Brevet FR2077311A1 — publié le 19711022

L'invention est relative, en général, à la fonderie des métaux et, en particulier, à un appareillage perfectionné pour la coulée continue des différents métaux et alliages. Dans le procédé dè coulée continue il est habituel d'utiliser une poche de métal fondu refroidie par fluide, en principe verticale et ouverte à ses extrémités, qui est alimentée de métal en fusion à son extrémité supérieure et livre un solide embryonnaire à son extrémité inférieure. Cette fonte sous forme de solide embryonnaire coulant de la poche possède une couche superficielle ou "peau" solidifiée relativement mince enveloppant un noyau en fusion généralement de température assez élevée pour refroidir la peau, à moins qu'on la refroidisse énergiquement au-delà de la poche. En pratique, ce refroidissement est prévu sur une zone s'rez dant le long du trajet de la fonte sur une longueur considérable à partir de la poche, communément dénommée "zone de postrefroidissement", et en général la longueur de cette zone est choisie de façon qu'à sa sortie la couche solidifiée ait une épaisseur suffisante pour se supporter elle-même sur une longueur partielle donnée, avec un gradient de température dans sa coupe verticale tel qu'il soit incapable de se produire une refusion de la peau. Dans la zone de postrefroidissement des moyens de guidage sont généralement prévus, tels que des rouleaux horizontaux ou des plaques froides à peu près continues pour supporter la peau et ltempêcher de se rompre sous l'action des forces exercées par le noyau en fusion. La surface de la peau qui est la plus faible et a le plus besoin d'être refroidie et supportée est évidemment celle qui est la plus proche de la sortie de la poche. Un des problèmes rencontrés avec les postrefroidisseurs à rouleaux de guidage est dû au fait que, les rouleaux devant avoir un minimum de diamètre pour leur rigidité, le premier jeu de rouleaux ne peut pas joindre la sortie immédiate de la poche comme il serait désirable pour supporter la peau qui est alors dans une situation critique ; cette impossibilité est due à ce que les dilatations de la poche exigent une distance minima entre elle et la structure du postrefroidisseur pour empêcher des interférences entre la poche et les rouleaux les plus proches. Quant aux postrefroidisseurs continus à plaques de guidage, ils permettent de supporter la peau plus près de la sortie de la poche que les refroidisseurs à rouleaux, mais l'évacuation de la chaleur de la fonte est beaucoup moindre que celle qu'on pouvait obtenir avec les rouleaux dont les espacements entre eux permetint le contact direct de jets d'eau de refroidissement sur la peau. La présente invention a pour objet une disposition de postrefroidisseur perfectionné pour appareillage de coulée continue grâce auquel on peut obtenir à la fois le refroidissement par jets et le support de la peau dès la sortie même de la poche. Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, on prévoit une pluralité de patins refroidis intérieurement espacés entre eux et en relation de position convenable avec la poche, de sorte que ces patins soient en contact avec la peau et la supportent dès la sortie de la poche et en dissipent la chaleur en aidant à sa solidification. L'arrangement comprend un groupe de patins allongés de haut en bas à partir de leur extrémité supérieure logée tout près de la poche, avec un jeu minimum donné d'écartement de cette poche, pour être ensuite au contact de la couche superficielle de la fonte sur une certaine longueur. Le jeu laissé entre ces patins et la poche est tel qu'il ne puisse y avoir de butée de ces éléments l'un contre l'autre par suite des dilatations de la poche par la chaleur. Comme ces patins sont espacés entre eux et parallèles au trajet de la fonte, le refroidissement de celle-ci est assuré efficacement par des jets au moyen de tuyères dirigées sur les intervalles entre patins, et pour rendre plus efficace encore l'action des jets, les surfaces des patins en contact avec la couche superficielle de la fonte peuvent eAtre légèrement bisautées. Le dessifl:ci-joint eprésente,à titre d'exemple et en élévation schématique à la figure 1, la partie d'une installation de coulée continue de fonte, qui comporte un postrefroidisseur à patins espacés suivant l'invention. La figure 2 est un plan-coupe suivant 2-2 (fig. 1 > . 