Brevet FR2134152A1 — publié le 19721208

La présente invention concerne les procédés de-..moulage des lingots et les dispositifs pour la réalisation de ces procédés, en particulier ceux pour lesquels le métal est obtenu par refusion d'électrodes. On connaît un procédé de moulage d'un lingot, suivant lequel on remplit avec le métal liquide une lingotière assemblée, dont les surfaces de joint sont disposées le long de son axe longitudinal. Dans ce procédé, un des bouts de la lingotière est fermé quand le pied du lingot y est élabore', afin que le métal ne puisse s'en aller de la lingotière. Après solidification de la couche superficielle du lingot, la lingotière est démontée. Ce procédé prévoit l'utilisation d'une lingotière; scindée,cons- tituée par deux demi-cylindres et un fond borgne. Un tel procédéconvient pour 11 élaboration périodique de lingots de longueur relativement réduite (cf. l'ouvrage de A. Veynik "les fondements thermiques de la théorie de la coulée", Moscou, 1953, p.314, fig.. 121 et 122). Les lingots de longueur relativement grande sont élaborés dans des lingotières non scindées, se plaçant sur une plaque de fond. Au fur et à mesure de l'élaboration de-la-partie du lingot se trouvant du côté de la plaque de fond, celle-ci et la lingotière sont déplacées l'une par rapport à l'autre. Le lingot en cours d'élaboration subit alors, du fait du frottement contre la paroi de la lingotière, des déformations d'extension qui font apparaitre sur sa surface des fissures altérant sn qualité. Les produits fabriqués ensuite avec un tel lingot n'ont pas une résistance suffisante. Dans la refusion sous laitier électroconducteur, faite pour élaborer un lingot de longueur relativement grande, le lingot est aussi extrait par déplacement relatif d'une lingotière non scindée et d'une plaque de fond ou d?une amorce. De nombreux flux, employés pour la refusion sous laitier électroconducteur, n'ont pas de pouvoir lubrifiant, aussi l'extraction du lingot se heurte-t-elle à plusieurs difficultés. C'est pourquoi les lingotières sont réalisées avec une dépouille intérieure, mais, même dans ce-cas, le frottement provoque une usure importante des parois intérieures. Le but de la présente invention est de supprimer les difficultés mentionnées. Il s'agissait donc de créer un procédé de moulage d'un lingot et un dispositif pour la réalisation de ce procédé, qui permettraient d'obtenir des lingots de longueur relativement grande et d'améliorer leur qualité, tout en supprimant I'extrction du lingot, et qui, dans le cas où le métal est obtenu par refusion sous laitier électroconducteur ou à l'arc, rendraient possible l'extension de l'assortiment des flux employés. La solution consiste en un procédé de moulage d'un lingot,prévoyant le remplissage avec un métal liquide d'une lingotière scinder dont les surfaces de joint sont disposées le long de son axe longitudinal et dont un des bouts est obturé quand le pied du lingot y est élaboré afin que le métal liquide ne puisse s'en échapper, etle démontage de la lingotière après solidification de la couche superficielle du lingot, dans lequel, suivant l'invention, avant l'achèvement du remplissage d'une première lingotière (celle indiquée), on lui juxtapose bout à bout, du côté de la coulée du métal, une seconde lingotière scindée identique, et on continue le remplissage des deux lingotières avec le métal liquide, la première lingotière étant ensuite placée sur la seconde après démontage, et les opérations indiquées étant répétées jusqu'à élaboration d'un lingot de longueur vs lue. Avec un tel procédé, on obtient des lingots de longueur requise avec une surface extérieure en bon état, grssce à la suppression de l'opération d-'extraction du lingot. On peut, dans la réalisation du procédé, utiliser plusieurs lingotières juxtaposées bout à bout, ces lingotières étant successivement démontées au fur et à mesure que le lingot y est élaboré, et placées bout à bout l'une sur l'autre du côté de la coulée du métal jusqu'à l'élaboration d'un lingot de longueur voulue. Pour procéder dé la sorte, on-peut utiliser des lingotières de petite longueur, tant à - axe longitudinal rectiligne qu'à axe longitudinal courbe, ainsi qu'à section transversale intérieure variable suivant la longueur du lingot. Pour mettre en oeuvre le procédé indiqué, on a conçu un dispositif comprenant une lingotière scindée dont les surfaces de joint sont disposées le long de son axe longitudinal, avec une adjonction, telle qu'un fond, pour la fermeture de l'un de ses bouts afin que le métal liquide ne puisse en sortir quand le pied du lingot y est élaboré, dispositif dans lequel, suivant l-'i-nvention, est prévue aumoirs encore une lingotièe scindée identique- qui -est juxtaposée bout à bout avec la première du c8té de la coulée du métal et dans lequel, à cet effet, chaque partie de chaque lingotière est liée à unchsriot de façon qu'elle puisse s'en rapprocher ou s'en éloigner, ledit cha riot étant monté sur une glissière disposée le long de la