Brevet FR2695198A3 — publié le 19940304

FR 2695198 A3 19940304 FR 9210477 A 19920902 FOUR A CONDUIT DE COULEE AMELIORE POUR LA MISE EN FUSION DE MATERIAUX A BAS POINT DE FUSION La présente invention se rapporte à un four à conduit de coulée amélioré pour la mise en fusion de matériaux à bas point de fusion, et utilisable à la fois pour des métaux ou des alliages métalliques et pour des matériaux synthétiques. Un tel four comprend un corps de four qui entoure un creuset contenant le matériau fondu, des premiers moyens de chauffage de creuset étant prévu dans ledit corps de four et le conduit de coulée présente une entrée disposée au-dessus du niveau de la surface libre du matériau fondu dans le creu- set et des moyens sont en outre prévus pour alimenter en matériau fondu le conduit de coulée. On connaît des machines pour mouler des pièces par moulage centrifuge de métaux ou d'alliages métalliques ou de matériaux synthétiques à bas point de fusion Ces machines comportent généralement un moule qui est constitué de deux éléments plats en caoutchouc vulcanisé et qui sont assemblés par deux de leurs faces opposées et dans lesquels sont défi- nies les cavités de moulage. Ces cavités de moulage sont reliées, à l'aide de conduits appropriés définis dans les deux éléments plats, à un conduit central d'alimentation dans lequel est versé le matériau fondu qui doit remplir les cavités de moulage Au cours de l'introduction du matériau fondu, on fait tourner le moule autour de l'axe commun des deux plaques qui est géné- ralement vertical, de telle façon que le matériau fondu rem- plisse les cavités de moulage en reproduisant même les plus petits détails avec une extrême précision. Ce type de machine peut être alimenté en matériau fondu soit manuellement, soit directement par un four qui est dis- posé au-dessus de la machine. Les fours couramment prévus à cet usage comportent généralement un corps cylindrique en matériau réfractaire qui entoure un creuset destiné à contenir le matériau fondu A l'intérieur du corps du four, autour du creuset, on prévoit des résistances électriques ou d'autres sources de chauffage, par exemple à gaz ou à combustible liquide, pour chauffer le creuset Le matériau fondu est amené à la machine de moulage à travers un conduit de coulée sensiblement vertical et qui est défini dans le corps du four, latéralement par rapport au creuset. Le conduit de moulage présente une entrée, qui est disposée au-dessus du niveau de la surface libre du matériau fondu lequel est amené au conduit de moulage par une poche d'extraction qui peut se déplacer verticalement dans le creuset. Ces divers types connus de four de fusion présentent quelques problèmes En fait, le conduit de coulée est géné- ralement défini dans la zone du four qui n'est pas affectée, si ce n'est indirectement, par les résistances électriques qui chauffent le creuset et ainsi, le matériau fondu lors- qu'il circule dans le conduit de coulée, peut se refroidir progressivement jusqu'à ce qu'à venir obstruer le conduit de coulée, ce qui nécessite l'intervention d'un opérateur pour restaurer l'écoulement correct du matériau vers la machine de moulage. Afin d'éviter l'éventuelle occlusion du conduit de coulée, le matériau est maintenu dans le creuset à une tem- pérature qui est sensiblement supérieure à celle du point de fusion. Bien que cette solution soit efficace, elle exige l'em- ploi d'alliages particuliers qui sont plus onéreux et elle augmente le risque de formation d'inclusions dans le matériau fondu. L'un des buts de la présente invention est de résoudre les problèmes décrits ci-dessus en proposant un four dont le conduit de coulée est amélioré et qui évite la solidification du matériau fondu sans cependant nécessiter des températures trop importantes dans le creuset. L'un des objets de la présente invention est de pro- poser un four qui tout en étant capable de fonctionner à des températures qui ne sont que légèrement supérieures à celles du point de fusion du matériau destiné à alimenter la machine de moulage, puisse utiliser moins de matériaux onéreux avec un minimum de formation d'inclusions et ainsi avec des résul- tats améliorés en ce qui concerne les pièces moulées, ou qui puisse, dans tous les cas, utiliser des alliages onéreux mais opérer à des températures plus basses avec des avantages sur le plan de la qualité et de l'emploi des alliages. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un four qui tout en évitant l'occlusion du conduit de coulée réduise de façon significative la fréquence des interventions d' entretien. Un objet encore de l'invention consiste à proposer un four muni d'un conduit de coulée qui soit simple à fabriquer à l'aide de composants disponibles de façon courante. A cet effet, selon l'invention, ces objets sont réa- lisés par un four à conduit de coulée amélioré pour la mise en fusion de matériaux à bas point de fusion, comprenant un corps de four qui entoure un creuset contenant le matériau fondu, des premiers moyens de chauffage du creuset étant prévus dans ledit corps de four, ledit conduit de coulée présentant une entrée disposée au-dessus du niveau de la surface libre du matériau fondu dans le creuset et, des moyens étant en outre prévus pour alimenter en matériau fondu ledit conduit de coulée, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens de chauffage dudit conduit de coulée. