Brevet FR2066981A1 — publié le 19710813

L'invention concerne les dispositifs pour le moulage du lingot au cours de la coulée continue et semi-continue du métalo On connaît des dispositifs pour le moulage du lingot, au cours de la coulée continue et semi-continue du métal, comportant un élé-5 ment versant le métal liquide sur l'amorce et, après 1a. formation du lingot sur ce dernier, à la partie supérieure du lingot. Le dispositif comporte un inducteur avec des barres conductrices prévues pour engendrer autour du métal liquide, au sommet du lingot, un champ électromagnétique s'opposant à l'écoulement du mé-10 tal à la partie supérieure audit lingot. L'inducteur est exécuté sous forme d'un tube de section rectangulaire refroidi à l'eau. Sur le support, autour de la partie liquide du lingot, on dispose également d'une façon concentrique un collecteur d'eau pour le 15 refroidissement de la surface du lingot et, sur la paroi du collecteur orientée vers le lingot, on prévoit un. écran suivant la surface extérieure duquel l'eau s'écoule vers la surface du lingot à refroidir. Le liquide de refroidissement est amené aux barres conductrices 20 par des tubes. Simultanément au débit du métal liquide à la partie supérieure, en cours de solidification, du lingot, on produit, autour du métal liquide au sommet dudit lingot, à l'aide d'un inducteur, un champ électromagnétique engendrant dans le métal liquide des forces orien-25 tées vers l'intérieur, s'opposant à l'écoulement du métal et assurant le moulage de ce dernier en lingot. Le métal liquide se refroidit, et la forme de sa section transversale dépend alors de la forme et de l'intensité du champ magnétique de l'inducteur. Le liquide du collecteur débité à la surface latérale du lingot favorise 30 le maintien des formes de ce dernier (voir brevet d'invention U.S.A. n° 3.467.166). Cependant, à l'endroit où l'inducteur est connecté aux barres conductrices, au cours du passage du courant, il se produit un champ magnétique affaibli, par suite de quoi le courant se dissipe 35 sans atteindre la surface interne de l'inducteur» Gomme l'ont démontré des expériences,.le champ magnétique est affaibli à l'endroit considéré de 10 à 15 ce qui correspond à une réduction de l'action électromagnétique, proportionnellement au carré de l'intensité du champ magnétique, de l'ordre de 19 à 27 f», 40 et affectant alors au moins 50° du pourtour. 70 39711 2 2066981 Il en découle qu'à l'endroit où se produit l'affaiblissement du champ magnétique le métal liquide se gonfle le long de la surface latérale du lingot et, après la solidification de ce dernier, il subsiste une saillie longitudinale. 5 Cette saillie est gênante pour le traitement consécutif du lingot qui devra être préalablement meule, ce qui entraîne une perte de métal ainsi que des dépenses complémentaires d'équipement et de personnelo le but de la présente invention est de remédier aux inconvé-10 nients mentionnés ci-dessus. Selon cette invention, l'on se propose de mettre au point un dispositif, pour le moulage du lingot au cours de la coulée continue et semi-continue du métal, qui permettrait d'améliorer la qualité des lingots obtenus, et en particulier de prévenir la forma-15 tion d'une saillie longitudinale sur la paroi latérale du lingot. Cet objectif est atteint par le fait qu'a été élaboré un dispositif, pour le moulage du lingot au cours de la coulée continue et semi-continue du métal, comportant un élément prévu pour verser le métal liquide sur l'amorce et à la partie supérieure du lingot, 20 après sa formation sur cette dernière, un inducteur refroidi con-centriquement disposé sur le support autour de la partie liquide du lingot, doté d'une barre conductrice, cet inducteur étant prévu pour engendrer un champ électromagnétique, grâce à l'action duquel sera supprimé l'écoulement du métal liquide à la partie supérieure 25 du lingot, et un collecteur, pour le liquide de refroidissement du lingot, avec écran sur sa paroi orientée vers le lingot; plus spécialement conformément à l'invention, le susdit dispositif est réalisé avec un inducteur sous forme' d'une barre pleine en matière conductrice, et il est fixé sur une pièce comportant une canalisa-30 tion pour l'amenée du liquide de refroidissement à ce dernier„ Une telle exécution du dispositif assure la présence d'un champ magnétique uniforme, donc d'une surface géometriqueirent correcte du lingot, qui sera exempte de saillies « Il est préférable que la pièce comportant le dispositif soit 35 exécutée d'une façon amovible, avec possibilité de fixation à la paroi du collecteur, de façon à obtenir une canalisation prévue pour recevoir l'inducteur et pour le passage du liquide de refroidissement de ce dernier. Une telle exécution de la pièce facilitera l'entretien et le 40 montage. 70 39711 3 2066981 On peut exécuter l'inducteur et la connexion de courant du dispositif en un seul bloc. Cela évitera de faire appel au soudage. Pour expliciter l'invention, on décrit ci-dessous un exemple d'exécution du dispositif avec référence aux dessins annexés sur 5 lesquels : - la fig. 1 représente le dispositif conforme à l'invention en coupe verticale suivant l'axe longitudinal; - la fig. 2 représente l'inducteur réalisé en un seul bloc avec les barres conductrices en vue par-dessus; 10 - la fig. 3 représente la coupe III-III de la fig. 1. Le dispositif pour le moulage du lingot au cours de la coulée continue et semi-continue du métal comporte un élément 1 (fig. 1) pour le débit du métal liquide sur l'amorce 2, afin d'y mouler le lingot 3. 