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" Perfectionnement aux pièces en fonte grise de former annu- laire, et procédés de fabrication ".
La présente invention est relative àu moulage centri- fuge des tuyauteries et objets analogues.
Le moulage centrifuge constitue aujourd'hui la mé- thode généralement admise pour la fabrication des tuyaux en fonte du type dit tuyaux de pression. Aux Etats-Unis la majorité des tuyauteries en fonte de ce type est fabri- quée suivant le procédé de moulage centrifuge de Lavaud, qui comporte l'utilisation de moules rotatifs refroidis par l'eau. Le tuyau ainsi coulé, au marnant où il est dêmou- lé présente la croûte durcie caractéristique des moulages obtenus dans des moules permanents ou coquilles.
La struc- ture du métal dans la croûte de surface du moulage est es- sentiellement de la foute blanche, tout le carbone étant sous forme combinée ou présentant une microstructure de ,
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perlite et de cémentite, sans aucune quantité appréciable de graphite libre. En raison de la dureté et de la fragili- té de la croûte, on procède en général à un recuit du tuyau.
Ceci constitue une opération coûteuse et longue. L'un des principaux objets de la présente invention consiste en un procédé de moulage centrifuge :les tuyaux en fonte et ob- jets analogues, dans des moules métalliques, ayant pour effet de produire des tuyaux ne nécessitant aucun le cuit.
Après le procède de Lavaud, le procédé présentant la plus grande importance industrielle aux Etats-Unis est celui qui oonsiste à couler dans des moiles centrifuges munis d'un garnissage en sable ou en matière réfraotaire.
Les tuyaux fabriqués de cette manière n'ont pas besoin d'être recuits, mais le procédé présente de nombreux inconvénients par rapport au moulage centrifuge en moules permanents* En effet, les garnissages en sable ou en ré- fractaire ont constamment besoin d'être renouvelés ou rem- placés, opération non seulement coûteuse en elle-mêùe, mais ralentissant aussi la production ou nécessitant la prévision d'un plus grand nombre de moules de rechange, afin de permettre le renouvellement d'un jeu de moules, sans interrompre le moulage dans un autre.
La présenta invention se propose de fournir un procédé de moulue centrifuge, évitant l'utilisation de moules à garnissage en sable ou autre matière réfractaire, et qui cependant permette d'obtenir des tuyaux en fonte grise ne nécessi- tant aucun recuit après moulage, surmontant ainsi )le s principaux inconvénients de chacun de ces deux principaux procédés de moulage des tuyaux, actuellement utilisas.
L'invention vise, en outre, un procédé de moulage centrifuge des tuyaux, plus simple et plus rapide que les procédés industriels imaginés jusqu'ici.
Suivant l'invention, on introduit la faute liquide dans un moule permanent, par exemple un moule en foute en @
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deux pièces, dispose de manière à tourner à une vitesse appropriée autour de son axe longitudinal pour distribuer la fonte autour de la périphérie du moule, puis on retire le moulage du moule au moment où il s'est assez solidifié pour conserver sa forme. On a constaté, conformément à l'Invention, que le moment du démoulage est extrêmement critique en fonction de la température de la coulée, et qu'en contrôlant de façon adéquate ce facteur oritique,il est possible, d'obtenir un moulage non trempé dans un moule permanent pu moule en Coquilla .
Dans la mise en oeuvre de l'invention, le moule n'est pas refroidi à l'eaucomme dans le procédé de Lavaud et autres; le moule n'est pas non plus garni de sable ou d'autres matériaux réfractaires moulés, comma il a été proposé par les ingénieurs cher- Chant à obtenir un moulage non trempé ne nécessitant aucun recuit% Néanmoins, il est effectivement possible d'obtenir des moulages non trempés dans un moule en coquille, grâce à l'artifice simple mais efficace qui consista:
à choisir un moule d'un type tel qu'il permette un démoulage rapide, et en réalisant ce démoulage au moment précis où le rm ulage s'est suffisamment solidité pour maintenir sa forrae. "
On n'ignore pas que l'on a déjà proposé par le passé des moules en deux pièces pour le moulage centrifuge ,bien qu'à la connaissance de la duemanderesse aucun d'eux n'ait été révélé pratiquement satisfaisant, on n'ignore pasnon plus que l'on a proposé de couler des tuyaux dans des moules "non trempants" et qu'il a même été suggéré qu'il serait possible de contrôler le refroidissement dans un moule permanent de manière à obtenir un tuyau n'ayant pas besoin d'être recuit. On ne sait pas si le résultat recher- ché a jamais été atteint.
Cependant la solution pratique de ce problème réside, non pas dans le fait d'essayer de con trôler le refroidissement dans le moule, mais bien plutôt @
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dans le fait de contrôler l'instant du démoulage.
