Brevet FR2526689A1 — publié le 19831118

La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareil pour la coulée continue ou semi-continue de lingots parallélépipédiques de métal; elle vise, plus particulièrement, un procédé qui permet de produire des lingots de section transversale rectangulaire en métaux légers, en particulier aluminium ou alliages à base d'alu- minium, avec une qualité régulièrement excellente - On connait de nombreux procédés de coulée conti nue ou semi-continue de lingots de métal, à partir de métaux tels que l'aluminium et les alliages à base d'aluminium. Un exemple caractéristique de ces procédés est décrit dans le brevet américain N O 2 983 972, dans lequel un mou- le de coulée, vertical et ouvert à sesextrémités, est fermé à son extrémité inférieure ouverte par une base de lingotière qui consti- tue initialement le fond du moule mais qui est abaissée lorsque le métal fondu est versé dans la cavité du moule par une buse ou une goulotte Comme la base est abaissée progressi- vement, une colonne de métal liquide contenue dans le moule, initialement refroidie par le contact avec la paroi interne du moule qui comporte une circulation de fluide réfrigérant (en général de l'eau) dans un passage ménagé à l'intérieur de cette paroi, est ensuite refroidie directement par une projection du fluide réfrigérant distribué à travers une fente de l'extrémité inférieure du moule, de sorte que la colonne de métal liquide est solidifiée, lorsqu'elle sort du moule Ainsi, le lingot solide désiré est formé et ex- trait du moule de façon continue. On a souvent constaté que la production continue de lingots de métal par ces procédés connus peut engendrer des lingots présentant divers types de défauts ou irrégula- rités de surface, appelés "liquations", "reprises", "col- lages" ou "soudures", etc L'apparition de ces défauts, qui ont des effets nuisibles sur les produits finis (obtenus par le traitement des lingots), doit être réduite autant que possible pratiquement. On a déjà observé que le développement des défauts de surface ci-dessus provient de la formation d'une mince couche d'enveloppe ou coquille de solidification dans le moule, qui résulte de son refroidissement initial par un fluide réfrigérant mis en circulation dans le moule pour refroidir la paroi interne A la suite de cette observa- tion, il a été suggéré, dans l'art antérieur, d'empêcher la formation d'une telle couche mince et faible de coquil- le de solidification, afin d'améliorer la qualité de sur- face des lingots Un de ces moyens d'élimination ou de di- flt minution des défauts de surface consiste -àutil-isr un _ procédé de coulée à masselotte chaude, comme décrit de façon spé- cifique dans le brevet américain N O 3 612 151, dans lequel un réservoir d'alimentation, thermiquement isolé, est ali- gné axialement avec un moule et la vitesse de coulée d'un métal est déterminée de façon à ce que la distance de con- duction en amant, mesurée à partir de la ligne de mouillage liquide du fluide de refroidissement sur la surface du lin- got, s'étende jusqu'à environ 25 mm du réservoir, afin d'éliminer sensiblement une couche mince d'enveloppe ou coquille de solidification formée à l'intérieur du moule et de conduire une opération de coulée de façon à ce que seulement un métal rigidement solidifié soit obtenu par refroidissement direct du métal liquide (refroidissement secondaire) au moyen du fluide de refroidissement sortant à la base du moule Un autre procédé de coulée, analogue au procédé à masselotte chaude ci-dessus, a été proposé, comme décrit dans le brevet américain N O 3 326 270, dans lequel une partie supérieure de la paroi du moule est recouverte d'une pièce tubulaire thermiquement isolante dont l'extrê- mité inférieure est située dans une position prédéterminée sur la paroi du moule, de manière à ce que le front de so- lidification sous l'effet du refroidissement secondaire (refroidissement direct) se trouve juste au-dessous de l'extrémité inférieure de la pièce d'isolation thermique. Bien qu'il soit admis que les moyens connus ci- dessus de limitation de la formation de défauts de surface à la surface des lingots s'appliquent effectivement à la production de lingots de section transversale circulaire, il est très difficile de les appliquer à la production de lingots de section transversale rectangulaire, avec une amélioration de qualité de surface comparable à celle qui est obtenue lorsque les lingots à produire sont de section circulaire Dans la coulée d'un lingot de section transver- sale rectangulaire ou carrée, le niveau ou ligne de solidi- fication par trempe directe ou refroidissement secondaire varie suivant la position à la périphérie du moule rectan- gulaire De façon plus spécifique, le niveau de solidifica- tion est plus haut aux angles des surfaces de la paroi inter- ne du moule que dans les parties centrales,entre les an- gles Par conséquent, un simple décalage du niveau de soli- dification, d'une