Brevet FR2213122A1 — publié le 19740802

La présente invention concerne les dispositifs pour l'élaboration, par refusion sous laitier électroconducteur, de lingots creux à section droite constante ou variable. On connaît un dispositif pour l'élaboration de lingots creux par refus ion sous laitier électroconducteur, comprenant une coquille refroidie pourvue d'une plaque de fond et d'un noyau pour former la cavité du flingot. Be dispositif comporte un porte-électrodes, auquel est fixée au moins une électrode à refondre. Lors de l'élaboration du lingot creux, les électrodes sont positionnées par rapport à l'axe longitudinal de la coquille. Dans ce dispositif, le noyau est fixé sur une tige qui est liée cinématiquement à une commande assurant le déplacement vertical du noyau. Dans le cas de l'élaboration de lingots de longueur importante allant jusqu'à 2 ou 7 m et comportant un trou de petit diamètre, de l'ordre de 100 à 150 mm, la tige sur laquelle le noyau est fixé en porte-à-faux à un faible diamètre, aussi sa rigidité est-elle insuffisante pour assurer le déplacement du noyau suivant une direction verticale rigoureusement rectiligne. Dans ce cas, la déviation du noyau par rapport à l'axe vertical de déplacement provoque l'apparition de différences d'épaisseur dans la paroi du lingot. Ces différences d'épaisseur peuvent atteindre 10 à 50 mm ou même plus. I1 est évident que de tels lingots ne conviennent pas à la fabrication des produits finis désirés. L'obtention de demi-produits (ébauches) creux et longs de haute qualité, et qui en section droite présentent une épaisseur de paroi constante, est un problème important exigeant une solution. Be but de l'invention est de supprimer les complications indiquées. Il s'agissait donc de créer un dispositif dont le noyau, grtce à la rectiligne de son déplacement, permettrait d'élaborer des lingots creux dont l'épaisseur de paroi serait constante en chacune de leurs sections droites. La solution consiste en un dispositif pour l'élaboration d'un lingot creux par refusion sous laitier électroconducteur. du type constitué par une coquille refroidie pourvue d'une plaque de fond et d'un noyau destiné à former la cavité du lingot et comportant une commande pour son déplacement vertical et par au moins une électrode à refondre fixée à un porte- électrodes et positionnée par rapport à l'axe longitudinal du lingot, ledit dispositif étant caractérisé, d'après l'invention, en ce que le noyau, comporte une allonge qui est assemblée rigidement à celui-ci et en est electriquement isolée, cette allonge étant munie de galets assurant le centrage du noyau suivant l'axe de la coquille et pourlesquels la surface tournée vers le noyau de l'électrode ou des électrodes à refondre sert de surface de guidage. Un tel dispositif permet d'obtenir des lingots creux cylindriques et coniques ayant une épaisseur de paroi prédéterminée. Ia surface de guidage commune à tous les galets de centrage peut être constituée par la surface intérieure d'une électrode à refondre unique de forme tubulaire, dans la cavité de laquelle ils sont engagés. L'utilisation d'une électrode à refondre tubulaire permet d'employer un porte-électrode de conception simple et d'obtenir un coefficient de remplissage . relativement élevé de la lingotière. 'la surface de guidage de chacun des galets de centrage peut aussi etre constituée par la partie tournée versle noyau de la surface latérale de chacune de plusieurs . barres-électrodes disposées suivant une circonférence coaxiale à la coquille et au noyau. Dans ce cas on peut utiliser des électrodes à refondre fabrication simple, sous forme de barres séparées. Pour une meilleure compréhension de l'invention, deux exemples non limitatifs de réalisation du dispositif sont décrits dans ce qui suit avec références aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente un dispositif conforte à l'invention, en coupe longitudinale suivant un plan vertical - la figure 2 représente une vue en coupe suivant II-II de figure 1; La figure 3 représente un dispositif suivant l'invention, comportant plusieurs électrodes à refondre (vue en plan). Be dispositif pour l'élaboration de lingots creux 1 (figures 1 et 2) par refusion sous laitier électroconducteur comprend une coquille 2 pourvue d'une plaque de fond annulaire 3 et d'un noyau 4 fixé sur la tige 5 d'une commande 6 assurant son déplacement vertical. L'électrode creuse à refondre 7 est fixée à un porte-électrode (non représenté sur le dessin). Be noyau 4 comporte une allonge supérieure 8 munie de galets 9 assurant son centrage suivant l'axe longitudianl de la coquille 2. L'allonge 8 est isolée électriquement du-nóyau 4 par un élément intercalaire 10 et est assemblée rigidement audit noyau. L'élément intercalaire 10 peut être en amiante, amianteciment, ou bien en tout autre isolant susceptible de résister à des températures de l'ordre de 100000. Si l'on utilise une seule électrode creuse 7, la surface de guidage commune à tous les galets de centrage 9 est la surface