Brevet FR2071990A1 — publié le 19710924

L'invention concerne les installations pour la mise en forme des lingots avec emploi d'un champ électromagnétique, dans la coulée continue et semi-continue des métaux, y compris les métaux non ferreux et ferreux, ainsi que leurs alliages. 5 On connaît des dispositifs pour la mise en forme des lingots à l'aide d'un champ électromagnétique au cours de la coulée continue et semi-continue des métaux. Ces dispositifs comportent un organe (canal ou chenal) pour l'amenée du métal sur l'amorce, un inducteur tendant à s'opposer à l'étalement du métal au-delà des 10 limites de l'amorce, et un collecteur avec un écran sur la paroi se trouvant du côté du lingot, destiné à amener de l'eau froide sur la paroi extérieure du lingot en cours d'élaboration. L'inducteur et le collecteur avec écran sus-indiqués sont disposés sur un support concentriquement avec le lingot. Pour a-15 mener le liquide de refroidissement aux barres d'amenée du courant, on prévoit des tubes, et dans l'inducteur est ménagée une cavité dans laquelle est amené le liquide de refroidissement. Au cours de îfantenée du métal liquide sur l'amorce, et ensuite, sur la partie supérieure solidifiée du lingot, on engen-20 dre à l'aide de l'inducteur un champ électromagnétique alternatif qui fait apparaître,dans le métal liquide, des forces dirigées vers l'intérieur, ces forces s'opposant à l'étalement du métal et le mettant en forme pour l'élaboration du lingot. Le métal liquide prend alors dans sa section transversale 25 une forme qui est tributaire de la forme et de l'intensité du champ magnétique de l'inducteur. Le liquide amené sur la surface latérale du lingot contribue à la fixation de cette forme du -i lingot (cf. brevet des E.U.A. n° 3.467.166). Les inducteurs sont réalisés sous la forme d'un tube circu--Bï 30 laire à section transversale rectangulaire, ou bien d'une barre circulaire pleine en cuivre à section rectangulaire, fixée dans une pièce qui est rendue solidaire du collecteur. Un tel dispositif convient pour la mise en forme successive de lingots. 35 Pour accélérer la production des lingots, il est souhaita ble d'élaborer plusieurs lingots simultanément. Toutefois, dans le cas d'association de plusieurs dispositifs à inducteurs, on obtenait des lingots ayant des saillies sur la surface latérale. Cela compliquait le travail ultérieur 40 de ces lingots et entraînait des pertes de métal. 5âfeS-"-. 70 46172 2 2071990 Les défauts de forme de la surface des lingots apparaissaient par suite de variations du champ électromagnétique. Pour obtenir une même intensité du champ magnétique dans chacun des inducteurs, dans le cas où le courant circulant dans 5 tous les inducteurs à la même intensité, il est avantageux de coupler ces inducteurs en série à l'aide de connexions constituées par des barres. Mais les courants d'inducteurs rapprochés ont des sens contraires dans les zones attenantes aux connexions et aux barres 10 d'amenée de courant ; aussi, le champ magnétique résultant à l'intérieur des inducteurs rapprochés se trouve-t-il affaibli dans l'espace attenant aux connexions couplant les inducteurs. Une perturbation dans la symétrie du champ magnétique dans le plan horizontal se produit par suite de l'interaction des champs 15 magnétiques engendrés par les courants des inducteurs et des connexions couplant les inducteurs, ainsi que par suite de l'influence des écartements aux endroits où le courant est amené aux inducteurs. Le but de la présente invention est de supprimer les incon-20 vénients indiqués. Il s'agit donc de créer une installation pour la mise en forme simultanée de plusieurs lingots dans la coulée continue et semi-continue des métaux, qui serait plus économique, permettrait d'élaborer des lingots sans saillies sur la surface laté-25 raie, et aurait un rendement plus élevé. La solution consiste en une installation pour la mise en forme.de lingots dans la coulée continue