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le four comporte des moyens de contrôle de la température du conduit de coulée et les seconds moyens sont constitués par une résistance électrique qui est logée dans un bloc sensi- blement cylindrique en matériau conducteur de la chaleur et qui entoure ledit conduit de coulée Les moyens de contrôle peuvent être constitués par un thermostat muni d'une sonde insérée dans ledit bloc, le thermostat contrôlant la fourni- ture d'énergie à la résistance électrique afin de maintenir le conduit de coulée à une température prédéterminée. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le conduit de coulée s'étant de façon sensiblement verticale et est fermé à son extrémité supérieure par un bouchon amovible, ladite entrée étant définie dans une branche latérale du conduit de coulée. Selon encore un autre mode de réalisation de l'inven- tion, le four comporte des moyens pour obturer le conduit de coulée et qui sont fonctionnellement reliés aux moyens pour réaliser l'alimentation en matériau fondu Les moyens d'ali- mentation en matériau fondu comportent une poche de coulée qui est susceptible de se déplacer verticalement dans le creuset afin de faire monter le matériau fondu jusqu'au ni- veau de ladite entrée, lesdits moyens d'obturation étant constitués par une plaque qui est disposée en face de ladite entrée et qui peut se déplacer depuis une position d'obtura- tion dans laquelle elle est disposée devant ladite entrée, jusqu'à une position d'ouverture dans laquelle elle est dis- posée au-dessus de ladite entrée, ladite plaque étant reliée à ladite poche de coulée pour le transfert de ladite plaque depuis ladite position d'obturation jusqu'à ladite position d'ouverture au cours de la levée de ladite poche de coulée. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le conduit de coulée est prévu dans le corps de four. D'autres buts, caractéristiques et avantages apparaî- tront à la lecture de la description de divers modes de réa- lisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé dans lequel: les figures 1 et 2 sont des vues en coupe axiale du four selon l'invention; la figure 3 est une vue en plan à plus grande échelle d'une partie du four dans la zone du conduit de coulée; la figure 4 est une vue en perspective du conduit de coulée avec les seconds moyens de chauf- fage; la figure 5 est une vue en coupe avec arrachements, selon le plan V-V de la figure 3, illus- trant l'alimentation du conduit de coulée. En référence aux figures, le four selon l'invention, désigné d'une façon générale par la référence numérique 1 comporte un corps de four 2 qui présente une forme sensible- ment cylindrique et qui est réalisé en matériau réfractaire et entoure un creuset 3 contenant le matériau fondu Des logements circonférentiels 4 pour les premiers moyens de chauffage du creuset et constitués par des résistances élec- triques 5, sont définis sur la paroi du corps 2 qui est di- rigée vers le creuset 3. Un corps tubulaire sensiblement vertical 6 est disposé latéralement par rapport au creuset 3 et définit le conduit de coulée 7 Ce conduit de coulée est muni d'une entrée 7 a (figure 5) qui est disposée au-dessus du niveau de la surface libre du matériau liquide à l'intérieur du creuset 3 et qui présente une sortie 7 b qui alimente par gravité une machine de coulée connue 8 disposée en dessous du four. Selon l'invention, on prévoit des seconds moyens de chauffage du conduit de coulée qui sont avantageusement constitués d'une résistance électrique 9 logée dans un bloc cylindrique 10 en matériau conducteur de la chaleur et qui entoure le corps tubulaire 6 On prévoit également avanta- geusement des moyens pour contrôler la température du conduit de coulée et qui sont constitués par un thermostat 11 (figure 4) qui est placé sur le circuit qui alimente en électricité la résistance 9 et qui est muni d'une sonde 12 insérée dans le bloc 10 Le thermostat 11 coupe l'alimentation électrique de la résistance 9 lorsque la température du bloc 10, c'est- à-dire du conduit de coulée, atteint une valeur prédéterminée de telle façon que la température du conduit de coulée soit toujours à une valeur suffisante pour éviter la solidifica- tion du matériau. Le conduit tubulaire 6 s'étend verticalement et son extrémité supérieure est fermée par un bouchon 13 qui peut être enlevé pour des inspections et des interventions éven- tuelles afin d'assurer l'entretien du conduit de coulée. L'entrée 7 a est définie sur une branche latérale 14 du conduit de coulée et le four est muni de moyen pour alimenter le conduit de coulée en matériau fondu. Les moyens d'alimentation sont constitués