intérieure de cette électrode, dans la cavité de laquelle sont engagés les galets. Pans un autre exemple de réalisation du dispositif, de l'invention au lieu d'une seule électrode à refondre 7 on peut utiliser plusieurs barres-électrodes à refondre il (figure 3), disposées suivant une circonférence coaxiale au noyau 4. Dans ce cas, chacun des galets- de centrage 9 a sa propre surface de guidage, qui est constituée par la partie tournée vers le noyau 4 de la surface latérale de la barre-électrode 11 correspondante. les galets 9 ont une surface à profil concave, afin de mieux contacter la surface de guidage. Pour le déplacement du noyau 4, le dispositif peut être pourvu d'une commande 12 reliée à la partie supérieure du noyau 4,:au lieu de -- la commande inférieure 6 reliée à sa partie inférieure. Be dispositif de l'invention fonctionne de la façon suivante. Sur la plaque de fond annulaire refroidie 3 on pose la coquille refroidie 2. On introduit dans la coquille 2 une électrode à refondre 7 dè forme tubulaire ou plusieurs barres-électrodes à refondre 11 disposées autour du noyau 4 suivant une circonférence coaxiale à la coquiller 2 et au noyau 4. Par le bas, à travers l'alésage de la plaque de fond 5, on engage le noyau 4 fixé sur la tige 5 de la commande 6 assurant son déplacement vertical. Les galets de centrage 9 s'engagent alors dans la cavité de l'électrode à refondre 7. La surface intérieure de l'électrode tubulaire 7 sert de surface de guidage pour les galets 9. Si l'on utilise des barres-électrodes à refondre 11, la surface de guidage de chacun des galets de centrage 9 est la partie tournée vers le .noyau 4 de la surface latérale de la barre-électrode 11 correspondante, les barres-électrodes étant disposées suivant une circonférence coaxiale à la coquille 2 et au noyau 4. Etant donné que l'allonge 8 est isolée électriquement du noyau 4 par un élément intercalaire 10,.il ne se produit pas de court-circuit lorsque la tension électrique est appliquée au dispositif. L'électrode à refondre tubulaire 7 est positionnée coaxialement à la coquille 2, par conséquent le noyau 4 est lui aussi coaxial à la coquille 2, grâce aux galets de centrage 9, à l'allonge 8 et à l'assemblage rigide de celle-ci au noyau 4. Tout cela assure l'élaboration d'un lingot creux 1 à paroi d'épaisseur constante. Une fois le flux liquide 13, versé dans la coquille 2, le lingot 1 se forme par solidification du métal sous le bain de métal 14. Au fur et à mesure de sa fusion, l'électrode est soit déplacée de haut en bas si sa section droite est plus petite que celle du lingot 1, soit maintenue fixe en étant fixée à la coquille 2, si sa section droite est égale à celle du lingot à élaborer 1. Au fur et à mesure de la croissance du lingot 1 on se sert de la commande 6 cu 12 pour déplacer le noyau 4 de bas en haut à la vitesse de croissance du lingot 1. Grâce à la présence des galets de centrage 9, le noyau 4 ne peut se désaxer par rapport à la coquille 2. Lorsque la refusion est achevée, on fait remonter l'électrode 7 ( ou les électrodes 11) ainsi que le noyau 4, afin d'éviter le coincement de la partie inférieure du noyau 4 par le lingot 1 par suite du retrait de celui-ci lors de son refroidissement. Les essais effectués ont montré que le dispositif proposé permet d'élaborer des demi-produits (lingots) longs, creux, de haute qualité, à épaisseur de paroi prédéterminée, de forme cylindrique ou conique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'àtitre 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. R E V E N D I C A T 1 0 M 2 1. Dispositif lour l'élaboration d'un lingot creux p & refusion sous lant er électroconducteur, du type constitué par une coquille refroidie pourvue d'une laque de fond et d'un noyau destiné t Qcr.er la cavité du lingot et comportant une commande pour son déplacement vertical, et par au moins une électrode à refondre fixée à un porte-électrodes et positionnée par rapport à l'axè longitudinal du lingot, caractérisé en ce que le noyau comporte une allonge qui est assemblée rigidement à celui-ci et en est électriquement isolée, -cette allonge étant munie de galet destinés à centrer le noyau suivant l'axe de la coquille et pour lesquels a surface tournée ers le noyau de l'électrode ou des électrodes à refondre sert de surface de guidage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en cas d'utilisation d'une seule électrode, la surface assurant le guidage des galets de centrage est commune à tous ces derniers et est constituée par la surface intérieure de l'électrode à refondre qui a une forte tubulaire et, dans la cavité de laquelle sont engagés les galets. . Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en cas d'utilisation de plus d'une électrode, la surface assurant le guidage de chacun des galets de centrage est la partie tournée vers le noyau de la surface latérale de l'électrode correspondante, lesdites électrodes se présentant sous forme de barres disposées suivant une circonférence coaxiale à la coquille et au noyau.