Brevet FR2276122A1 — publié le 19760123

La présente invention concerne des procédés de production de brames et plus particulièrement des procédés de production de brames multiples par la technique de refonte sous laitier. L'utilisation de la technique de refonte sous laitier pour produire des lingots est bien connue dans l'industrie métallurgique. De tels lingots doivent être ultérieurement remis sous forme de brames par une ou plusieurs des techniques connues de travail des métaux, par exemple par ébauchage, laminage, forgeage, etc. Après ce travail, les brames résultantes doivent entre meulées ou autrement traitées en surface pour empêcher la formation de défauts lors du laminage ultérieur.Toutefois, ces techniques antérieures prennent beaucoup de temps et sont cot- teuses. I1 est connu de réaliser des objets façonnés creux en utilisant plusieurs électrodes ayant une section généralement de moine configuration que celle du produit à réaliser, c'est-àdire ltouverture du moule à remplir. De tels modes opératoires sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 3 687 188 et NO 3 683 997. Toutefois, aucun procédé de production de plusieurs brames à partir d'une seule électrode de refonte sous laitier en une seule étape de fusion n'a été mis au point avant la présente invention.Jusqu'ici, si l'on désirait produire une mince brame par refonte sous laitier, il fallait former un lingot cylindrique classique par cette technique et le forger ou l'ébaucher en une brame. Bes techniques connues de refonte sous laitier permettent également de produire un lingot de section rectangulaire et de transformer celui-ci en une rame par forgeage ou ébauchage. En variante, il serait possible de produire une brame par forgeage ou coulée continue d'une mince électrode de forme parfaitement rectiligne et de la traiter par refonte sous laitier.Toutefois, un tel mode opératoire serait très comateux et très long car il serait nécessaire de régler précisément les mouvements de l'électrode pour ltempecher rentrer en contact avèc les cotés du moule et de se casser dans ce dernier, ce qui provoquerait une fissuration du moule. La présente invention concerne un procédé par lequel une rame peut entre produite par fusion d'une seule électrode dans un seul moule par refonte sous laitier, en permettant ainsi de réaliser des économies importantes de temps et d'argent. De préférence, le procédé de l'invention consiste à utiliser un moule refroidi relativement cours divisé en deux parties, à savoir une première partie supérieure ayant généralement la forme d'une électrode à refondre, mais suffisamment grande pour loger l'électrode sans qu'elle soit en contact électrique et une seconde partie ayant une forme correspondant à la section désirée de la brame, ces deux parties étant reliées par une partie de transition inclinée en forme d'entonnoir, à former un tampon de départ dans la seconde partie du moule à proximité de la partie de transition, à former un laitier en fusion sur le tampon de départ de manière qutil s'étende à travers la partie de transition de la seconde partie à la première, à immerger l'extrémité d'une électrode à refondre dans ledit laitier et à appliquer un courant électrique pour faire fondre ladite électrode, à recueillir et à refroidir le métal fondu de l'élec- trode dans 11 autre partie pour le solidifier et à séparer le tampon de départ et le métal solidifié de l'autre partie à une vitesse suffisante pour maintenir le laitier fondu dans la partie de transition. La séparation peut entre effectuée soit par traction du tampon de départ et du métal solidifié hors d'un moule fixe ou par déplacement vertical du moule à l'écart du tampon de départ et du métal solidifié.La seconde partie est de préférence en au moins deux parties secondaires rectangulaires espacées ayant chacune une forme correspondant à la section désirée d'une brame et étant séparées par un diviseur se prolongeant dans la zone de transition qui est toujours recouvert de laitier fondu, chaque partie secondaire comportant un tampon de départ séparé et mobile de manière indépendante. Be diviseur est de préférence refroidi et comporte avantageusement une forme inclinée ou en lame de couteau. La section de l'électrode est de préférence supérieure à la section de la seconde partie. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure I est une vue en perspective d'un appa reil destiné à la mise en oeuvre de l'invention la figure 2 est une coupe verticale de l'appareil de la figure 1 la figure 3 est une coupe verticale d'une deuxième forme de réalisation de l'invention la figure 4 est une coupe verticale d'une troisième forme de réalisation de l'invention ; et la figure 5 est une vue par-dessus dtune quatrième forme de réalisation de l'invention. On va se référer maintenant aux dessins qui repré sentent un moule 10 en cuivre refroidi par eau comportant une première partie supérieure Il avec une ouverture 12 dont la for me correspond à celle d'une électrode 13 à refondre, une seconde partie inférieure 14 comportant un ou plusieurs canaux 15 dont la section de chacun d'eux correspond à celle de la brame désirée, et une partie de transition 16 ayant la forme