Brevet FR2680990A1 — publié le 19930312

Cette invention se rapporte à un procédé de coulée continue horizontale et à son dispositif, en particulier à un procédé de coulée continue horizontale et à son dispositif permettant de couler un alliage de cuivre. La figure 5 est une vue en coupe montrant un dispositif conventionnel pour la coulée horizontale continue d'un alliage de cuivre Sur la figure 5, le chiffre de référence 1 désigne un four réservoir de chaleur, 2 est l'acier fondu stocké dans le four réservoir de chaleur 1, 3 est une unité chauffante qui est formée dans le four réservoir de chaleur 1, 4 est un réchauffeur électrique pour conservation de la chaleur produite dans l'unité chauffante 3, 5 est un moule en graphite qui est prévu sur la face latérale du four 1 en direction horizontale, 6 est un espace de moulage qui est formé dans le moule en graphite 5 pour y couler un bloc 7 par passage du métal fondu 2 à travers lui et 8 est une chemise d'eau prévue autour du moule en graphite 5 de façon à couvrir sa portion périphérique. Dans le dispositif conventionnel pour la coulée continue horizontale construit comme ci-dessus, l'entrée 9 pour le métal fondu dans le moule en graphite 5 est à un état ouvert Le métal fondu 2, stocké dans le four 1, entre dans l'espace de coulée 6 du moule en graphite 5 par l'entrée 9 du métal fondu et le bloc coulé 7 est moulé par refroidissement du métal fondu 2 par de l'eau de refroidissement qui passe dans la chemise d'eau 8 La coulée en continu est accomplie en extrayant le bloc 7 en direction horizontale Dans le four 1, le métal fondu 2 est maintenu à une température constante par mise en marche ou arrêt ou bien répétition de la commutation d'une quantité de fourniture d'électricité pour le réchauffeur électrique 4 pour la conservation de la chaleur. Dans le cas d'une méthode de coulée en continu en sens vertical, la coulée est accomplie en un écoulement vers le bas Par conséquent, on connaît un procédé dans lequel une portion résistant à l'écoulement est prévue à une tuyère de coulée qui relie un avant creuset et un moule pour empêcher de prélever des inclusions non métalliques comme des poudres de coulée, et diminuer ainsi le débit, vers le bas, du métal fondu en accélérant la séparation par flottement des inclusions non métalliques (voir par exemple publication de brevet au Japon avant examen No 130456/1985) Dans le procédé de coulée en continu du type horizontal, comme les inclusions non métalliques flottent vers le haut à la surface du métal fondu 2 dans le four 1, comme le montre la figure 5, cela n'a pas à être considéré. Cependant, dans le procédé conventionnel de coulée en continu du type horizontal ainsi que le dispositif que l'on a indiqué ci-dessus, comme le métal 2 2680990 fondu 2 dans le four 1 est maintenu à une température constante par mise en marche et arrêt ou commutation de la quantité d'électricité fournie par le réchauffeur électrique 4, il y a toujours une convexion dans le métal fondu 2 et il y a une variation considérable de température dans le métal fondu juste avant la solidification de la pièce coulée dans le moule en graphite 5 En conséquence, un effort thermique est produit par la distribution non uniforme de la température dans le bloc coulé pendant la coulée, et cela provoque des fissures ou bien une rupture (rupture du bloc coulé) du fait de sa résistance insuffisante à la déformation par rapport à un changement de résistance pendant l'extraction. La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes conventionnels ci-dessus Elle a pour objet de procurer un procédé de coulée en continu du type horizontal ainsi que son dispositif permettant de prévenir la variation de température et la distribution non uniforme de température dans le métal fondu se trouvant dans le moule, pour ainsi empêcher la production de fissures et d'une rupture. Selon un premier aspect de la présente invention, on prévoit un procédé pour la coulée en continu du type horizontal qui comprend les étapes de: maintenir un métal fondu stocké dans un four conservant la chaleur à une température constante en chauffant le métal fondu par une source chauffante, introduire le métal fondu dans le four dans un moule par passage du métal fondu à travers une porte faite d'un matériau réfractaire; et faire passer le métal fondu à travers un espace de coulée dans la direction horizontale, pour ainsi couler un bloc. Selon un deuxième aspect de la présente invention, on prévoit le procédé de coulée en continu du type horizontal ci-dessus dans lequel la porte est faite en graphite ou en céramique. Selon un troisième aspect de la présente invention, on prévoit le procédé de coulée en continu du type horizontal selon le premier aspect ci-dessus ou bien le deuxième aspect ci-dessus o la porte est pourvue d'un certain nombre de trous ou de fentes. Selon un quatrième aspect de