FR2470650A1 - Runner system for bottom filling of ingot moulds - where downstick and runner arms consist of row of coaxial tubes in refractory sheath - Google Patents

Abstract

The system includes a downstick , and several horizontal runner arms located round the bottom end of the downstick . Both the downstick and arms consist of a coaxial row of tubes surrounded by a sheath. The sheath pref. consists of (a) a sheet made of fibrous refractory; or (b) a refractory; which is moulded round the tubes and contains a binder, or is hardened by CO2. Refractory (b) pref. contains a hardening agent and a foamant so it forms a foamed sheath round the tubes, which pref. consists of a pre-baked refractory. In the past, the downstick has been assembled using a coaxial row of tubes in a sheath made of cast iron, which is heavy and expensive. The invention eliminates the cast iron sheath.

Description

La présente invention concerne la coulée du métal fondu pour former des lingots et en particulier la technique de coulée dite "en source", selon laquelle les lingotières à remplir sont placées sur une plaque de base munie d'une pluralité de conduits pour distribuer le métal fondu en l'amenant jusqutà la base des lingotières. The present invention relates to the casting of molten metal to form ingots and in particular the so-called "source" casting technique, according to which the ingot molds to be filled are placed on a base plate provided with a plurality of conduits for distributing the metal. melted by bringing it to the base of the molds.

Dans la coulée en source on utilise traditionnellement une semelle moulée robuste munie d'un nombre approprié de conduits, qui correspond au nombre de lingots a mouler, un nombre convenable d'éléments creux de garnissage convenablement assemblés étant posés dans les conduits. In source casting, a robust molded sole is traditionally used, provided with an appropriate number of conduits, which corresponds to the number of ingots to be molded, a suitable number of suitably assembled hollow packing elements being placed in the conduits.

La pose de ces éléments de garnissage dans la semelle est un travail extrêmement délicat et, comme cela se produit de plus en plus souvent, il est confié à des ouvriers non spécialisés, il peut arriver que les joints entre les e élé- ments soient mal faits et que ces derniers eux-mêmes soient felés pendant leur pose. Même si la mise en place est correctement effectuée, il peut arriver que le métal fondu en s'écoulant dans le système de conduits de coulée provoque une rupture du métal aux joints et une fissuration des éléments de garnissage. Le métal fondu peut alors pé nétrer dans les cavistes ainsi formées, voire s'échapper du système de conduits.Après avoir rempli les cavités, le métal fondu peut s'y solidifier, ce qui représente autant de métal perdu, et les dommages considérables que peut subir la semelle ou la plaque de fonte posée sur elle ont une importance tout aussi grande.The installation of these lining elements in the sole is an extremely delicate job and, as it happens more and more often, it is entrusted to unskilled workers, it can happen that the joints between the elements are bad facts and that they themselves are felés during their installation. Even if the installation is carried out correctly, it can happen that the molten metal by flowing in the system of pouring conduits causes a rupture of the metal at the joints and a cracking of the packing elements. The molten metal can then penetrate into the cavists thus formed, or even escape from the duct system. After filling the cavities, the molten metal can solidify there, which represents as much lost metal, and considerable damage as can undergo the soleplate or the cast iron plate placed on it are equally important.

Dans la coulée en source, on utilise aussi traditionnellement un entonnoir qui communique avec 1'intérieur des éléments de garnissage des conduits et cet entonnoir de coulée est fabriqué sous la forme d'une robuste pièce de fonte moulée en une ou deux parties, d'une longueur comprise entre 2 m et 4 m environ, pièce qui renferme aussi un certain nombre d'éléments de garnissage creux convenablement assemblés. Dans ce cas aussi, l'assemblage de l'entonnoir de coulée doit inévitablement ôtre effectué sur place et exige une adresse considérable de la part de l'ouvrier, et même un assemblage correct n'évite pas certains inconvénients. En effet, ces entonnoirs de coulée ont un coût de fabrication élevé et leur poids complique considérablement le problème de leur mise en place et de leur enlèvement pour leur réutilisation.Il faut effectuer un travail de nettoyage considérable avant de pouvoir placer des éléments de garnissage neufs à l'intérieur de cet entonnoir, même s'il n'y a pas eu de fuite de métal fondu; s'il y a eu fuite, par exemple à cause d'un assemblage mal fait des éléments de garnissage, les dégâts subis par 1' enveloppe de fonte peuvent coûter cher en réparations et même entraîner sa mise au rebut, le coût de son remplacement venant alors s'ajouter aux pertes de métal coulé. In source casting, a funnel which communicates with the interior of the lining elements of the conduits is also traditionally used, and this funnel is produced in the form of a robust piece of cast iron molded in one or two parts, a length of between 2 m and 4 m approximately, a part which also contains a certain number of suitably assembled hollow packing elements. In this case too, the assembly of the pouring funnel must inevitably be carried out on site and requires a considerable address on the part of the worker, and even a correct assembly does not avoid certain drawbacks. Indeed, these pouring funnels have a high manufacturing cost and their weight considerably complicates the problem of their installation and their removal for their reuse. It is necessary to carry out a considerable cleaning work before being able to place new packing elements inside this funnel, even if there was no leakage of molten metal; if there has been a leak, for example due to an improper assembly of the packing elements, the damage suffered by the casing can be expensive to repair and even lead to its disposal, the cost of its replacement then adding to the losses of cast metal.

