Brevet FR2095251A1 — publié le 19720211

La présente invention concerne les procédés de fabrication de lingot et les fours à canons électroniques pour la mise en oeuvre desdits procédés. On eonnait un procédé de fabr icstier. de linsots "car fusicn J d'un métal dans un four à canons électroniques au-dessus d'"oxe capacité intermédiaire à volume variable po\ir la solidification du métal. On eonnait un four à eancn= électroniques pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, possédai.-; une lingot 1ère disposée 10 verticalement et dont le volume varie par suite du déplacement (de la descente) d'un faux lingot par rapport à la lingotiere fixe. Dans de tels fours à canons électroniques, le métal est mis en fusion au-dessus d'une lingotiere ou au-dessus d!une capacité intermédiaire d'où il coule dans la lingotiere. Par suite de la 15 solidification du métal, on obtient des lingots de section transversale ronde ou rectangulaire qui, pour la fabrication d'une tôle, sont préalablement forgés Jusqu'à l'obtention de brames. Dans les fours à canons -électroniques équipés avec des lingotieres connues, on ne peut obtenir des lingots en forme de brames et 20 exclure, de ce fait, l'opération onéreuse de forgeage préalable ou de laminage des lingots pour l'obtention de "brames. Les fours à canons électroniques connus ne permettent pas non plus de réaliser des brames coulées à couches multiples. D'autre part, dans les procédés connus, les lingots sont extraits de la lingotiere (par 25 tirage) ce qui provoque l'apparition de fissures et de failles à la surface du lingot formé et la dégradation de la qualité du lingot. La présente invention a pour but d:éliminer.les inconvénients indiqués. 50 l'invention vise, par conséquent, un procédé de fabrication de lingots et d'un four à canons électroniques pour la mise en oeuvre de ce procédé, permettant de réduire le coût de fabrication de brames pour tôles, grâce à leur fabrication directe dans le fov à canons électroniques. Un autre but de la présente invention est 35 d'améliorer la qualité de la surface des drames obtenues, y compris les brames à couches multiples,. BAD ORIGINAL t 71 21098 2 2095251 Ce problème est résolu du fait que dans le procédé de fabrication de lingots par fusion d'un métal dans un four à canons électroniques comportant une capacité intermédiaire et une capacité à volume variable pour la solidification du métal, selon l'invention, 5 la capacité pour la solidification du métal s'agrandit horizontalement à mesure qu'elle se remplit de métal. Ceci permet de réduire le coût de production de brames pour tôles, grâce à l'élimination de l'opération de forgeage préalable ou de laminage des lingots pour l'obtention de bramea plates. 10 II est avantageux de réaliser l'augmentation horizontale de la capacité précitée par déplacement horizontal de son corps, en forme d'auge, par rapport à sa cloison interne. Ceci permet d'améliorer la qualité des lingots obtenus et, en particulier, d'exclure la formation de fissures et de faxiles dans 15 la couche superficielle du lingot. On peut, pour former là couche suivante du lingot, ■ élever la cloison interne sur une hauteur égale à l'épaisseur de la couche solidifiée précédente, et de ramener à sa position initiale ladite capacité pour la solidification du métal, et de répéter ensuite 20 le cycle d'amenée du métal. , Ceci permet d'obtenir des brames coulées à couches multiples. Pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, on a créé-un four à canons électroniques pour la production de lingots,possédant une chambre à vide, équipée d'un dispositif de chargement et dans 25 laquelle sont disposés des canons à faisceaux électroniques, une capacité intermédiaire refroidie par eau et une capacité également refroidie par eau pour la solidification du métal, four dans lequel, selon l'invention, ladite capacité pour la solidification du métal est réalisée sous forme d'un plateau en forme d'auge-, monté de 30 manière à pouvoir 'se déplaçer horizontalement par rapport à sa cloison interne- fixée dans ladite chambre à vide. Un tel four rend plus économique le procédé- d'obtention de brames pour tôles, grâce à l'obtention directe desdités "brames qui sont coulées dans le four lui-même, ce qui exclut l'opération 35 de forgeage préalable ou de laminage et assure une plus haute qualité des lingots. - : ^OmiUAL 71 21098 5 2095251 De préférence, la fixation de la cloison interne du plateau en auge dans la chambre à vide est réalisée de manière à permettre son déplacement vertical dans les limites de la hauteur du plateau en auge. 5 Ceci permet de produire des brames coulées à couches multiples. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description suivante d'un mode de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant au dessin unique annexé qui illustre un four à canons électroniques, confor-10 me à l'invention, représenté en perspective avec arrachement. Le four à canons électroniques possède une chambre à vide 1, avec un dispositif de chargement (non représenté sur le dessin) pour l'amenée dans celle-ci du matériau à fondre 2 et dans laquelle se trouvent des canons électroniques 3, 4, 5. Dans la zone de 15 fusion du métal 2 se trouve une capacité intermédiaire 6 fixée à la chambre à vide du four à canons électroniques. Au fond de la chambre à vide 1 sont fixés des rails 7, sur lesquels est monté un chariot 8, relié par une tige 9 à un mécanisme de translation horizontale (non représenté sur le dessin). La commande de ce 20 