Brevet FR2471235A1 — publié le 19810619

La présente invention porte sur un procédé et un moyen de réalisation d'un séparateur pour l'élimination des gaz et des impuretés solides lors de la coulée des métaux dans un moule à lit de sable. On connaît un entonnoir à mouvement giratoire en chamotte sur lequel trois éléments annulaires sont super- posés de façon à former à l'intérieur une chambre cylin- drique qui est pourvue d'une entrée latérale, d'une sortie latérale et d'un tuyau vertical destiné à l'évacuation des gaz et du métal séparé. L'inconvénient de cet entonnoir à mouvement. giratoi- re est que son coût de fabrication élevé ne permet son emploi que pour les pièces coulées moyennes ou grosses. Les éléments de chambre en chamotte sont très lourds et 1.5 fragiles, de sorte que leur transport et leur stockage sou- lèvent de nombreux problèmes. En outre, le coût de fabri- cation interdit une grande variété de types. De plus, le poids élevé entraîne des difficultés pour le sable de - moulage. Au surplus, les parois en chamotte demandent un espace de montage supplémentaire qui nécessite éventuelle- ment l'emploi d'un plus grand châssis de moulage. Les ou- vertures doivent être bouchées jusqu'à la coulée afin qu'il ne tombe pas de sable dans l'entonnoir pendant le contre- moulage. L'invention a pour but de fournir un séparateur pour l'élimination des gaz et des impuretés solides qui présen- te un degré de séparation élevé, se fabrique facilement en toute taille et sur lequel les attaques puissent être montées postérieurement à l'endroit favorable à la coulée. L'invention atteint ce but en contre-moulant dans le lit de sable non divisé un corps fermé allongé en matière plastique gazéifiable, de section circulaire et pourvu d'attaques fixées à lui, tenant lieu d'entrée tangentielle, de sortie inférieure et de tubulure supérieure blocable de dégagement. L'emploi de matière plastique, en particulier de ma- tière plastique alvéolaire, permet de fabriquer le corps économiquement en toute forme et éventuellement en plu- sieurs parties, donc de régler les forces centrifuges et la durée de séparation de façon optimale sur une course déterminée. Fait étonnant, la couche qui se forme sur la paroi intérieure du séparateur lors de la gazéification de la matière plastique est suffisante pour résister aux sollicitations élevées du métal liquide qui coule en spi- rale sur la paroi. En raison de l'emploi uniforme de sa- ble dans le moule de coulée, on a dans le moule et dans le séparateur les mêmes conditions thermiques, lesquelles rendent l'opération de coulée calculable. En-outre, le bref délai qui s'écoule jusqu'à la gazéification complète de la matière plastique couvre la phase d'ouverture de la poche de coulée, de sorte que le moule proprement dit reçoit tout de suite le plein jet de coulée, ce qui améliore la qualité de la pièce coulée. De plus, la surface fermée de tous les côtés du corps, lequel peut éventuellement pré- senter des cavités à l'intérieur, empêche la pénétration indésirable de sable dans la cavité qui joue plus tard le rôle de séparateur, de sorte que le contre-moulage demande moins de soin et de temps. Dans une forme de réalisation particulière du procé- dé, après le contre-moulage, une lance est poussée de l'extérieur dans le corps en matière plastique, lequel ensuite, avant la coulée, est gazéifié à l'air chaud au moins partiellement. De l'air_ chaud à environ 160WC permet de créer, pour les produits qui se gazéifient rapidement comme le poly- styrène, des espaces d'évacuation des gaz qui contribuent beaucoup à calmer la coulée à son début. Dans une autre forme de réalisation du procédé, le sable de moulage mélangé à des liants est durci à l'air chaud dans les zones de bordure du séparateur. Le durcissement de la paroi du séparateur avant la coulée proprement dite a l'avantage d'éviter dès le début les affouillements de cette paroi par le métal qui coule à grande vitesse. t Comme moyen de réalisation d'un séparateur, le-corps allongé, dans la direction de sortie, se présente en to- talité ou en partie sous la forme d'un tronc de cône. Le grand rayon du début produit des forces centri- fuges élevées qui elles-mêmes produisent un degré de sé- paration élevé. En raison de l'étranglement, malgré les, pertes par frottement, la vitesse grâce à laquelle le mé- tal coule le long de la paroi se conserve à peu près, de sorte que les bonnes conditions de séparation subsis- tent le long de tout le trajet dans le séparateur. Dans une autre forme de réalisation du moyen>la tubulure supérieure blocable de dégagement est constituée 1.0 d'une broche solide retirable avant la coulée qui comporte en bas une rallonge destinée à la fixation du corps. Une broche solide, par exemple en bois, d'une part fixe le corps de façon qu'il ne puisse pas y avoir de dé- placement ou de basculement lors du contre-moulage, d'autre part facilite lors de la coulée l'évacuation des gaz par la cavité formée par le retrait de la broche. Dans une forme de réalisation particulière du moyen, le corps, y compris les attaques, est en polystyrène. Le polystyrène est apte en particulier à se gazéi- fier rapidement, et la matière plastique gazéifiée se condense