la présente invention, on prévoit un dispositif pour la coulée en continu du type horizontal, comprenant: un four conservant la chaleur pour stocker un métal fondu, une source chauffante pour chauffer le métal fondu stocké dans le four, un moule connecté à une face latérale du four conservant la chaleur afin d'introduire le métal fondu du four et de faire psser le métal fondu à travers un espace de coulée en direction horizontale pour ainsi couler un bloc; et une porte faite d'un réfractaire qui est prévue d'un côté du moule, pour l'introduction du métal fondu. Dans le procédé pour la coulée en continu du type horizontal ainsi que le dispositif selon la présente invention, le métal fondu est stocké dans le four, dont la température est maintenue à une valeur constante en le chauffant par une source chauffante Le métal fondu dans le four est introduit dans le moule par la porte Le bloc coulé est produit par passage du métal fondu à travers l'espace de coulée en direction horizontale. Quand le métal fondu traverse la porte, cela empêche sa variation de température et sa distribution non uniforme de température, grâce à l'action de redressement de la porte Par ce moyen, la distribution de température du bloc coulé pendant la coulée devient uniforme et il n'y a pas d'effort thermique En conséquence, les fissures ne se produisent pas et la rupture lors de l'extraction n'existe pas, ce qui permet d'obtenir un bloc coulé ayant une qualité uniformément bonne. En utilisant une porte faite de graphite ou de céramique, le métal fondu ne peut pas l'endommage et l'action de redressement se maintient pendant une longue période de temps Par ailleurs, en prévoyant, uniformément dans la porte, des trous ou fentes, l'action de redressement peut être uniformément accompli. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre dexemple illustrant plusieurs modes de réalisations de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe faite à travers un mode de réalisation d'un dispositif pour la coulée en continu du type horizontal; la figure 2 est une vue en perspective d'une porte d'un mode de réalisation; la figure 3 est une vue en perspective d'une porte d'un autre mode de réalisation; la figure 4 est un graphique montrant le résultat d'un test; et la figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif conventionnel pour la coulée en continu du type horizontal. La figure 1 est une vue en coupe montrant un mode de réalisation d'un dispositif pour la coulée en continu du type horizontal, destiné à des alliages de cuivre Les figures 2 et 3 sont des vues en perspective montrant respectivement les portes de modes de réalisation de cette invention Sur les figures 1, 2 et 3, la même notation que sur la figure 5 désigne des portions identiques ou correspondantes. Sur la figure 1, le four 1 et le moule en graphite 5 sont construits d'une manière presque similaire à ceux de l'exemple conventionnel Cependant, une porte 11 fait en un réfractaire est prévue dans une portion de paroi latérale du four 1 du côté de l'entrée du métal fondu 9 vers le moule en graphite 5 Dans la porte 11, sont prévus un grand nombre de trous circulaires (trous traversants) 12 comme sur la figure 2 ou bien un grand nombre de fentes 13 comme sur la figure 3, respectivement, en des portions correspondant aux espaces de coulée 6. Le reste de la construction est identique à celui de la figure 5. Dans le procédé de coulée par le dispositif pour la coulée en continu du type horizontal ci-dessus, on stocke d'abord le métal fondu 2 dans le four 1, et la température du métal fondu 2 est maintenue à une valeur constante par mise en marche ou arrêt ou par commutation de la quantité d'électricité fournie par le réchauffeur électrique 4 pour la conservation de la chaleur Par ailleurs, le métal fondu 2 dans le four 1 est redressé, dans son écoulement, par passage à travers la porte 11 avant son introduction dans l'espace de coulée 6 du moule en graphite De cette manière, le métal fondu 2 dont l'écoulement est redessé, traverse l'espace de coulée 6 en direction horizontale et il est refroidi par la chemise d'eau 8 pour ainsi produire le bloc 7 Par extraction du bloc formé 7 en direction horizontale, le métal fondu 2 dans le four 1 est introduit dans l'espace de coulée 6 par la porte 11 pour ainsi accomplir la coulée en continu. Le métal fondu 2 dans le four 1 subit l'action de redressement par passage à travers les trous 12 ou les fentes 13 de la porte 11 En conséquence, la variation de température du métal fondu 2 qui s'écoule dans l'espace de coulée 6 n'existe plus et la distribution de température devient uniforme même si le métal fondu 2 dans le four 1 subit une convexion De cette manière, la distribution de température du bloc coulé 7, pendant la coulée, devient uniforme et il n'y a ni fissure ni rupture dans le bloc 7. Une explication sera donnée