Brevet FR2116294A1 — publié le 19720713

L'invention concerne les dispositifs pour la refusion de demi-produits sous laitier électroconducteur. On connaît bien des dispositi,s pour la refusion de demiproduits en métaux et alliages sous laitier électroconducteur, comprenant un cristallisoir se plaçant sur une plaque de fond et une électrode consommable engagée dans l'enceinte du cristallisoir où lton réalise un bain de laitier, ainsi qu'un système moteur pour le déplacement vertical relatif du cristallisoir, de la plaque de fond et de l'électrode consommable au cours de la refusion. Toutefois, dans un tel dispositif, une partie de la chaleur se dégageant dans le laitier et rayonnée par l'électrode est dépensée inutilement pour le chauffage de l'espace environnant et des parois du cristallisoir refroidi. Pour atténuer cet inconvénient, les auteurs ont inventé un procédé de soudage et de rechargement de métaux et alliages sous laitier électroconducteur. Le procédé consiste en ce que ltelec- trode fusible est placée à l'intérieur dtun écran non connecté à la source d'alimentation et dont le bord inférieur est plongé dans le bain de laitier et se trouve à une certaine distance du métal fondu. Toutefois, lors de la mise en oeuvre de ce procédé, on obtenait une quantité importante de culots d'électrodes consommables, ce qui augmentait le prix du processus. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients mentionnés. I1 s'agissait donc de créer un dispositif pour la refusion de demi-produits sous laitier électroconducteur, avec un écran pour l'électrode, qui aurait un rendement plus élevé et serait plus économique. La solution consiste en un dispositif pour la refusion de demi-produits sous laitier électroconducteur, comprenant un cris- tallisoir se plaçant sur une plaque de fond, avec bain de laitier réalisé dans le cristallisoir, et une électrode consommable qui est engagée dans l'enceinte du cristallisoir, ainsi qu' un système moteur pour le déplacement vertical relatif du cristallisoir, de la plaque de fond et de l'électrode consommable, dans lequel, suivant l'invention, est prévu un écran fixé à la tranche supérieure du clistallisoir; cet écran est plongé dans le cristallisoir, il est électriquement isolé de celui-ci et sa fonction est de concentrer la chaleur dégagée dans le laitier et rayonnée par l'électrode. Une telle réalisation constructive du dispositif avec lté- cran permet de concentrer la chaleur dégagée dans le laitier et rayonnée par l'électrode consommable, et contribue à l'accé lératlon du processus de refusion. En définitive, le dispositif fonctionne, avec un rendement plus élevé et plus économiquement En outre, l'écran protège les parois du cristallisoir refroidi contre ltéchauffement excessif. Grâce à la fixation de l'écran i la tranche supérieure du cristallisoir, il devisent inutile d'avoir un système moteur pour le déplacement de 1' écran. Il est avantageux de doter 1' écran drune bride extérieure pour sa fixation à la bride supérieure du cristallisoir. Il en résulte une simplification de la fixation de l'écran au cristallisoir. Il est rationnel de disposer l'écran coaxialement avec l'électrode et le cristallisoir. On assure ainsi une distribution radiale uniforme de la chaleur dans les bains de laitier et de métal sur toute leur hauteur, ce qui permet d'obtenir une qualité mafliale du métal dans le lingot élaboré. Il est avantageux de réaliser 1' écran avec une surlongueur au moins égale à la quantité dont il brdle en une refusion Cela permet d'utiliser un même écran pendant plusieurs refusions, en l'abaissant au fur et à mesure qu'il bride. Pour expliciter l'invention on décrit ci-après un exemple de réalisation du dispositif, avec renvois au dessin annexé qui représente un dispositif en coupe longitudinale. Le dispositif pour la refus ion de demi-produits sous laitier électroconducteur comprend un cristallisoir refroidi 1 avec une plaque de fond 2 et une électrode consommable 3. Pour le déplacement vertical relatif du cristallisoir 1, de