direction d'élaboration du lingot et agencé de façon à se déplacer suivant cette glissière. Un tel dispositif assure la continuité du processus d'élaboration d'un lingot de longueur voulue et l'amélioration de la surface du lingot. I1 est avantageux de réaliser chaque glissière du dispositif sous la forme d'un tube avec une vis à l'intérieur, la vis étant accouplée à un système moteur l'entrainant en rotation et le chariot étant doté d'un écrou engagé sur cette vis, ainsi que de réaliser le mécanisme servant à rapprocher ou écarter du chariot la partie démontable de la lingotiere sous la forme d'un vérin, dont un bout est accouplé au chariot et l'autre à la partie démontable de la lingotière. Un tel dispositif est simple et facile à commander. I1 est souhaitable, pour un dispositif prévu pour le moulage d'un lingot avec le métal obtenu par refusion sous laitier électroconducteur ou à l'arc, de monter sur les glissières une traverse propre à se déplacer le long de ces glissières et portant au moins une électrode. Un tel dispositif appliqué dans la refusion sous laitier électroconducteur peut assurer le moulage des lingots avec emploi d'un assortiment de flux plus étendu. Un avantage important de l'Invention consiste en la possibilité d'élaborer des lingots de longueur relativement grande avec une bonne qualité de la surface, et, dans le cas où le métal liquide est obtenu par refusion sous laitier électroconducteur ou à l'arc, d'étendre considérablement l'assortiment des flux employés pour le processus. On donne ci-après la description détaillée d'une variante préférentielle de réalisation du dispositif, suivant l'invention, etdu procédé de moulage d'un lingot à l'aide de ce dispositif, avec renvois aux dessins annexés qui représentent la fig. 1, la vue d'ensemble d'un dispositif suivant l'invention, avec arrachements, adapté pour l'utilisation de la refusion sous laitier électroconducteur du métal la fig. 2, la coupe II-II sur la fig. 1. Le dispositif pour la réalisation du procédé de moulage d'un lingot doit comprendre au moins deux lingotières scindées 1 (fig.l), - dans chacune desquelles les surfaces de joint 2 sont disposées le long de leur axe longitudinal, et une adjonction - une plaque de fond 3 - pour obturer un des bouts de la première lingotière 1 afin que le métal 4 ne puisse s'en échapper pendant l'élaboration du pied du lingot. La seconde lingotière scindée 5 est identique à la première et destinée à être juxtaposée bout à bout avec elle du côté de la coulee du métal 4. Pour le démontage des lingotières 1 et 5 au fur et à mesure de l'élaboration du lingot 41, quand la couche superficielle de ce lingot est suffisamment solidifiée, il est prévu des glissières tubulaires 6 avec des fentures 7 (fig. 2) et des chariots 8 portant les parties démontables 9 des lingotières 1 et 5. Pour rapprocher ou éloigner du chariot 8 la partie démontable 9 de la lingotière 1 lors de son assemblage ou de son démontage, un vérin 10, est prévu dont un bout est accouplé au chariot 8, etl'autre à la partie démontable 9 de la lingotière 1. Chaque chariot 8 est solidarisé à un écrou 11 qui est engagé sur une vis 12 disposée dans la glissière tubulaire 6 et accouplée à un système moteur 13 l'animant d'un mouvement de rotation. Bes vis 12 et les écrous 11 sont destinés à déplacer les chariots 8 ensemble avec les parties démontables 9 de lingotière qui leur sont liées, le long de la direction d'élaboration du lingot 41, en vue de l'assemblage et de la juxtaposition des lingotières bout à bout. Les mécanismes de déplacement des chariots 8 ensemble avec les parties démontables 9 des lingotières 1 et 5 peuvent, dans d'autres variantes, se présenter sous la forme d'un système à crémaillère, comporter des vérins hydrauliques ou pneumatiques, des transmissions à câble ou à chaîne. I1 est possible que les deux chariots 8 pour les deux parties 9 soient disposés sur une seule glissière 6. Dans le dispositif on peut utiliser, non pas seulement deux lingotières scindées, mais plus de deux, démontées successivement, au fur et à mesure que le lingot est élaboré dans leur enceinte, et déplacées à l'aide des chariots et des vis mentionnés sur les glissières et des vérins, pour être placées bout à bout l'une sur l'autre du côté de la coulée du métal, jusqu élaboration d'un lingot de longueur voulue. Le dispositif comporte une traverse 14 montée sur les glissières 6 et propre à permettre le déplacement, à l'aide d'un s zme moteur à chaîne 15, le long desdites glissières 6. Cette traverse porte au moins une électrode 16 raccordée à une source de courant (non représentée ! . Quand l'électrode fond, le métal liquide emplit les lingot ères 1 et 5 en formant le lingot. Cela n > exclut pas la préparation du métal liquide en dehors de l'installation par un autre moyen connu,par exem-;.e dans un four. 