quantité constante pour toutes les ré- gions du lingot, n'aboutit pas à l'élimination simultanée de la couche fragile faible, décrite plus haut, de l'enve- loppe de solidification dans le moule,pour toutes les par- ties du lingot qui sont adjacentes à la périphérie interne du moule Ainsi, la simple utilisation de pièces thermique- ment isolantes sur la paroi interne du moule ne permet pas d'obtenir d'amélioration sensible de la qualité de surface sur toute la périphérie du lingot. Considérant cela, l'un des inventeurs a proposé un procédé de coulée continue de lingots de métal, qui fait l'objet de la Demande de Brevet japonais TOKU-GAN-SHO no 51-91719 (publiée sous le N O 53-16323), dans lequel une pièce thermique- ment isolante appropriée,à extrémités ouvertes et de sec- tion transversale rectangulaire, est disposée de façon à être interposée entre une partie supérieure de la paroi interne du moule et la périphérie externe du métal fondu, tandis que des moyens de réglage de la conductivité thermi- que de la paroi du moule sont prévus d'autre part, afin d'éliminer la couche fragile faible, décrite plus haut, de l'enveloppe ou coquille de solidification La description de la demande de brevet précitée explique les raisons de la difficulté précédemment rencontrée dans la coulée de lin- gots à section rectangulaire, à savoir la différence de formation de l'enveloppe de solidification, entré la par- tie centrale de chaque face de la section rectangulaire du lingot et les régions d'angle à l'extrémité de chaque face La même description montre également que la diffi- culté ci-dessus est résolue favorablement par l'emploi d'une pièce thermiquement isolante dont les quatre faces comportent chacune une partie centrale qui se prolonge vers le bas de la paroi du moule. Toutefois, une analyse et des observations plus poussées du procédé de coulée de linaots de section rectan- gulaire, faites par les Inventeurs, ont montré que la pièce thermiquement isolante à profils d'extrémité inférieure améliorés, décrite ci-dessus, ne donne pas en- tière satisfaction pour obtenir des améliorations suffisan- tes de la qualité de surface et de la structure de peau des lingots,et qu'il existe encore des difficultés pour ob- tenir un fini de surface régulier sur toute la périphérie des lingots Il était donc nécessaire d'améliorer encore le procédé de coulée de lingots de section rectangulaire. Grâce à des recherches et à une étude approfon- dies, à partir de la situation ci-dessus, les In- venteurs ont constaté que les difficultés rencontrées dans l'art antérieur pouvaient être efficacement vaincues, à savoir qu'on peut couler un lingot de section transversale rectangulaire, avec une qualité de surface régulièrement bonne sur toute sa périphérie, par la mise en place et le dimensionnement appropriés d'une feuille thermiquement iso- lante qui est interposée entre une partie supérieure de chaque surface de paroi interne du moule et la périphérie externe du métal fondu Plus particulièrement, chacune des feuilles thermiquement isolantes, qui empêchent le con- tact direct du métal fondu versé dans le moule avec les surfaces de paroi sur les quatre faces du moule, est prévue de manière à ce que ses parties centrale et d'extrémités dans la direction horizontale, recouvrant les parties res- pectives centrale et d'extrémités (angles) de chaque face du moule rectangulaire, soient dimensionnées, ou que leurs profils d'extrémité inférieure soient déterminés, pour satisfaire à une relation prédéterminée en fonction des conditions de coulée et des propriétés spécifiques des métaux à couler, la partie centrale de la feuille étant prolongée vers le bas plus loin que les parties d'extrê- mité adjacentes et le profil rectiligne d'extrémité infé- rieure s'étendant horizontalement sur une distance prédé- terminée, à partir du centre de la face respective du moule vers les parties d'extrémité. La présente invention a pour objet un procédé et un appareil de coulée continue ou semi-continue qui permettent de produire des lingots de métal de section transversale rectangulaire, d'une qualité satisfaisante et régulière. L'invention vise également un procédé et un ap- pareil de coulée continue ou semi-continue d'un lingot de section transversale rectangulaire, à partir de métaux tels que l'aluminium et les alliages à base d'aluminium, les dits procédé et appareil améliorant efficacement le fini de surface et la structure de peau sur toute la périphérie du lingot coulé. Pour atteindre les buts ci-dessus, un procédé conforme à l'invention, pour la coulée continue ou semi- continue d'un lingot de section transversale rectangu- laire dans un moule vertical à refroidissement direct, ou- vert aux extrémités et comportant un passage de fluide réfrigérant, dans lequel un courant de réfrigérant est mis en circulation dans ledit passage et sort à la base du moule et dans lequel le métal fondu versé dans le moule est solidifié par application du