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Patent 1262612 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 1262612
(21) Application Number: 496117
(54) English Title: LIQUID METAL FEEDING INSTALLATION, WITH MOLTEN METAL TEMPERATURE CONTROL MEANS, FOR CONTINUOUS CASTING OF GRAY IRON PIPES
(54) French Title: INSTALLATION D'ALIMENTATION EN METAL LIQUIDE AVEC CONTROLE DE TEMPERATURE DE METAL LIQUIDE POUR LA COULEE CONTINUE D'UN TUYAU EN FONTE
Status: Deemed expired
Bibliographic Data
(52) Canadian Patent Classification (CPC):
  • 22/56
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B22D 11/04 (2006.01)
  • B22D 11/00 (2006.01)
  • B22D 11/10 (2006.01)
(72) Inventors :
  • PIERREL, MICHEL (France)
(73) Owners :
  • PIERREL, MICHEL (Not Available)
  • PONT-A-MOUSSON S.A. (Not Available)
(71) Applicants :
(74) Agent: MARKS & CLERK
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1989-11-07
(22) Filed Date: 1985-11-25
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
84 18 084 France 1984-11-26

Abstracts

French Abstract



AUBREGE DESCRIPTIF

Cette installation est du type à alimentation en
source de l'ensemble de moulage a filière refroidie et noyau
chauffé en vue de la coulée verticale ascendante d'un tuyau
en fonte. L'installation comporte un four électrique con-
tenant de la fonte liquide, un couvercle pour fermer ce
four, et sur le couvercle un ensemble de blocs de graphite
immergé dans la fonte liquide du four et contenant en plus
du dispositif d'alimentation en source et de l'ensemble de
moulage un vase d'expansion pour alimenter en fonte liquide
à un niveau variable la cavité du noyau creux de l'ensemble
de moulage. L'installation est applicable à la coulée de
tubes en fonte de faible épaisseur par rapport au diamètre
avec maintien en température en contrôle de température de
l'ensemble de moulage.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


LES REALISATIONS DE L'INVENTION, AU SUJET DESQUELLES UN
DROIT EXCLUSIF DE PROPRIETE OU DE PRIVILEGE EST REVENDIQUE,
SONT DEFINES COMME IL SUIT:

1. Installation de coulée continue de tubes en
alliage ferreux, notamment de tubes en fonte, du type
vertical ascendant avec alimentation en source d'un espace
annulaire entre un filière tubulaire refroidie et un noyau
coaxial chauffe, installation comportant un four électrique
de maintien en température de fusion contenant de la fonte
liquide enveloppant un dispositif d'alimentation en fonte
liquide de l'espace annulaire entre filière et noyau de l'
ensemble de moulage filière, ledit dispositif d'alimentation
en fonte liquide qui comprend l'ensemble de moulage filière
ainsi qu'un moyen de contrôle et de regulation de la tem-
pérature du noyau étant réalisé dans un ensemble de blocs de
graphité porté par un couvercle supérieur réfractaire du
four électrique, ledit couvercle étant amovible de manière à
soulever le dispositif d'alimentation hors du bain de fonte
de maintien en température que contient le four, et ledit
couvercle étant obturable de mainière étanche a la partie
supérieure du four de manière a immerger le dispositif
d'alimentation dans le bain de fonte de maintien en
température.

2. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle le moyen de contrôle et de régulation de tempéra-
ture du noyau de l'ensemble de moulage filière est constitué
par un vase dit d'expansion communiquant avec la cavité du
noyau creux en vue de l'alimentation de ladite cavité de
noyau en fonte liquide a niveau variable.

3. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle la cavité du noyau creux communique a sa partie
supérieure à l'air libre par un orifice cylindro-conique
obturé par un clapet a boule reposant sur l'orifice qui lui

12

sert de siège.

4. Installation suivant la revendication 2 selon
laquelle le vase d'expansion comporte un cavité presque
fermée à l'exception d'une ouverture inférieur communiquant
avec la cavité du noyau creux et à l'exception d'un orifice
supérieur raccordé par un conduit sous contrôle d'un robinet
à une source de gaz sous pression.

5. Installation suivant la revendication 4 selon
laquelle la cavité du noyau creux communique à sa partie
inférieure avec une chambre circulaire tandis que la cavité
du vase d'expansion communique à sa partie inférieure avec
une chambre circulaire, les chambres circulaires communi-
quant entre-elles par un conduit horizontal.

6. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle la filière est évasée à sa partie supérieure
suivant une surface tronconique de dégagement du tube à
former et comporte à sa partie inférieure un évasement
tronconique pour faciliter l'entrée du métal liquide.

7. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle la filière repose au fond d'une cavité cylindrique
de l'ensemble de blocs de graphite par une bride circulaire
extérieure.

8. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle le noyau creux coaxial d'axe à la filière repose
sur l'ensemble de blocs de graphite par une bride inférierue
de support située sensiblement au-dessous de la filière de
manière à ménager avec l'évasement inférieur de la filière
un espace annulaire largement dimensionné pour l'entrée du
métal liquide, cet espace étant sensiblement supérieur à
l'espace annulaire compris et le noyau pour former le fût du
tuyau en fonte.

13

9. Installation suivant la revendiation 1 selon
laquelle la filière est enveloppée par un manchon de
refroidissement sur une partie de sa hauteur correspondant à
peu près à 'épaisseur de garnissage réfractaire du cou-
vercle.

10. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle le dispositif d'alimentation en métal liquide de
l'ensemble de moulage comporte une cheminée de hauteur
au-dessus du couvercle qui est de hauteur sensiblement
supérieure à la hauteur de la filière au-dessus du cou-
vercle.

11. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle le dispositif d'alimentation est pourvu d'une
résistance électrique tubulaire chauffante enveloppant la
presque totalité de la cheminée, c'est-à-dire la partie de
cheminée comprise au-dessus du four sur une hauteur corres-
pondant à la somme de la hauteur et de l'épaisseur du cou-
vercle.

12. Installation suivant la revendication 5 selon
laquelle l'ouverture inférieure de la cavité du vase
d'expansion est prolongée par un prolongement vertical qui
débouche sur la face inférieure de l'ensemble de blocs de
graphite, et qui est obturée par un tiroir transversal dont
l'ouverture permet le vidange de la cavité dans la capacité
du four.

13. Installation suivant la revendication 10 selon
laquelle le cheminée verticale du dispositif d'alimentation
débouche à sa partie inférieur sur la face inférieure de
l'ensemble de blocs de graphite mais est obturée par un
tiroir transversal dont l'ouverture commande la vidange de
la cheminée dans la capacité du four, et la cheminée est
prolongée à angle droit au-dessus du tiroir transversal par

14

un conduit horizontal qui débouche au-dessous de l-évasement
tronconique d'entrée de métal liquide dans l'espace annu-
laire de l'ensemble de moulage de manière a l'alimenter en
source.

14. Installation suivant la revendiction 1 selon
laquelle le four de maintien en température comporte à sa
partie supérieure une goulotte d'écoulement de trop plein de
métal liquide.

15. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle en position de fermeture du couvercle l'ensemble de
blocs de graphite ménage avec la capacité du four un espace
de logement de fonte liquide dans laquelle est immergée la
partie de l'ensemble située au-dessous de couvercle.

16. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle l'ensemble de blocs de graphite est réalisé en un
certain nombre de pièces cylindriques susceptibles d'être
rapportées et vissées sur un bloc parallèlèpipèdique.

17. Installation suivant la revendication 1 selon
laquelle l'ensemble de moulage, son dispositif d'alimenta-
tion et le vase d'expansion ont des axes parallèles verti-
caux respectivement.


Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


La présente invention est relative a la coulée continue de tubes en
alliage ferreux et plus particulierement de tubes en fonte de faible
épaisseur par rapport au diametre.
Plus particulierement, la présente invention se rapporte a la
5 coulée continue verticale d~un tube en fonte a partir d'une filiere
tubulaire et d'un noyau chauffé coaxial 3 la filiere tubulaire,
ménageant avec celle-ci une section annulaire pour la coulée du tuyau.
; Une ;nstallation de coulée continue d'un tube en fonte de faible
rapport épaisseur/diametre, avec utilisation d'une filière tubulaire
10 et d'un noyau coaxial chauffé a été décrite dans le brevet français
publié 2 415 501. Dans ce brevet, il s'agit d'une coulée continue
verticale descendante, la fonte liquide entrant par le haut dans
l'espace annulaire compris entre la filiere et le noyau.
En raison de l'étroitesse du passage annulaire réservé a la fonte
15 liquide pour former le tuyau, le risque d'obstruction de ce passage
annulaire par de la fonte prématurément solidifiée au contact de la
paroi de la filiere tubulaire refroidie extérieurement par enveloppe
d'eau, est un risque élevé si le front de solidification de la fonte,
c'est-a-dire la limite entre la phase liquide et la phase solide de la
20 fonte, n'est pas l'objet d'un contrôle difficile a réaliser. L'objet
du brevet FR 2 415 501 était de définir ce front de salidificatian
ainsi que les moyens de refroidissement exterieurs de la filiere
tubulaire afin de contrôler ce front de solidification, notamment au
commencement de la coulée.
La présente invention pose le probleme de contrôler et d'assurer
la régulation de la température de la fonte liquide elle-même, c'est-
a-dire d'agir sur la phase liquide plutôt que sur la phase solide dans
une installation d'alimentation verticale ascendante, en source, par
un systeme à bloc-siphon en vue d'éviter également les risques
30 d'obstruction par solidification prematuree de la fonte dans ledit
espace annulaire étroit.
Ce probleme est resolu par la présente invention qui a pour objet
une installation d'alimentation en fonte liquide pour la coulee
continue d'un tuyau, en vue du contrôle et de la régulation de
35 température de la fonte, cette installation, du type a coulée continue
verticale ascendante avec alimentation en source d'un espace annulaire
entre une filiere tubulaire refroidie et un noyau coaxial chauffe,
~ ' .


etant caracterisee en ce qu~elle comporte un four electrique de
maintien en temperature de fusion contenant de la -fonte liquide
enveloppant un dispositif d~alimentat,on en fonte liquide de l'espace
annulaire entre filiere et noyau de l'ensemble de moulaye fi1iere-
5 noyau, ledit dispositif d'alimèntation en fonte liquide qui comprendl'ensemble de moulage filiere-noyau ainsi qu'un moyen de contrôle et
de regulation de la temperature du noyau, etant realisé dans un
ensemble de blocs de graphite porte par un couvercle superieur
refractaire du four electrique, ledit couvercle étant amovible de
lO maniere a soulever le dispositif d'alimentation hors du bain de fonte
de maintien en température que contient le four, et ledit couvercle
, etant obturable de maniere étanche a la partie supérieure du four, de
maniere a immerger le dispositif d'alimentation dans le bain de fonte
de maintien en température.
Suivant une caracteristique de cette installation, le moyen de
contrôle et de regulation de température du noyau de l'ensemble de
moulage filiere-noyau est constitué par un vase dit d'expansion
communiquant avec la cavité du noyau creux de l'ensemble filiere-noyau
en vue de l'alimentation de ladite cavité de noyau en fonte liquide a
20 un niveau variable.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de
la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné seulement a titre d'exemple,
la Fig. l est une vue schématique en coupe de l'installation de
25 l'invention pendant la coulée continue d'un tube en fonte,
s la Fig. 2 est une vue schématique en coupe correspondant a la
Fig. l de l'installation au repos, le couvercle du four électrique
` ` étant ouvert et le dispositif d'alimentation en fonte liquide suspendu
au-dessus du four electrique,
,: ,
la Fig. 3 est une vue en plan suivant la ligne 3-3 de la Fig.l
Suivant l'exemple d'execution de la Fig. l, l'installation de
` ' l'invention comporte essentiellement un four electrique l ou récipient
de fonte liquide ou creuset-réservoir chauffant, et un couvercle
~I supérieur refractaire 2 susceptible d'obturer de manière etanche la
: I; 35 partie supérieure du four électrique l.
!




