Brevet FR2123108A1 — publié le 19720908

La présente invention se rapporte d'une façon générale à la coulée continue des métaux et elle concerne, plus particulièrement, un moule qui comprend un chemisage en métal et une doublure en graphite, servant à la coulée continue de certains métaux tels que le cuivre et les alliages de cuivre. On contait déjà l'utilisation d'une moule comprenant un chemisage en métal et une doublure en graphite pour la coulée de métaux. Dans un moule de ce genre, la doublure en graphite est assemblée dans le chemisage métallique par une technique d'ajustage par rétrécissement ou d'ajustage à la presse. Toutefois, l'ajustage par rétrécissement ou l'ajustage à la presse de la doublure dans le chemisage provoque fréquemment l'apparition de jeux entre la doublure et le chemisage. De plus, l'ajusta- ge par rétrécissement occasionne la formation d'oxydes sur les surfaces des organes assemblés par rétrécissement, car cette opération s'accompagne inévitablement d'un chauffage. Les jeux et les oxydes réduisent très fortement 11 efficacité de refroidissement du moule.De plus, l'ajus- tage par rétrécissement de la doublure dans la chemise présente l'inconvénient de déformer la doublure en graphite par suite de la différence de dilatations thermiques. Dans le processus de coulée, il est indispensable d'empêcher que la partie de la deublure tenant en contact Rvec le gaz de l'environnement soit chauffée à une température supérieure à 4000C, afin de supprimer ou de réduire la combustion ou l'oxydation de la doublure en graphite, en vue d'empêcher que la surface ne devienne rugueuse et que le pouvoir lubrifiant de la surface intérieure de la doublure ne se détériore par suite de la combustion ou de 11 oxydation mentionnée. En d'autres termes, il est essentiel que la doublure en graphite du moule soit efficacement refroidie pendant le processus de coulée. Pour cette raison, les jeux qui se sont formés pendant l'assemblage du moule en graphite dans le chemisage deviennent encore plus marqués et des jeux supplémentaires apparainsent également pendant l'opération de coulée par suite de la différence de dilatations thermiques du moule en graphite et du chemisage métallique d:1 fait de ce refroi dissement complet. Par ailleurs, à mesure que se poursuit la coulée, de l'oxyde métallique est produit dans les jeux et la présence de cet oxyde et des jeux eux-memes réduit encore plus la transmission de chaleur et abaisse l'efficacité de refroidissement du moule. En conséquence, les principaux buts de l'invention sont - de réaliser un moule pour la coulée continue de métaux, tels que le cuivre et les alliages de cuivre, dans lequel les inconvénients précités sont surmontés - plus précisément, de réaliser un moule pour la coulée continue de métaux, tels que le cuivre et les alliages de cuivre, dans lequel il ne se forme ou ne se produit pas de jeux et d'oxydes dans le moule, et qui permette d'obtenir une efficacité satisfaisante de refroidissement sans déformation excessive du moule - de réaliser un moule pour la coulée continue de métaux, qui est capable de former un lingot présentant une excellente surface et une structure cristallisée. On réalise les buts indiqués par une technique consistant à appliquer par galvanoplastie un métal tel que le cuivre sur le moule ou doublure en graphite. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va en être faite ci-après en se référant au dessin annexé, sur lequel on a conservé les mêmes références numériques pour désigner des éléments équivalents sur toutes les figures. La figure 1 est une coupe verticale d'un ensemble de moule comportant' un moule selon l'invention, la coupe étant effectuée suivant la ligne I-I de la figure 2. La figure 2 est une vue en plan de l'ensemble représenté sur la figure 1. La figure 3 est une coupe verticale montrant un exemple d'un moule que l'on peut utiliser dans l'ensemble représenté sur les figures 1 et 2. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, l'ensemble de moule comprend un moule en graphite 1 qui est conforme à l'invention et dont une description détaillée sera faite ci-après. Le moule 1 repose par sa base sur un support annulaire inférieur 3, alors que son sommet est supporté par un support annulaire supérieur 2. Ces supports 2 et 7 sont assujettis à la surface intérieure d'une chemise cylindrique 4 de circulation d'eau par un procédé tel que le soudage. Le support supérieur 2 présente un épaulement annulaire 2a sur lequel est supportée une bride annulaire la du moule 1. Une plaque de fixation 5 est montée sur le support supérieur 2 à l'aide de vis 6 et cette plaque maintient le moule 1 solidement en position. La chemise d'eau 4 comprend une entrée 7 et une sortie 8 pour l'eau de refroidissement, 11 entrée et la sortie étant raccordées à cette chemise. On préfère interposer des garnissages résistant à la chaleur (non représentés) entre le moule 1 et les supports 2 et 3, entre le moule 1 et la plaque de fixation 5 et entre le support supérieur 2 et la plaque de fixation 5. Comme on le voit clairement sur la figure 3, le moule 1 comprend une doublure ou orps en graphite 9 et une pellicule métallique 10 appliquée par galvanoplastie sur le corps en graphite 9. Dans un exemple de réalisation, la pellicule métallique 10 est une pellicule de cuivre possédant une conductibilité thermique élevée. L'épaisseur de la pellicule en cuivre peut être d'environ 500 microns, suivant un exemple d'exécution. On a pu démontrer expérimentalement qu'une pellicule de cuivre ayant l'épaisseur indiquée oppose une résistance suffisante à une pression de 10 kg/cm2. lies conditions du revêtement galvanique sont les suivantes Composition du liquide par litre Culs04 5H20 200 g H2S04 300 ml Cl 300 mg "UBaC nO 1" 2 à 6 ml Conditions opératoires Densité du courant de cathode 2A/dm2 Densité du courant d'anode 1A/dm Tension du bain 3 volts Température du bain 22 à 280C Agitation par l'air En coulant à l'aide du moule ainsi préparé, on peut obtenir un lingot dont la structure cristallisée est pratiquement la même que celle qu'on obtient dans un moule classique, même si l'on utilise une doublure ou un corps en graphite ayant une épaisseur double de celle de la doublure en graphite d'un moule normal. Il va de soi qu'on peut apporter des modifications au mode de réalisation qui a été décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention REVENDICATION Mt"e paur la coulée continue d'un lingot d'un métal ou d'un alliage, du type comprenant un chemisage en métal tel que le cuivre, agencé pour être refroidi par un fluide, et une doublure en graphite délimitant une cavité de moule a l'intérieur dudit chemisage en métal, caractérisé en ce que ledit chemisage est formé par dépôt galvanique sur le corps en graphite d'une couche de métal dont l'épaisseur est de l'ordre de 500 microns.