Brevet FR2107852A1 — publié le 19720512

On connaît déjà des coquilles pour la coulée continue des mé- taux dans lesquelles la partie pour profiler est constituée tota- lement ou partiellement par une matière contenant 15 à 80, en volume d'oxydes finement divisés fondant à haute température et 85 à 20% en volume de métaux finement divisés fondant à haute température. Comparativement aux coquilles purement métalliques, ces coquilles ont l'advantage de pouvoir servir plus longtemps entre deux réfections. Gela tient à ce flue, par suite de la présence des oxy- des céramiques, elles résistent beaucoup mieux à l'attaque produi te par le métal coulé La faible dilatation thermique de ces co- quilles est également un facteur favorable.Ces coquilles déjà connues peuvent être fabriquées de façon simple, par mélange des matières premières pulvérulentes, pressage à la forme désiré, et frittage des pièce ainsi formées. Ensuite, on peut encore proche der à un usinage par enlèvement de copeaux. Des matières dans lesquelles les composants oxydés difficilement fusibles sont le dio Oxyde de zirconium et les composants métalliques sont ie tungstène et/ou bien le molybdène, ont donné de bons résultats dans la fabrication des coquilles, Ces matières peuvent évidemment contenir encore d'autres composants, par exemple des oxydes pour stabiliser la phase oxyde de zirconium. La présente invention a pour objet un nouveau perfectionne ment des ces coquilles dà connues. Elle concerne une coquille pour la coulée continue de métaux, dans laquelle la partie pour profiler est constituée totalement ou partiellement par une matière comprenant 15 à 80% en volume d'oxydes finement divisés et difficilement fusibles et 85 à 2w, en volume de métaux finement divisés et difficilement fusibles. Cette coquille pour la coulée continue est caractérisée en ce que, sur le coté de la coquille par lequel entre le métal liquide, la zone superficielle de contact avec le cordon continu chaud est constitué par une matière cérami- que pure.On peut réaliser la zone céramique prévue par la présen- te invention, ou bien en ajoutant une zone céramique pure par frittage au cours de la fabrication mime, ou bien en réalisant d'abord la coquille en un matériau composite homogène, puis en enlevant les composants métalliques dans les zones oui doivent ne comporter que des oxydes céramiques purs. Cette couche purement céramique prévue par la présente invention a pour but de répartir uniformément l'évacuation de la chaleur de la coquille, et d'évi- ter un soudage entre le cordon et la coquille. Cette zone est avantageusement constituée par des oxydes difficilement fusibles, tels que ZrO2, ThO2, A1203, EgO, SiO2, etc., ou bien par des mélanges ou des solutions solides de ces oxydes.La zone céramique peut avantageusement avoir une épaisseur variable. A ltentrée de la coquille, où l'on désire une évacuation de la chaleur qui ne soit pas intense, il est bon de prévoir une couche purement céra mique relativement épaisse. Cette couche céramique peut s'amincir progressivement, au fur et à mesure qu'on s1 éloigne de 11 entrée de la coquille. À grande distance de cette entrée, on supprimera même la couche céramique pure, par suite de la nécessité d1une évacuation intense de la chaleur. Une méthode simple pour donner à la zone céramique une épaisseur variable consiste à utiliser une coquille en en un matériau composite métallique et céramique, et à réaliser la zone céramique par enlèvement du composant métallique par décapage. La durée du décapage peut varier dans les diverses parties de la zone, pour obtenir la distribution désirée d'épaisseur dans cette zone. En pratiquant ensuite un traitement thermique, on peut encore améliorer la solidité et l'adhérence de cette zone. De plus, au moyen d'une pâte d'oxydes appropriée, on peut combler les porosités produites par le décapage de la partie métallique, eL appliquer seulement ensuite le traitement thermique. Cette opération peut etre répétée plusieurs fois, jusqu'à obtenir une suppression très poussée des porosités. On décrira maintenant plus complètement la présente invention à l'aide d'un exemple de réalisation. On réalise une coquille tubulaire avec 60% en volume de poudre de molybdène et O% en volume d'oxyde de zirconium. Les poudres initiales sont mélangées, puis pressées pour donner une pièce tubulaire. L'ébauche pressée est frittée pendant une heure à 20000 C dans de lthydrogène. Ensuite, on réalise la zone superficielle purement céramique de la présente invention, par décapage dans un mélange d'acide azotique concentre. et d'acide chlorydrique (z/1). Pendant ce-tte opération, la paroi extérieure de la coquilla qui ne doit pas être décapée, est recouverte de cire.A ltextré- mité opposée à ltentrée, la coquille est saisie dans une pince, et ltextrémite qui doit Etre décapee est plongée dans le liquide de décapage. A la fin d'un programme chronologique préétabli, on sort 1 coquille du liquide de décapage. On peut ainsi obtenir la variation d'épaisseur désirée dans la zone superficielle purement céramique;. Des coquilles dans lesquelles on avait décapé une zone de 0,5 à 3 mm d'épaisseur à l'entrée ont donné de bons résultats dans la pratique. Pour les obtenir, un temps de décapage d'environ 1 à 6 heures est généralement suffisant. La nouvelle coquille a donné des bons résultats non seulement pour la coulée continue de l'acier et des alliages ferreux, mais encore pour la coulée continue de métaux facilement fusibles, par exemple de métaux non ferreux. On peut l'employer aussi bien en coulée verticale qu1en coulée horizontale. rn adaptant la coquille de la présente invention aux conditions de travail dans chaque cas particulier, on peut obtenir une productivit maximale, REVENDICATIONS 1) Coquille pour la coulée continue des métaux, dans laquelle la partie pour profiler est entièrement ou partiellement en une matrière comprenant 15 à o;. en volume d'oxydes finement divisés et; difficilement fusibles et 85 à 20%i en volume de métaux finement divisés et difficilement fusibles, cette coquille étant caractéri. se en ce que, sur le côté de la coquin: par lequel entre le métal liquide, la zon superficiel le qui se trouve en contact avec le métal liquide ou le cordon chaud est en une matière purement céramique. 2) Coquille conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la zone céramique est constituée par des oxydes difficilement fusibles. 3) Coquille conforme aux revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la zone céramique a une épaisseur variable, et que cette épaisseur est maximale près de l'entrée de la coquille. 4) Coquille conforme aux revendications 1, 2, et 3, caractérisée en ce que l ' épaisseur de la couche de la zone purement céramique est de 0,5 à 3 mm près de l'entrée de la coquille. 5) Méthode de fabrication des coquilles conlormes aux revendica- tions 1, 2, 3 et 4 caractérisée en ce que la zone superficielle purement céramique est réalisée par enlèvement des composants métalliques par décapage dans la coquille déjà formée G) méthode conforme à la revendication 5, caractérisée en ce que, pour réaliser une couche céramique d'épaisseur variable, on extrait la coquille du liquide de décapage à la fin d1un prograrnme chronologique préétabli. 7) Méthode conforme aux revendications 5 et o, caractérisée en ce que les parties superficielles de la coquille qui ne viennent pas en contact avec le liquide de décapage et ne doivent pas être décapées sont recouvertes par un enduit protecteur K ) Méthode conforme aux revendications 5, ó et 7, caractérisée en ce que la zone céramique poreuse résultant de l'enlèvement des composants métalliques de la matière de base est renforcée par un traitement thermique. 9) Méthode conforme aux revendications 5, ó, 7 et 5, caractérisée en ce que la zone céramique poreuse est, une ou plusieurs fois, comblée par une pste d'oxydes puis traitée thermiquement.