Brevet FR2130268A1 — publié le 19721103

La présente invention concerne l'électio métallurgie, notamment les procédés de refusion d'électrodes, par exemple de deux électrodes simultanément, sous laitier électroconducteur. On connaît universellement un procédé de refusion 5 simultanée, dans une coquille ou lingotière refroidie de plusieurs électrodes sous laitier électroconducteur, avec formation de bains de laitier et de métal. Dans ce procédé, les électrodes à refondre sont raccordées aux pôles différents d'une source d'alimentation électrique et sont fixées dans un même porte-10 électrodes, ce qui est le plus avantageux. la fusion simultanée de plusieurs électrodes est avantageuse pour l'élaboration de lingots à grande section transversale, par exemple 1200 x 400 mm. Toutefois, les électrodes à refondre fabriquées par coulée, 15 laminage ou forgeage ont des aires de section transversale différentes quoique comprises dans la plage de tolérance prescrite pour leur fabrication. En longueur, les électrodes à refondre présentent une certaine courbure, aussi sont-elles disposées à des distances différentes par rapport aux parois de la coquille» En outre, 20 pendant la fusion, les électrodes à refondre sont chauffées irrégulièrement suivant leur longueur et suivant leur section transversale par les courants qui 3 es parcourent, et sont en outre refroidies irrégulièrement par les courants de gaz naturels apparaissant dans leur voisinage. 25 les études effectuées ont montré que du fait de toutes les irrégularités mentionnées les profondeurs d'immersion des électrodes au cours de leur fusion simultanée ne varient pas de la même façon, et ces différences (déséquilibres) altèrent la qualité des lingots élaborés. 30 L'électrode qui fond à la surface du bain est naturellement sujette à une forte oxydation et pollue le métal refondu., L'électrode profondément immergée a ■une influence nuisible à la formation de la surface du lingot0 Il peut se produire que la plus grande partie du courant 35 électrique circulant dans les électrodes ne passe pas à travers le lingot élaboré, mais va d'une électrode à l'autre en passant par le laitier. 72 09004 2 2130268 Ce phénomène est aussi observé dans le procédé de refusion sous laitier électroconducteur utilisant des courants de circulation passant à travers le lingot, quand les courants traversant les électrodes à refondre sont différents. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients mentionnés. Il s'agissait à cet effet de créer un procédé de refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, dans lequel les variations de la température des électrodes à refondre seraient telles qu'elles contribueraient à l'obtention de lingots à structure homogène et à surface améliorée, et diminueraient l'oxydation du métal refondu. Ces problèmes sont résolus grâce à un procédé de refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, du type consistant à refondre simultanément au moins deux électrodes fixées dans un porte-électrodes commun et fondues à des vitesses différentes dans une coquille ou lingotière refroidie, avec formation d'un bain de laitier et d'un bain de métal, ledit procédé étant caractérisé selon l'invention, en ce que dans la zone adjacente au bain de laitier on amène une veine de gaz refroidi sur la surface latérale de l'électrode à refondre insuffisamment immergée dans le laitier. La veine de gaz refroidi abaisse la température de l'électrode à la surface de laquelle elle est amenée, ainsi que la température du bain de laitier à cet endroit. Il en résulte une diminution de la vitesse de fusion de l'électrode et, en conséquence, une augmentation de sa profondeur d'immersion dans le laitier, c'est-à-dire que le déséquilibre des électrodes diminue. Il est avantageux de diriger la veine de gaz refroidi dans le sens allant de l'électrode la moins immergée à l'électrode la plus immergée. Gela contribue à l'égalisation des profondeurs d'immersion des électrodes par ralentissement de la fusion de l'électrode la moins immergée et accélération de la fusion de l'électrode la plus immergéeo 72 090C4 2130268 Il est souhaitable d'injecter dans la veine de gaz refroidi des particules de matériaux solides employés en tant que réactifs d'affinage. Cela permet d'intensifier le refroidissements des électrodes 5 insuffisamment immergées dans le bain de laitier et d'améliorer en même temps la qualité des lingots élaborés. Pour une meilleure compréhension de 1'invention, on décrit ci-après un exemple non limitatif de mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention. 10 Dans un porte-électrodes commun sont fixées deux électrodes dont les aires de section transversale sont différentes et qui sont raccordées aux deux extrémités différentes de l'enroulement d'un transformateur monophasé. Dans la coquille refroidie on crée par un procédé approprié 15 quelconque un bain de laitier dans lequel on plonge jusqu'à une même profondeur les bouts des électrodes consommables, le transformateur étant sous tension. Le courant qui commence à circuler entre les électrodes chauffe le laitier et les électrodes commencent à fondre. 