'électrode peut être aussi montée sur une glissière autonome non )ée au chariot de déplacement des lingotières. Avant de commencer la fusion, on pose lalingotière 1 sur la plaque de fond 3 (fig. 1), on verse dans la lingotière un laitier solide ou fondu, on engage l'électrode dans l'enceinte de la lingotière jusqu'à ce qu'elle contacte le laitier et on branche la source d'alimentation. Au fur et à mesure de la fusion de l'électrode 16, le métal liquide emplit l'enceinte de la lingotière 1. Avant la fin du remplissage de la lingotière 1 par le métal 4 on pose sur elle la seconde lingotière 5. Le bain de laitier est chassé de la première lingotière 1 et passe dans la seconde lingotière 5. Une fois que la couche superficielle du lingot moulé dans la première lingotière 1, inférieure, s'est solidifiée, on écarte les parties 9 de cette lingotière. Pour cela on met en action les vérins 10. Pour déplacer en montée lespas ties 9 séparées de la lingotière 1, fixées en porte-à-faux aux chariots 8 coulissant sur les glissières 6 tubulaires, on met en marche le système moteur 17 pour la rotation de la vis 12. Suivant la. vis 12 se déplace l'écrou 11 solidaire du chariot 8. Les parties 9 de la lingotière 1 sont posées sur la lingotière 5 en cours de remplissage en métal liquide, comme montré en trait interrompu sur la fig. 1, et on les assemble de telle façon que le laitier et le métal liquide ne puissent s'échapper. Cela est obtenu grâce à l'usinage précis des surfaces de joint des lingotières ou à la présence d'encastrements sur ces surfaces. Dans l'installation décrite, la plaque de fond peut être fixe, ou bien dotée d'un mécanisme pour la faire descendre. Le procédé décrit peut être réalisé dans les installations de coulée continue des métaux, y compris dans celles à lingotières courbe. En outre, les lingotières scindées peuvent entre utilisées pour élaborer des lingots à section transversale variable. Dans ce cas, la surface intérieureae la lingotière est réalisée profilée. 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 modems d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ; ayant été plus particulièrement envisagés, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS l.Uhprocédéde moulage d'un lingot, prévoyant le remplissage avec un métal liquide d'une lingotière scindée, dont les surfaces de joint sont disposées le long de son axe longitudinal et dont un des bouts est obturé quand le pied du lingot y est élaboré afin que le métal liquide ne puisse s'en échapper, et le démontage de la lingotière après solidification de la couche superficielle du lingot, caractérisé en ce que, avant l'achèvement du remplissage d'une première lingotière (1), on lui juxtapose bout à bout, du côté de la coulée du métal (4), une seconde lingotière sciluee (5) identique et on cas tinue le remplissage des deux lingotières avec le métal liquide, la première lingotière (1) étant ensuite placée sur la seconde (5)après démontage, et les opérations indiquées étant répétées jusqu'à élabo- ration d'un lingot (4 ) de longueur voulue. 2. Un procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise plusieurs lingotières (1 et 5) juxtaposées bout à bout, ces lingotières étant successivement démontées, au fur et à mesure que le lingot (41) y est élaboré, et placées bout à bout l'une sur l'autre du côté de la coulée du métal (4) jusqu'à l'élaboration d'un lingot (41) de longueur voulue. 3. on dispositif pour réaliser le procédé de moulage d'un lingot faisant l'objet des revendications 1 et 2, comprenant une lingotière scindée dont les surfaces de joint sont disposées le long de son axe longitudinal, avec une adjonction, notamment un fond, pour la fermeture de l'un de ses bouts afin que le métal liquide ne puisse en sortir quand le pied du lingot y est élaboré, caractérisé en ce qu'est prévue au moins encore une lingotière scindée (5) identique qui est juxtaposée bout à bout avec la première du côté de la coulée du métal (4), et que, notamment à cet effet, chaque partie (9) de chaque lingotière (1 et 5) est liée à un chariot (8) de façon qu'elle puisse s'en rapprocher ou s'en éloigner, ledit chariot (8) étant monté sur une glissière (6) disposée le long de la direction d'élaboration du lingot (41) et adapté pour se déplacer suivant cette glissière. 4. Un dispositif suivant la revendication 7, caractt isé ence que chaque glissière (6) se présente sous la forme d'un tl e avec une vis (12) à l'intérieur, la vis étant accouplée à un système moteur (13) l'entraSnant en rotation et le chariot (8) étant doté d'un écrou (11) engagé sur cette vis (12), et que le mécanisme servant à rapprocher ou écarter du chariot (8) la partie démontable (9) de la lingotière (1) est réalisé sous la forme d'un vérin (10), dont un bout est accouplé au chariot (8) et l'autre à la partie démontable (9) de la lingotière (1). 5. Un dispositif suivant les revendications 7 et 4, prévu poser le moulage d'un lingot avec le métal obtenu par refusion sous laitier électroconducteur ou à l'arc, caractérisé en ce que, sur les glissières (6), est moulée une traverse (14) propre à se déplacer le long de ces glissières (6) et portant au moins une électrode (16).