mécanisme peut être mécanique ou hydraulique. Sur le chariot 8 est installé un plateau 10 en forme d'auge comportant une. cloison transversale interne 11, reliée par des tiges creuses 12 à un mécanisme de déplacement vertical de ladite cloison (non représenté sur le dessin). La commande de ce mécanisme peut être mécanique 25 ou hydraulique. Pour l'amenée de l'eau de refroidissement, la capacité intermédiaire 6 possède des tiges creuses 13 ; le plateau en auge 10 possède des tiges creuses 14> tandis que la cloison interne 11 est munie des tiges creuses 12. Le four à canons électroniques pour la mise en oeuvre du 30 procédé de l'invention fonctionne de la façon suivante : Au moyen d'un mécanisme d'avance (non représenté sur le dessin) le métal de départ 2 est amené dans la zone de fusion. Le métal mis en fusion sous l'action du canon électronique 3 coule dans la capacité intermédiaire 6 où il est chauffé par le canon électroni-35 que 4. A mesure du remplissage de la capacité intermédiaire 6, le métal fondu coule sur le plateau horizontal en forme d'auge. 71 21098 + 2095251 En position initiale, le plateau en auge 10 est disposé de telle manière que son volume initial minimal soit délimité par la cloison interne 11 et la paroi en bout 15 du plateau en auge 10 qui se trouve à ce moment en position rapprochée de la cloison 11. 5 le métal se trouvant dans le plateau en auge est chauffé par le faisceau électronique du canon électronique 5. A mesure que le volume initial du plateau en auge 10 se remplit, on déplace vers la droite, sur le dessin considéré, le chariot 8 sur lequel est monté ledit plateau. Ce déplacement s'effectue au moyen d'un 0 mécanisme de déplacement rectiligne alternatif (non représenté sur le dessin). la commande de ce mécanisme peut être mécanique ou hydraulique. Par suite du déplacement du chariot 8, la distance entre la cloison interne 11 et la paroi en bout 15 du plateau en auge 10 augmente, le métal liquide remplit ainsi le volume du 5 plateau 10 qui augmente constamment ; en sortant de la zone irradiée par le canon électronique 5, le métal se refroidit et commence à se solidifier à partir de la paroi en bout 15 vers la cloison 11 du plateau en auge 10. C'est ainsi que se forme la première couche 16 du lingot. Après la formation de cette première couche, les 20 canons électroniques 3, 4, 5 sont éteints, la paroi interne 11 est déplacée vers le haut, au moyen du mécanisme de translation verticale de celle-ci (non représenté sur le dessin), sur une hauteur égale à l'épaisseur de la première couche solidifiée 16 du lingot et le plateau en auge 10(qui, dans l'exemple considéré, 25 est monté sur un chariot 8) est ramené au moyen du mécanisme de déplacement rectiligne alternatif (non représenté sur le dessin) en position initiale, afin de rapprocher la paroi 15 de la cloison 11. Ensuite, les canons électroniques 3, 4, 5 sont allumés pour former une seconde couche 17 du lingot. Cette seconde couche peut 30 être formée avec le même métal ou bien un autre métal, selon les besoins. Le procédé de l'invention permet ainsi d'obtenir des lingots en forme de brames, commodes pour la fabrication de tôles par laminage. 35 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation'décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre 71 21098 s 2095251 d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celle-ci sont exécutées selon l'esprit de 1'invention. BAD ORIGINAL^ — j 71 21098 6 20ib2bi REVENDICATIONS 1. Procédé pour la production de lingots par fusion d'un métal dans un four à canons électroniques comprenant une capacité intermédiaire recevant le métal fondu et une capacité à volume variable 5 pour la solidification d'une couche de métal fondu, caractérisé en ce qué ladite capacité pour la solidification du métal s'accrovt horizontalement à mesure qu'elle se remplit de métal, 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accroissement de la capacité pour la solidification de la couche de métal fondu est obtenu par déplacement horizontal du corps de ladite capacité par rapport à une cloison interne du four. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour* la formation d'une seconde couche de métal sur la couche précitée, on déplace ladite cloison interne sur une hauteur 15 égale à l'épaisseur de la couche précédente, on ramène en position initiale le corps de la capacité précitée et on recommence le cycle de'formation d'une couche conformément aux revendications précédentes. 4. Pour à canons électroniques pour la production de lingots 20 par 3e procédé suivant l'une des revendications précédentes, du type comportant une chambre à vide équipée d'un dispositif de chargement et dans laquelle se trouvent des canons électroniques, une capacité intermédiaire refroidie à l'eau et une capacité, également refroidie à l'eau pour la solidification du métal, caractérisé en 25 ce que la capacité pour la solidification du métal est réalisée sous forme d'un plateau en forme d'auge, monté de manière à permettre son déplacement horizontal par rapport à une cloison interne du four, montée dans ladite chambre à vide. BAD ORIGINAL ! C0PY 71 21098 7 209S251 5. Four à canons électroniques selon la revendication 4> caractérisé en ce que la cloison interne précitée, montée dans la chambre à vide, peut être déplacée verticalement sur toute la hauteur dudit plateau en auge. 6. les lingots, ébauches ou produits métalliques, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé suivant l'une des revendications 1 à 3. COPY