L'invention a donc pour objet de réaliser pour la coulée en source des ensembles qui éliminent I'essentiel des inconvénients précitées.  The object of the invention is therefore to provide assemblies for source casting which eliminate most of the above drawbacks.

A cet effet, chacun des. ensembles selon l'invention qui constituent un dispositif de coulée en source est un ensemble préassemblé du nombre nécessaire d'éléments de garnissage adjacents et convenablement réunis, les dits éléments réunis étant enfermés dans une gaine. To this end, each of the. assemblies according to the invention which constitute a source casting device is a preassembled assembly of the necessary number of adjacent lining elements which are suitably joined, the said joined elements being enclosed in a sheath.

On peut ainsi produire les conduits de coulée horizontaux sous la forme d'un ensemble préassemblé, ce qui é- limine les problèmes de la mise en place des éléments de garnissage dans les conduits de la semelle. I1 suffit de placer dans un conduit l'ensemble préfabriqué complet pour son raccordement à un bloc de distribution situé au-dessous de l'entonnoir de coulée et à la base d'une lingotière, ou même de le poser sur une surface convenablement préparée, éliminant ainsi la nécessité d'une semelle et d'une plaque posée sur celle-ci. The horizontal casting conduits can thus be produced in the form of a preassembled assembly, which eliminates the problems of placing the lining elements in the conduits of the sole. It suffices to place the complete prefabricated assembly in a conduit for its connection to a distribution block situated below the pouring funnel and at the base of an ingot mold, or even to place it on a suitably prepared surface, thus eliminating the need for a sole and a plate placed thereon.

En enfermant les éléments de garnissage dans une gaîne, on élimine pratiquement toute possibilité de fissuration de ceux-ci pendant la construction des conduits de coulée et on réduit considérablement le nombre des fissures qui se produisent au cours de la coulée. Même s'il se forme une fissure ou si un joint se rompt, la matière de la gaine empêche efficacement le métal fondu de s'échapper du système de conduits. Les mêmes considérations s'appliquent à l'entonnoir de coulée, avec pour celui-cil'avan- tage supplémentaire d'une réduction de poids considérable qui facilite la mise en place et de la suppression complète de l'enveloppe de fonte robuste et de l'économie de coût de fabrication qui en résulte. By enclosing the packing elements in a sheath, it virtually eliminates any possibility of cracking of them during the construction of the casting conduits and considerably reduces the number of cracks which occur during casting. Even if a crack occurs or a seal breaks, the sheath material effectively prevents molten metal from escaping from the conduit system. The same considerations apply to the pouring funnel, with the additional benefit of a considerable weight reduction which facilitates the placement and complete removal of the robust cast iron casing and the resulting manufacturing cost savings.

Pour enfermer dans une gaine les éléments de garnissage creux, on peut simplement, après les avoir assemblés, les envelopper dans un matériau réfractaire fibreux disponible sous forme de feuille. Comme variante, on peut les enrober d'un matériau réfractaire approprié. Ainsi, on peut placer simplement les éléments de garnissage creux dans un moule convenable et, après les avoir préalablement assemblés dans ce moule, les enrober d'un matériau réfractaire qui peut être cémenté au gaz carbonique ou muni d'un liant de fonderie. On verse de préférence dans le moule, autour des éléments de garnissage creux, un matériau ré- fractaire contenant un agent porophore et un agent durcisseur appropriés.Après formation de la mousse et durcissement, un obtient un ensemble de conduit robuste commode à manier, qu'on peut facilement transporter à l'endroit où doit avoir lieu la coulée. To enclose the hollow lining elements in a sheath, one can simply, after having assembled them, wrap them in a fibrous refractory material available in sheet form. As a variant, they can be coated with an appropriate refractory material. Thus, one can simply place the hollow packing elements in a suitable mold and, after having previously assembled them in this mold, coat them with a refractory material which can be cemented with carbon dioxide or provided with a foundry binder. Preferably, a refractory material containing a suitable porophore and hardening agent is poured around the hollow packing elements. After foaming and hardening, a set of robust conduits which is easy to handle is obtained. 'can easily be transported to the place where the pouring takes place.