courant sortant de fluide réfrigérant directement sur la surface périphérique du mé- tal qui émerge à la base du moule, est caractérisé en ce qu'il consiste: à empêcher un contact direct du métal fondu, versé dans le moule, avec une partie supérieure des pa- rois internes du moule et à régler le refroidissement du métal fondu par le courant de fluide réfrigérant en circula- tion dans le passage, par l'intermédiaire des parois in- ternes; ledit empêchement du contact direct et ledit réglage du refroidissement étant obtenus par interposi- tion de feuilles thermiquement isolantes entre la partie supérieure des parois internes du moule et la surface pé- riphérique du métal fondu versé dans le moule, les dites feuilles thermiquemient isolantes étant chacune dimension- nées pour satisfaire aux formules ci-après, de sorte que leur partie centrale se prolonge vers le bas du moule plus loin que leurs parties d'extrémités horizontales: 0,2 V + 0,2 4 V + 0,7 H 2 l V V L 1,2 T L 1 \ L 0,6 T dans lesquelles: V = vitesse de coulée (cm/s), H 1 = distance entre une extrémité inférieure de la paroi interne et une extrémité inférieure de la feuille thermi&auement isolante, mesurée dans la direction verticale du moule, dans la partie centrale de la feuille, sur chaque fa- ce du moule (cm), H 2 = distance entre l'extrémité inférieure de la paroi interne et l'extrémité inférieure de la feuille, mesurée dans la direction verticale du moule, à chaque angle du moule (cm), L = longueur de chaque grand côté du moule (cm), T = longueur de chaque petit côté du moule (cm), L 1 = longueur d'une partie centrale inférieure de la paroi interne, non recouverte par la feuille, sur chaque grand côté du moule, cette partie s'étendant horizontalement avec une hauteur H 1 de son centre vers son extrê- mité, sur des longueurs sensiblement égales (cm). Un appareil conforme à l'invention est caracté- risé en ce qu'il comporte des feuilles thermiquement iso- lantes qui recouvrent les parties supérieures de la paroi interne du moule vertical à extrémités ouvertes, lesdi- tes feuilles thermiquement isolantes étant dimensionnées de façon à satisfaire aux formules indiquées ci-dessus. Confornément au procédé et à l'appareil de l'invention mentionnés cidessus, les parties centrale et d'extrémité (angle) en direction horizontale de la feuille thermique- ment isolante recouvrant la partie supérieure de chaque face du moule sont déterminées en géométrie ou dimension en fonction de la vitesse spécifique de coulée et des autres conditions de coulée, de façon à ce que la forma- tion d'une couche mince d'enveloppe ou coquille de solidi- fication dans le moule soit effectivement limitée simulta- nément et également à la fois dans les régions centrale et d'extrémité du métal fondu en contact avec la partie cen- trale de chaque face du moule et avec ses régions d'angle. Par suite, cette couche de coquille de solidification est sensiblement supprimée En outre, l'agencement de la feuil- le, tel que la partie centrale prolongée vers le bas compor- te un profil d'extrémité inférieure s'étendant dans la di- rection horizontale du moule sur une distance déterminée, permet l'élimination effective de la coquille de solidifi- cation dans le moule sensiblement dans la direction des grands côtés du moule Les caractéristiques de la présente invention, décrites ci-dessus, permettent des opérations optimales, stables et économiques de coulée de lingots rec- tangulaires de différentes dimensions, dans différentes conditions de coulée, tout en procurant des surfaces lisses et régulières des lingots coulés. Les lingots rectangulaires obtenus par le pro- cédé et au moyen de l'appareil conformes à la présente in- vention ont une qualité de surface régulière sur toute leur périphérie et leur structure de peau est meilleure et plus fine, car une couche à gros grain de cristallisation (bande sub-superficielle), qui serait normalement présen- te dans la peau, apparait seulement dans la partie extrê- me de la peau Ainsi, la quantité de métal qui doit être enlevée par usinage, lorsque le lingot subit des opéra- tions ultérieures, est diminuée. De plus, le procédé et l'appareil de coulée conformes à la présente invention présentent l'avantage de réduire les coefficients de retrait du lingot, ce qui améliore sa précision dimensionnelle, et de diminuer la dimension des cellules de la structure dendritique dans la cou- che de peau, jusqu'à 50 mm environ de la surface. Outre les dispositions qui précèdent, l'inven- tion comprend encore d'autres dispositions, qui ressorti- ront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective schémati- que, avec coupe, illustrant une région d'angle, qui consti- tue un quart d'un moule vertical de coulée continue, à ex- trêmités ouvertes et refroidissement direct, et un lingot de métal solidifié, de section transversale rectangulaire correspondant à la région d'angle du moule; la figure 2 est une vue en perspective et en