ci-dessous en se référant à des exemples de test. La coulée horizontale en continu d'un alliage de cuivre formé de 2 % en poids de Ni, le reste étant du cuivre, est accomplie par le dispositif pour la 2680990 coulée en continu du type horizontal qui est montré aux figures 1, 2 et 3 La taille de la section du bloc coulé 7 est de l Smm x 450 mm et la vitesse de coulée est de 110 mm/mn Le Tableau montre la quantité coulée jusqu'à la rupture (tonne), la qualité du bloc coulé et la qualité d'un produit laminé sur une épaisseur de 0,25 mnm, comprenant les cas o la coulée est accomplie en utilisant la porte 11 comme cela est spécifié au Tableau qui suit. TABLEAU Test Porte Quantité Qualité Qualité Remarques N coulée bloc produit jusqu'à coulé (e= 0,25 mm) rupture (tonnes) 1 Non 3,2 Fissures fines fissures méthode pièces dispersées conven- coulées tionnelle 2 Non 1,8 fissures impossible à méthode pièces produire conven- coulées tionnelle 3 Non 3,5 fissures fines fissures méthode pièces dispersées conven- coulées tionnelle 4 Epaisseur: > 10 bonne trois fines méthode mm,graphite, fissures invention trou O 4 mm; épaisseur: À 10 bonne bonne méthode mm, graphite, invention trou O 3 mm; 6 épaisseur: 8,5 bonne bonne méthode mm, graphite, invention fente 3 x 10 mm; 20 7 épaisseur: > 10 bonne bonne méthode mm, graphite invention trou, O 3 mm; divisé en deux Selon les résultats du Tableau, on observe une amélioration considérable de la qualité du bloc coulé ainsi que de la rupture en utilisant la porte 11. La figure 4 montre le résultat de la mesure de la température du moule en graphite 5 par rapport aux tests No 2 et No 4 L'emplacement de la mesure est en une portion de la paroi centrale supérieure en largeur et au milieu en épaisseur, à 50 mm de l'entrée 9 du métal fondu dans le moule en graphite 5. Selon les résultats de la figure 4, on trouve que la variation de température juste après solidification du bloc coulé est considérablement diminuée en prévoyant la porte 11 et que la température devient constante. Par ailleurs, en utilisant la porte 11 faite en graphite ou en céramique, il n'y a aucune dégradation due au métal fondu et l'action de redressement peut être maintenue pendant longtemps En particulier, on préfère le graphite. Cependant, la porte 11 faite d'autres réfractaires peut être utilisée En prévoyant des trous 12 ou des fentes 13 dans la porte 11, l'action de redressement peut être accomplie uniformément La forme, l'agencement ou analogue, ne sont pas restreints à ceux qui sont illustrés Par exemple, on peut utiliser une forme de maille La porte 11 peut être un corps en une pièce, plusieurs corps divisés ou bien un corps intégré de plusieurs sortes. Selon le procédé de coulée en continu du type horizontal et le dispositif de la présente invention, une porte faite d'un réfractaire est prévue du côté de l'entrée du métal fondu pour la coulée, ce qui permet d'accomplir la coulée continue du type horizontal En conséquence, la variation de température et la distribution non uniforme de la température du métal fondu dans le moule peuvent être empêchées ce qui permet d'empêcher la production de fissures, la rupture ou analogue et donne un bloc coulé dune excellente qualité. Dans le cas o la porte faite en graphite ou en céramique est unitaire, le métal fondu ne provoque aucune dégradation sur elle et l'effet peut être conservé pendant longtemps Par ailleurs, lorsque des trous ou fentes sont uniformément prévus dans la porte, l'effet d'accomplissement uniforme de l'action de redressement devient excellent, avec une distribution uniforme de température. REVENDICATIONS 1 Procédé pour la coulée en continu du type horizontal, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: maintenir un métal fondu stocké dans un four conservant la chaleur à une température constante en chauffant le métal fondu par une source chauffante, introduire le métal fondu dans le four à l'intérieur dun moule par passage du métal fondu à travers une porte faite d'un réfractaire; et faire passer le métal fondu à travers un espace de coulée en direction horizontale pour ainsi couler un bloc. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la porte est faite en graphite ou en céramique. 3 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la porte est pourvue d'un certain nombre de trous ou de fentes. 4 Dispositif pour la coulée en continu du type horizontal, caractérisé en ce qu'il comprend: un four ( 1) conservant la chaleur pour stocker un métal fondu, une source de chauffage ( 4) pour chauffer le métal fondu stocké dans le four, un moule ( 5) relié à une face latérale du four afin d'introduire le métal fondu du four pour son passage à travers un espace de coulée en direction horizontale pour ainsi couler un bloc; et une porte ( 11), faite en un réfractaire, qui est prévue d'un côté du moule pour l'introduction du métal fondu.