. :'`
.
.
`


.,

~2~

Le four électrique 1 contenant de la fonte liquide F sért donc de
récipient au bain ou 3 l'enveloppe de fonte liquide de maintien en
température du dispositi-f d'alimentation en fonte liquide proprement
dit qui, cGnFormément a l'invention, est porté par le couvercle 2 et
5 est constitué par un ensemble 3 de blocs de graphite.
1) Le four electrique 1 -
Posé sur une plate-forme ajourée 4 afin d'avoir acces a la partie
inférieure ou au fond du four électrique 1, en vue d'une vidange de ce
four par un oriFice inférieur obturable non représenté, le four
10 électrique 1 comporte a l'intérieur d~une enveloppe de tôle épaisse 5
un garnissage réfractaire épais 6 par exemple de type silico-alumineux
ménageant une capacité 7 pour recevoir de la fonte liquide. Le four
électrique 1 est pourvu de moyens electriques de chauffage constitues
par exemple par un inducteur ~ enveloppant la paroi verticale de son
15 garnissage réfractaire 6. Le four électrique 1 comporte également a sa
partie supérieure une goulotte 9 d'écoulement vers l'extérieur d'un
éventuel trap-plein de fonte liquide. Le four electrique 1 est obture
a sa partie supérieure par le couvercle supérieur 2 comportant
également une enveloppe extérieure en tôle et un garnissage
20 refractaire êpais, de type silico-alumineux par exemple. Le couvercle
superieur 2 est pourvu d'une bride ou d'oreilles 10 de fixation
cooperant avec des boulons 11 de fixation dont l'extremité inférieure
est solidaire de la plate-forme ajourée 4, de telle sorte que, par
serrage des boulons 11, le couvercle 2 soit applique de maniere
25 etanche sur la partie superieure du four 1, grâce a un joint
d'étanchêitê non représente, qui se trouve ecrasé entre le four 1 et
le couvercle 2, mais sans recouvrir un orifice de trop-plein menage
par une goulotte 9.
2) Le couvercle 2 -
Conformement a l'invention, le couvercle 2 sert de support en
suspension a un ensemble de blocs de graphite 3 constituant un
; ensemble de moulage 13-14 a filiere refroidie 13 et noyau creux
chauffe 14 coaxial a la filière, autour d'un axe XX vertical,
constituant encore un dispositif 15d'alimentation en fon~e liquide de
35 I'ensemble de moulage 3-14, aut~ur d'un a~e vertical YY et




~ ' ' . .
.
.

constituant enfin un moyen 16 de regulation et de controle de la
température du noyau creux 14, ledit moyen consistant en un vase 16
dit "a'expansion".
En position de fermeture du couvercle 2, l'ensemble 3 de blocs de
5 graphite ménage avec la capacité 7 du four 1 un espace de logement de
fonte liquide dans lequel est immergée la partie de l'ensemble 3
située au-dessous du couvercle 2.
3) L'ensemble de moulage 13-14 d'axe XX -
Plus en detail, l'ensemble de moulage comporte une filiere
10 tubulaire 13 d'axe XX, en graphite, logee dans une cavite prévue surl'ensemble 3 de blocs de graphite au fond de laquelle elle repose par
une bride exterieure 17 de forme circulaire. La filiere 13, traversant
le garnissage réfractaire du couvercle 2, est enveloppée par un
manchon de refroidissement 18 sur une partie de sa hauteur
15 correspondant a peu pres à l'épaisseur du garnissage refractaire du
couvercle 2, le manchon 18 creux etant parcouru par un fluide
refrigerant tel que l'eau ou bien un métal liquide a bas point de
fusion, tel que le plomb ou bien l'etain.
La paroi interne de la filiere 13 est usinee avec précision sous
20 forme cylindrique. Cependant, a la partie inférieure, la filiere 13
est évasée de manière tronconique en 21 pour faciliter l'entrée du
metal liquide, c'est-a-dire de la fonte liquide. A sa partie
superieure, la filiere 13 est evasée, au-dessus du couvercle 2,
suivant une surface tronconique 22 de degagement hors du contact avec
25 le tube en fonte en formation.
Le noyau creux 14 de forme exterieure usinee avec soin sous forme
cylindrique, est en graphite comme la filiere 13 par rapport à
laquelle il est bien centre coaxialement ~axe XX) et repose sur
l'ensemble de graphite 3 par une bride inferieure 23 de support situee
30 sensiblement en-dessous de la filière 13 de manière à menager avec
l'evasement inferieur 21 d'entrée de metal liquide un espace annulaire
largement dimensionné, sensiblement superieur à l'espace annulaire
compris entre la filiere 13 et le noyau 14 pour former le fut d'un
tuyau en fonte T. Le noyau creux 14 menage avec le bloc de graphite
3S qu'il supporte dans l'ensemble 3, une chambre inferieure circulaire 24
de communication. Le noyau creux 14 comporte une cavite ou chambre
interieure 25 cylindrique communiquant avec la chambre 24 et