et semi-continue des métaux, comportant un organe pour l'amenée du métal liquide d'abord sur l'amorce, puis sur la partie supérieure du lingot, a-30 près formation de ce lingot sur l'amorce, et des barres amenant le courant au dispositif. Le dispositif comprend, disposés concentriquement sur un support autour de la partie liquide du lingot, un collecteur pour le liquide de refroidissement avec un écran sur la paroi 35 se trouvant du côté du lingot, et un inducteur refroidi, fixé dans une pièce, cet inducteur servant à engendrer un champ électromagnétique dont l'action tend à s'opposer à l'étalement du métal liquide au-delà des limites de la partie supérieure du lingot. Dans cette installation, suivant l'invention, il existe 40 au moins encore un dispositif identique, les inducteurs des dis 70 46172 3 2071990 positifs étant couplés en série par des connexions qui sont chacune constituées par deux barres isolées l'une de l'autre. Une telle réalisation de l'installation la rend plus compacte, et son fonctionnement exige moins d'unités d'équipement élec-5 trique (transformateurs abaisseurs, générateurs à haute fréquence, etc.), que le fonctionnement de dispositifs identiques séparés. Il est avantageux de réaliser chacun des inducteurs avec une hauteur progressivement réduite du côté de chaque connexion et des barres d'amenée ce courant, le niveau du bord supérieur 10 de ces inducteurs restant constant. Cela permet d'améliorer la surface de chaque lingot, du côté de la connexion et de la barre d'amenée de courant. Il est souhaitable que les connexions et les barres d'amenée de courant s'éloignent de l'inducteur avec de l'inclinaison vers 15 le bas. Cela permet de prévenir la formation de saillies sur la surface du lingot. Pour expliciter l'invention, on décrit ci-après un exemple de réalisation de l'installation, avec renvois aux dessins annexés, qui représentent : 20 la fig. 1, une installation suivant l'invention, coupe ver ticale suivant l'axe longitudinal ; la fig. 2, deux inducteurs couplés en série par une connexion, et dotés de leurs barres d'amenée de courant, vue de dessus ; 25 la fig. 3, un inducteur, vue suivant la flèche A, pivotée de 90% ; la fig. 4, la connexion couplant les inducteurs, vue suivant la flèche B. L'installation pour la mise en forme de lingots, dans la 30 coulée continue et semi-continue des métaux, comporte un organe pour l'amenée du métal liquide, pouvant être réalisé sous la forme d'un ou de plusieurs chenauxKfig. 1), et de coupelles flottantes de distribution 2, dans lesquelles il y a des cônes pour la régulation du débit de métal. 35 Chaque coupelle 2 comporte, suivant son périmètre,des ori fices pour la sortie du métal. Après formation du lingot 4 sur l'amorce 3, la coupelle 2 flotte sur la partie supérieure liquide du lingot 4. L'installation comporte plusieurs dispositifs, chacun des-40 quels comprend un support 5, sur lequel sont disposés, concen- PAP ORIGINALt 70 46172 4 2071990 triqueraent avec le lingot 4, un collecteur 6 pour le liquide de refroidissement avec, un écran 7 sur la paroi se trouvant du côté du lingot 4, et un inducteur refroidi 9 fixé dans une pièce 8 et servant à engendrer un champ électromagnétique, dont l'action 5 tend à s'opposer à l'étalement du métal liquide au-delà de la partie supérieure du lingot. Un des inducteurs comporte des barres d'amenée de courant 10 ; les autres sont couplés en série au moyen de connexions 11 (fig. 2), chacune desquelles est réalisée sous la forme de deux 10 barres isolées l'une de l'autre. Les connexions 11 (fig. 4) et les barres d'amenée de courant 10 s'éloignent de l'inducteur 9, auquel elles sont connectées a-vec inclinaison vers le bas sous un angle de 30 à 45°. Chaque inducteur 9 (fig. 3) est réalisé avec une hauteur diminuant pro-15 gressivement vers chaque connexion 11 et vers chaque barre d'amenée de courant 10. Les inducteurs 9 sont réalisés d'une seule pièce avec les barres