Brevet FR2276119A1 — publié le 19760123

La présente invention concerne des procédés de production de brames et plus particulièrement des procédés de production de plusieurs brames par une technique de coulée en chute directe. D'application de la technique de refonte sous laitier pour produire des lingots est bien connue dans l'industrie métallurgique et ses avantages pour la production de métaux hautement alliés sont appréciés depuis longtemps. Ces lingots doivent être ultérieurement transformés en brames par une ou plusieurs des techniques connues de travail des métaux, par exemple ltébauchage, le laminage, le forgeage, etc. Après ce traitement, les brames résultantes doivent être meulées ou autrement finies en surface pour empêcher la formation de défauts lors du laminage ultérieur. Toutefois, ces techniques antérieures sont longues et conteuses. Il est connu de réaliser des objets façonnés creux en utilisant plusieurs électrodes ayant généralement une configuration correspondant à la section du produit à former, ctest-à-dire l'ou- verture du moule à remplir. Ces modes opératoires sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N0 3 687 188 et NO 3 683 997. Toutefois, aucun procédé de production d'une brame ou de plusieurs brames en une seule étape directement à partir de la masse fondue nta été mis au point avant la présente invention.Il est naturellement évident que la coulée continue d!un courant de métal dans un moule est connue depuis longtemps, mais ces techniques ne permettent pas d'obtenir l'affinage avantageux de la technique de refonte sous laitier. Jusqu'à présent, si lton désire produire une mince brame par refonte sous laitier, il faut former un lingot cylindrique classique par refonte sous laitier et le forger ou l'ébaucher en une brame. Par la technique de refonte sous laitier, il est également possible de produire un lingot de section rectangulaire et de le transformer en une brame par forgeage ou ébauchage. En variante, on peut produire une brame par forgeage d'une pièce coulée en continu telle qutune mince électrode de forme parfaitement rectiligne et er la traitant par refonte sous laitier.Toutefois, un tel mode opératoire est très comateux et long car il faut régler précisément les mouvements de ltélectrode pour ltempecher dSentrer en contact avec les côtés du moule et de se casser dans ce dernier de manière à provoquer une fissuration du moule. La présente invention concerne un procédé par lequel une brame peut être formée par fusion d'une charge métallique désirée et en la faisant passer sous forme de gouttes individuelles dans un laitier d'affinage et,de là, dans un ou plusieurs moules de brame, ce qui permet de réaliser d'importantes économies de temps et d'argent. De préférence, le procédé de 12 invention consiste à utiliser un moule refroidi relativement court divisé en deux parties, à savoir une première partie supérieure généralement en forme d'entonnoir pour recevoir les gouttelettes de métal en fusion à partir d'une source quelconque de métal fondu et une seconde partie ayant une forme correspondant à la section désirée de la brame, les deux parties étant reliées par une partie de transition inclinée ou en forme d'entonnoir, 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 qu'il s2 étende à travers la partie de transition de la seconde à la première partie, à faire tomber continuellement des gouttes de métal en fusion dans le laitier et à rassembler et refroidir le métal fondu provenant du laitier dans la seconde partie pour le solidifier, e t 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. La séparation peut être effectuée soit en tirant le fond et le métal solidifié hors d'un moule fixe, soit en déplaçant verticalement le moule à l'écart du fond.De préférence, la seconde partie comporte au moins deux parties secondaires rectangulaires espacées ayant chacune une forme correspondant à la section désirée de la brame et séparées par un diviseur se prolongeant dans la zone de transition et recouvert toujours par le laitier fondu, chacune des parties secondaires comportant un fond séparé et mobile de manière indépendante. lie diviseur est de préférence refroidi et comporte avantageusement un bord incliné ou effilé. les gouttes peuvent être formées en faisant passer le métal en fusion dans une ou plusieurs buses équipées d'une bobine électromagnétique afin de désagréger le courant en particules individuelles, ou par tout autre moyen connu. lie laitier est maintenu de préférence à l'état fondu par un chalumeau à plasma, une électrode infusible ou tout autre