;i
communiquant a sa partie supérieure à l'air libre par un orifice
cylindro-conique 26 traversant la paroi superieure du no~au 14 en
graphite et obturé par un clapet a boule de graphite 27 reposant par
gravité sur l'orifice 26 qui lui sert de siege.
5 4) Dispositif d'alimentation en fonte liquide d'axe Y-Y.
Ce dispositif 15 d'alimentation en source a la forme d'un bloc-
siphon en graphite faisant partie de l'ensemble 3 recouvert
~ extérieurement d'un épais garnissage réfractaire 6. Le dispositif 15
j con,porte une cheminee verticale 28 a entonnoir supérieur, d'axe Y-Y
10 surmontant le couvercle 2 d'une hauteur H sensiblement supérieure a la
hauteur h de filiere 13 dépassant le couvercle 2. La cheminée
verticale 28 se prolonge jusqu'a la paroi inférieure de l'ensemble 3
de bloc de graphite de maniere à déboucher a l'extérieur du bloc de
graphite au-dessus de la capacité 7 du four 2. Mais a sa partie
15 inférieure, la cheminée 28 est obturée par exemple par un tiroir
I transversal 29, ou par tout autre moyen équivalent, dont l'ouverture
r ~ commande la vidange de la cheminée 28 dans la capacité 7. Au-dessus du
tiroir d'obturation 29, la cheminée 28 est prolongée a la suite d'un
coude a angle droit par un conduit horizontal 30 qui débouche au-
20 dessous de l'évasement cônique 21 d'entrée de fonte liquide dans
l'espace annulaire de l'ensemble de moulage 13-14, a la partie
, inférieure de celui-ci de maniere 3 l'alimenter en source. Le bloc de
` graphite contenant la cheminée 28 est enveloppé par une résistanceélectrique chauffante tubulaire de hauteur correspondant a la presque
25 totalité de la hauteur de la cheminée 28, c'est-a-dire a la partie de
cheminée 28 comprise au-dessus du four 1 (hauteur H + epaisseur du
couvercle 2).
5) Le vase d'expansion 16 d'axe Z-Z.
Conformément a l'invention, il s'agit d'un vase ou récipient en
30 graphite 16 d'axe vertical Z-Z, porté également par le couvercle 2 et
~ traversant celui-ci, de hauteur correspondant a peu pres a celle de
? l'ensemble de moulage 13-14. Le vase d'expansion 16 comporte une
cavité ou une chambre cylindrique 31 presque fermée a l'exception
d'une ouverture inférieure 32 débouchant dans une chambre circulaire
35 inferieure de communication 33, et a l'exception d'un orifice
, superieur 34 raccorde par un conduit 35 sous contrôle d'un robinet 36
a une source de gaz sous pression tel que l'air ou l'azote ou l'argon.


'

.. .
' ,
.

, . . .

6~

Le vase 16 est obturé a sa partie supérieure par un couvercle en
graphite 16 a qui est vissé. La chambre inférieure de communication 33
co~,munique d'une part avec la chambre inférieure de communication 24
de l'ensemble de moulage 13-14 par un cGndult hurizontal 37 creusé
5 dans l'ense~lble 3 de graph;te, d'autre part avec la capacité 7 du four
électrique 1 par un pralongement vertical de l'ouverture inférieure
32, ce prolongement qui débouche sur la face inférieure de l'ensemble
3 de blocs de gragphite, étant obturé par exemple par un tiroir
; transversal 3~ dont l'ouverture permet la vidange de la cavité 31 dans
10 la capacité 7 du four 1. Le vase d'expansion 16 est le moyen de
contrôle et de régulation de température du noyau 14.
FONCTI NNEMENT
La capacité 7 du four électrique 1 est initialement vide ou bien
contient un reliquat de fonte liquide F ou pied de bain.
15Le four électrique 1 étant fermé de manière étanche par son
couvercle 2 aux boulons 11 serrés, et l'ensemble des blocs de graphite
3 étant ainsi suspendu au-dessus de la capacité 7 du four 1, de la
fonte liquide est introduite par le trou de remplissage 12 d'axe WW
(Fig. 3) jusqu'a un niveau légerement inférieur a la hauteur de la
20 goulotte de trop-plein 9. Si ce niveau est dépassé, la fonte liquide
en excédent s'écoule vers l'extérieur par la goulotte 9. L'inducteur 8
est sous tension. Le four 1 est donc chauffé.
Le couvercle 16a du vase d'expansion 16 d'axe ZZ étant enlevé
(dévissé), de la fonte liquide F est introduite dans la cavité 31 du
25 vase 16. Com~e la cavité 31 du vase 16 communique avec la cavité 25 du
noyau 14 d'axe XX, le niveau de la fonte liquide monte en même temps
et a la même hauteur dans les cavités 25 et 31.
Le remplissage en fonte liquide des cavités 25 et 31 est arrête
bien en-dessous des orifices 26 et 34, au plus haut à mi-hauteur de la
30 cavité 25, de telle sorte que, le couvercle 16a étant de nouveau
vissé, et le fluide sous pression (air comprimé ou gaz inerte sous
pression tels qu'azote ou argon) étant introduit par le conduit 35, ou
au contraire le conduit 35 étant relié a une source d'aspiration, le
niveau de fonte liquide dans la cavité 25 puisse varier entre un
35 niveau inférieur en trait plein situé a hauteur de l'entrée évasée 21

