Brevet FR2061783A1 — publié le 19710625

La présente invention concerne un procédé pour la refusion é-lectrique sous laitier de métaux, en particulier d'aciers, suivant lequel, sous une couche de laitier, une ou plusieurs électrodes faites du métal que l'on veut refondre sont fondues l'une après 1' 5 autre dans une llngotière refroidie par liquide, sous l'action de la chaleur due au courant.électrique qui les traverse, et suivant lequel* le bain de métal fondu se solidifie dans la lingotière en formant un lingot solide qui sort de la lingotière ; l'invention concerne également des dispositifs adaptés à la mise en oeuvre d' 10 tin tel procédé. Dans les procédés connus du type décrit ci-dessus, les lingots solidifiés qui sortent de la lingotière entrent immédiatement en ■ contact avec l'atmosphère. Par suite, alors que l'opération de refusion est encore en cours, le lingot en formation est fortement 15 refroidi à son extrémité inférieure par l'air qui l'entoure, dès qu'il a atteint une longueur assez grande. Il résulte de ce refroidissement intense des lingots que, s'il s'agit de qualités d'acier sensibles aux criques à chaud, il se forme à l'intérieur de ces lingots des criques de tension de refroidissement. Lorsqu'il s'a-20 git de lingots d'autres types d'acier, et que ceux-ci sont mis à la forge immédiatement après l'opération de refusion pour y être traités, il n'est pas possible, en raison de leur basse température, de placer immédiatement ces lingots dans un four de réception normal. Il est auparavant nécessaire de réchauffer avec précaution 25 ces lingots dans un four particulier. La présente invention a pour objet d'éviter cesjinconvénients. Ce résultat est obtenu avec m procédé du type décrit plus haut grâce au fait que le lingot qui sort de la lingotière est maintenu chaud et/ou est chauffé. Lorsqu'on fabrique des lingots d'acier 30 d'après ce procédé, il est avantageux de maintenir le lingot sortant de la lingotière à une température d'au moins 500°C. De cette façon, même avec les métaux ayant tendance à la précipitation tels que les aciers alliés au nickel,.au molybdène et au vanadium, on évite des précipitations de phases susceptibles de provoquer des 35 tensions nuisibles. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente en coupe schématique longitudinale un 40 mode de réalisation du dispositif suivant l'invention ; 70 33687 2 2061783 la figure 2 représente en vue par dessus un détail de la figure 1, et la figure 3 représente en coupe schématique longitudinale un deuxième mode de réalisation du dispositif suivant l'invention. 5 L'électrode autoconsumable 10, faite avec l'acier que l'on veut refondre, est disposée concentriquement à la paroi cylindrique du moule de coulée 21 de la lingotière 20 refroidie par eau, et plonge par son extrémité inférieure dans la couche de laitier 11 qui flotte à la surface du bain de métal fondu formé 12. Le lin-10 got d'aeier 13 solidifié formé par l'opération de refusion dans la lingotière refroidie par eau 20 repose sur la plaque de base 23 disposée horizontalement, qui "est de préférence en cuivre. Partant de l'un des pôles de la source de courant utilisée, non représentée (par exemple enroulement secondaire d'un transformateur), un 15 conducteur électrique 30 aboutit à l'électrode 10, tandis que l'autre pôle de la source de courant est relié à la plaque de base 23, également par un conducteur électrique 31. Pendant l'opération de fusion de l'électrode 10, on fait varier à l'aide de câbles de traction (non représentés) la position en hauteur de cette éleetro-20 de et celle de la lingotière 20, de telle sorte que, d'une part, l'électrode 10 plonge dans la couche de laitier 11 qui flotte sur le bain de métal fondu 12 et sert à purifier et à protéger l'acier fondu, l'extrémité de cette électrode restant à la distance vfeulue du niveau du bain de métal fondu, 12, et que, d'autre part-, la posi-25 tion du niveau du bain de métal reste constante par rapport à la lingotière 20 sauf pendant la phase initiale de l'opération de fusion. Dès que la distance entre la lingotière 20 et la plaque de base 23 devient légèrement supérieure à la hauteur h de couronnes thermo-isolantes en deux parties 40, les deux moitiés d'une de ces 30 couronnes 40 sont placées autour de la partie du lingot solidifié 13 qui sort de la lingotière 20, de telle sorte qu'elles se trouvent en contact l'une avec l'autre par leurs faces frontales 41. Lorsque la distance dont il vient d'être question a augmenté de la hauteur h les deux moitiés d'une deuxième couronne 40 sont placées 35 sur la première couronne 40 qui entoure le lingot,.et ainsi de suite. Les moitiés de couronne 40 comportent chaeune une chemise 42, de préférence en tôle d'acier, qui est remplie d'un corps thermoisolant 43, par exemple amiante. Pour permettre d'effectuer facilement la mise en place et l'enlèvement des couronnes 40, les moitiés 40 de couronne sont munies chacune de deux poignées 44 sur leurs faces 70 33687 3 2061783 extérieures. Le dispositif représenté à la figure 3 se distingue du dispositif qui vient d'être décrit avant tout en ce qu'il est prévu au lieu de couronnes en deux parties 40 en dessous de la lingotière 20 5 plusieurs éléments tubulaires. 