20 Les électrodes sont avancées dans le laitier au fur et à mesure de leur fusion. La vitesse de fusion des électrodes est modifiée par variation de l'intensité du courant dans les électrodes et par variation de la tension du transformateur. L'apparition d'un déséquilibre est déterminée par une méthode connue, d'après 25 les indications de voltmètres branchés entre chacune des électrodes et le lingot en formation. L'augmentation de la tension entre l'une des électrodes et le lingot, comparativement à la tension entre l'autre électrode et le lingot, témoigne de la diminution de la profondeur d'Immersion dans 30 le laitier de la première électrode comparativement à celle de la seconde. D'après l'invention, on souffle dans la zone de l'électrode la moins immergée dans le laitier un gaz froid, par exemple de l'air atmosphérique, jusqu'à ce que le déséquilibre libre entre les 35 électrodes disparaisse, c'est-à-dire jusqu'à ce que les tensions s'égalisent entre les électrodes et le lingot» 72 09004 2130268 Le gaz froid abaisse la température de l'électrode sur la surface latérale de laquelle il est soufflé, et il abaisse aussi la température du bain de laitier dans cette zone. Grâce au refroidissement de l'électrode, sa vitesse de fusion diminue et, par 5 conséquent, sa profondeur d'immersion dans le laitier augmente, c'est-à-dire que le déséquilibre (désaccord) entre les courants des électrodes diminue. Le gaz employé pour le refroidissement de l'électrode et du laitier dans la r.one de cette électrode peut être l'argon, un 10 mélange oxygène-argon ou un autre gaz, selon la composition chimique des électrodes et du laitier. On peut ajouter au gaz des particules de n'importe quels réactifs d'affinage connus, utilisés dans la refusion sous laitier. La veine de gaz dirigée peut être obtenue dans la coquille en 15 créant une différence de pression aux électrodes. Dans le cas d'une cause permanente provoquant le déséquilibre, par exemple une différence de section transversale constante sur toute la longueur des électrodes, on insuffle continuellement le gaz refroidi dans la zone de l'électrode de section plus petite, en 20 se référant aux indications des voltmètres. Si la tension entre l'électrode de plus faible section et le lingot augmente trop par rapport à la tension entre l'autre électrode et le lingot, on augmente le débit de gaz insufflé dans la zone de l'électrode de plus faible section. 25 Si cette tension diminue,on diminue le débit de gaz insufflé. Le procédé a été essayé pour l'élaboration de lingots à section transversale de 1200 x 400 mm. On a refondu deux électrodes à section de 450 x 250 mm. La différence entre les aires de section transversale des électrodes était de 8fo. Le déséquilibre était de 30 100 à 150 mm pour une différence de tension AU = 10 à 17 V entre les électrodes et la plaque de fond de la coquille. L'amenée d'air froid dans la zone de l'électrode la moins immergée dans le laitier entraîne une diminution de la vitesse de fusion de cette électrode, une augmentation de sa profondeur d'im-35 mersion dans le laitier et une diminution du déséquilibre jusqu'à 0-20 mm pour AU = 1 à 2 V. De plus, sans aucun changement dans le régime électrique de la refusion et pour une vitesse constante 72 09004 5 2130268 d'élaboration du lingot, la fusion des deux électrodes s'est déroulée sans oxydation du métal à la surface du "bain de laitier, le lingot obtenu présentait une surface de meilleure qualité sur tout son périmètre. 5 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'Invention 10 et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. 72 09004 2130268 -REVENDICATIONS- 1.- Un procédé de refusion d'électrodes sous laitier électroeonducteur, du type consistant à refondre simultanément au moins deux électrodes fixées dans un porte-électrodes commun et fondues dans une coquille ou lingotière refroidie, avec formation 5 d'un "bain de laitier et d'un "bain de métal, caractérisé en ce que dans la zone contiguë au "bain de laitier on amène une veine de gaz refroidi sur la surfacoiatérale de l'électrode insuffisamment immergée dans le laitier. 2o~ Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 10 que la veine de gaz refroidi est dirigée dans le sens allant de l'électrode la moins immergée à l'électrode la plus immergée. 3.- Un procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on injecte dans la veine de gaz refroidi des particules de matériaux solides servant de réactifs d'affinage. 15 4.- Les lingots caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé suivant l'une des revendications 1 à 3.