11 désigne la poche de coulée de l'appareillage 10, cette poche substantiellement verticale et refroidie par liquide, étant ouverte à ses extrémités pour être alimentée à sa partie supérieure de métal en fusion qu'elle délivre sous forme de solide embryonnaire 12 à son extrémité inférieure 13. Ce solide embryonnaire descend de la poche Il et passe verticalement dans le postrefroidisseur 14. Quand la fonte embryonnaire 12 arrive à la sortie 13 de la poche, elle n'a qu'une pellicule solidifiée d'épaisseur juste suffisante nour maintenir le métal en fusion qu'elle enveloppe, mais cette pellicule est faible et sujette à oes séformations et à une rupture possible sous l'action des forces exercées par le métal en fusion si elle n'est pas immédiatement refroidie et renforcée jusqu'à ce aue son épaisseur soit suffisante pour résister à ces forces D'habitune le refroidissement acceléré du solide embrvonnaire 12 ne peut se faire qu'à une grande distance ae la poche parce aue les températures. le iona de la coupe transversale de ce demi-solide, à proximité de la poche sont suffisamment élevées pour refroidir la pellicule si celle-ci n'est refroidie que par l'air ambiant. Dans les postrefroidisseur 14 de l'exemple donné, on a prévu trois groupes A, B et C de patins 15 refroidis intérieurement, espacés entre eux parallèlement au trajet de la rente ; ces patins sont creux et reliés à des conduites 16 d'arrivée et 17 de départ d'eau de refroidissement qui enlève la chaleur et aide à la solidification du métal. Les patins 15 de chaque arouDe A, B et C allongés au contact et le long de la peau de chaque côté du solide embryonnaire, sont fixés sur une poutre commune 18 à intervalles et les poutres 18 sont portées elles-mêmes par un bâti convenable non représent6. Les patins 15 du groupe A à l'extrémité vers la poche, sont à une distance minima donnée D de la poche 11. Pour accroître le support de la fonte 12 les gatins du grou= pe B sont étagés et en guinconce avec ceux des droupes A et C. Grâce à l'espacement des patins entre eux, un refroidissement accéléré de la fonte peut être obtenu par me betterie ces tyyères 19 proietant de l'eau ou un autre liouige refroidissant à la surface de la peau du solide embryonnaire 12 à travers les intervalles entre patins. Comme on la voit à la figure 2, la face des patins au contact de la fonte 12 préseate un biseau 20 sour permerare une plus grande étendue de la surface refroidie par le et. en même temps que la diminution de l'aire de contact avec 12 eimin ue les frottements. Pour réduire au minimum les parties du sorps 12 sui ne sont tas suntortées après avoir nuitté la poche 1, les patins du aroupe A sont disposés aussi près que possible de la sortie 13 de la poche, l'intervalle likre D étant choisi pour qu'ilsi pour qu'il ne puisse se produire une interférence entre eux et la roche sous la plus gran- de dilatation à prévoir pour la poche sous les effets de la chaleur. REVENDICATIONS 10/ Dans une installation de fonderie d'un métal en coulée continue vers le bas à partir d'une poche ouverte à ses extrémités, un postrefroidisseur caractérisé par le fait qu'il est cons titubé tar une pluralité de patins refroidis à l'intérieur, dispc- sés à intervalles es uns des autres en dessous de la poche de manière à contacter la peau solidifiée du solide embryonnaire de la coulée pour llempecher de se rompre sous les forces- du noyau intérieur, en évacuer la chaleur et aider à la solidification du metal en fusion, ce dispositif comprenant un groupe de patins allongés vers le bas à partir de la sortie de la poche avec le minimum de jeu entre eux et celle-ci. 2 / Postrefroidisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les patins sont parallèles entre eux et au trajet de la coulée. 30/ Postrefroidisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait aue la face des patins en contact avec la coulée est biseautée. 4J Postrefroidisseur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de groupes de patins se suivant le long du trajet de la coulée, avec une commune longueur de contact avec elle dans chaque groupe. 50/ Postrefroidisseur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les patins des différents groupes sont disposés espacés l'un de l'autre latéralement et en lignes, en quinconce avec ceux du groupe adjacent. 60/ Postrefroidisseur selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, ou 5 , caractérisé par le fait que des jets sont disposés pour projeter un fluide refroidissant sur la coulée dans les intervalles entre patins.