée dans le métal en fusion, alors que, pour une autre position, il soit au-dessus du métal contenu dans la poche pour son transfert, installation comportant également des moyens pour les déplacements verticaux de la poche de prélèvement du métal en fusion et des moyens pour son transfert en plan horizontal, ces moyens coopérant avec le mécanisme de pivotement de la poche pour assurer le prélèvement du métal en fusion, son transfert et sa coulée, installation -caractérisée en ce que les moyens de déplacement de la poche, en plan horizDntal, sont disposés sur une poutre fixe, située dans l'axe d'une batterie d'au moins deux fours de fusion. Ainsi i:operation de transfert du métal en lusin depuis le four jusqu'au moule qui dans l'art antérieur s'effectuait à l'aide du ibasket-relais!' lié au moule, se déroule ici sans reprise e qul presente l'avantage d'éviter la perte de température de l'ordre de 300. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de déplacement de la poche sont disposes sur une poutre fixe de transfert pour déplacer la poche de manière suspendue, la poutre étant rectiligne et passant par l'axe d'un ou plusieurs fours de fusion. Ainsi, compte tenu du fait que les moules sont disposés sur une table tournante, il est possible d'amener chacun d'eux dans l'axe des fours et d'effectuer la coulée en continu. Selon une autre caractéristique, les becs verseurs de la poche de prélèvement du métal en fusion ont la propriété de conserver, dans ltespace, un axe fixe de rotation au moment du remplissage des moules. Ainsi, il est possible de verser avec précision, dans les orifices d'entrée des moules, le métal et d'éviter des pertes de matières toujours préjudiciables au bon rendement de l'opération. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide du mode de réalisation représenté schématiquement sur les dessins, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en plan montrant les éléments constitutifs de l'installation, - la figure 2 est une vue schématique en élévation coupe transversale montrant les éléments constitutifs de l'installation dans la position de départ de ces éléments pour un cycle de transfert. - la figure 3 est une vue schématique en élévationcoupe longitudinale montrant les éléments constitutifs de l'installation dans les diverses positions correspondant à un cycle de transfert. - la figure 4 représente une poche de prélèvement à becs verseurs double, - la figure 5 représente les variations e la vi tesse de montée du parallélogramme en fonction de divers paramètres. Comme il est représenté sur les figures 1 et 2, l'installation est destinée au transfert et à la coulée automatique de métaux en fusion à partir d'une batterie de deux fours F1 et F2, jusqu'au lieu de coulée Mo dans des moules M, ou bien , par exemple, dans des presses à injecter, de manière que ce transfert soit réalisé de façon totalement automatique, avec des moyens de mise en oeuvre simples et assurant une parfaite sécurité pour les servants de l'installation. Comme le montre la figure 1, les moules M sont répartis sur une plaque tournante ; ils sont en général au nombre de cinq et viennent successivement se placer en position MO correspondant au lieu de coulée. Bien entendu, compte tenu que le transfert s'effectue à l'aide d'une poche ayant un mouvement rectiligne le long de la poutre de transfert, le moule et les deux fours doivent être sur le mtme axe. La poche de prélèvement 20 a sensiblement la forme d'une cornue et peut pivoter autour d'un axe horizontal 22 ; elle peut entre déplacée suivant un mouvement vertical V1 et un mouvement horizontal H1. A cet effet, la poche de prélèvement 20 est suspendue à un chariot 3 par l'intermédiaire d'un arbre vertical 23 pouvant autre déplacé suivant un mouvement linéaire vertical, comme indiqué en V1. Le chariot 3 est déplaçable le long d'une poutre flexible de transfert 2, montée de manière suspendue à la charpente du bâtiment ou à un portique conçu à cet effet, et susceptible de desservir les deux fours F1 & F2 et le moule MO, ces trois éléments étant implantés sur le même axe. Le poche de prélèvement 20 du métal en fusion, en forme générale de cornue, présente un col formant bec verseur, pouvant entre simple ou double. La figure 4 représente une telle poche 20 possédant un bec verseur double 25. Un volet articulé 26 permet la régulation automatique de la veine de métal pour un ou chacun des deux becs, les becs ayant une forme particulière afin d'ajuster le débit pour chacun de ceux-ci et le moment de départ du versement. Un orifice de remplissage 27, disposé au niveau le plus bas de cette poche, a son axe perpendiculaire au niveau du métal en fusion quand celle-ci est en position de remplissage. Dans cette position, l'arbre 23 est déplacé pour faire plonger la poche dans le metal, de telle sorte que l'orifice 24 soit en dessous du niveau du métal en fusion dans le four, de manière à prélever un métal parfaitement propre. Sur le bras 23, assurant la plongée de la poche dans le métal en fusion contenu dans le four, est monté un dispositif à parallélogramme ABEF commandé par un moteur électrique 15 à courant continu. Une channe 16 permet à ce système d'obtenir un point fixe dans ltespace de l'extrémité des becs verseurs lors du remplissage du moule, par déformation du parallélogramme ABCD, le ctté CD restant fixe. Cette possibilité donne l'avantage important de pouvoir verser du métal en fusion directement dans les moules ou presses à injecter, et d'éviter ainsi la chute de température du métal en fusion lorsque celui-ci est transvasé par l'intermédiaire de différents systèmes tels que louche relais fixée sur le moule, goulotte. Un détecteur