la plaque de fond 2 et de l'électrode consommable 3, est prévu un système moteur (non montré sur le dessin). Â la tranche supérieure du cristallisoir-1 se trouve une bride 4 pour la fixation de la bride 5 de l'écran 6 qui est élec- triquement isolé du cristallisoir 1 par un intercalaire 7. L'écran 6 a la forme d'un cylindre ; sa fonction est de concentrer la chaleur dégagée dans le laitier et - rayonnée par 1 'électrode 3, ainsi que de protéger les parois refroidies du cristallisoir 1 contre l'échauffement excessif. L'écran 6 est disposé coaxialement avec l'électrode 3 et le cristallisoir 1. Il est plongé dans le laitier liquide à 1 'in- térieur du cristallisoir 1, à une profondeur assurant le calo rifugeage de la zone de fusion de l'électrode consommable 3. L'écran 6 peut être réalisé avec une surlongueur au moins égale à la quantité dont il brûle en une refusion. L'intercalai- re 7 doit alors avoir une épaisseur assurant la profondeur re quise d'immersion de l'écran 6 dans le laitier. Dans le cas où l'écran 6 n'a pas de bride 5, il peut être retenu par un organe de serrage monté sur l'intercalaire 7 de la tranche du cristallisoir 1. L'écran 6 a une forme ressemblant à celle de l'électrode consommable, ou bien il peut hêtre réalisé avec des plaques. le dispositif fonctionne de la façon suivante Avant de commencer la refusion, on engage dans le cristal lisoir 1 l'écran 6 et l'on fixe sa bride 5,par l'intermédiaire de l'intercalaire 7,à la bride 4 du cristallisoir 1. Ensuite,on place le cristallisoir 1 sur la plaque de fond 2 et on verse dans l'enceinte le mélange de flux. Coaxialement avec le cris tallisoir 1, on engage, dans son enceinte, l'électrode consommable 3 qui est connectée à la source a t alimentation. Quand l'électrode 3 touche le mélange de flux, des arcs électriques s'amorcent entre elle et la plaque de fond, de la chaleur se dégage, et le mélange de flux fond. On fait descendre l'électrode 3 dans le laitier liquide. bu fur et à mesure de la fusion de l'électrode 3, le niveau du lai tier liquide et du métal monte ; il en résulte que la tranche inférieure de l'écran 6 s'enfonce dans le laitier. Ensuite, le cristallisoir 1 et l'électrode 3 sont déplacés en commun i une vitesse égale à la vitesse d'élaboration du lingot. Grâce à la fixation rigide de 1' écran 6 sur le cristallisoir 1, on assure le maintien d'une distance constante entre l'écran et la surface du bain de métal pendant toute la durée de la refusion. On peut verser dans le cristallisoir 1 du laitier fondu au préalable. Avant de commencer la refusion suivante, on diminue 1 lé- paisseur de l'intercalaire 7 d'une quantité à peu près égale à la longueur brûlée de l'écran 6. Les essais ont montré que le rendement du dispositif a augmenté et la consommation d'énergie électrique par tonne de métal refondu s'est abaissée. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la refusion de demi-produits sous laitier électroconducteur, comprenant un cristallisoir se plaçant sur une plaque de fond, avec bain de laitier réalisé dans le cristallisoir, et une électrode consommable engagée dans llen- ceinte du cristallisoir, ainsi qu'un système moteur pour le deplacement vertical relatif du cristallisoir, de la plaque de fond et de l'électrode consommable, caractérisé en ce qu'est prévu un écran (6) fixé à la tranche supérieure du cristallisoir (1), écran qui est engagé dans le cristallisoir, par rapport auquel il est électriquement isolé, et dont la fonction est de concentrer la chaleur se dégageant dans le laitier et rayonnée par l'électrode (3). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran (6) possède une bride extérieure (5) pour sa fixation à la bride supérieure (4) du cristallisoir (1). 3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'écran (6) est disposé coaxialement avec l'électrode (3) et le cristallisoir (1). 4. Dispositif suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écran (6) est réalisé avec une surlongueur égale au moins à la quantité dont il brûle en une refusion.