Brevet FR2156453A1 — publié le 19730601

La présente invention concerne le domaine de la rétallur- gaie, notamment les procédés d'élaboration de demi-produits par coulée continue. On connaît bien un procédé d'élaboration de demi-produits par coulée continue, dans lequel la matière en fusion est admise, à travers un dispositif de siphonage, dans une lingotière ou coquille exécutant un mouvement rectiligne alternatif, et est soumise, au cours de sa solidification, à l'action d'un champ magnétique mobile. Ledit procédé prévoit également l'extraction du demiproduit à l'aide d'un mécanisme de traction spécial, ce qui nécessite l'utilisation de lingots d'amorçage, et la coupe (tronçonnage) du demi-produit finalement obtenu, au moyen de dispositifs de coupe spéciaux. L'extraction du demi-produit par le mécanisme de traction crée des efforts d'extension dans la croûte de métal en cours de formation, ce qui provoque la fissuration de la surface du demi-produit et sa rupture. Les den-produits obtenus par ce procédé présentent des porosités, une texture à gros grains et d'autres défauts structuraux du métal. En outre, ce procédé nécessite des installations complexes munies de mécanismes de traction et de dispositifs de coupe encombrants. La présente invention est destine à supprimer les inconvénients précités. A cette fin, l'invention vise un procédé d'élaboration de demi-produits par coulée continue, permettant de prévenir les efforts d'extension et de réaliser simultanément la mise en forme et l'évacuation du demi-produit hors de la coquille. Ce problème est résolu grace à un procédé d'élaboration de demi-produits par coulée continue, du type dans lequel la matière en fusion est admise à travers un dispositif de siphonage, dans une coquille exécutant un mouvement rectiligne alternatif, et la matière en cours de solidification est soumise à l'action d'un champ magnétique mobile, ledit procédé étan caractérisé, selon l'invention, en ce que chaque portion du demi-produit venant d'être mise en forme dans la coquille est délacée périodiquement, dans le sens de son extraction lors de la course aller de la coquille, sur une longueur égale au pas de ladite course aller, et en ce que le demi-produit est maintenu dans cette position lors de la course retour de la coquille. Quand le demi-produit en cours d'élaboration a atteint la longueur prescrite, on lui imprime un mouvement dans le sens de son extraction, à une vitesse dépassant la vitesse de mouvement de la coquille dans ce même sens. L'extraction du demi-produit hors de la coquille, grâce setletent uu mouvement rectiligne alternatif de la coquille, qui a une configuration particulière ou est munie d'organes de préhension spéciaux, permet de supprimer ou de diminuer rotablement les efforts d'extension dans la croûte du demi-produit, ce qui assure une bonne qualité des demi-produits et une haute stabilité du processus, même en cas de coulée de matériaux dont la résistance mécanique est faible aux températures voisines de leur point de solidification. La suppression des mécanismes complexes d'extraction des demi-produits et la séparation de ceux-ci non plus par tronçonnage, mais grâce à l'accroissement de la vitesse de leur extraction hors de la coquille, simplifient notablement le procédé de coulée continue et réduisent son coût. On donne ci-après un exemple non limitatif de mise en oeuvre du procédé de l'invention. La matière en fusion issuede la poche de coulée arrive à la coquille, à travers un dispositif de siphonage. Par suite de son contact avec les parois de la coquille, refroidies à l'eau, la matière commence à se solidifier. Pour améliorer la structure du métal et la rendre plus compacte, on soumet la matière en cours de solidification à l'action d'un champ magnétique mobile, par exemple rotatif. Une fois la coquille remplie de matière en fusion jusqu'au niveau prescrit, on imprime à la coquille un mouvement rectiligne alternatif relativementaudispositif de siphonage amenant la matière en fusion. Lors de la course aller de la coquille, la portion de demi-produit mise en forme se déplace conjointement avec la coquille, dans le sens de son extraction et d'une longueur égale au pas de la course aller de la coquille. L'enceinte utile de la coquille a une configuration particulière, par exemple de diamètre allant décroissant (conicité) ou comportant une saillie annulaire à l'endroit de son assemblage avec le dispositif d'amenée de la matière en fusion, dont la fonction est de prévenir