Brevet FR2160281A1 — publié le 19730629

La présente invention concerne les dispositifs pour la fabrication de lingots à partir d'un métal liquide dans une installation de coulée continue ou semi-continue des métaux, par exemple de l'aluminium. On connalt des dispositifs comportant un inducteur qui engendre un champ électromagnétique, lequel met en forme le métal liquide. Be métal liquide est amené sur une plaque de fond, et la surface latérale du lingot en cours de formation est refroidie par un agent refroidissant (eau), débité par un collecteur. Be collecteur entoure le lingot dans un plan transversal et constitue le corps du dispositif. Sa cavité sert de réservoir d'agent refroidissant et sa paroi faisant face au lingot possède des trous pour la sortie de l'agent refroidissant. Sur le collecteur, du c8té du lingot, est fixé un écran destiné à diriger l'agent refroidissant (eau) sur la surface latérale du lingot, et à corriger le champ électromagnétique. L'inducteur est situé sous le collecteur. Pour la fixation et le centragide l'inducteur, on utilise des pièces en matière diélectrique. La pratique de l'utilisation du dispositif a fait apparaître que l'inducteur devait avoir un isolement fiable, prévenant les riques d'électrocuton par contact accidentel avec l'inducteur. En outre, pour le refroidissement de l'inducteur il est prévu une amenée individuelle d'agent refroidissant. Tout celà crée certaines complications et des risques au cours de l'utilisation du dispositif. Be but de la présente invention est de supprimer les inconvénients mentionnés. I1 s'agissait donc de créer un dispositif pour la fabrication de lingots métalliques à partir d'un métal liquide mis en forme par le champ électromagnétique d'un inducteur, dispositif qui serait sans danger au cours de son utilisation,de fabrication plustimple, plus compact, et qui n'exigerait pas un refroidissement supplémentaire de l'inducteur. Ia solution cnnsiste en un dispositif pour la fabrication de lingots métalliques à partir d'un métal liquide amené sur une plaque de fond et mis en forme par le champ électromagnétique d'un inducteur fixé à un collecteur qui constitue le corps dudit dispositif, entoure le lingot dans un plan transversal et possède une cavité pour l'agent refroidissant, le coté du collecteur faisant face au lingot possédant des trous pour la sortie de l'agent refroidissant,ainsi qu'un écran pour la correction du champ électromagnétique de l'inducteur, dispositif dans lequel conformément à l'invention, l'inducteur est logé dans la cavité du collecteur et immergé dans l'agent refroidissant. Un tel dispositif présente moins de risques en utilisation; il est plus fiable, plus compact et de fabrication plus simple. I1 est souhaitable de placer l'inducteur auprès de la paroi du collecteur faisant face au lingot. Dans ce cas, le rendement du dispositif est suffisamment élevé. I1 peut être avantageux de placer l'inducteur auprès d'une cloison verticale, qui peut être disposée le long de la cavité du collecteur et être utilisée pour éliminer les courants turbulents de l'agent refroidissant. Une telle disposition de l'inducteur est commode s'il y a une rangée de trous de sortie sur la paroi du collecteur adjacent au lingot. L'écran peut être placé dans la cavité du collecteur, au-dessus de l'inducteur. Be dispositif est alors plus compact. Pour mieux expliquer l'invention, on décrit plus bas deux exemples non limitatifs de réalisation du dispositif, avec renvois aux dessins annexés qui représentent : - la figure 1, un dispositif avec un inducteur disposé auprès de la paroi intérieure du collecteur, (vue en coupe suivant un plan vertical); - la figure 2, un dispositif avec un inducteur situé auprès d'une cloison intérieure du collecteur (vue en coupe suivant un plan vertical). Le dispositif pour la fabrication de lingots métalliques par coulée continue et semi-continue de métaux comporte un collecteur 1 (figures 1 et 2) constituant le corps du dispositif et compoSant une cavité 2 qui sert de réservoir d'agent refroidissant. Be collecteur 1 entoure, dans un plan transversal, le lingot 7 qui est soutenu par une plaque de fond 4 se déplaçant suivant une direction verticale. Be c8té du collecteur 1 faisant face au lingot 3 possède des trous 5 pour la sortie de l'agent refroidissant et un écran 6 pour corriger le champ électromagnétique de l'inducteur 7 et diriger l'agent refroidissant sur le