6~ ~

de la filière 13 (Fig. 1), un peu au-dessous de la partie inférieure
du manchon 18 de refroidissement, et un niveau supérieur, en trait
interrompu, situé juste au-dessous du clapet à boule 27.
En outre, la cheminée verticale 28 est chauffée sur toute sa
5 hauteur située au-dessus de la capacité 7 du four, par la résistance
electrique chauffante 28d mise sous tension. Par ailleurs, un fluide
de refroidissement, par exemple de l'eau froide~ est amené en
circulation par le conduit 19, le manchon 18 et le conduit 20.
Avant de commencer la coulée d'un tube en fonte T, on chauffe le noyau
10 14 en amenant du fluide sous pression dans le conduit 35 de maniere à
faire monter de la fonte liquide de la cavité 31 du vase d'expansion
16 vers la cavité 25 du noyau 14 jusqu'a la partie supérieure de
" celle-ci.
Seule la partie supérieure du noyau 14 qui est traversée par
15 l'orifice cylindroconique 26 servant de siege au clapet a boule 27,
n'est pas chauffée. Elle correspond a la partie supérieure de l'espace
annulaire entre la filière 13 et le noyau 14, par ou doit sortir le
tube en fonte T a former, donc a la partie ou le tube T en formation
doit être refroidi extérieurement sans être chauffé intérieurement.
Ces précautions thermiques étant prises, on procede a la coulée
du tube T en fonte.
On verse de la fonte liquide par la cheminée verticale 28.
Celle-ci descend jusqu'au conduit horizontal 30 qu'elle emplit, puis
monte dans l'entrée évasée 21 de la filière 13 et continue sa montée
25 sous une pression correspondant a la hauteur de la cheminée 28, dans
l'espace annulaire compris entre la filiere 13 et le noyau 14.
Grâce au chauffage du noyau 14, sur presque toute sa hauteur, à
l'exception de sa partie supêrieure (extrémité de sortie du tube T),
la fonte qui est au contact du noyau 14 reste liquide alors que la
30 fonte qui est au contact de la filiere 13 refroidie par le manchon 18,
est refroidie et tend à se solidifier suivant un front de
solidification délimitant une phase solide qui progresse en epaisseur
du bas vers le haut, suivant le front de solidification decrit au
brevet FR 24 15 501, mais en sens inverse puisque la coulee est
35 montante au lieu d'être descendante dans ce brevet.
,



i:
.
'' ' . .

