Brevet FR2321356A1 — publié le 19770318

Ta présente invention a pour objet un dispositif pour l'élaboration de lingots creux par refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur. Elle peut être appliquée à l'élaboration de lingots à section ronde, carrée, rectangulaire ou d'autres formes. Actuellement, pour élaborer des lingots creux par refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, on utilise des dispositifs comprenant une coquille refroidie, un noyau engagé dans la cavité de la lingotière refroidie et destiné à former la cavité du lingot creux, et une plaque de fond refroidie, sur la surface plane de laquelle, au début du processus d'élaboration du lingot, on pose la coquille refroidie sur sa tranche inférieure, la plaque de fond obturant ainsi sa partie inférieure. Toutefois, au cours de l'élaboration du lingot creux, qui est exécutée avec déplacement relatif du lingot et de la coquille refroidie, au début de la refusion, quand la coquille refroidie se trouve sur la plaque de fond, le noyau est serré par le métal du lingot creax. Ceci s'explique par le fait que les premières portions de métal liquide arrivant sur la plaque de fond se solidifient intensivement et, au moment de leur retrait, le métal solidifié serre le noyau. Pour prévenir le serrage du noyau par le lingot lors du retrait du métal, au début de la refusion on procède à un déplacement accéléré du noyau ou de la plaque de fond par rapport à la coquille refroidie. Toutefois, par suite de la complexité du choix de la vitesse à laquelle doit être déplacée la coquille refroidie, la plaque de fond ou le noyau, on n'arrive pas toujours à prévenir le serrage du noyau par le lingot creux en cours d'élaboration. Si les vitesses de déplacement de la coquille refroidie ou de la plaque de fond sont faibles, le noyau peut être serré par le lingot creux en cours d'élaboration, et si ces vitesses de déplacement sont élevées, le métal liquide peut couler à travers l'écartement entre la tranche inférieure de la coquille refroidie et la plaque de fond. Les expériences et les recherches effectuées par les auteurs de la présente invention leur ont permis d'établir que le plus avantageux est de commencer l'élaboration du linogt creux soit avec la coquille refroidie et le noyau fixes par rapport à la plaque de fond, soit avec déplacement relatif de ees éléments à de très faibles vitesses. Dans ce cas, on assure un accrochage str du lingot creux à la plaque de fond, on obtient une solidification du métal liquide satisfaisant aux prescriptions de la méthode d' élaboration du lingot, et l'on exclut les percées du métal en fusion à travers ltécartement entre la tranche inférieure de la coquille et le noyau. Cependant, åusWu'à présent, une complication notable du processus d'élaboration des lingots est le serrage du noyau par le lingot en eours d'élaboration. Le but de l'invention est de supprimer les complications indiquées. Cri s'est donc proposé de créer un dispositif pour l'élaboration de lingots creux par refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, dans lequel la plaque de fond serait de conception telle qu'elle excluerait le serrage du noyau par le lingot creux en cours d'élaboration au début du processus d'élaboration, quand la plaque de fond reste fixe par rapport à la coquille refroidie et au noyau, ou bien se déplace lentement par rapport à ces éléments. La solution consiste en un dispositif pour l'élaboration de lingots creux par refusion d'électrodes sous laitier électro eonducteur, comprenant une plaque de fond sur laquelle est posée une coquille refroidie, et un noyau pour former une cavité dans le lingot à élaborer, ce noyau étant engagé dans la cavité de la coquille refroidie, dispositif dans lequel, d'après l'invention, la plaque de fond est réalisée avec au moins deux saillies disposées régulièrement sur sa surface active, ces saillies ayant la forme de dents dont l'épaisseur est égale à l'écartement entre la surface de la paroi intérieure de-la coquille refroidie et la surface de la paroi extérieure du noyau, entre lesquelles est moulé le lingot, la hauteur et la largeur de chacune desdites saillies étant comparables à son épaisseur. Ta présence desdites saillies sur la surface active de la plaque de fond permet de prévenir le serrage du noyau par le lingot creux en cours de formation. Cela résulte du fait que les saillies de la surface active de la plaque de fond fractionnent la partie inférieure du lingot creux en cours d'élaboration en portions dont le nombre est égal au nombre de saillies sur la surface active de la plaque de fond. le retrait de chacune des portions inférieures frontales du lingot s'effectue alors vers son centre géométrique, et non pas vers le centre géométrique du lingot creux en cours d' élaboration. De la sorte, le serrage du noyau par le lingot creux en cours d'élaboration est exclu durant l'élaboration du lingot jusqu une hauteur égale à celle des saillies sur la surface active de la plaque de fond, car au fur et à mesure que le lingot croit, l'action refroidissante de la plaque de fond s'affaiblit Quand le bain métallique s'approche des portions supérieures (faces) des saillies, on commence le déplacement de la plaque de fond ou de la coquille refroidie avec le noyau, et ensuite l'élaboration du lingot continue comme d'ordinaire. Le dispositif peut comporter sur sa plaque de fond des saillies dont la section longitudinale a la forme d'un trapèe ayant sa grande base du cSté de la plaque de fond. Une telle forme des saillies allège la séparation ultérieure du lingot creux élaboré d'avec la plaque de fond. Il est avantageux de réaliser dans la plaque de fond du dispositif des rainures pour la mise en place et la fixation de saillies remplaçables ou interchangeables. Etant donné que les saillies travaillent dans la zone des plus fortes contraintes et sont des éléments à usure rapide de la plaque de fond, une telle fixation permet leur remplacement commode sans remplacement de toute la plaque