moyen. li'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un appareil destiné à la mise en oeuvre de l'invention la figure 2 est une coupe verticale de l'appareil représenté sur la figure 1 ; et la figure 3 est une coupe verticale d'une seconde forme de réalisation de l'invention. On va se référer maintenant aux dessins qui représentent un moule 10 en cuivre refroidi par eau comportant une partie supérieure 11 avec une ouverture 12 destinée à recevoir les gouttes 13 de métal en fusion, une partie inférieure 14 comportant un ou plusieurs canaux 15 ayant chacun une section correspondant à celle de la brame désirée et une partie de transition 16 ayant de préférence la forme d'un entonnoir reliant les parties supérieure Il et inférieure 14. Un diviseur 17 sépare les deux canaux 15 et présente un bord supérieur effilé 17a pénétrant dans la partie de transition 16. Un fond 18 est disposé dans chaque canal 15. Une électrode 20 est introduite dans l'ouverture 12 et est mise au contact du laitier fondu 19. Ce dernier peut être tout laitier commode et il peut autre obtenu par tout moyen classique, par exemple par fusion d'un laitier sec, par coulée en chute directe ou en source dans la partie de transition. Un courant électrique, soit alternatif, soit continu, passe d'une électrode réfractaire 20 à travers le laitier 19 jusqu'au fond 18 ou jusqu'à la paroi du moule. Ceci maintient le laitier à l'état fondu pour que les gouttelettes de métal puissent le traverser dans la partie de transition 16 pour entrer dans les canaux 15 où elles s'accumulent sous forme d'une masse liquide qui est solidifiée. Au fur et à mesure que le métal se solidifie, il se forme une brame 21 dans le canal 15 sur le fond 18 et celui-ci est ensuite tiré avec le métal solidifié à une vitesse telle que le laitier fondu couvre toujours la distance comprise entre les canaux 15 et la partie supérieure -11 du moule. Ceci représente une caractéristique importante de l'invention qui permet de réaliser avec succès le mode opératoire décrit dans le présent mémoire. lies gouttes 13 sont formées en faisant passer un mince jet de métal du bain 22 par des buses 23 entourées d'un dispositif électromagnétique 24 qui fractionne le jet métallique en gouttes 13. La production de brames relativement minces par le procédé décrit dans le présent mémoire non seulement permet de réaliser des économies importantes quant à la manutention du métal mais également d'obtenir des ramifications déndritiques plus rapprochées et,ainsi, une liquation moins importante que dans les lingots ordinaires. Ceci se traduit donc par des propriétés plus uniformes dans le métal. Dans la variante représentée sur la figure 3, un chalumeau 30 à plasma est monté au-dessus du moule et est dirigé vers la surface du laitier fondu pour maintenir celui-ci à l'état fondu à la place de 12 électrode 20. Fondamentalement, tous les éléments de cette forme de réalisation sont identiques à ceux des figures-i et 2 et sont désignés par les mêmes numéros de référence auxquels on a ajouté la lettre a. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit sans sortir du cadre de l'invent ion. REVENDICATIONS t. Procédé de production d'une brame plane relativement mince, caractérisé en ce qutil consiste à utiliser un moule métallique refroidi relativement court divisé en deux parties, une première partie ayant une forme destinée à recevoir des gouttes individuelles de métal en fusion 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, 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 qu'il s'étende à travers la partie de transition jusqu'à la première partie, à appliquer suffisamment de chaleur au laitier pour le faire fondre et le maintenir à l'état fondu pour qu'il remplisse la fonction d'affinage, à distribuer des gouttes de métal en fusion d'une source dans le laitier, à rassembler et refroidir les gouttes de métal dans la seconde partie pour les 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 partie de transition est en forme d'entonnoir. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde partie se compose d'au moins deux parties secondaires rectangulaires espacées ayant chacune une forme correspondant à la section désirée d'une brame et séparées par un diviseur pénétrant dans la partie de transition et toujours recouvert de laitier fondu, chaque partie secondaire rectangulaire contenant un tampon de départ ou fond mobile de manière indépendante. 6. 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. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que des électrodes réfractaires sont utilisées pour maintenir le laitier à l'état fondu.