; 8
~3 La solidification de la fonte est complete au niveau supérieur du
¦ noyau 14 et à la base du dégagement 22 qui laisse librement sortir le
~ tuyau T (Fig. 1).
¦ En tirant sur le tuyau T dans le sens de la fleche f a l'aide
5 d'un extracteur connu, non représenté, et en continuant l'alimentation
en FGnte liquide en source par la cheminée verticale 28 et le
degagement 21 de la filiere 13, on produit un tube en fonte T.
Réchauffage extérieur de la fonte alimentant la filiere 13 a
ii noyau 14 : il est assuré par la fonte liquide F contenue dans la
10 capacité 7 et chauffée, maintenue liquide par l'inducteur 8. On peut
augn,enter la température de cette fonte F en augmentant (si possible)
la puissance de chauffe de l'inducteur 8. On peut également renouveler
~;~ la fonte liquide contenue dans la capacité 7 si l'on estime satempérature insuffisamment elevée. On peut donc introduire de la fonte
15 liquide a temperature encore plus elevee par le trou de remplissage 12
: 7 (Fig3) de maniere a remplacer au moins une partie de la fonte
insufFisamment chaude qui s'ecoule par la goulotte 9 de trop plein.
Ainsi l'ensemble des blocs 3 de graphite est maintenu à bonne
temperature par une sorte de bain-marie constitue par la fonte
20 contenue dans la capacite 7 du four 1.
Con~rôle et regulation de la temperature du noyau 14.
.
Ce contrôle et cette régulation sont effectues de maniere à obtenir en
continu un tube solide T en fonte à la sortie de l'espace annulaire
entre filiere 13 et noyau 14 c'est-a-dire au niveau de la tranche
25 d'extremite superieure du noyau 14.
a) si la fonte sort encore a l'etat liquide de cet espace et
I forme des bavures d'ecoulement sur la tranche exterieure du noyau 14,
i c'est que le noyau 14 est trop chaud a sa partie superieure et que le
. manchon de refroidissement 18 n'est pas assez efficace.
On abaisse alors le niveau de la fonte F dans la cavite 25 du
noyau 14 en diminuant la pression du fluide gazeux dans la cavité 31
du vase d'expansion 16, et, simultanément, on rend le refroidissement
du manchon 18 plus énergique en accélerant le debit de fluide
refrigérant qui s'écoule par les conduits 19 et 20 et en diminuant si
35 poss;ble, sa tempérmture.


i
~,
, .

: .
,'~' , .
.



3 Ces deux rnesures réunies ou au n,oins l'une des deux doivent
3 retablir un front ~e solidification tel que décrit au brevet FR 2 415 501
j c'est-a-dire avec une phase de fonte entierement solide a la7 sortie de l'espace annulaire entre la filiere 13 et le noyau 14.b) au contraire, si la fonte se solidifie a l'intérieur de
l'espace annulaire entre la -Filiere 13 et le no~au 14, ce qui oblige a
arreter la coulée et a démonter l~ensemble de la filiere 13 et du
noyau 14 pour remettre au moins un noyau neuf 14 si la fonte solide
I n'a pas adhéré a la filiere 13, c'est que la partie supérieure du
¦ 10 noyau 14 est trop froide et/ou que la filiere 13 est trop
I énergiquement refroidie.
¦ En recommençant la coulée avec un nouveau noyau 14 et peut-être
une nouvelle filiere 13, on veille a rendre plus chaude la part;e
, supérieure du noyau 14 en faisant monter le niveau de fonte par
! 15 exemple en N en trait interrompu dans la cavité 25 du noyau 14, par
augmentation de la pression de fluide gazeux dans la cavité 31 du vase
d'expansion 16. Le niveau baisse alors corrélativement en Nl en trait
interrompu dans la cavité 31 du vase d'expansion 16. Cette mesure
permet l'obtention d'un front de solidification correct tel que dé-fini
. 20 au brevet FR 2 415 501 afin d'obtenir un tube T en fonte.
Le contrôle de température des parois de la filiere 13 et du
noyau 14 s'effectue a l'aide de thermocouples non représentés et
convenablement placés notamment sur le noyau 14.
Ainsi, l'espace annulaire entre la filiere 13 et le noyau 14
25 bénéficiant d'un contrôle et d'une régulation de température, il est
possible de couler un tube T en fonte tres mince puisque l'on évite
que la fonte ne se fige prématurément ou au contraire qu'elle reste
liquide jusqu'a la partie supérieure de l'espace annulaire entre la
filiere 13 et le noyau 14.
A titre d'exemple numérique le tube T a un diametre extérieur de
118 mm et une épaisseur de 3 mm. Bien que l'application de l'invention
ne soit pas limitée à de telles valeurs numeriques, mais au contraire
s'étende à des valeurs supérieures, tant en diamètres qu'en
épaisseurs, c'est pour de faibles diametres et de faibles épaisseurs,
35 et de faibles rapports épaisseur/diametre, par exemple de l'ordre de
3/100, qu'elle est la plus avantageuse.