15 Cet élément 1 comporte une goulotte 1a et une cuve de distri bution flottante 1b, avec orifices ménagés dans les parois et cône à la partie centrale, partiellement plongée dans le métal liquide au sommet du lingot 3; cette goulotte et cette cuve sont connues en soi. 20 Concsntriquement par rapport au métal liquide 4 du lingot 3, sur le support 5 on dispose un inducteur 6 avec barre conductrice 7 et collecteur 8, pour le refroidissement du lingot 3 par liquide, avec écran 9 sur sa paroi orientée vers le métal liquide 4 du lingot 3. L'inducteur 6 esc exécuté à l'aide d'1x116 barre de cuivre fi-25 xée dans les encoches du collecteur 8 et de la pièce 10. le collecteur 8 et la pièce 10 sont exécutés en matière diélectrique. La pièce 10 est de réalisation amovible et, lorsqu'elle est fixée à la paroi du collecteur 8, elle forme avec ce dernier une canalisation fermée 11, prévue pour recevoir l'inducteur 6 propre-30 ment dit ainsi que pour l'amenée du liquide de refroidissement à ce dernier. Il est également possible que la canalisation 11 soit réalisée seulement dans la pièce 10» Entre la paroi du .collecteur 8 et la paroi de l'écran 9, il est prévu un espacement annulaire 12 pour le passage du liquide de 35 refroidissement issu du collecteur 8 et allant au lingot 3» L'inducteur 6 (fig. 2) peut être conçu en un seul bloc avec les barres conductrices 7 ou peut être assemblé à ces dernières. Les barres conductrices 7 et l'inducteur 6 peuvent être exécutés en cuivre ou en un autre métal ou alliage quelconque disposant 40 d'une conductivité électrique élevée. Ils sont réalisés avec une BAD ORIGINAL 70 39711 4 2066981 section transversale rectangulaire pleine. Pour l'amenée du liquide de refroidissement aux barres conductrices 7 sont prévus des tubes en cuivre 13 (fig. 3) à section transversale rectangulaire. Ces tubes 13 se trouvent à une certaine 5 distance de l'inducteur 6. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Au collecteur 8 est débitée l'eau assurant le refroidissement du lingot 3. Le courant est enclenché et, à l'aide de l'inducteur 6, est engendré un champ électromagnétique dont l'action supprime 10 toute possibilité d'écoulement du métal liquide amené par la goulotte 1a à l'amorce 2. Le métal liquide enveloppant l'amorce 2 prend la forme qui lui est conférée par la forme de l'inducteur 6 et par l'intensité du champ magnétique que ce dernier engendre» 15 L'eau de refroidissement est amenée, h partir du collecteur 8, jusqu'aux parois de la colonne liquide de métal et concourt au maintien de la forme nécessaire pendant la solidification du lingot. : Ensuite, sur le métal liquide 4, à la partie supérieure du lingot 3, on place la cuve de distribution 1b avec cône, par l'ori-20 fice de laquelle le métal sera régulièrement délivré. Au fur et à mesure de l'accroissement du lingot 3, on abaisse l'amorce 2. La présence d'un cône dans la cuve 1b permet d'obtenir une répartition uniforme du métal au sommet du lingot. Par suite de la valeur uniforme du champ magnétique de l'induc-- 25 teur 6, il se formera sur le lingot 3 une aurface lisse, sans saillie s. Les essais ont été réalisés- au cours de la coulée de lingots de 200 à 600 mm de"diamètre en aluminium et en alliage d'aluminium. Les lingots disposaient alors d'une surface lisse, d'une structure 30 homogène et d'une composition chimique identique suivant toute la section du lingot. Par suite de l'amélioration de la surface du lingot, le forgea-ge sans usinage mécanique permet d'améliorer le coefficient d'utilisation du métal de 5 #. Il n'est plus alors nécessaire de meuler 35 les lingots et, de cette façon, on supprime toute perte de métal en copeaux. Le dispositif convient pour la coulée des lingots de différentes dimensions st de section rectangulaire. La consommation d'énergie électrique ne dépassait pas 30-40 kW par heure pour une tonne de lingots coulés. La dépense totale ne-40 cessitée pour la production des lingots a été réduite de 3 BAD ORIG'NAL 70 39711 5 2066981 Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes» 70 39711 6 2066981 REVENBICAÏIOM 1 - Dispositif pour le moulage d'un lingot, au cours de la coulée continue et semi-continue du métal, comportant un élément ■versant le métal liquide sur l'amorce et, à la partie supérieure du 5 lingot après sa formation sur cette dernière, un inducteur refroidi avec barre conductrice concentriquement disposé sur le support autour de la partie liquide du lingot, cet inducteur étant prévu pour engendrer un champ électromagnétique sous l'action duquel sera supprimée la possibilité d'écoulement du'métal liquide à la partie su-10 périeure du lingot, et un collecteur pour le liquide refroidissant le lingot avec écran sur sa paroi orientée vers le lingot, caractérisé par le fait que l'inducteur (6) est conçu sous forme d'une barre pleine (7) en matière conductrice et qu'il est fixé sur une pièce (10) comportant une canalisation (11) pour l'amenée du liqui-15 de de refroidissement à ce dernier. 2 - Dispositif suivant, la revendication 1,-caractérisé par le fait que la pièce (10) est réalisée amovible, avec possibilité de fixation à la paroi du collecteur (8) pour former avec ce dernier une canalisation (11) prévue pour recevoir l'inducteur (6) et pour 20 le passage du liquide de refroidissement de ce dernier» 3 - Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'inducteur (6) et la barre conductrice (7) sont conçus d'une façon monobloc.