de fond. Si la plaque de fond du dispositif est rectangulaire, il est avantageux que lesdites saillies soient disposées sur elle symétriquement par rapport à son axe longitudinal et à son axe transversal. Ceci assure la symétrie des contraintes internes apparaissant dans la partie inférieure du lingot au cours de la solidification du métal, et simplifie la conception de la plaque de fond du dispositif. Pour expliquer l'invention, on décrit plus bas des exemples non limitatifs de réalisation du dispositif, avec références aux dessins annexés dans lequels : - la figure 1 représente un dispositif conforme à l'invention, avec une coquille refroidie, un noyau et une plaque de fond à section ronde (vue de dessus) ; - la figure 2 représente une coupe suivant Il-Il de la figure i ;; - la figure 3 représente une coupe suivant III-III de la figure 2 (on n1a représenté conventiellement qu'une seule saillie, réalisée d'une seule pièce avec la plaque de fond, montrée en partie) - la figure 4 représente les électrodes à refondre (en coupe) et un dispositif conforme à l'invention, avec une coquille refroidie, un noyau et une plaque de fond dotée de saillies à section rectangulaire, avec arrachement à un coin de la coquille ; - la figure 5 représente une coupe suivant V-V de la figure 4, avec arrachements. le dispositif faisant l'objet de l'invention comprend une coquille zefroidie 1 (figure 1) posée sur une plaque de fond 2 (figure 2) ayant des saillies 3 qui s'engagent dans la cavité 4 limitée par la surface de la paroi intérieure 5 de la coquille refroidie 1 et par la surface de la paroi extérieure 6 du noyau 7, lequel est engagé dans la coquille refroidie 7 et est destiné à former une cavité dans le lingot à élaborer. les saillies 3 (figure 3) peuvent avoir une section longitudinale en forme de trapèze, dont la grande base est du cté de la plaque de fond 2, et la petite base, en haut. Tia coquille refroidie 1 (figure 2) a une partie supérieure 8 élargie pour la création et le maintien du bain de laitier 9 et la fusion des électrodes 10 dans ce bain; La partie inférieure de la cavité 4 de la coquille refroidie 1 est de section plus petite que celle de la partie supérieure. Elle est destinée à retenir le bain de métal il se formant par suite de la fusion des électrodes 10, et qui, en se solidifiant, forme le lingot creux 12. Conformément à l'invention, le dispositif peut avoir, dans les différents exemples de réalisation, une plaque de fond 2 réalisée avec au moins deux saillies 3 (figure 3) et 3' (figures 4 et 5) sur sa surface active.Ces saillies ont la forme de dents, dont l'épaisseur (n) (figure 1) est égale à l'écartement entre la surface de la paroi intérieure 5 de la coquille refroidie i et la surface de la paroi extérieure 6 du noyau 7, entre lesquelles est mous; le lingot 12. La hauteur (h) (figure 3) et la largeur (m) (figure 1) de chaque saillie 3 sont comparables à son épaisseur (n). les saillies 3' (figures 4 et 5) peuvent etre remplaçables ou interchangeables. À cet effet, la plaque de fond 2' est dotée de rainures 13 pour la mise en place et la fixation des saillies 3'. le dispositif peut avoir une plaque de fond 2' rectangulaire sur laquelle les saillies 3' sont disposées symétriquement par rapport à son axe longitudinal et à son axe transversal. Le dispositif eonforme à l'invention foncttorire de la façon suivante. La coquille refroidie 1 (figure 1) et le noyau 7 sont placés sur la plaque de fond 2 (figure 2) de telle façon que les saillies 3 s'engagent dans ltécartement entre la paroi intérieure 5 de la coquille refroidie 1 et la paroi extérieure 6 du noyau 7, lesquelles forment la cavité 4 où sera élaboré le lingot 12. les électrodes 10 sont engagées dans la partie élargie 8 de la lingotière refroidie 1. On crée dans la coquillerefroidie 1 un bain de laitier 9 et l'on met sous tension les électrodes consommables 1Q. Au fur et à mesure que la chaleur se dégage dans le bain de laitier- 9, les électrodes 10 commencent à fondre. La coquille refroidie f et le noyau 7 restent alors immobiles par rapport à lakiaque de fond 2. Quand le bain de métal 9 atteint Qa face supérieure des saillies 3, on commence le déplacement de la coquille refroidie 1 et du noyau 7 en montée, ou bien de la plaque de fond 2 en descente, à la vitesse de croissance du lingot 12. Ensuite l'élaboration du lingot continue comme d ordinaire.. les essais du dispositif ont montré que, lors de l'élaboration d'un lingot creux, celui-ci ne serre pas le noyau pendant la solidification du métal au début de l'élaboration du lingot. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés 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. Dispositif pour l'élaboration de lingots creux par refusion d'électrodes sous laitier électroconducteur, du type comprenant une plaque de fond sur laquelle est disposée une coquille refroidie dans la cavité de laquelle est introduit un noyau pour former une cavité dans le lingot à élaborer, caractérisé en ce que la plaque de fond comporte au moins deux saillies disposées régulièrement sur sa surface de travail et ayant la forme de dents dont chacune est d1 épaisseur égale à l'écartement entre les deux surfaces destinées à mouler le lingot à obtenir, c'est-à-dire la surface de la paroi intérieure de la coquille refroidie et la surface de la paroi extérieure du noyau la hauteur et la largeur de chacune desdites saillies étant comparables à son épaisseur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en jaque les saillies ont une section longitudinale en forme de trapèze, dont la grande base est tournée vers la plaque de fond. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque de fond comporte des rainures dans lesquelles sont placées et fixées lesdites saillies, qui sont remplaçables ou interchangeables. 4. Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que, la plaque de fond étant rectangulaire, lesdites saillies sont disposées symétriquement par rapport à son axe longitudinal et à son axe transversal.