lingot 3. Dans la cavité 2 du collecteur 1, au-dessous du niveau de l'agent refroidissant, se trouve l'inducteur 7 (immergé dans l'agent refroidissant), destiné à créer le champ électromagnétique mettant en forme la colonne de métal liquide se trouvant sur la plaque de fond 4. L'inducteur 7 peut être placé contre la paroi du collecteur 1, du coté du lingot 7, ou bien auprès d'une cloison verticale 8 disposée suivant la longueur de la cavité du collecteur 1 et destinée à éliminer les courants turbulents d'agent refroidissant. Dans ce second cas, on peut aussi placer l'écran 6 dans la cavité 2 du collecteur 1, au-dessus de l'inducteur 7. le collecteur 1 et son couvercle 9 sont en matière diélec- trique, par exemple en "textolite" (stratifié à base de résine phénol-formol)(ou en stratifié à base de fibre de verre), ce qui assure un isolement électrique fiable de l'inducteur 7. leoellec- teur 1 est monté sur un support 10. C'est selon la situation et le nombre des trous 5 pour la sortie de l'agent refroidissant que l'on choisit l'une ou l'autre variante de disposition de l'inducteur 7 dans la cavité 2 du collecteur 1. Be dispositif de l'invention fonctionne de la façon suivante. A partir d'une source on alimente le collecteur len agent refroidissant dont on règle la pression et le débit. Dans l'écran 6 on engage la plaque de fond 4, de telle façon que l'agent refroidissant arrive sur la surface latérale de cette plaque. Au moyen de l'écran 6 on corrige le champ électromagnétique de l'inducteur 7. On admet sur la plaque de fond 4 le métal liquide, qui est mis en forme sous l'action du champ électromagnétique créé par l'inducteur 7. Be choix de la forme de l'inducteur 7 détermine la forme de la section transversale du lingot 3. Quand le métal atteint un niveau prédéterminé sur la plaque de fond 4, on déplace celle-ci vers le bas par rapport à l'écran 6, en assurant ainsi la croissance continue du lingot 3. L'agent refroidissant sortant par les trous 5 du collecteur 1 arrive directement sur la surface latérale du lingot ou bien il coule en suivant la surface extérieure de l'écran 6, et contribue à la solidification du lingot 3. Au fur et à mesure de la croissance du lingot 3, la plaque de fond 4estdescendue, jusqu'à ce que le lingot ait la longueur requise. Pendant ce processus, l'agent refroidissant (eau) refroidit l'inducteur 7 dans la cavité du collecteur 1, puis il sort de celui-ci pour refroidir le lingot. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir une amenée d'agent refroidissant individuelle pour l'inducteur 7 et son isolation. Au cours de la coulée on peut corriger le débit et la pression de l'agent refroidissant, la tension aux bornes de l'inducteur 7, la vitesse de descente de a plaque de fond 4 et le niveau du métal par rapport à l'inducteur 7. Pour cesser la coulée, or. interrompt l'admission de métal et la descente du lingot, on laisse séjourner le lingot jusqu'à ce qu'il se solidifie, on débranche l'inducteur 7 et on interrompt l'alimentation en agent refroidissant. les essais ont démcntr ta fiabilité du dispositif de l'invention et sa sécurité complètedu point de vue électrique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés 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. RE VE DI CA T IONS I - Un dispositif pour la fabrication de lingots métalliques à partir d'un métal liquide amené sur une plaque de fond et mis en forme par le champ électromagnétique d'un inducteur fixé à un collecteur qui constitue le corps du dispositif, entoure le lingot dans un plan transversal et possède une cavité pour un agent refroidissant, le côté du collecteur faisant face au lingot possédant des trous pour la sortie de l'agent refroidissant, un écran étant en outre prévu pour la correction du champ électromagnétique de l'inducteur, caractérisé en ce que l'inducteur est logé dans la cavité du collecteur et immergé dans l'agentrefroidissant. 2 - Un dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'inducteur est situé auprès de la paroi du collecteur faisant face au lingot. 3 - Un dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'inducteur est situé auprès d'une cloison verticale disposée le long de la cavité du collecteur et destinée à éliminer les courants turbulents de l'agent refroidissant. 4 - Un dispositif suivant la revendicsion 3, caractérisé en ce que l'écran est placé dans la cavité du collecteur au-dessus de l'inducteur.