cou- pe, illustrant les feuilles thermiquement isolantes qui recouvrent des parties des surfaces de paroi interne du moule, conformément à l'invention; les figures 3 et 4 sont des photomacrographies, illustrant les macrostructures à travers l'épaisseur de ré- gions de peau de lingots rectangulaires obtenus, dans l' exemple 1, par un procédé suivant l'art antérieur et par un procédé conforme à l'invention, respectivement la figure 5 est un graphique illustrant la ré- partifion des dimensions des cellules des structures dendriti- ques cellulaires des lingots rectangulaires obtenus dans 1 ' exemple 1, par un procédé suivant l'art antérieur et par le procédé conforme à l'invention; et les figures 6 (a) et 6 (b) sont des graphiques mon- trant les variations du coefficient de retrait des parties haute et basse respectivement, mesuré le long des grands côtés du moule, pour les lingots rectangulaires obtenus, dans l'exemple 1, par un procédé suivant l'art antérieur et par le procédé conforme à l'invention. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de 1 ' invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. On se réfère d'abord à la figure 1, qui repré- sente schématiquement, en perspective et en coupe, une ré- gion d'angle qui constitue un quart d'un moule vertical 1 de coulée continue (ou semi-continue), à extrémités ouver- tes et refroidissement direct, et un lingot d'aluminium so- lidifié, de section transversale rectangulaire, obtenu par coulée d'un métal fondu 5 dans le moule 1 Le moule de coulée 1 à extrémités ouvertes, de section rectangulaire, est construit de façon à comporter à l'intérieur une cham- bre à eau 2 dans laquelle on fait circuler un courant d'eau servant de fluide de refroidissement L'eau de refroidisse- ment qui circule dans la chambre à eau 2 sort de cette der- nière par une fente 3 ménagée dans le bord intérieur, à w l'extrémité inférieure ouverte ou à la base du moule 1 Le métal fondu 5 est versé de façon continue dans une cavité interne 4, de forme rectangulaire, définie par les surfaces de paroi interne du moule 1, et le métal fondu 5 ainsi ver- sé est soumis à un refroidissement primaire en contact avec les surfaces de paroi interne du moule 1, de sorte qu'une mince enveloppe 6 ou coquille embryonnaire de solidifica- tion se forme dans le moule Le lingot de métal partielle- ment solidifié est extrait vers le bas, à l'extrémité in- férieure du moule 1, et il est par conséquent soumis à un refroidissement direct à l'eau (refroidissement secondai- re) par une projection de l'eau de refroidissement prove- nant de la fente 3 à la base du moule 1, de sorte qu'on ob- tient dans la zone de refroidissement direct,un métal soli- difié rigide 7 Le lingot complètement solidifié est sor- ti du moule 1, par le bas. Lors du refroidissement d'une telle pièce cou- lée ou lingot rectangulaire, pendant sa formation dans le moule 1 à extrémités ouvertes qui définit la cavité inter- ne rectangulaire 4, chaque région d'angle du métal coulé est refroidie plus que les parties intermédiaires entre les angles,d cns la phase de refroidissement secondaire di- rectement par l'eau de refroidissement sortant de la fente 3 Il en résulte que le métal solidifié 7 est plus grand aux angles que dans les parties intermédiaires, en dimen- sion mesurée dans la direction verticale du moule 1 ou du lingot Au contraire, l'effet de refroidissement primai- re, à travers les surfaces de paroi du moule 1, est plus petit dans la région des angles, de sorte que la dimension verticale, indiquée ci-dessus, de la coquille de solidi- fication 6 est plus petite aux angles que dans les parties intermédiaires. On se reporte maintenant à la figure 2, qui illus- tre des feuilles 8 thermiquement isolantes qui modifient l'effet de refroidissement du métal fondu à travers les surfaces de paroi interne du moule 1, par recouvrement des parties supérieures de ces surfaces de paroi conformément à l'invention Autrement dit, l'invention vise à donner aux feuilles 8 thermiquement isolantes des formes ou dimen- sions appropriées qui sont choisies, sur la base des don- nées obtenues au moyen de diverses expériences fondamenta- les et d'opérations effectives de coulée, de manière à sup- primer une différence dans la formation des coquilles de solidification, due aux conditions de refroidissement va- riables en différents endroits du moule 1, ou à obtenir des structures de solidification uniformes dans tout le lingot de métal coulé, et en même temps à limiter ou sen- siblement éliminer la formation de la coquille de solidi- fication 6, ainsi qu'à obtenir une meilleure surface ou structure de peau du lingot. Plus particulièrement, il est nécessaire que les dimensions des feuilles 8 thermiquement isolantes soient déterminées de manière à satisfaire aux formules (I), (II) et (III) ci-après: 0,2 V + 0,2 V 2 4 V + 0,7 V (II) (III) L 1,2 T dans lesquelles V = vitesse de coulée (cm/s), H 1 = distance entre une extrémité inférieure