le glissement du demiproduit en cours d'élaboration relativement à la coquille pendant la coursealler de cette dernière dans le sens d'extraction, tout en n'empêchant pas la course retour de la coquille. Durant le mouvement de la coquille dans le sens d'extraction il se forme une nouvelle couche annulaire entre la couche de matière qui s'est déjà solidifiée et éloignée et le dispositif d'amenée de la matière en fusion, cette couche annulaire retenant la portion de demi-produit obtenue et se soudant i elle pendant la course retour de la coquille. De cette manière, à chaque cycle de mouvement rectiligne alternatif de la coquille, une nouvelle couche de demi-produit vient s'ajouter, ce qui permet de conduire la coulée en continu. et d'extraire en continu les demi-produits de la coquille, sans faire appel à des amorces ni à des dispositifs de traction auxiliaires, et ceci à n'importe quelle vitesse requise déterminée par la vitesse, le pas et le rapport entre les vitesses des courses aller et retour de la coquille. Tous ces paramètres sont choisi dans n'importe quelles limites appropriées, en fonction des caractéristiques physiques, de l'épaisseur prescrite et des dimensions du demi-produit, et en tenant compte des autres facteurs technologiques. Afin de réduire les charges, s'exerçant sur la surface de travail de la coquille et du dispositif d'amenée de la matière en fusion, assemblé à la coquille, on peut, en plus de la configuration particulière de l'enceinte utile de la coquille, recourir à des dispositifs spéciaux se déplaçant conjointement avec cette dernière et saisissant le demi-produit lors de la course aller de la coquille, et le retenant pendant la course retour (ou bien permettant un mouvement de recul du demi-produit sur une longueur inférieure à la valeur du mouvement de la coquille;. Pour obtenir des deni-produits d'une longueur déterminée, il suffit d'augmenter, par un procédé connu quelconque, la vitesse d'extraction des demi-produits hors de la coquille, dans le but d'engendrer dans le demi-produit des contraintes d'extension provoquant sa rupture dans la zone de plus faible résistance à la traction de la croûte (à l'endroit de l'assemblage de la coquille au dispositif d'amenée de la matière en fusion). L'extraction rapide d'un demi-produit de longueur déterminée n'empeche pas de continuer l'opération de coulée, qui se poursuit jusqu'à la cessation de l'admission de la matière en fusion dans la coquille. Grâce à la simplicité de ce mode de séparation des demi-produits, on peut obtenir, au cours d'une seule et même opération de coulée, des demi-produits de longueurs différentes. En vue d'améliorer la qualité des demi-produits, on recourt, s'il y a lieu, à l'action d'un champ magnétique sur le produit en fusion pendant sa solidification. Le caractère universel et la simplicité du procédé de l'invention permettent d'étendre son application à la fabrication de demi-produits creux ou pleins à partir de n'importe quelle matière en fusion, depuis les minéraux jusqu'aux métaux purs et alliages spéciaux pour toutes les branches des constructions mécaniques, de la métallurgie et de l'industrie du bâtiment. Bien entendu, l'invention n'est nullement au mode de réalisation décrit et représenté 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 et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S REVEND I C T IONS 1. Un procédé d'élaboration de demi-produits par coulée continue, du type dans lequel une matière en fusion est admise à travers un dispositif de siphonage, dans une lingotière ou une coquille exécutant un mouvement rectiligne alternatif, et est soumise au cours de sa solidification, à l'action d'un champ magnétique mobile, ledit procédé étant caractérisé en ce que chaque portion de demi-produit mise en forme dans la lingotière ou coquille est déplacée périodiquement, dans le sens de son extraction pendant la course aller de la coquille, sur une longueur égale au pas de ladite course aller, et en ce que le demi-produit est maintenu dans cette position lors de la course retour de la lingotière ou coquille. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur prescrite du demi-produit à obtenir étant atteinte, on Imprime à celui-ci , un mouvement dans le sens de son extraction, à une vitesse dépassant la vitesse de mouvement de la lingotière ou coquille dans ce meme sens. 3. Les demi-produits ou ébauches caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé suivant l'une des revendications f et 2.