de niveau 21 stoppant le mouvement de descente du bras 23 est monté sur le dispositif à parallélogramme de manière à prélever pour chaque cycle de transfert et de coulée une quantité prédéterminée de métal en fusion. Le mouvement de pivotement de la poche 20 autour de son arbre horizontal 22 est réalisé par l'intermédiaire d'une chatne entratnée en rotation par un moteur électrique. Une butée positive assure la position transport métal. Le mouvement de versement de la poche correspond au dépla- cement du parallélogramme ABCD et peut entre commandé par un système de régulation automatique. La vitesse de montée du parallélogramme est fonction de divers paramètres dont les variations sont représentées à la figure 5 ; il nous faut une variation de vitesse réglable en tout point sur la montée des bras. a) variation de P1 zone d'accélération, b) variation de P2 position du palier c) variation de T point de début d'accélération ou de décélération, d) variation de la zone d'accélération P3 ou décélaration P4. Le réglage de P1, variation de l'angle, se fera par un potentiomètre. Cette variation ira de 2 à 80 s et donnera une variation en accélération dont le temps total sera donné par la position du palier P2. En ce qui concerne P2, les vitesses constantes seront réglées en hauteur par potentiomètre. Le réglage I donnera le départ de l'accélération du mouvement ou sa décélération. La position du point T donne la longueur du palier P2. Le mouvement final d'accélération a un système de réglage semblable à FI. Une décélération peut entre donnée par un autre potentiomètre P4 , ou le meme potentiomètre P3, mais à deux plages de variation avec point neutre au centre. La commande de variation des courbes, donc des vitesses, se fera éiectroniquement avec stabilisation de tension pour chaque mouvement. Le fonctionnement de l'installation pour un cycle de transfert s'établit de la manière suivante Ainsi qu'il est représenté à la figure 3, la poche 20 est représentée à l'aplomb de l'ouverture du four par action du moteur 5 et de la vis 6 dans le sens de la flèche V1A (position Fui). La poche est présentée au-dessus du métal en fusion de manière que l'axe de son orifice 24 soit perpendiculaire au niveau du liquide en fusion. La poche est ensuite descendue dans le four suivant le mouvement V1A, jusqu'à la position P1 dans laquelle le mouvement de descente de la poche 20 a été stoppé par le détecteur de niveau 21 en contact avec le métal en fusion, qui, par l'intermédiaire du relais, bloque le moteur qui contrôle le mouvement de rotation de la vis. Cet arbre à un niveau déterminé enclenche le mouvement suivant, qui consiste en un pivotement de la poche autour de son axe horizontal-22. En position P2, représentée sur le four F1, la poche 20 est montrée à la fin de son mouvement de pivotement, l'ori- fice 24 a son axe horizontal et le métal en fusion est contenu dans la poche au-dessous du niveau horizontal passant par l'orifice 24 et le bord supérieur du bec verseur 25. La poche est déplacée à nouveau en mouvement vertical suivant V1B. La poche est ensuite transférée à l'horizontale suivant H1B jusqusà la position P3 représentée. La coulée se fait directement de la poche 20 dans le moule M. Le déversement du métal en fusion contenu dans la poche se fait par l'active combinée du moteur à courant continu, des bras de levier du parallélogramme et de a channe d'orientation du bec. Après remplissage du moule, la poche est ensuite ramenée au-dessus de l'ouverture du four l ou 2, suivant le mouvement V1A, l'axe de l'orifice 24-de cette poche étant â nouveau per- pendiculaire au niveau du métal en fusion , la poche étant dans la position d'attente de fin de cycle. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prevoir d'autres modes de réalisation , sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10/ Installation de coulée automatique de métaux, depuis au moins un four de fusion jusqu'au lieu de coulée dans des moules ou presses à injecter , installation caractérisée en ce qu'elle comporte une poche de prélèvement de métal en fusion, montée pivotante horizontalement, comportant un orifice de remplissage, qui, pour une certaine position de la poche, est au niveau le plus bas de cette poche pour permettre de puiser du métal en fusion dans l'un des fours , des moyens de déplacement vertical de la poche de prélèvement et des moyens de transfert, ces moyens coopérant avec le mécanisme de pivotement de la poche pour assurer le prélèvement du métal en fusion, son transfert et sa coulée, les moyens de déplacement et de transfert de la poche etant disposés sur une poutre fixe, passant sensiblement par l'axe des fours de fusion. 20/ Installation selon la revendication 1, caractérisée ence que le poche de prélèvement du métal en fusion est montée pivotante sur un axe horizontal en liaison par chaîne et moteur sur un dispositif à parallélogramme, déplaçable verticalement par l'intermédiaire d'une vis et d'un moteur, l'ensemble étant monté par le chariot déplaçable le long de la poutre de transfert. 30/ Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le chariot assurant les déplacements horizontaux de la poche est déplacé le long de la poutre de transfert par l'in- termédiaire d'une transmission constituée par une vis et un moteur à plusieurs vitesses, ce qui permet de déplacer de manière simple et précise le chariot sur toute la longueur de la poutre de transfert. 40/ Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mouvement dé la poche de prélèvement du métal en fusion s'effectue de telle sorte que les becs verseurs conservent, dans l'espace, un axe fixe de rotation au moment du remplissage des moules.