Brevet FR2579119A1 — publié le 19860926

MOULE DESTINE A L'O3TENTtON DE T INGOS :)'A' ç La présente invention est relative à un moule destiné à l'obtention de lingots d'aluminium de masse comprise entre 100 et 1500 kg. L'aluminium en fusion issu des cellules d'électrolyse lorsqu'il n'est pas utilisé immédiatement sur le site est généralement coulé dans des moules métalliques pour former des lingots de masse comprise entre 10û et 1500 kg encore appelés sows" par les fondeurs. Ces sows sont expédiés vers les lieux d'utilisation où ils sont refondus dans des fours pour subir différents traitements de purification et d'élaboration d'alliages avant d'être coulés à nouveau puis transformés en semi-produits tels que plaques, billettes, bandes. tôles. fils, etc... L'homme de l'art sait que le passage de l'aluminium de l'état liquide à l'état solide s'accompagne d'une contraction de 6 à 7 % en volume. Lorsque une masse d'aluminium fondu est coulée dans un moule. la solidification commence d'abord par les parties du métal qui sont en contact avec le moule. puis une croûte se dévelcppe à la surface libre du métal. de sorte que le centre de la masse encore liquide se trouve emprisonné dans une carapace solide. plus ou moins rigide. Quand cette masse centrale se solidifie. elle donne alors lieu sous l'effet de la contraction qui l'accompagne à la formation de cavités appelées retassures. Suivant la rigidité de la croûte supérieure. ces cavités pourront être fermées ou au contraire communiquer avec l'atmosphère par l'intermédiaire de fissures plus ou moins visibles à la surface du lingot. Dans ce dernier cas, les retassures peuvent alors se remplir avec une fraction de l'eau ayant servi au refroidissement des lingots ou également avec de l'eau de pluie lorsqu'ils sont stockés dans un lieu à la merci des intempéries. On connaît la très forte affinité chimique de l'aluminium liquide pour liteau et les réactions explosives qu'elle provoque à son contact et qui sont dues à la formation d'hydrogène. C'est pcurquci lorsque des sows présentant des retassures remplies d'eau servent à alimenter des fours de refusion. garnis d'un pied de métal liquide, il peuvent constituer un très grave danger pour le personnel d'exploitation. Pour éviter tout risque, il est courant de procéder, avant toute refusion. à un rschauffage des sows à une température supérieure à 1000C de façon à vaporiser cette eau. Mais ceci nécessite des fours spéciaux dont l'installation grève les frais d'investissement des ateliers et dont le fonctionnement nécessite des heures de main-d'oeuvre et d'entretien également onéreuses. La demanderesse, consciente des problèmes de sécurité posés par la refusion des sows et soucieuse d'effectuer cette opération dans les meilleures conditions économiques qui soient, a mis au point un moule qui permet d'obtenir des sows ne présentant aucune retassure et ne nécessitant donc lors de leur refusion aucune précaution spéciale. ni traitement particulier de réchauffage. Ce moule de forme parallélipipédique est caractérisé en ce que le rapport de sa longueur utile sur sa hauteur utile est compris entre 5 et 12. Cette caractéristique résulte du fait qu'on s'est aperçu que pour supprimer les retassures, il fallait augmenter la surface de la croûte solide qui se forme à la partie supérieure du sow de sorte qu'elle reste suffisamment mince pour s'affaisser sous l'action de la pression atmosphérique. On a montré que le paramètre déterminant n'est pas la masse totale de métal mise en oeuvre, mais le rapport largeur sur hauteur du volume formé par cette masse. Ceci va à l'encontre de certains préjugés suivant lesquels on augmente les retassures en agrandissant la surface du sow. On a ainsi été amené à concevoir des moules dans lesquels le métal occupe une largeur utile sur une hauteur utile supérieure à une valeur critique. Cette valeur a été déterminée expérimentalement et se situe au voisinage de 5. Endessous de cette valeur. la croûte solide formée est trop résistante pour s affaisser et les retassures subsistent après solidification. Pour toute valeur supérieure à 5, plus aucune retassure n'est détectée. Toutefois. pour des raisons pratiques. on ne peut augmenter indéfiniment la largeur des sows; en effet, se poseraient alors à la fois des problèmes de coûts élevés de fabrication de moules de grandes dimensions et de difficultés d'alimentation des fours de refusion avec des sows de dimensions supérieures à celles des ouvertures dont ils sont généralement équipés. Ces moules sont constitués par des matériaux classiques tels que fonte GS ou acier par exemple et ont une capacité permettant d'obtenir des sows d'une masse de 5CO à 1000 kg, mais on peut étendre leur utilisation à des sows dont la masse se situe dans une fourchette comprise entre 130 et lus00 kg. lls sont de forme parallélipipédique de section horizontale généralement carrée ou rectangulaire et peuvent présenter des fonds de forme qui convient à leur manipulation par l'intermédiaire des fourches de chariots élévateurs. Zla figure jointe à la présente demande permet d'illustrer la présente invention. On y voit en coupe verticale un moule (1) en fonte GS d'épaisseur e - 50 mm, de section horizontale carrée, de côté utile 1 1100 mm, de hauteur utile au centre h - 160 mm, soit un rapport lXh voisin de 7 dans lequel a été coulé un sow (2) d'aluminium de 500 kg environ. Ce moule possède un fond qui présente à sa périphérie un décrochement vers le haut afin de permettre le passage des fourches (3). Plusieurs dizaines de sows coulés dans ce type de moule, puis coupés en deuz suivant un plan vertical, n'ont révélé aucune trace de retassure. REVENDICATION Moule destiné à la coulée de lingots d'aluminium de masse comprise entre i0u et 1500 kg de forme parallélipipédique, caractérisé en ce que le rapport de sa largeur utile sur sa hauteur utile est compris entre 5 et 10.