Brevet FR2011738A1 — publié le 19700306

Comme on le sait, les aciers et les alliages sont affinés par la fonte dans un bain de laitier chauffé par un courant électrique. Ce procédé est appelé "procédé d'affinage électrique par^ laitier". Ce procédé consiste à fondre une électrode consommable dans un bain de laitier chaud 5 et à former un lingot dans une lingotière refroidie à l'eau. La chaleur nécessaire pour la fusion est obtenue par le chauffage par résistance du laitier sous une faible tension continue ou alternatives Une couche de laitier se forme le long de la paroi intérieure refroidie de la lingotière et produit un effet isolant, La composition du bain de laitier dans la 10 lingotière est choisie en fonction de l'effet d'affinage ilésiré et en fonction du type d'acier ou d'alliage. Les gouttelettes d'acier passant à travers le laitier chaud sont affinées et on obtient des lingots homogènes exempts de soufflures. Ces procédés connus utilisent une électrode de la composition désirée, qui est fondue dans une lingotière ayant une section 15 transversale dont la surface est supérieure à celle de l'électrode, cette surface étant normalement trois fois plus importante. La présente invention concerne une lingotière pour la fabrication de lingots d'acier et d'alliage par le procédé d'affinage électrique par laitier, notamment pour la fabrication d'aeiers hautement 20 alliés, mais également, dans certains cas, pour la fabrication de lingots faiblement alliés lorsque la demande pour de tels lingots est importante. L'invention concerne plus particulièrement les aciers alliés dont là transformation à chaud est difficile. Selon la caractéristique principale de l'invention, la. 25 lingotière refroidie à l'eau présente une paroi double et comporte une partie inférieure, qui détermine les dimensions extérieures du lingot, et dont la section transversale intérieure est tout ai plus égale à la section de 1'électrode consommable, cette partie inférieure étant raccordée à une partie s'élargissant coniquement vers le haut, laquelle est raccordée à son 30 tour à une partie supérieure de section importante. La lingotière selon l'invention présente plusieurs avantages essentiels qui ne peuvent pas être obtenus par l'utilisation de lingotières connues. La fabrication de l'électrode consommable est peu coûteuse étant donné qu'elle est épaisse et relativement courte» On obtient en outre une 35 réduction de la section entre l'électrode et le lingot à l'état fondu; cette réduction peut même être considérable. Dans les procédés connus jusqu'alors, la section du lingot est environ trois fois plus importante que la section 69 21857 2 2011738 de l'électrode, comme-déjà mentionné Vi-dessus. Du fait'que la section est au contraire réduite par le procédé selon l 'invention,'lés transformations subséquentes à chaud sont plus faciles à réaliser et meilleur marché. Comme le lingot obtenu par le procédé selon 1'invention présente une section rela-5 tivement faible, il peut être réduit plus facilement par une transformation à chaud (laminage, forgeage, etc...) à des produits de dimensions inférieures tels que des plats, des barres, des fils, ètc... La production est en outre accrue notablement en comparaison avec une transformation à partir des lingots plus lourds fabriqués précédemment. ■ r 10 D'autres caractéristiques"et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée qui va suivre et du dessin annexé sur lequel : * " ' La figure 1 est uiie coupe longitudinale schématique' d'une lingotière formant un lingot dont la section est identique à celle de 15 l'électrode consommable. La figure 2 est une coupe longitudinale schématique d'une lingotière formant un lingot dont la section est notablement inférieure à celle de l'électrode. La hauteur du lingot 2 formé sur le support 1, qui est 20 refroidi de préférence à l'eau, augmente progressivement. La lingotière 3, qui est refroidie à l'eau, comporte une partie inférieure 3', laquelle est reliée par l'intermédiaire d'une partie sensiblement conique 3" à une partie supérieure 3''' de section importante contenant le laitier. Une petite partie de l'électrode 4 est plongée dans le bain de laitier liquide 