d'amenée de courant 10 (fig. 2) et les connexions 11, en barres de cuivre pleines à section transversale rectangulaire,. Chaque inducteur 9 est placé dans un canal 12 20 (fig.l), formé par la pièce 8 et le collecteur 6, et est fixé à ces éléments dans des rainures. Ces canaux 12 sont destinés à a-mener de l'eau de refroidissement aux inducteurs 9. Ils sont rendus étanches par des joints. Les pièces 8 et les collecteurs 6 sont fabriqués en isolant, par exemple en stratifié à base de 25 tissu ou de verre. Pour amener l'eau aux canaux 12 sont prévus des tubes en cuivre 13 (fig.2) à section transversale rectangulaire, soudés aux barres d'amenée de courant 10. Ces tubes 13 sont éloignés de l'inducteur 9 et placés dans les rainures longitudinales du collecteur 6 et de la pièce 8, à travers les-30 quelles passent les barres d'amenée de courant 10. Les barres constituant les connexions 11 et les barres d'amenée de courant 10 ont des intercalaires isolants 14 qui leur sont fixés avec de la colle époxyde. L'installation fonctionne de la façon suivante. 35 Chaque collecteur 6 .du dispositif est alimenté en eau pour le refroidissement du lingot. Pour le refroidissement des inducteurs 9 et des barres d'amenée de courant 10, de l'eau est amenée par les tubes 13. On fait circuler dans les inducteurs 9, un courant (son sens est montré par des flèches sur la fig.2), 40 tandis que par le chenal 1, on amène le métal sur l'amorce 3. BAD ORIGINAL 70 46172 5 2071990 Sous l'action du champ électromagnétique de l'inducteur 9, le métal liquide prend une forme tributaire de la forme de l'inducteur 9 et de l'intensité du champ magnétique. L'eau sortant du collecteur 6, suivant la surface extérieure de l'écran 7, ar-5 rive sur la surface latérale du lingot en cours d'élaboration et contribue à la fixation de sa forme. Sur la partie liquide supérieure de chaque lingot 4, on place une coupelle flottante 2 pour assurer l'arrivée uniforme du métal à mouler en lingot. Au fur et à mesure de la croissance du lingot 4, l'amorce 10 3 est abaissée jusqu'à ce que le lingot élaboré ait la longueur requise. Les essais ont démontré l'aptitude à la fonction de l'installation et la possibilité d'élaborer simultanément plusieurs lingots sans saillies sur leur surface. L'installation s'est a-15 vérée compacte et économique. 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 ; 20 elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. |AD ORIGINAL1 70 46172 6 2071990 REVENDICATIONS 1. Installation pour la mise en forme de lingots dans la coulée continue et semi-continue des métaux, comportant un organe pour amener le métal liquide d'abord sur l'amorce, puis sur 5 la partie supérieure du lingot quand celui-ci a été formé, et des barres pour amener le courant au dispositif qui comprend un support, sur lequel sont disposés concentriquement autour de la partie liquide du lingot, un collecteur pour le liquide de refroidissement avec un écran sur la paroi se trouvant du côté du 10 lingot, et un inducteur refroidi fixé dans une pièce et servant à engendrer un champ électromagnétique dont l'action tend à s'opposer à l'étalement du métal liquide au-delà des limites de la partie supérieure du lingot, l'installation étant caractérisée en ce qu'elle comporte au moins encore un dispositif du même 15 genre, les inducteurs (9) des dispositifs étant couplés entre eux en série par des connexions (11) qui sont constituées chacune par deux barres isolées l'une de l'autre. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque inducteur.(9) est réalisé avec une hauteur pro- .20 gressivement réduite du côté de chaque connexion (11) et des barres d'amenée de courant (10), le niveau du bord supérieur de ces inducteurs restant constant. 3. Installation suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les connexions (11) et les barres d'amenée de 25 courant (10) s'éloignent de l'inducteur (9) avec inclinaison vers le bas. SAD ORIGINAL 7