Brevet FR2209626A1 — publié le 19740705

La présente invention concerne la métallurgie, notamment les procédés d'élaboration de lingots. On connatt largement un procédé d'élaboration de lingots, consistant à couler un métal liquide dans une lingotière ouvrante. Après formation d'une croûte solide à la surface du lingot, on enlève la lingotière et l'on engage sur le lingot, avec jeu, une gaine. Â la partie inférieure de la gaine sont montés des arroseurs pour le refroidissement par eau, et à la partie supérieure sont montés des brûleurs à injections La solidification orientée du lingot a lieu lors du déplacement de la gaine de bas en haut. Eoutefoi8, les lingots obtenus par le procédé indiqué ont une structure hétérogène (porosité axiale, ségrégation, etc...). En outre, pour mettre en oeuvre ce procédé connu, il faut utiliser deux dispositifs : un pour la fusion, l'autre pour la solidification du métal. l'inconvénient d'un tel procédé réside aussi dans la nòeosité d'utiliser des mécanismes supplémentaires pour l'ouverture de la lingotière. le but de l'invention est de supprimer les inconvénients énuaRrEa ci-Lessust Il s'agissait donc de créer un procédé d'élaboration de lingots, qui assurerait la solidification unidirectionnelle du métal liquide et permettrait d'obtenir des lingots à structure physiquement et chimiquement homogène, à cristaux orientés, doués de hautes caractéristiques mécaniques la solution consiste en un procédé d'élaboration de lingots, dans lequel un métal liquide est coulé portion par portion dans une capacité réceptrice où a lieu sa solidification orientée ascendante, procédé dans lequel, d'après l'invention, au fur et à mesure de la solidification des zones inférieures du métal, la température des zones sus-jacentes est maintenue en permanence à une valeur dépassant de 15 à 200C le point de fusion du métal0 Par solidification unidirectionnelle, on peut obtenir dee lingots à structure physiquement et chimiquement homogène, à cristaux orientés, doués de hautes caractéristiques mécaniques. Plus bas est décrit un exemple concret mais non limitatif de réalisation de l'invention, avec références au dessin unique annexé, qui représente un dispositif pour la réalisation du procédé faisant l'objet de l'invention (vue d'ensemble avec arrachement partiel). Pour élaborer le lingot on coule dans une capacité réceptrice chauffée 1, placée sur un socle 2, un métal liquide dont la température est de 15 à 200 plus élevée que son point de fusion. lorsque le volume de métal inférieur entre en contact avec le socle il lui cède ses calories et se solidifie. Pendant la coulée, dans les sones de métal sus-jacentes à la zone solidifiée, on maintient la température en permanence à une valeur dépassant de 15 à 200 le point de fusion du métal, à l'aide de la capacité réceptrice chauffée t, Après solidification de la zone inférieure du lingot 3, à l'aide d'un élévateur 4 entrstné par une commande 5, on fait monter la capacité réceptrice 1 jusqu'aux 3/4 de sa hauteur et lton coule encore une portion de métal liquide. Simultanément avec la mantée de la capacité réceptrice 1, un anneau gaufré 6 refroidi par eau et tonté à la partie inférieure de la capacité réceptrice i amine sur la partie mise à nu du lingot 3 en cours de solidification, un agent de refroidissement qui intensifie le refroidissement et la solidification du métal. Au fur et à mesure que la capacité réceptrice 1 se déplace par rapport au lingot 3 restant fixe sur le socle 2, une solidification orientée du métal a lieu. Lorsque le lingot élaboré aatteint la cote voulue, on coupe le chauffage de la capacité réceptrice 1, on fait monter cette capacité jusqu'à sa position haute et l'on enlève le lingot 3 de dessus le socle 2. Pour élaborer des lingots en métaux non ferreux, on charge dans la capacité réceptrice 1, les constttuants nécessaires, on branche le chauffage de la capacité réceptrice 1 et l'on fait fondre lesdits constituants. Ensuite on conduit les opérations suivant la séquence décrite plus haut, De la sorte, le procédé proposé permet d'élaborer des lingots de haute qualité, de fltimporte quel poids unitaire, pouvant être employés pour fabriquer des pièces subissant, en cours d'exploitation des sollicitations alternées complexes, le procédé proposé permet d'obtenir des lingots, qui par leur forme et leurs dimensions sont proches des ébauches forgées du type arbres etiotors de turbines, cylindres de laminage à froid et à chaud, etc... La coulée portion par portion permet d'élaborer, en quelques opérations des lingots d'un poids unitaire pouvant atteindre et meme dépasser 21 t. le procédé proposé permet d'élaborer des lingots à structure physiquement et chimiquement homogène, à cristaux orient6e, dont les caractéristiques mécaniques sontr de ce fait, de t5 à 20% plus hautes que celles des lingots ordinaires. En entre, le procédé proposé permet d'obtenir des lingots sans sans masselotte, ce qui se traduit par une économie e ta1' de de 15 à 40%. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée 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 suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'élaboration de lingots, du type dans lequel un métal liquide est coulé, portion par portion, dans une capacité réceptrice où a lieu sa soliEfication orientée ascendante, caractérisé en ce qu'au fur et à mesure de la solidification des zones inférieures du métal, la température des zones sus-jacentes est maintenue en permanence à une valeur dépassant de 158 200C le point de fusion du métal. 2.- Lingots,caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par le procédé suivant la revendication 1.