En ce qui concerne les conduits horizontaux, on comprendra que l'expression "enrobage" ne signifie pas nécessaire que les éléments dè garnissage creux sont enfermés complètement dans le matériau d'enrobage. On a constaté dans la pratique que la présence de matériau d' isolation réfractaire sur les flancs et la face supérieure de l'élément de garnissage suffit à produire en ensemble de conduit très satisfaisant et qu'il n'est pas nécessaire de prévoir ce matériau le long de la face inférieure de l'élément. Ceci étant, on peut facilement enrober les éléments de garnissage assemblés bout à bout en les plaçant dans le fond d'un moule approprié et en versant dans celui-ci le matériau réfractaire et le liant ou le matériau réfractaire et les agents porophore et durcis seur de façon qu'il recouvre les éléments sur trois faces. As regards the horizontal conduits, it will be understood that the expression "coating" does not necessarily mean that the hollow packing elements are completely enclosed in the coating material. It has been found in practice that the presence of refractory insulation material on the sides and the upper face of the lining element is sufficient to produce a very satisfactory duct assembly and that it is not necessary to provide this material. along the underside of the element. This being so, it is easy to coat the assembled packing elements end to end by placing them in the bottom of a suitable mold and by pouring therein the refractory material and the binder or the refractory material and the porophore and hardening agents. so that it covers the elements on three sides.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à i aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet ensemble de conduit:
Fig. 1 est une vue éclatée, en perspective, d'un dispositif de coulée formée d'ensembles de conduit selon l'invention;
Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un entonnoir de coulée selon l'invention;
Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un ensemble de conduit horizontal selon l'invention.In any case, the invention will be clearly understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing, representing, by way of nonlimiting example, an embodiment of this set of ducts:
Fig. 1 is an exploded perspective view of a casting device formed from duct assemblies according to the invention;
Fig. 2 is a view in longitudinal section of a pouring funnel according to the invention;
Fig. 3 is a view in longitudinal section of a horizontal duct assembly according to the invention.

Le dispositif de coulée en source représenté à la figure 1 comporte un entonnoir de coulée 1, un bloc de distribution 2 et au moins un conduit horizontal 2 muni à une extrémité d'un bloc terminal 4 et d'un cône 5 pour le raccordement à la base d'une lingotière (non représentée). Un seul conduit horizontal 2 est représenté à la figure 1, mais il va de soi qu'on peut raccorder un conduit 2 à chaque orifice de sortie 6 du bloc de distribution 2 (qui en comporte six dans la forme d'exécution représentée à la figure 1). The source casting device shown in FIG. 1 comprises a pouring funnel 1, a distribution block 2 and at least one horizontal duct 2 provided at one end with a terminal block 4 and a cone 5 for connection to the base of an ingot mold (not shown). A single horizontal conduit 2 is shown in FIG. 1, but it goes without saying that a conduit 2 can be connected to each outlet orifice 6 of the distribution block 2 (which has six in the embodiment shown in FIG. figure 1).