Cette solution ne permet pas seulement d'obtenir d'une manière parfaitement pratique un tuyau en fonte grise dans un mou- le en fonte sans recuit, mais a pour effet d'accélérer le prooessus de moulage lui-même. Par exemple pour fabriquer une section de tuyau en fonte de 175 mm. de diamètre et de 152 centimètres de longueur, pesant 31,7 kilogramme, il est nossiblelde réaliser le moulage tout entier en un temps de dépassant pas 10 secondes, et le tuyau peut se trouver sur le châssis de refroidissement 25 secondasplus tard, ce temps comprenant le temps nécessaire pour amener le moule au poste de démoulage, ouvrir le moule, sortir le tuyau et le placer sur le châssis de refroidissement.Le moule est ainsi prêt à être aussitôt réutilisé.
On peut utiliser des noyaux métalliques ou en sable blanc aux extrémités du moule pour la fabrication des tuyaux de pression et des tuyaux souterrains comportant des extrémités à emmanchement , Pour protéger la surfaoa du moule et empêcher l'adhérenoe du métal fendu, en dépose dans le moule une substance finement pulvérisée "imrte" ou non fondante. Dans la rachat ion du moule, cette- poudre se répartit plus ou moins uniformément sur sa surface in- térieure. Quand on place la poudre directement dans le mou- le, le jet de métal entrant l'entraîne, et l'enlève de l'endroit où le métal a frappé le moule.
Pour surmonter cette difficulté, on place un paquet de la poudre à l'extré- mité de l'aube, etlorsque la fonte traverse l'auge,elle refoule ce paquet de poudre devant elle, la répartis saut au fur et à mesure de son trajet. Cette poudre peut renfer- mer 15 % environ de carbone , de préférence sous forme de graphite, et environ 85 % d'une matière "inerte" ou non fondante , telle que de l'alumine, du silicate d'aluminium, de l'oxyde de magnésium, du silicate de magnésium ou des
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mélanges.de ces corps, toutes ces poudres présentant une finesse d'environ 40 à 80 mailles au centimètre. Bien que la composition préférée soit de 15 % de oarbone et 85 % d'alumine ou d'autre matière inerte, oatte proportion peut être modifiée, entre certaines limites.
Dans certaines con- ditions on obtiendra mes meilleurs résultats en utilisant @ de 10 à 20 % environ de oarbone.
La vitesse de rotation du moule pendant la coulée de métal est de préférence d'environ 700 tours/minute.
L'opération de ooulée, dans.le cas de tuyaux à 31,8 ou 40,8 kilogrammes demande environ 3 secondes, répartissant ainsi rapidement la fonte pour assurer une soldifiçation sensi- blement instantanée et simultanée dans toute 1'étendre du moule. Si on le désire, la vitesse de rotation pendant la ooulée du métal peut âtre plus faible, par exempt de 600 tours/minute. En ce cas, il est préférable d'augmenter la vitesse de rotation aussitôt après la fin de la ooulée, par exemple jusqu'à 800 tours/minute .
Dès que le métal s'est suffisamment solidifié pour conserver sa forme, envi- ron 10 secondes après le début de la coulée, on sépare les moitiés du moule et on retire rapidement le moulage, Si on retire le moulage au moment où sa température est com- prise entre 815 et 1150 C environ, le moulage obteni con- tiendra presque tout son Carbone sous forme de perltte et de graphite , de sorte qu'aucun recuit ne sera nécessaire.
La température moyenne préférée du moulage au moment de son extraction du moule est d'environ 980 C. Suivant l'in- vention, on n'a nullement essayé de contrôler la tempra- ture du moule par chauffage ou par refroidissement,autre- ment que par le chauffage produit par les calories contenues dans le métal au moment de la coulée. Le moulage peut à la première coulée se trouver à la température ambiante,mais ensuite il n'est ni nécessaire ni utile de refroidir jus- qu'à la température ambiante avant d'y pratiquer une nou- @
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velle coulée. D'ordinaire, la température du moule ne doit pas être sensiblement supérieure à 426 au moment de la coulée du métal.
La température de la fonte, au moment de la coulée peut varier entre 1370 et 1400 C environ, bien que l'on puisse aussi utiliser d'autres températures de coulée convenables. Ce facteur ne constitue pas une caractéristi- que de l'invention et on n'y fait allusion que pour rendre la description plus complète.
Après que les moulages ont été placés sur le châssis de refroidissement, on les laisse refroidir lentement pour donner une fonte grisene nécessitant pas de recuit.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication de pièces en fonte grise de forme annulaire, caractérisé'en ce qu'on introduit dans un moule métallique non isolé de la fonte liquide, suscep- tible de se transformer en fonte grise par refroidissement lent, en ce qu'on fait tourner le moule autour de son axe loagitudinal pour répartir rapidement la fo. nte sous forme d'une couche mince sur la périphérie du moulepour assurer une solidification sensiblement instantanée et simultanée dans le moule, et en ce qu'on retire le moula- ge du moule sensiblement au moment où la fonte s'est suffi- samment solidifiée pour conserver sa forme, de manière à produire par refroidissement lent un moulage dans lequel la quasi totalité du carbone se trouve sous la forme de @ perlite et de graphite.
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