Brevet FR2149372A1 — publié le 19730330

La présente invention concerne la fabrication continue de fils métalliques de tres faible diamètre par une technique de coulée du métal liauide suivie d'un refroidissement contrôlé progressif du fil formé. Elle se rapporte également à l'installation pour l'exécution du procédé précité. Les fils métalliques sont formés de métaux tels que aluminium, cuivre, fer et leurs alliages. Le procédé s'applique aussi bien à des métaux qui pos sèdent un point de fusion relativement bas qu a ceux qui montrent des points de fusion élevés, comme les aciers. L'invention se caractérise par le fait au'on laisse le métal liquide s' écouler par une buse dont la section est un multiple de celle du fil à produire, qu'on provoque un amincissement prononcé du filet de métal liquide s 'écou- lant de la buse en créant autour de la buse,entourée par une enceinte fermée vers l'extérieur, une atmosphère dynamique de gaz dont la pression s'approche de la pression exercée par le métal sur l'orifice d'écoulement de la buse et qu'on refroidit progressivement le filet de métal iusqu'à solidification complète avant d'enrouler le fil continu sur une bobine. En entravant partiellement le libre écoulement du métal liquide a travers la buse grâce a l'application d'une contre-pression à la sortie de la dite buse, on provoque un étranglement du filet de métal plus ou moins important selon le rapport des pressions a 1 'entrée et a la sortie de la buse. On parvient grâce a cet effet a réaliser en une seule opération des fils ayant des diamètres qui peuvent varier entre quelques millimetres et quelques microns tout en se servant de buses dont la section est un multiple de celle du fil a produire. Ainsi on peut obtenir par exemple des fils de 0,5 mm avec une buse de 2,5 mm de diamètre intérieur. L'effet constrictif dû a la contrepression dans la zone de sortie du métal liquide de la buse se trouve également amplifié par la traction résultant du propre poids de la longueur de fil dans la zone de solidification. L'atmosphère gazeuse a l'intérieur de l'enceinte fermée délimitant la zone de sortie et de solidification est constituée par un gaz, de Préférence inerte, comme par exemple l'argon. Ce gaz sert en même temps de fluide refroidissant servant à faire progresser la solidification du filet de métal liquide a la vitesse la plus adéquate. A cet effet, on maintient en permanence une circulation convenable de gaz à une pression égale à la contrepression choisie a travers l'enceinte. Pour accélérer davantage la solidification, on peut prévoir entre les rangées de fils amenés vers les bobines, des éléments creux refroidis par circulation d'un fluide refroidissant. Le cas échéant, une aspersion des fils prealablement a leur enroulement sert a pousser le refroidissement jusqu' à des températures très basses. L'installation pour la production de fils sans fin de diametre réduit se distingue en ce qu'un nombre généralement plus élevé de buses, dont la section de l'orifice est un multiple de celle des fils à produire, sont aménagées dans la plaque de fond d'un récipient de métal liquide et en ce qu' une enceinte, qui est hermétiquement rattachée à ce récipient et qui est conçue de façon a ce que l'on puisse y maintenir en permanence une contrepression dynamique de l'ordre de grandeur de la pression exercée par le métal liquide sur l'orifice d'écoulement de la buse, entoure les fils ou groupes de fils au moins sur leur parcours de solidification. Accessoirement, l'installation peut comprendre des éléments creux, parcourus par un fluide refroidissant, disposés entre les rangees de fils, ainsi que des moyens d'aspersion en amont des bobines, pour accélérer la solidification et le refroidissement des fils sur leur trajet vers les bobines. Le récipient équipé de buses est normalement un four de fusion dans lequel le métal a transformer en fils est tenu a l'état fluide. Ce four est alimenté de façon avantageuse par des granules de métal solide déversés en continu dans le bain au moyen d'un doseur, de sorte que le niveau de remplissage du récipient reste sensiblement constant. Une possibilité particulièrement avantageuse d'alimentation continue du bain consiste à refondre une électrode métallique dans une couche liquide de laitier électroconducteur recouvrant le bain de métal en fusion à une vitesse appropriée. Les buses doivent se trouver à une température suffisamment élevée, afin que toute solidification prématurée de métal, qui provoquerait une obturation de ces buses, reste exclue. A cet effet,on peut prévoir soit un chauffage direct des buses, soit un chauffage de la plaque de fond dans laquelle elles sont logées. La plaque de fond du four est équipée généralement d'un nombre plus élevé de buses qui, suivant le diamètre des fils à produire, peut être supérieur à 50. Les fils produits sont enroulés à la fin de la zone de solidification soit isolement, soit par groupes de plusieurs fils réunis de façon à former des torons. Bien entendu, la présente invention n'est pas limite au mode de réalisation décrit, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à 1 homme de l'art, sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication continue de fils métalliques par coulée, caractérisé en ce qu'on laisse le métal liquide s'écouler par une buse dont la section est un multiple de celle du fil à produire, qu'on provoque un amincissement prononcé du filet de métal liquide s'écoulant de la buse en créant autour de la buse, entourée par une enceinte fermée vers I'extérieur,une at mosphère dynamique de gaz dont la pression s'approche de la pression exercée par le métal sur l'orifice d'écoulement de la buse et qu'on refroidit progressivement le filet de métal jusqu'à solidification complète avant d' enrouler le fil continu formé sur une bobine. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce que l'on accélere la vitesse de solidification du filet de métal liquide sortant de la buse en maintenant en permanence une circulation de gaz à travers l'enceinte. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, prealablement à leur enroulement, les fils sont aspergés à l'aide d'un liquide refroidissant. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on enroule les fils solidifiés isolément, 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on enroule les fils par groupes de plusieurs fils de façon à former directement des torons. 6. Installation pour la réalisation du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un nombre généralement plus élevé de buses, dont la section de l'orifice est un multiple de celle des fils à produire, sont aménagées dans la plaque de fond d'un récipient à métal liquide et en ce qu'une enceinte, qui est hermétiquement rattachée à ce récipient et qui est conçue de façon à ce que l'on puisse y maintenir en permanence une contrepression dynamique de l'ordre de grandeur de la pression exercée par le métal liquide sur l'orifice d'écoulement de la buse, entoure les fils ou groupes de fils au moins sur leur parcours de solidification. 7. Installation suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'à 1' intérieur de 1 enceinte, sont disposés des éléments creux parcourus par un fluide refroidissant servant a accélérer la solidification. 8. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le récipient auquel sont rattachées les buses est un four de fusion. 9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que le four est équipé de doseurs permettant l'introduction de granules de métal solides dans le four a une cadence telle que le niveau de remplissage reste sensiblement constant. 10. Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le récipient à metal est constitué par un four dans lequel on peut refondre des électrodes métalliques dans une couche liquide de laitier électroconducteur recouvrant le bain de métal en fusion. 11. Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 a 10, caractérisée en ce que les buses sont portées à une température sensiblement égale à la température de solidification du métal qui s'écoule à travers ces buses.