en partie à la surface du lit de-sable situé au- tour. Il se forme alors un carbone luisant qui rend cette surface largement insensible à la chaleur et à l'effet de lavage du métal liquide. Dans une forme de réalisation préférée du moyen> on utilise comme attaques des éléments standard, qui peuvent être fixés au corps. En stockant des ronds de différents diamètres et des éléments standards, on peut fabriquer facilement et rapi- dement des séparateurs correspondant aux conditions opti- males fixées par la coulée. Dans une autre forme de réalisation du moyen,-un revêtement résistant à l'abrasion est appliqué sur la face de la matière plastique dirigée vers le sable. En cas de très forte sollicitation par du fer cou- lant avec turbulence, il est possible d'appliquer sur la matière plastique, par exemple par collage, par immersion, par projection ou à la spatule,. un revêtement résistant à l'abrasion qui empêchera l'affouillement de la paroi, particulièrement aux endroits critiques. Le métal coule plus facilement sur la paroi lisse et n'arrache pas de grains de sable qui formeraient des inclusions indésira- bles dans la pièce coulée. Dans une forme de réalisation du moyen, le corps est pourvu de "vaccins" et/ou de substances de post-oxydation. De cette manière, il est possible d'apporter de façon déterminée et uniforme des "vaccins" ou d'autressubstances au métal liquide. - -Des exemples de réalisation de l'invention sont re- présentés sur le dessin annexé et décrits en détail ci- après. Sur ce dessin: 1.5 - la fig. 1 est une vue en coupe du corps cylindrique pourvu d'attaques et d'une broche; - la fig. 2 est une vue en coupe du corps cylindrique pourvu d'un appendice conique et d'attaques; la fig. 3 est une vue en coupe du tronc de c8ne pourvu d'attaques. t Sur la fig. 1, dans un lit de sable 2 est préformé un séparateur 1 en Styropor qui est constitué d'un corps cylindrique vertical 3 pourvu d'une entrée supérieure tan- gentielle 4 et d'une sortie inférieure 5. D'en haut est introduite dans le corps 3 une broche 6 qui sert à la fois au blocage après le retrait et de tubulure de dégagement 7 et est entourée, au-dessus de la surface 8 du sable de moulage et du bassin de coulée 9, d'un bourrelet de sa- ble 10. Sur la fig. 2, le moyen de réalisation d'un sépara- teur 1 est constitué d'un corps supérieur cylindrique 3- pourvu d'une entrée tangentielle 4, et d'un appendice in- férieur conique 11 pourvu d'une sortie 5 et, sur sa paroi latérale, de "vaccins" 12. En outre, sur le haut du corps 3 est placée une tubulure de dégagement 7. Sur la fig. 3, dans un lit de sable 2, est représen- - té un tronc de cône 13 pourvu d'une entrée supérieure tangentielle 4 et d'une sortie verticale collée 14. La tubulure de dégagement 7 est placée en haut. Une lance 15 qui peut &tre reliée à un dispositif à air'chaud non re- présenté pénètre par le conduit 16 dans la partie supé- rieure du corps 13 qui ici a déjà été gazéifiée. La paroi 17 ainsi dégagée est revêtue de carbone 18 provenant du polystyrène gazéifié et est durcie dans la zone de bordu- re 19. Revendications. -1.- Procédé de réalisation d'un séparateur pour l'é- limination des gaz et des impuretés solides lors de la coulée des métaux dans un moule à lit de sable, caracté- risé par le fait qu'on contre-moule dans le lit de sable non divisé un corps fermé allongé (3) en matière plastique gazéifiable, de section circulaire et pourvu d'attaques fixées à lui>tenant lieu d'entrée tangentielle (4), de sortie inférieure (5, 14) et de tubulure supérieure blo- cable de dégagement (7). 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel, après le contremoulage, une lance (15) est poussée de l'extérieur dans le corps (3) en matière plastique, le- quel ensuite, avant la coulée, est gazéifié à l'air chaud au moins partiellement. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le sable de moulage (2) mélangé à des liants est durci à l'air chaud dans les zones de bordure du séparateur (1). 4.- Moyen de réalisation d'un séparateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le corps allongé (3), dans la direction de sortie, se pré- sente, en totalité ou en partie, sous la forme d'un tronc de cône (13). 5.- Moyen de réalisation d'un séparateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la tubulure supérieure blocable de dégagement (7) est cons- tituée d'une broche solide (6) retirable avant la coulée, qui comporte en bas une rallonge destinée à la fixation du corps (3). 6.- Moyen de réalisation d'un séparateur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le corps (3), y compris les attaques, est en polystyrène. 7.- Moyen de réalisation d'un séparateur selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel on utilise comme - attaques des éléments standards qui peuventêtre fixés au corps (3). 8.- Moyen de réalisation d'un séparateur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel un revêtement résis- tant à l'abrasion est appliqué sur la face de la matière plastique dirigée vers le sable. 9.- Moyen de réalisation d'un séparateur selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le corps (3) est pourvu de "vaccins" (12) et/ou de substances de-post- oxydation. l