Brevet FR2091996A1 — publié le 19720121

La technique de lingotage des métaux sous laitie r consiste comme on sait à faire fondre les métaux par la chaleur créée par le passage du courant électrique de puissance suffisante, à travers un laitier fondu électroconducteur de composition appropriée. Le circuit parcouru par le courant électrique est essentiellement constitué du conducteur qui amène le courant de la source à ltélectrode, de ltélectrode au laitier fondu dans lequel elle plonge de ce dit laitier au métal sous-jacent, et à la paroi de la lingotière et finalement du conducteur de retour à la source. Toutefois pour des raisons d'efficacité et lorsqu'il stagit de lingotières à fond ouvert utilisées dans la fabrication de lin gots continus t la lingotière est conçue de telle sorte que lors- que la ou les électrodes y plongent, la distance de celles qui sont plus proches de la paroi à la paroi sait la plus petite possible afin que la différence de température entre les parties du laitier voisines de ces électrodes et les parties voisines de la paroi soit la moins élevée possible. On est toutefois guidé par la nécessité qu'un arc ne puisse pas jaillir incidemment entre la ou les électrodes et la paroi. Dans ces conditions, au lieu de passer par le métal sous-jacent avant de retourner à la source, une partie plus ou moins importante du courant passe directement du laitier à la lingotière puis par le conducteur de retour. Dans cette lingotière, qui est généralement en cuivre, le niveau de laitier est pratiquement toujours à -la.même distance du bord supérieur. On a constaté que lorsque cette distance est très faible, par exemple de 10 à 15 mm., la lingotière présente une marque d'érosion au niveau de la partie supérieure du bain de laitier. Ce phénomène drérosion-est dû à une action chimique et électrolytique du laitier chaud au cours de laquelle de petites étincelles jaillissent sporadiquement entre le laitier et la lingotière. On se rend compte aisément des conséquences auxquelles cet inconvénient peut donner lieu. Au bout de très peu de temps, la paroi de la lingotière est devenue trop mince pour continuer à être utilisée et doit etre déclassée. L'invention formant I'objet du présent mémoire, non seulement remédie à cet inconvénient mais encore offre l'avantage de réduire sensiblement la proportion de courant n passant pas par lB métal sous-jacent. L'invention consiste en un procédé de fusion sous laitier de métaux caractérisé en ce que la zone du laitier fondu est en contact avec des moyens de confinement différents de ceux qui sont en contact avec le métal sous-jacent. D'autres avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description de quelquès-unes de ses formes de réalisation, qui ne sont données ici qu'à titre dtexemple. La figure 1 est une vue schématique d'un exemple d'installation-à deux lingotières conforme à l'invention. La figure 2 est une vue schématique d'un autre exemple d'installation à deux lingotières. La figure 3 est une vue en-demi-coupe de deux coquilles assemblées. La figure 4 est une vue en coupe transversale suant IV-IV d'une des deux coquilles assemblées suivant la figure 3. La figure 5 est une vue en élévation d'une installation de refusion continue à trois lingotières superposées. La figure 6 est une vue en élévation d'une installation automatique de refusion continue. La lingotière principale 1 que l'on peut observer sur la figure est munie à sa partie supérieure d'une bFide d'assemblage 2 sur les facs de laquelle a été préalablement déposée par exemple par projection au moyen de plasma une épaisseur suffisante d'alumine 3 ou de toute autre matière isolante. Cette lingotière est surmontée d'une seconde lingotière 4 -moins- haute, de 4 à 7 cms. environ mais de même diamètre de-corps et est munie également d'une bride 5 de mgme diamètre que -la bride 2 de la première lin -gotière. Ces deux lingotières sont fixées fermement par lesdites brides au moyen de boulons 6. L'-électrode -7-,- -qui plonge- dans le bain de laitier 8 submergeant le bain de métal fondu 9 et le métal solide sous-jacent 10, est reliée à-une borne de la source de courant il par le conducteur 12. De son côté le lingot est relié à l'autre borne de la source par le- conducteur 13. Comme-on le sait, l'obtention de lingots de longueurs indéfinies peut se faire soit au moyen de rouleaux d!extraction disposés en aval de la lingotière qui est fixe, soit par déplacement de la lingotière en sens contraire'du lingot qui est fixe. Au cours de l'opération, on règle tous les paramètres conditionnant celles-ci de manière que le planrde séparation du laitier fondu et du métal fondu soient quelque peu en-dessous du niveau de la couche dlétanchéite en alumine 3. Un des avantages du procédé selon l'nvention--est de -pouvoir pratiquement remplacer la petite lingotière sans 'interrompre l'opération de lingotage. Il suffit pour cela d'augmenter légèrement la vitesse de déplacement de la lingotière ou du lingot (suivant le cas) jusqu'à ce que le niveau supérieur du laitier fondu-descende sous le niveau de la couché d'alumine et d'effectuer à ce moment l'o- pération de remplacement. La petite lingotièremise hors service sera alors remise en état par la suite en rechargeant la partie érodée. Les lingotières 15 et i6 que comporte l'installation représentée à la figure 2, ne diffèrent des lingotières représentées à la figure t que par leur diamètre qui est plus grand, en raison du fait que