Comme le montre la figure 2, l'entonnoir de coulée
I est pré-assemblé et constitué par un certain nombre d' éléments creux 7 convenablement réunis bout à bout (assemblage bouveté visible aux figures 2 et 3) et-enrobés dans un matériau d'isolation thermique 8. L'élément 9 situé au sommet de l'ensemble constitue l'entonnoir proprement dit , dans lequel on déverse le métal en fusion. Pour réaliser l'ensemble représenté à la figure 2, on commence par empiler les éléments creux en les enfilant sur un poteau vertical (non représenté) pour en assurer la stabilité et en veillant que les tenons soient correctement engagés dans les mortaises aux joints entre les éléments 7, 9.On peut ensuite, soit envelopper les éléments 7 et 9 dans du papier ignifuge convenablement imprégné, soit les enfermer dans un moule et déverser un matériau réfractaire approprié dans le moule pour remplir l'espace annulaire entre les éléments creux et les parois du moule, après quoi ce dernier est enlevé. Lorsqu'on utilise un matériau réfractaire, on peut le durcir en utilisant n'importe quelle technique classique de fonderie. il peut s'agir é- galement d'un matériau réfractaire apte à mousser, lequel peut être utilisé avec avantage, car on peut déverser facilement dans l'espace annulaire précité le matériau contenant l'agent porophore et l'agent durcisseur.Une fois que le matériau réfractaire d'isolation thermique 8 a durci, on peut tirer l'ensemble hors du poteau support et il est prêt à être expédié vers un hall de coulée,
Ce qui vient d'être dit s'applique aussi aux ensembles de conduit horizontaux i, dont un seul est représenté à la figure 3. Dans cet ensemble, plusieurs éléments creux 10 réunis bout à bout par un assemblage bouveté peuvent être placés horizontalement dans un moule approprié et un matériau réfractaire convenable peut être déversé dans ce moule pour enrober les dits éléments. Comme variante, les éléments creux 10 peuvent empilés verticalement en commençant par le bloc terminal 4, puis enveloppés dans un papier ou carton ignifuge approprié et convenablement imprégné.As shown in Figure 2, the pouring funnel
I is pre-assembled and constituted by a certain number of hollow elements 7 suitably joined end to end (jointed assembly visible in FIGS. 2 and 3) and-coated in a thermal insulation material 8. Element 9 located at the top of the assembly constitutes the funnel itself, into which the molten metal is poured. To make the assembly shown in Figure 2, we start by stacking the hollow elements by threading them on a vertical post (not shown) to ensure stability and ensuring that the studs are correctly engaged in the mortises at the joints between the elements 7, 9. We can then either wrap elements 7 and 9 in suitably impregnated flame-retardant paper, or enclose them in a mold and pour an appropriate refractory material into the mold to fill the annular space between the hollow elements and the walls of the mold, after which the latter is removed. When a refractory material is used, it can be hardened using any conventional casting technique. it may also be a refractory material capable of foaming, which can be used with advantage, since the material containing the pore-forming agent and the hardening agent can be easily poured into the abovementioned annular space. that the heat-insulating refractory material 8 has hardened, the assembly can be pulled out of the support post and it is ready to be sent to a casting hall,
What has just been said also applies to the horizontal duct assemblies i, only one of which is shown in FIG. 3. In this assembly, several hollow elements 10 joined end to end by a jointed assembly can be placed horizontally in a suitable mold and a suitable refractory material can be poured into this mold to coat said elements. As a variant, the hollow elements 10 can be stacked vertically, starting with the terminal block 4, then wrapped in a suitable and suitably impregnated fire-retardant paper or cardboard.

On obtient ainsi, grâce à l'invention, un entonnoir et des conduits de coulée extrêmement légers, robustes et facilement transportables, dont le pré-assemblage est une garantie que les éléments creux réfractaires sont correctement raccordés et enfermés dans le matériau réfractaire isolant. A leur arrivée dans le hall de coulée, on peut alors très facilement les mettre en place, soit sur une surface aménagée, soit dans les rigoles d'une semelle traditionnelle de fonte, puis les raccorder au bloc de distribution 2. Thus, thanks to the invention, an extremely light, robust and easily transportable funnel and casting conduits are obtained, the pre-assembly of which is a guarantee that the refractory hollow elements are correctly connected and enclosed in the insulating refractory material. When they arrive in the casting hall, they can then very easily be placed, either on a fitted surface, or in the channels of a traditional cast iron base, then connect them to the distribution block 2.

Lorsque la coulée a eu lieu, la dissipation de la chaleur à travers la paroi des éléments creux signifie qu'après un intervalle de temps notable la température de l'enveloppe de papier ou de carton atteint un degré tel que celle-ci s'enflamme, mais cet intervalle de temps est beaucoup plus long que le temps qu'il faut au métal fondu dans l'entonnoir de coulée et dans les conduits pour se solidifier. Il en résulte qu'il est beaucoup plus facile de séparer l'entonnoir et les conduits du métal solidifié. When the pouring has taken place, the dissipation of heat through the wall of the hollow elements means that after a notable interval of time the temperature of the envelope of paper or cardboard reaches a degree such that it ignites , but this time interval is much longer than the time it takes for molten metal in the pouring funnel and in the conduits to solidify. As a result, it is much easier to separate the funnel and the conduits from the solidified metal.