50 à isolation thermique s'introduisant télescopiquement les uns dans les autres. La lingotière 20 et les éléments tubulaires 50 possèdent extérieurement à leurs extrémités inférieures un collet respectivement 22, 53. Sur la partie tubulaire 50 située le plus à l'intérieur est fixée à l'aide de 10 boulons filetés 51 et d'écrous 51' une couronne 52, de préférence en deux parties, qui se trouve sur la face supérieure de cet élément tubulaire 50 et, par rapport à lui, fait légèrement saillie . vers l'intérieur. Eh dehors de" l'élément tubulaire intérieur 50 dont il vient d'être question, ehaque élément tubulaire 50. est mu-15 ni à son extrémité supérieure et sur sa face intérieure d'un épau-lement 54. Lorsque la lingotière 20 se déplace vers le haut, le collet 22 prévu sur cette lingotière vient s'appliquer sur la couronne 52 et chaque collet 53 vient s'appliquer sur un épaulement 54. Une fois l'opération de refusion terminée, l'élément tubulaire 20 50 le plus à l'intérieur est séparé de la lingotière en dévissant la couronne 52 et le lingot solidifié 13 est évacué. Pendant l'opération de refûsion, les éléments tubulaires 50 sont soulevés par la lingotière 20. Les éléments tubulaires 50 sont creux et sont remplis d'une substance thermo-isolante, par exemple d'amiante. Dans 25 le dispositif qui vient d'être décrit les éléments tubulaires 50 faisant suite à l'élément tubulaire intérieur 50 fixé à la lingotière entourant le lingot 13 sortant de la lingotière 20 à une distance de plus en plus grande. Mais il est également possible que, dans un dispositif se présentant sous une forme analogue, l'élément 30 tubulaire le plus à l'extérieur softt fixé à la lingotière et dans ce cas les éléments tubulaires suivants entourent le lingot sortant de la lingotière à une distance de plus en plus petite. Les demi-couronnes 40 à isolement thermique et les éléments tubulaires 50 peuvent de plus être munis de résistances électriques 35 sous gaine 45, 56 qui permettent un chauffage supplémentaire du lingot solidifié 13 sortant de la lingotière. Le chauffage du lingot sortant de la lingotière peut néanmoins s'effectuer aussi à l'aide de brûleurs à gaz annulaires entourant le lingot. 40 Grâce au procédé suivant 1'invention, on a la certitude, même - • ' 4 • " ' ' 70 33687 2061783 lorsqu'on fabrique des lingots de métal particulièrement longs, d'éviter les criques de tension dont il a été question précédemment sans être obligé d'utiliser des fours de réchauffage particuliers pour éviter ces criques de tension de réchauffage. Lorsque 5 des lingots d'acier fabriqués avec le procédé suivant l'invention doivent être soumis à une opération de forgeage immédiatement après la fin de l'opération de refusion, on a également l'avantage que, grâce à la possibilité de maintenir chaud le lingot sortant de la lingotière comme le prévoit l'invention, l'énergie calorifi-10 que (et l'énergië électrique équivalente) nécessaires pour amener le lingot à la température de forgeage sont notablement inférieures à celles utilisées avec les méthodes connues jusqu'à maintenant, selon lesquelles le lingot sortant de la lingotière n'est pas maintenu chaud. 70 33687 5 2061783 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la refusion électrique sous laitier de métaux, en particulier d'aciers, suivant lequel on fait fondre l'une après l'autre dans une lingotière refroidie par liquide, sous une couche 5 de laitier, une ou plusieurs électrodes faites du métal à refondre, sous l'action du dégagement de chaleur provoqué par le courant é-lectrique qui les traverse, le bain de métal fondu se solidifiant dans la lingotière en formant un lingot solide qui sort de la lingotière, caractérisé en ce que le lingot sortant de la lingotière 10 est maintenu chaud et/ou est chauffé. 2. Procédé suivant là revendication 1, caractérisé en ce que le lingot sortant de la lingotière est maintenu à une température d'au moins 500°C. 3. Dispositif adapté à la mise en oeuvre du procédé suivant 15 l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce qu'il est prévu une ou plusieurs couronnes en deux.parties, isolantes à la chaleur, pour entourer le lingot sortant de la lingotière. 4. Dispositif suivant la revendication 3* caractérisé en ce que les couronnes en deux parties comportent une chemise, de préfé- 20 rence en tôle d'acier, qui est remplie d'un produit calorifuge, amiante par exemple. $. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce qu'il est prévu en dessous de la lingotière plusieurs éléments tubulaires 25 calorifuges s'introduisant télescopiquement les uns dans les autres, et en ce qu'un de ces éléments tubulaires est fixé à la lingotière. Ces éléments tubulaires entourant le lingot qui sort de la lingotière . 6. Dispositif suivant la revendication 5* caractérisé en ce 30 que les éléments tubulaires sont creux et sont remplis d'un corps calorifuge, amiante par exemple. 7. Dispositif suivant 1'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moitiés de couronnes isolantes ou les éléments tubulaires sont munis de résistances électriques de chauf- 35 fage sous gaine, pour assurer un chauffage supplémentaire du lingot sortant de la lingotière. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce que pour chauffer le lingot sortant de la lingotière, il est prévu des brû- 40 leurs à gaz annulaires entourant le lingot. »