25 5. La source de courant 6 est reliée à l'électrode d'une part et au support 1 d'autre part. La lingotière et le lingot sont déplacés l'un par rapport à l'autre pour la fabrication de lingots de la longueur désirée. Le mouvement relatif peut être obtenu par l'abaissement du support 1 ou par la montée 30 de la lingotière. Le mouvement relatif est fonction de la vitesse de solidification du lingot dans le sens longitudinal. La forme.et les dimensions de la section transversale intérieure de la partie inférieure de la lingotière sont choisies en fonction de la foras et des dimensions du lingot désiré (rond, carré, rectangulaire, 35 etc... ) . La section transversale intérieure de la partie supérieure de la lingotière est adaptée de manière connue aux dimensions de l'élec 69 21857 s 2011738 trode. Celle-ci est de préférence soudée sur un support recevant le conducteur d'arrivée du courant électrique. Le refroidissement à l'eau provoque la formation-d'une mince couche de laitier sur la paroi intérieure de la lingotière,. Cette couche 5 forme une isolation thermique et protège également la lingotière contre l'adhérence d'acier. Ee four peut comporter un dispositif électromagnétique non représenté pour éviter l'adhérence de gouttelettes d'acier sur le laitier recouvrant la paroi de la partie intermédiaire conique. Ce dispositif produit un effet convergent sur l'écoulement des gouttelettes de sorte 10 qu'elles tombent dans la partie inférieure de la lingotière. On peut citer, à titre d'exemple, une installation classique pour l'affinage électrique par laitier comportant une électrode d?un diamètre de 90 mm et produisant des lingots d'un diamètre de 150 mm, ce qui correspond à un rapport de 2,8 entre la longueur de l'électrode et ia longueur 15 du lingot. Une installation correspondante, réalisée selon l'invention,-comporte une électrode d'un diamètre de 150 m et produit des lingots d'un diamètre de 100 mm, ce qui correspond à un rapport de 0,45 .entre la longueur de l'électrode et la longueur des lingots. . . .• 69 21857 4 2011738 REVENDICATIONS 1. Lingotière pour la fabrication de lingots d'aciers et d'alliages de métaux par le procédé d'affinage électrique par laitier, principalement pour la fabrication de lingots d'aciers hautement alliés, et plus particulièrement pour la fabrication d'aciers alliés dont la transformation à chaud 5 est difficile, procédé selon, lequel le lingot est formé dans une lingotière verticale refroidie à l'eau par la fonte d'une électrode consommable dans un bain de laitier chaud, caractérisée en ce que la lingotière refroidie à l'eau présente une paroi double et comporte une partie inférieure déterminant les dimensions extérieures du lingot et ayant une section transversale qui 10 est tout au plus égale à la section de l'électrode consommable, cette partie inférieure étant reliée à une partie intermédiaire s'élargissant sensiblement de façon conique- vers le haut, cette partie intermédiaire étant reliée à son tour à une partie supérieure de section importante. 2. Lingotière selon la revendication 1, caractérisée en ce que 15 la section intérieure de la partie inférieure de la lingotière correspond tout ftiî. plus à 0,7 fois la section de l'électrode consommable. 3» Lingotière selon la revendication 2, caractérisée en ce que la séctioîs intérieure de la partie inférieure correspond au maximum â 0,5 fois lia section d® 1 'électrode cosscïcsable, 20 4. L-ingotière selon 11 me des revendications précédentes, caractérisée en de que la lingotière et le lingot peuvent être déplacés . l'un'far rapport -'à 1-Castre. suivant l'axe longitudinal du lingot pour la - ' -r V- S fabrication de -lingots de la longueur désirée. 5. Lingotière selon la revendication 4, caractérisée en ca que 25 la lingotière est mobile» 6. Lingotière selon la revendication 4, caractérisée en ce que le lingot est mobile. 7. Lingotière selon l'une des revendications précédentes, caractérisée an ce que la partie intermédiaire comporte un dispositif 50 électromagnétique produisant un effet convergent sur l'écoulement des y gouttelettes de 1'électrode, de sorte que celles-ci tombent dans la partie inférieur de la. lingotière, bad original'