d'un entonnoir, reliée à la partie supérieure 11 et à la partie inférieure 14. Un diviseur-17 sépare les deux canaux 15 et présente un bord supérieur effilé 17a qui pénètre dans la partie de transition 16. Un tampon de départ 18 est prévu dans chaque canal 15. Une élec sarode 13 est introduite dans l'ouverture 12 et est mise aucon- tact d'un laitier fondu 20. Ce dernier peut entre tout laitier commode et il peut entre obtenu par tout moyen classique, c'est à-dire par fusion d'un laitier sec, par coulée en chute directe ou en source dans la partie de transition. Un courant électri que, soit alternatif, soit continu, passe de l'électrode 13 à travers le laitier au tarnpon de départ 18 ou à la paroi du moule. Ce courant provoque la fusion de l'extrémité de l'électrode 13 et la formation de gouttelettes de métal qui traverse le laitier 20 contenu dans la partie de transition 16 pour entrer dans les canaux 15 où elle staccumule sous forme d'une masse liquide qui est solidifiée. A mesure que le métal se solidifie, il se forme une brame 21 dans le canal 15 sur le tampon de départ 18 et celui-ci est ensuite tiré avec la brame à une vitesse telle que le laitier fondu 20 remplit toujours la partie séparant les canaux 15 de la partie supérieure 11 du moule. Ceci est une caractéristique importante de l'invention et permet d'exécuter l'opération mise en oeuvre selon l'invention. La production de rames relativement minces par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention non seulement permet de réaliser des économies en ce qui concerne la manutention du métal, mais également d'obtenir des ramifications dendritiques plus rapprochées et ainsi une liquation moins importante que dans les lingots ordinaires. Ceci se traduit en outre par des propriétés plus uniformes dans le métal. Dans la variante représentée sur la figure 3, une électrode 13a est fondue précisément de la meme manière qu'on le décrit plus haut dans un moule comportant un seul canal 25 au lieu de plusieurs. Fondamentalement, tous les éléments de cette forme de réalisatiai sont identiques à ceux des figures 1 et 2 et sont désignés par les mimes numéros de référence auxquels on rajouté la lettre a. La forme de réalisation de la figure 4 est essen tiellement identique à celle représentée sur les figures 1 et 2 et les mimes éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence auxquels on a ajouté la lettre b. La différence entre la figure 4 et la figure 1 réside dans le fait que les canaux 30, 31 et 32 de formation des rames sont de dimensions différentes les uns par rapport aux autres, le canal 32 étant plus grand que les canaux 30 et 31. La figure 5 représènte une vue par-dessus d'un moule destiné à la coulée de rames 35 en cornière. Be moule est réalisé de la meme manière que celui des figures 1 et 2, à l'excep- tion de la forme des canaux 36 dans lesquels les rames 35 en cornière sont produites. Ces éléments sont désignés par les mêmes numéros de référence auxquels on a ajouté la lettre c. il va dc soi que de nombreuses modifications peuvent btrc apportées au procédé décrit sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de production de brames relativement minces par refonte sous laitier, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un moule métallique refroidi relativement court divisé en deux parties, à savoir une première partie ayant généralement la forme d'une électrode à refondre, mais étant suffisamment grande pour loger ladite électrode sans qu'elle soit en contact électrique et une seconde partie dont la forme correspond à la section désirée de la brame, ces deux parties étant reliées par une partie de transition, à disposer un fond dans la seconde partie du moule à proximité de la partie de transition, à former un laitier fondu sur le fond de manière quril s'étende à travers la partie de transition jusqutà la première partie, à immerger l'extrémité d'une électrode à refondre dans le laitier et à appliquer un courant électrique pour la faire fondre, à recueillir et refroidir le métal fondu de l'électrode dans la seconde partie pour le solidifier et à séparer le fond et le métal solidifié de la seconde partie à une vitesse suffisante pour maintenir le laitier fondu dans la partie de transition. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fond est mobile par rapport au moule avec le métal solidifié. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moule est mobile par rapport au fond. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde partie se compose d'au moins deux parties rectangulaires espacées ayant chacune une forme correspondant à la section désirée de la brame et séparées par un diviseur pénétrant dans la partie de transition et toujours recouvert par le laitier fondu, chaque partie rectangulaire renfermant un tampon de départ mobile de manière indépendante. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diviseur est refroidi par eau et présente un bord effilé qui pénètre dans le laitier fondu. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de l'électrode est supérieure à celle de la seconde partie. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de transition est en forme d'entonnoir.