par une poche de coulée 15 qui est située dans le creuset 3 qui peut se déplacer verticalement afin d'enlever une quantité de maté- riau fondu et pour la lever jusqu'à l'entrée 7 a La poche de coulée 15 est munie d'un trou 16 qui, lorsque ladite poche s'élève peut être placé en face ou légèrement au-dessus de l'entrée 7 a, de telle façon que le matériau fondu puisse s'écouler hors de ladite poche par gravité dans le conduit de coulée 7. On obtient la levée et l'abaissement de la poche de coulée 15 à l'aide d'un vérin pneumatique 17 à axe vertical et qui est disposé à l'extérieur du four et est relié à la poche de coulée par une bielle transversale 18. De façon avantageuse, afin d'éviter l'échappement de fumées qui pourrait provoquer un refroidissement brutal du matériau fondu, on prévoit le long du conduit de coulée 7 des moyens pour obturer l'entrée 7 a et qui sont fonctionnellement reliés à la poche de coulée 15 Ces moyens d'obturation comportent une plaque 19 qui est articulée au corps tubulaire 6 à l'aide de deux biellettes de liaison 20 a et 20 b La pla- que 19 peut ainsi se déplacer verticalement à partir d'une position d'obturation dans laquelle elle se trouve en face de l'entrée 7 a, jusqu 'à une position d'ouverture dans laquelle elle est élevée au-dessus de l'entrée 7 a La plaque 19 est en outre munie d'une biellette d'actionnement 21 qui s'étend vers le haut et qui, au cours de la dernière partie de son déplacement vers le haut, est heurté par la poche de coulée en provoquant ainsi l'ouverture de l'entrée 7 a afin de permettre l'écoulement du matériau fondu dans le conduit de coulée. On a observé en pratique que le four muni du conduit de coulée selon l'invention remplit complètement les fonctions prévues, car en évitant la solidification du matériau, il évite l'interruption du cycle opératoire du four et permet de d'opérer à des températures inférieures à celles des fours classiques. Un autre avantage résulte de la réduction de la tempé- rature de fonctionnement du four ce qui permet des économies d'énergie significatives En pratique les matériaux utilisés ainsi que les dimensions peuvent être réalisés en correspon- dance avec les exigences de la technique et de l'art anté- rieur. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Four à conduit de coulée amélioré pour la mise en fusion de matériaux à bas point de fusion, comprenant un corps de four qui entoure un creuset contenant le matériau fondu, des premiers moyens de chauffage de creuset étant prévus dans ledit corps de four, ledit conduit de coulée présentant une entrée disposée au-dessus du niveau de la surface libre du matériau fondu dans le creuset et des moyens étant en outre prévus pour alimenter en matériau fondu ledit conduit de coulée, caractérisé en ce qu'il comporte des se- conds moyens ( 9) de chauffage dudit conduit de coulée ( 7). 2. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 11) de contrôle de la température dudit conduit de coulée ( 7). 3 Four selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens de chauffage sont constitués par une résistance électrique ( 9) qui est logée dans un bloc sensiblement cylindrique ( 10) en matériau conducteur de la chaleur et qui entoure ledit conduit de coulée ( 7). 4 Four selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle sont constitués par un thermostat ( 11) muni d'une sonde ( 12) insérée dans ledit bloc ( 10), ledit thermostat contrôlant la fourniture d'énergie à ladite résistance électrique ( 9) afin de maintenir ledit conduit de coulée ( 7) à une température prédéterminée. 5. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit conduit de coulée ( 7) s'étend de façon sensiblement verticale et est obturé à son extrémité supérieure par un bouchon amovible ( 13), ladite entrée ( 7 a) étant définie dans une branche latérale ( 14) dudit conduit de coulée. 6. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 19) pour obturer ledit conduit de coulée ( 7) et qui sont fonc- tionnellement reliés auxdits moyens ( 15) pour réaliser l'ali- mentation en matériau fondu. 7. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation en matériau fondu comportent une poche de coulée ( 15) qui est susceptible de se déplacer verticalement dans ledit creuset ( 3) afin d'élever du matériau fondu jus- qu'au niveau de ladite entrée ( 7 a), lesdits moyens d'obtura- tion étant constitués par une plaque ( 19) qui est disposée en face de ladite entrée et qui peut se déplacer depuis une position d'obturation dans laquelle elle est disposée à la- dite entrée ( 7 a) jusqu'à une position d'ouverture dans la- quelle elle est disposée au-dessus de ladite entrée, ladite plaque ( 19) étant reliée à ladite poche de coulée ( 15) pour réaliser le transfert de ladite plaque ( 19) depuis ladite position d'obturation jusqu'à ladite position d'ouverture au cours de la levée de ladite poche de coulée ( 15). 8. Four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit conduit de coulée ( 7) est prévu dans ledit corps de four ( 2).