de la paroi interne et une extrémité inférieure de la feuille 8 thermiquement isolante, mesu- rée dans la direction verticale du moule 1, dans la partie centrale de la feuille 8, sur chaque face du moule 1 (cm), H 2 = distance entre l'extrémité inférieure de la paroi interne et l'extrémité inférieure de la feuille 8, mesurée dans la direction ver- ticale du moule 1, à chaque angle du moule 1 (cm), L = longueur de chaque grand côté du moule 1 (cm), T = longueur de chaque petit côté du moule 1 (cm), L 1 = longueur d'une partie centrale inférieure de la paroi interne, non recouverte par la feuil- le 8, sur chaque grand côté du moule 1, s'é- tendant horizontalement avec une hauteur H 1 t 2 de son centre à ses extrémités, sur des longueurs sensiblement égales (cm). * Avec les dimensions ci-dessus, déterminées con- formément aux formules ci-dessus, chacune des feuilles 8 a une forme telle que la dimension mesurée dans la direction verticale du moule 1 augmente des extrémités vers sa par- tie centrale, l'extrémité inférieure de la feuille 8 étant ain- si inclinée ou sensiblement conique vers le bas à partir des extrémités opposées de chaque côté du moule 1 En ou- tre, la partie centrale de la feuille 8 sur les grands cô- tés du moule 1 a une dimension verticale constante sur tou- te la longueur correspondant à L 1. Le recouvrement des surfaces de paroi interne du moule 1 par les feuilles 8 thermiquement isolantes dont les dimensions répondent aux formules ci-dessusper- met de réduire sensiblement la formation de défauts de surface, tels que liquations, reprises et autres, qui pourraient normale- ment apparaître, sur toutes les surfaces du lingot coulé solidifié On obtient ainsi un meilleur fini de surface, c'est-à-dire une coulée saine de métal fondu, sous forme d'un lingot solide présentant une surface lisse et de hau- te qualité Les feuilles 8 thermiquement isolantes contri- buent en outre à améliorer la structure de peau du lingot et à réduire la dimension des cellules de la structure dendriti- que et le coefficient de retrait. Les feuilles 8 thermiquement isolantes, qui re- couvrent une partie des surfaces de paroi interne du moule 1 pour empêcher le contact direct du métal fondu 5 avec les surfaces de paroi, sont normalement constituées par des fi bres d'alumine, des fibres de verre, des fibres de carbone, de l'amian- te, des plaques d'une composition amiante-silice vendue sous le nom de "Marinite", ou d'autres matières fibreuses minérà- les Ces feuilles ont en général une épaisseur comprise entre 0,5 et 10 mm Bien que les valeurs T, L et V, dans les formules précédentes, soient déterminées de façon ap- propriée en fonction des formes désirées de lingot et des conditions de coulée, ces valeurs sont choisies en prati- que à l'intérieur des limites suivantes, respectivement T = 300 à 700 mm, L = 500 à 1600 mm, V = 30 à 100 mm/mn. Bien entendu, T est inférieur à L. Bien qu'il soit préférable, pour faciliter la coupe de la feuille 8, que l'extrémité inférieure de la feuil- le 8, à ses deux extrémités dans la direction horizontale qui sont adjacentes aux angles du moule 1, soit conique vers le bas à partir des angles, comme représenté sur la figure 2, sur chacune des distances L 2 (distance de l'ex- trêmité de L 1 à l'angle),de manière à ce que la distance, mesurée verticalement, de la partie correspondante non re- couverte de la surface de paroi augmente linéairement vers l'angle, de H 1 à H 2, on peut donner à la feuille 8 une forme telle que les parties d'extrémité ci-dessus, sur les distances L 2, soient incurvées de façon appropriée à leur extrémité inférieure. De façon analogue à la feuille 8 placée sur les grands côtés du moule 1, la feuille 8 placée sur les pe- tits côtés comprend une partie de longueur T 1 qui corres- pond à la partie centrale de la surface de paroi interne non recouverte par la feuille, s'étendant horizontalement du centre du petit côté T, avec la largeur H 1, vers les angles, sensiblement sur les mêmes distances De préféren- ce, cette distance T 1 est choisie de manière à représen- ter sensiblement un tiers de la longueur T du petit côté. De préférence également, l'extrémité inférieure de la feuille 8, à ses parties d'extrémité dans la direction horizontale, est conique en direction du bas de façon convergente à partir des angles du moule 1, sur chacune des distances T 2, de façon à ce que la distance, mesurée verticalement, de la-partie correspondante non recouverte de la surface de paroi aug- mente linéairement vers l'angle, de H 1 à H 2 Cette disposi- tion de convergence des bords de la feuille 8 vers le bas, sur les petits côtés du moule 1, est particulièrement effi- cace lorsque la longueur T du petit côté n'est pas inférieu- re à 500 mmr environ, mais il est possible dans certains cas que les parties d'extrémité sur les distances T 2 soient incurvées, de façon appropriée, à leur extrémi- té inférieure, pourvu que les distances H 1 et H 2 soient choisies