',


0
Toute fuite accidentelle en provenance de l'ensemble de moulage
filière 13-noyau 14 ou du dispositif d'alimentation 15 ou du vase
d'expansion 16 est recueillie par la capacité 7 du four 1.
Tout excédent de fonte liquide s'écoule par la goulotte de trop
5 plein 9.
A la fin d'une période de coulée, I'ensemble 3 des blocs de
; ~ graphite est vidangé de la fonte liquide F qu~il con-tient en détachant
le couvercle 2 du four 1, en le soulevant bien au-dessus du four 1
(Fig. 2) et en ouvrant les tiroirs 29 et 38 des qu'ils sont dégagés
10 hors du four 1.
La fonte liquide tombe alors dans la capacité 7 du four 1.
Pour vidanger la capacité 7 du four 1, il faut ouvrir des
orifices de vidange situées à la partie inférieure du four (par
exemple dans les axes XX, YY et ZZ), et non représentés.
15 AVANTAGES
Grâce au four électrique 1 contenant l'enveloppe de fonte liquide
F dans sa capacité 7, l'ensemble des blocs de graphite 3 est maintenu
à température élevée dans sa partie immergée dans le four 1, pendant
toute la coulée. Ainsi, en contrôlant seulement la puissance
20 d'alimentation de l'inducteur 8 du four électrique 1, c'est-à-dire la
; puissance de chauffage du four électrique 1, on contrôle a la fois,
simultanément, les températures extérieures des parties immergées des
blocs de graphite constituant le dispositif 15 d'alimentation en fonte
` liquide, celles des blocs de graphite constituant la filière 13 et
25 constituant le noyau 14, et celles des blocs de graphite constituant
le vase d'expansion 16.
Grâce aux vases communicants 31 et 25 constitués par le vase
d'expansion 16 en combinaison avec la cavité du noyau 14, et grâce au
contrôle des niveaux de fonte liquide dans la cavité du noyau 14 sous
30 la pression gazeuse amenée par le conduit 35, on assure la régulation
de température du noyau 14 de manière simple, sûre et aisément
reproductible et sans danger puisque le clapet à boules 27 en
combinaison avec l'ori-fice cylindro-cônique 26 joue le rôle d'une
soupape de sécurité en cas d'excédent de fonte liquide dans la cavité
:-~ 35 25.
, .

;
:, ,




,

~2~

'. 11
i Grace au remplissage de la capacité 7 du four 1 en fonte liquide
et au remplissage partiel des capacités 31 et 25 en même fonte liquide
c'est-a-dire en meme alliage métallique ferreux que celui de la fonte
coulée dans le disposi-tif d~alimentation 15 pour obtenir un tuyau T,
5 et grace a l'introduction de cette -fonte liquide a peu pres au même
moment dans la capacité 7, dans la cavité 31 du vase d'expansion 16 et
dans la cheminée 28 du dispositif d'alimentation 15, on obtient une
homogénéité de température bénéfique a la tenue mécanique de
l'ensemble des blocs 3 de graphite car on évite les contraintes
10 thermiques en évitant des différences de dilatations.
Grâce a la présence du manchon de refroidissement 18
essentiellement sur la partie extérieure de la filiere 13
correspondant a la traversée du garnissage réfractaire du couvercle 2,
donc essentiellement en dehors de l'ensemble des blocs de graphite 3,
15 et du fait de la barriere thermique constituée par ledit garnissage
réfractaire, on n'apporte aucune hétérogénéité de tempêrature sur
l'ensemble des blocs 3 de graphite en raison de la localisation de ce
refroidissement a l'écart de l'ensemble 3 des blocs de graphite.
Enfin, pour des raisons de facilité de construction, l'ensemble 3
20 des blocs de graphite est avantageusement réalisable en un certain
nombre de pieces cylindriques susceptibles d'etre rapportées et
vissées sur le bloc parallelepipedique 3 (Fig. 3).



: '

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date 1989-11-07
(22) Filed 1985-11-25
(45) Issued 1989-11-07
Deemed Expired 1994-05-07

Abandonment History

There is no abandonment history.

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $0.00 1985-11-25
Registration of a document - section 124 $0.00 1986-04-01
Maintenance Fee - Patent - Old Act 2 1991-11-07 $100.00 1991-10-09
Maintenance Fee - Patent - Old Act 3 1992-11-09 $100.00 1992-10-09
Owners on Record

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PONT-A-MOUSSON S.A.
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Drawings 1993-12-13 3 178
Claims 1993-12-13 4 144
Abstract 1993-12-13 1 20
Cover Page 1993-12-13 1 22
Representative Drawing 2001-04-18 1 58
Description 1993-12-13 11 523
Fees 1992-10-09 1 39
Fees 1991-10-09 1 29
Fees 1991-09-19 2 68