ladite installation est-destinée à la fabrication de lingots de grands diamètres; le mode d'assemblage de ces deux lingotières restant par ailleurs identique à celui de la lingotière de la figure 1. Les trois électrodes-17, 18 et 19, qui sont prévues dans cette installation, sont raccordées respectivement à chaque borne de la source de courant triphasé 20-par les conducteurs 21 22 et 23 tandis que le point neutre est raccordé-au lingot 14 par ce conducteur 24e Afin d'éviter le mouvement relatif entre le métal et les lingotières, celles-ci peuvent être constituées respectivement de deux demi-lingotières (coquilles) identiques, figures 3 et 4 (symétriques lorsqu'elles sont à charnières), et sont intégrées dans un dispositif à trois étages de superposition (figure 5) permettant d'accomplir le processus au cours duquel le groupe 26 de deux coquilles de l'étage inférieur est enlevé et superposé sur le groupe 27 de l'étage supérieur lorsque-le niveau 29 du bain de fusion arrive-dans la région supérieure de ce groupe 27. Semblablement le groupe 28 sera ensuite enlevé et placé sur le groupe 26 lorsque le niveau du bain de fusion arrivera dans la partie supérieure de ce groupe 26, et ainsi de suite. Ces coquilles et groupes de coquilles sont assemblées et maintenues fermement en place par les moyens connus. Aux fins d'éviter la manutention entre groupes de coquilles, on pourra utiliser avantageusement le système décrit à la figure 6. Celui-ci comporte deux dispositifs identiques 30 en opposition dans lequels plusieurs coquilles sont reliées les unes aux autres par articulation, pour constituer en quelque sorte les éléments de chaînes sans fin 31 s'enroulant chacune autour d'une paire de roues d'entraînement à gorges 32-33 en opposition. Chaque groupe de celles-ci est monté sur les traverses en U 34 d'un châssis 35, dont la distance l'une de l'autre est régie par la largeur de la coquille et le diamètre des roues. Le nombre de coquilles d'une chaîne est tel que deux au moins des coquilles qui sont les plus rapprochées des coquilles correspondantes de l'autre chaîne s'appliquent les unes contre les autres en circonscrivant l'espace dans lequel l'opération de fusion a lieu et elles sont maintenues fermement les unes contre les autres par tout moyen connu, comme par exemple par des patins 36 munis de goujons 37, dont la poussée sur les coquilles et leur position par rapport à la traverse fixe peuvent être réglées à de de ressorts 38 enveloppant ces goujons et d'écrous 39 se vissant sur la tête des goujons traversant un des côtés latéraux de la traverse. Des moyens de refroidissement - non représentés - des faces extérieures des coquilles circonscrivant l'espace dans lequel a lieu l'opération de fusion, par exemple par aspersion d'eau froide sur ces-faces, doivent être prévus. Dans l'exemple décrit-par la figure 6, le châssis fait partie d'un portique enjambant la station de formation du lingot et une paire de roues 41 entraîne le lingot 42 vers le bas. Sous l'effet de la traction exercée par le mouvement descendant du lingot, les chaînes sont mises en mouvement à une vitesse compatible avec le maintien du bain de fusion à un même niveau. Au lieu de maintenir le chassies fixe et de mettre le lingot en mouvement, comme dans l'exemple décrit, on peut maintenir le lingot fixe et mettre le châssis en mouvement ascentionnel par tout moyen approprié connu. Les métaux à refondre peuvent être amenés dans le bain de fusion indifféremment sous forme de lingots, de barres, de fils ou de poudres agglomérées ou non. - REVENDICATIONS. 1.-Procédé de fusion-saulaitier de métaux c a ra c t é r i s é e n c e q u e la zone du laitier fondu est en contact avec des moyens de confinement différents de ceux qui sont en contact avec le métal sous-jacent provenant de la fusion du métal mis en oeuvre. 2.- Installation utilisée pour la réalisation du procédé de fusion de métaux suivant-la revendication 1, c a-r a-c t é r i s é e e n c e q u e la lingotière contenant le lingot et le métal fondu qui le recouvre provenant de la fusion du métal mis en oeuvre, est rehaussée d'au moins une lingotière 3.- installation suivant revendication 2, c a r a c t é r i s é e e n c e -q u e la lingotière superposée à la première est moins haute que cette derniers. 4.- Installation suivant revendication 2, c a r a c t e.r i s é e e n c e q u e les lingotières faisant partie de l'installation sont constituées de coquilles assemblées. 5.- installation suivant revendication 4 pour la réalisation en continu du procédé selon l'invention, c a r a c t é r i s é e e n ce q u e les lingotières faisant partie de l'installation sont identiques et au nombre de trois, et en ce que la lingotièfe inférieure est détachée et posée sur la lingotière supérieure lorsque le niveau du bain de fusion atteint la région supérieure de cette dernière. 6. installation suivant revendication 4 pour la réalisation automatique en continu du procédé selon l'invention ç a r a c t ér i s é e e n c e q u e ladite installation comporte deux dispositifs identiques en opposition dans lesquels plusieurs coquilles identiques- sont reliées les unes aux autres par articulation pour constituer des chaînes sans fin s'enroulant autour de roues a gorges opposées, deux au moins desdites coquilles d'une charnue, les nlus rapprochées des coquilles correspondantes de l'autre s'appliquant l'une contre l'autre pour circonscrire l'espace dans lequel l'opération-. de fusion a lieu.