dans les limites des formules (I) et (II). En outre, la longueur L 2 de la partie non recou- verte de la surface de paroi sur le grand côté du moule 1 (dont la dimension verticale augmente vers l'angle, de i 11 à 112) est de préférence choisie de manière à représen- ter sensiblement la moitié de la longueur T du petit côté. Les exemples qui vont suivre permettront de mieux comprendre la présente invention Il est entendu toutefois qu'ils n'en limitent pas l'étendue. EXEMPLE 1 Des lingots rectangulaires en aluminium pur sont coulés de façon semi-continue, dans un moule vertical à refroidissement direct, ouvert aux extrémités, ayant des petits côtés (T) de 500 mm et des grands côtés (L) de 1080 mm Certains des lingots sont obtenus par un procédé de coulée usuel, dans lequel les surfaces de paroi interne du moule ne sont pas recouvertes d'une feuille thermique- ment isolante, et certains sont obtenus avec les surfaces de paroi recouvertes de feuilles thermiquement isolantes (comme-représenté sur la figure 2) ayant des dimensions et des formes conformes à la présente invention Les feuil- les thermiquement isolantes utilisées conformément à l'in- vention, sont constituées de fibres en céramique; elles ont une épaisseur de 3 mm et les dimensions suivantes: H 1 = 50 mm, H 2 = 70 mm, L 1 = 580 mm, L 2 = 250 mm, T 1 = T 2 -= 167 mm Chaque feuille est disposée sur la surface de paroi interne de façon à recouvrir une partie supérieure prédéterminée de la surface de paroi, les régions des ex- trêmités de la feuille en direction horizontale étant coni- ques en direction du bas, des extrémités vers la partie centra- le de la feuille, de sorte qu'un contact direct de l'alu- minium fondu versé dans le moule avec ladite partie supé- rieure de la surface de paroi interne est empêché Les o- pérations de coulée sont conduites à une vitesse de 55 mm/mn. La comparaison des lingots ainsi obtenus confor- mément à l'invention avec ceux qui sont obtenus de la ma- nière usuelle montre que les lingots de fabrication usuel- le présentent des liquations et des reprises sur toutes leurs surfaces et ont donc une baise qualité de surface. Par contre, les lingots obtenus conformément à l'inven- tion présentent des surfaces de coulée régulièrement lis- ses et de haute qualité, sans aucune trace de liquations, reprises et autres défauts de surface, à l'exception de petites rides inférieures à 3 mm qui sont inhérentes à un procédé de coulée à masselotte chaude. Les deux groupes de lingots ainsi obtenus, par le procédé suivant l'art antérieur et le procédé conforme à la présente invention respectivement, ont: des macro- structures à travers l'épaisseur de leurs régions de peau, telles que représentées sur les photomacrographies des figures 3 et 4, respectivement; des variations des dimensions des cel- lules des structures dendritiques cellulaires dans la direc- tion des petits côtés du moule, à partir de la surface du lingot vers son coeur ou centre, comme représenté sur la figure 5; et des variations du coefficient de retrait des régions de tête et de pied des lingots, mesuré le long des grands côtés du moule, comme représenté sur les figures 6 (a) et 6 (b), respectivement. Comme on le voit clairement sur les photomacro- graphies des figures 3 et 4, la peau ou structure de sur- face des lingots suivant l'art antérieur, illustrée par la figure 3, comporte une bande sub-superficielle de struc- ture grossière qui se trouve à 8-10 mm vers l'intérieur, à partir de la surface de coulée Par contre, la bande sub- superficielle des lingots conformes à l'invention possède une structure fine et se trouve très près de la surface de coulée, comme représenté sur la figure 4 Ainsi, les lin- gots suivant l'invention nécessitent seulement l'enlève- ment ou l'usinage d'une quantité réduite de métal, pour obtenir le fini de surface requis. Comme illustré clairement par la figure 5, les lingots obtenus suivant l'invention ont une structure den- dritiqoe cellulaire dont la dimension de cellules est extrê- mement réduite, dans une zone atteignant 50 mm environ de profondeur à partir de la surface, comparativement à celle des lingots usuels Un autre avantage des présents lingots, par rapport aux lingots usuels, est illustré par les gra- phiques 6 (a) et 6 (b) qui montrent que les lingots obtenus suivant l'invention ont des coefficients de retrait (%) inférieurs à ceux des lingots usuels, aussi bien dans leurs parties hautes que dans leurs parties basses. Un autre groupe de lingots est coulé, les feuil- les thermiquement isolantes (sur les grands côtés du mou- le) conformes à la présente invention étant remplacées par des feuilles thermiquement isolantes dont le profil de 1 ' extrémité inférieure est incurvé de manière à être simple- ment globalement convexe verticalement vers le bas (les dimensions H 1 et H 2 étant seulement maintenues à l'inté- rieur des limites indiquées plus haut) Ce groupe de lin- gots ainsi obtenu présente un certain nombre