De même, lorsque les éléments creux sont enrobés dans un matériau réfractaire, cette opération est encore grandement facilitée, car il n'est pas nécessaire, comme dans les dispositifs de coulée en source traditionnels, d'attendre le refroidissement de lourdes pièces moulées en fonte pour les séparer ensuite à la main du métal solidifié. De mêmes comme les éléments creux ont été correctement assemblés, les fuites aux joints sont pratiquement éliminées et l'enrobage de ces éléments a un effet marqué sur la réduction de la formation de fissures au cours de la mise en place, peut-etre même la suppression complète de cellesci. Même si, dans des cas exceptionnels, une fissure s'est formée dans l'un ou 1taure des éléments creux, ou si une fuite se produit à un joint, le métal fondu qui s'écoule par cette fissure ou cette fuite refroidit en atteignant l'enveloppe de papier ou de carton ou l'enrobage de matériau réfractaire, ce qui élimine toute possibilité de sortie complète du métal. il en résulte qu'un corps net de métal solidifié est retiré des ensembles de conduit et de l'entonnoir de coulée.Likewise, when the hollow elements are coated in a refractory material, this operation is still greatly facilitated, since it is not necessary, as in traditional source casting devices, to wait for the cooling of heavy cast iron castings to then separate them by hand from the solidified metal. In the same way as the hollow elements have been correctly assembled, the leaks at the joints are practically eliminated and the coating of these elements has a marked effect on the reduction of the formation of cracks during installation, perhaps even the complete deletion of these. Even if, in exceptional cases, a crack has formed in one or more of the hollow elements, or if a leak occurs at a joint, the molten metal which flows through this crack or this leak cools to reach the envelope of paper or cardboard or the coating of refractory material, which eliminates any possibility of complete removal of the metal. as a result, a clean body of solidified metal is removed from the conduit assemblies and the pouring funnel.

Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la forme d'exécu- tion qui vient d'être décrite à titre d'exemple seulement; elle en embrasse,au contraire,toutes les variantes de réalisation. Ainsi, les éléments creux peuvent être des tronçons de tube réfractaire soumis à une pré-cuisson.  As is obvious and as follows from the above, the invention is not limited to the form of execution which has just been described by way of example only; on the contrary, it embraces all of its variant embodiments. Thus, the hollow elements can be sections of refractory tube subjected to a pre-curing.

Claims (7)

- REVENDICATIONS- CLAIMS 1.- Ensembles pour un dispositif de coulée en source, caractérisés en ce que chacun d'eux comprend un ensemble pré-assemblé du nombre nécessaire d'éléments creux adjacents et convenablement réunis, les dits éléments réunis (7,9; 10) étant enfermés dans une gaine (8). 1.- Assemblies for a source casting device, characterized in that each of them comprises a pre-assembled assembly of the necessary number of adjacent hollow elements which are suitably joined, the said joined elements (7, 9; 10) being enclosed in a sheath (8). 2.- Ensembles selon la revendication 1, caractérisés en ce que les éléments creux (7,9; 10) sont, après avoir été réunis, enveloppés dans un matériau réfractaire fibreux approprié, disponible sous forme de feuille. 2.- assemblies according to claim 1, characterized in that the hollow elements (7,9; 10) are, after being joined, wrapped in a suitable fibrous refractory material, available in sheet form. 3.- Ensembles selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments creux réunis sont enrobés dans un matériau réfractaire approprié. 3.- assemblies according to claim 1, characterized in that the combined hollow elements are coated in a suitable refractory material. 4.- Ensembles selon la revendication 3, caractérisés en ce que le matériau réfractaire d'enrobage est moulé autour des éléments creux réunis. 4.- assemblies according to claim 3, characterized in that the refractory coating material is molded around the joined hollow elements. 5.- Ensembles selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisés en ce que le matériau réfractaire est cémenté au gaz carbonique ou contient un liant. 5.- assemblies according to claim 3 or claim 4, characterized in that the refractory material is cemented with carbon dioxide or contains a binder. 6.- Ensembles selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisés en ce que le matériau réfractaire contient un agent porophore et un agent durcisseur, le dit matériau prenant en mousse et durcissant autour des éléments creux réunis. 6.- assemblies according to claim 3 or claim 4, characterized in that the refractory material contains a porophore agent and a hardening agent, the said material foaming and hardening around the joined hollow elements. 7.- Ensembles selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisés en ce que les éléments creux sont des tronçons de tubes réfractaires soumis à une précuisson. 7.- assemblies according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the hollow elements are sections of refractory tubes subjected to precooking.