de gouttes et de reprises sur les surfaces des grands côtés, et par conséquent il permet difficilement d'obtenir une qualité de surface améliorée, c'est-à-dire des surfaces de coulée lisses et nettes sur toutes les faces du lingot Le déve- loppement partiel de gouttes et de reprises entraîne une irrégularité de qualité dans les directions circonféren- tielles Compte tenu de ces défauts de surface, on considè- re que les lingots de ce groupe, obtenus au moyen de feuil- les thermiquement isolantes non conformes à l'invention, sont de qualité équivalente ou légèrement supérieure à ceux qui sont obtenus par le procédé suivant l'art antérieur. EXEMPLE 2 Dans un autre cas, des lingots d'aluminium pur sont coulés de façon semicontinue dans un moule vertical à refroidissement direct, ouvert aux extrê- mités, dont les petits côtés (T) sont de 500 mm et les grands côtés (L) de 1230 mm Les parties supérieures des surfaces de paroi interne du moule sont recouvertes au moyen de feuilles thermiquement isolantes différentes, dont les dimensions sont spécifiées sur le tableau 1 ci- dessous Les opérations de coulée sont effectuées à une vitesse de 50 mm/mn. Les qualités de surface évaluées pour les diffé- rents lingots obtenus avec les différentes feuilles ther- miquement isolantes sont indiquées également sur le ta- bleau 1. TABLEAU 1 Dimensions des feuilles isolantes No H 1 (mm) H 2 (mm) L 1 (mm) Qualités de surface gots obtenus On trouve des reprises impor- tantes sur toute la partie cen- trale des grands côtés Le fini de surface est plus mauvais que celui qui est obtenu avec le 700 procédé classique On suppose que cela est dû à ce que la solidi- fication par refroidissement secondaire s'étend au-dessus de l'extrémité inférieure des feuilles isolantes. Des défauts de surface dûs à une contrainte sont constatés près des angles, sur les grands côtés Le fini de surface n'est 00 700 pas meilleur que celui qui est obtenu par le procédé classique, mais une amélioration est cons- tatée dans la partie centrale des grands côtés. 1 20 des lin- 2 50 1 On obtient une surface très 3 50 75 700 lisse et belle sur toute la surface, sur les grands côtés. TABLEAU 1 (suite) Dimensions des feuilles Qualités des surfaces des No isolantes lingots obtenus H 1 (mm) H 2 (mm) L 1 (mm) Des reprises semblables à cel- les du cas n'1 sont trouvées dans les régions situées vers 4 50 75 950 l'intérieur des angles, sur les grands côtés Les autres parties ont une assez belle qualité de surface. Des défauts de surface sembla- bles à ceux du cas N 02 sont 50 75 550 constatés dans les régions situées entre les angles et le centre, sur les grands côtés. Les évaluations indiquées dans le tableau 1 mon- trent clairement que l'utilisation de feuilles thermique- ment isolantes, dont les dimensions sont déterminées con- formément à la présente invention, permet d'obtenir des lingots qui ont une excellente qualité, avec un beau fini de surface. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre et de réalisation qui viennent d'être décrits de façon explicité; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée de la présente invention. Revendications 1 Procédé de coulée continue ou semi-continue d'un lingot de section transversale rectangulaire, au moyen d'un moule vertical ( 1) à refroidissement direct, ouvert aux extrémités et comportant un passage ( 2) de fluide de refroidissement, dans lequel un courant de fluide de refroi- dissement est mis en circulation à travers ledit passage et sort à la base ( 3) du moule et dans lequel le métal fondu ( 5) verse dans le moule est solidifié par ap- plication du courant sortant de fluide de refroidissement, directement sur la surface périphérique du métal qui émer- ge du moule à sa base, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à empêcher un contact direct du métal fondu ( 5) versé dans le moule ( 1) avec une partie supé- rieure des parois internes du moule et à régler le re- froidissement du métal fondu par le courant de fluide de re- froidissement qui circule dans le passage ( 2), à travers les dites parois internes, ledit empêchement de contact direct et ledit réglage du refroidissement étant obtenus par interposition de feuilles ( 8) thermiquement isolantes entre la partie supérieure des parois internes du moule et la surface périphérique du métal fondu versé dans le moule, lesdites feuilles Fthermiquement isolantes étant chacune dimensionnées de façon à satisfaire aux formules ci-après, de manière à ce qu'une partie centrale de cha- que feuille se prolonge, vers le bas du moule,plus loin que les régions des extrémités horizontales de la feuille 0,2 V + 0,2 V V L 1,2 T L L 0,6 T dans lesquelles V = vitesse de coulée (cm/s) H 1 = distance entre une extrémité inférieure de la paroi interne et une extrémité inférieu- re de la feuille-thermiquement isolante, me- surée dans la direction verticale du moule, dans la partie centrale de la feuille, sur chaque face du moule (cm), H 2 = distance entre l'extrémité inférieure de la paroi interne et l'extrémité inférieure de la feuille, mesurée dans la direction ver- ticale du moule, à chaque angle du moule (cm), L = longueur de chaque grand côté du moule (cm), T = longueur de chaque petit côté du moule (cm), L 1 = longueur d'une partie centrale inférieure de la paroi interne, non recouverte par la feuille, sur chaque grand côté du moule, cette partie s'étendant horizontalement avec une hauteur H 1 de son centre vers son extrê- mité, sur des longueurs sensiblement égales (cm). 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les régions des extrémités dans la direction horizon- tale de la feuille thermiquement isolante, sur chaque grand côté du moule, sont coniques en direction du bas du moule à leur extrémité inférieure,des angles vers les extrémités op- posées de la partie centrale inférieure de la paroi inter- ne, de manière à ce qu'une distance verticale entre l'ex- trêmité inférieure de la paroi interne et l'extrémité in- férieure des régions des extrémités horizontales de la feuille varie de H 2 à H 1. 3 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie centrale inférieure de la paroi interne, non recouverte par la feuille, sur chaque petit côté du moule, s'étend horizontalement, avec une hauteur H 1, de son centre aux extrémités opposées, sur des longueurs sen- siblement égales, la longueur totale de la dite partie cen- trale inférieure sur le petit côté étant sensiblement le tiers de la longueur T. 4 Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les régions des extrémités dans la direction hori- zontale de la feuille thermiquement isolante, sur chaque petit côté du moule, convergent vers le bas du moule à leur extrémité inférieure, des angles aux extrémités opposées de la partie centrale inférieure de la paroi in- terne, de manière à ce qu'une distance verticale entre 1 ' extrémité inférieure de la paroi interne et l'extrémité inférieure des régions d'extrémité horizontale de la feuille varie de H 2 à H 1. Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'une distance horizon- tale entre chacune des dites extrémités opposées de la partie centrale inférieure de la paroi interne, sur le petit côté, et chaque angle du moule, est sensiblement é- gale à la moitié de la longueur T. 6 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs T, L et V dans les formules sont res- pectivement de 300 mm à 700 mm, de 500 mm à 1 600 mm et de 30 mm/mn à 100 mm/mn. 7 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur T du petit côté n'est pas inférieure à 500 mm environ. 8 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la feuille thermiquement isolante a une épais- seur de l'ordre de 0,5 à 10 mm. 9 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le métal fondu est de l'aluminium fondu, ou un alliage fondu à base d'aluminium. Appareil pour la coulée continue ou semi-continue d'un lingot de section transversale rectangulaire, qui com- prend un moule vertical à refroidissement direct, ouvert aux extrémités, comportant quatre parois internes qui déli- mitent une cavité de moule de section transversale rectan- gulaire,ainsi qu'un passage de fluide de refroidissement 25266 89 partiellement défini par lesdites quatre parois internes, et des feuilles thermiquement isolantes qui recouvrent les parties supérieures des quatre parois internes res- pectivement, pour empêcher le métal fondu versé dans la cavité du moule de venir directement en contact avec les dites parties supérieures des parois internes et pour ré- gler le refroidissement du métal fondu versé dans le mou- le par un courant de fluide de refroidissement mis en circu- lation dans le dit passage, à travers les parois inter- nes, ledit appareil étant caractérisé en ce que les dimen- sions de chaque feuille thermiquement isolante sont déter- minées pour satisfaire aux formules ci-après, de manière à ce qu'une partie centrale de la feuille se prolonge vers le bas du moule, plus loin que les parties d'extrémités dans la direction horizontale de la feuille - 0,2 V + 0,2 H 2 4 4 V + 0,7 V V L 1,2 T K L, L 0,6 T dans lesquelles V = vitesse de coulée (cm/s) H 1 = distance entre une extrémité inférieure de la paroi interne et une extrémité inférieu- re de la feuille thermiquement isolante, mesurée dans la direction verticale du mou- le, dans la partie centrale de la feuille, sur chaque face du moule (cm), H 2 = distance entre l'extrémité inférieure de la paroi interne et l'extrémité inférieure de la feuille, mesurée dans la direction verticale du moule, à chaque angle du mou- le (cm), L = longueur de chaque grand côté du moule (cm), T = longueur de chaque petit côté du moule (cm), L 1 = longueur d'une partie centrale inférieure de la paroi interne, non recouverte par la feuille, sur chaque grand côté du moule, cette partie s'étendant horizontalement avec une hauteur H 1 de son centre vers son extrêmité, sur des longueurs sensiblement égales (cm).