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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA COULEE CONTINUE DE
LINGOTS A FAIBLES SECTIONS, SANS RETASSURE.
Tous les métallurgistes savent qu'il n'existe, à ce jour, qu'un moyen d'obtenir des lingots à faibles sections et que cet unique moyen consiste à les couler en source.
Toutes les usines qui produisent de tels lingots, parce qu'elles ne disposent pas de blooming ou pour toute autre cause, savent aussi que les prix de revient de ces lingots coulés en source sont extrêmement élevés et elles connais- sent,en outre, les multiples inconvénients de ce mode de production, qui sont rappelés ci-dessous. @
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Avec ce mode de coulée, le métal doit être très chaud, ce qui n'est pas toujours possible à réaliser avec un four dont la campagne tire à sa fin, ou s'il s'agit d'aciers extra-doux ; les lingots des dernières rangées d'un "bloc" n'atteignent pas leur hauteur normale et sont souvent inutilisables.
D'autre part les briques de source coûtent fort cher ; leur placement demande beaucoup de main d'oeuvre et, ce qui est beaucoup plus grave, l'emploi de ces briques et du mortier nécessaire à leur pose, est la cause de la présence dans les lingots d'innombrables inclusions réfractaires, ex- trêmement néfastes, qui provoquent la mise au rebut d'un pourcentage élevé après laminage.
Dans le cas où, pendant la coulée, une fuite vient à se produire à la base d'une lingotière, toutes celles du même groupe se vident instantanément, d'où perte sèche de plusieurs tonnes de métal. Ces accidents fréquents se produisent même malgré le sable tassé au pied de chaque lingotière, sable qui provoque aussi la présence d'inclusions réfractaires dans les lingots, car le bassin idéal serait celui d'où le sable serait banni.
En ce qui concerne la compacité du métal, on a toujours été d'avis que celle-ci est bien moindre dans un lingot coulé en source que dans un lingot obtenu par coulée en chute.
Quant au montage du bassin pour une coulée de petits lingots en source, il demande beaucoup de temps et de soins ; les manutentions sont considérables, surtout si les lingots sont masselotés ; démoulage d'une telle coulée est, de même, long et pénible ; si on a utilisé des lingotières usagées, dont la surface interne n'est plus très régulière, on se rendra compte aisément du temps nécessaire pour passer au stripper la grande quantité de lingotières d'une telle coulée.
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On ne perdra pas de vue, d'autre part, que tous les lingots d'un même bloc coulé en source sont reliés entre eux par les jets de coulée et que chaque jet doit être coupé à la tranche, à la base du lingot ; pour une coulée de 300 lingots, cette opération représente un travail considérable ; de plus, ces jets représentent un poids important d'acier à refondre ; la production inutile de ce métal représente une grosse perte, surtout lorsqu'il s'agit d'aciers spéciaux.
De plus, (le démoulage d'une coulée en source provoque dans l'aciérie, l'amoncellement d'un volume considérable de débris de briques et de sable qui nuisent fortement à la propreté de l'usine et qui, de toute façon, doivent être évacués ; ces considérations ont une importance plus grande qu'on ne le supposerait à première vue.
Enfin, il n'est pas toujours facile de se rendre compte, en fin de coulée, du poids de métal restant dans la poche, et il arrive souvent que l'on commence à couler un "bloc" alors qu'il ne reste pas assez d'acier pour obtenir des lingots de poids voulu. Dans ce cas encore, il y a source de perte.
De toute façon, il n'arrive jamais que l'entièreté du métal puisse être coulée en source ; on achève de vider la poche, en coulant en chute, dans des lingotières à prévoir à cet effet, des lingots souvent inutilisables.
En résumé, le production de petits profilés en partant de lingots à faibles sections, coulés en source, est extrê- mement onéreuse et remplie d'aléas ; le laminage de ces mêmes profilés, en partant de gros lingots devant préalablement passer au blooming, n'est pas moins coûteux, et les blooms - produits intermédiaires - n'auraient guère de raison d'être si l'on pouvait produire des petits lingots à des prix à la tonne voisinant ceux auxquels les gros lingots sont
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obtenus.
Mais en dehors des inconvénients nombreux signalés cidessus, il y a une autre considération d'une importance capitale dont il faut tenir compte : il s'agit de la retassure des lingots qui est cause que l'on doit chuter et refondre parfois le tiers du profilé laminé.
Il est bien connu que, par le truchement des masselottes, on arrive bien à diminuer les retassures, mais leur disparition totale est un leurre.
Mais les techniciens savent aussi ce que coûtent ces masselottes et les manutentions inouies que leur mise en place exige sur chaqune des quelque 300 lingotières d'une coulée de 30 tonnes de petits lingots.
Ces manutentions nécessitent, durant plusieurs heures et par coulée, plusieurs appareils de levage.
On peut affirmer qu'à l'heure actuelle, en fait d'installations de ce genre, il n'y a pas moyen de faire mieux ni d'obtenir un meilleur rendement que celui procuré par l'emploi des moyens modernes dont on dispose : machines à mouler pneumatiques à secousses, transporteurs automatiques pour leur mise au séchage dans les étuves perfectionnées, sableries automatiques, etc. Malgré cela on peut soutenir que les frais énormes et les manutentions considérables résultant de l'adjonction des masselottes, ne sont pas compensés par la faible diminution de la retassure des lingots.
Ainsi donc les deux systèmes, blooming et coulée en source, sont deux maux entre lesquels les usines qui laminent des petits profilés, ne peuvent que choisir le moindre.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation pratique d'une coulée continue de lingots, de manière à supprimer totalement
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le phénomène de retassure tout en 'évitant de faire usage des expédients employés jusqu'ici pour tenter d'y arriver.
Dans ce but, le procédé de coulée continue de lingots est caractérisé en ce qu'il est fait usage d'une lingotière ouverte à ses deux extrémités et surmontée d'un entonnoir jouant le rôle de volant ou réserve de métal, tandis qu'un dispositif d'entrainement des lingots solidifiés est prévu sous son ouverture inférieure.
Dans la réalisation pratique de l'invention, il est fait usage, lors de la mise en route de la lingotière, d'un lingot auxiliaire solide, de longueur telle qu'il occupe toute la lingotière, afin d'éviter les éclaboussures dues à la chute du métal, et est engagé d'autre part dans le dispositif d'entraînement.
En vue de la réalisation du procédé, la lingotière est constituée par un corps de forme appropriée ouvert aux deux bouts et à parois minces, afin d'accélérer le refroidissement. La lingotière est disposée dans une chemise absolument indépendante, afin de permettre l'interchangeabilité des lin- gotières, et dont les dimensions réservent, par rapport à la lingotière, un espace parcouru par une circulation d'eau.
La résistance de la lingotière à parois minces est renforcée par l'enroulement d'un fil d'acier à spires rapprochées.
La lingotière est enfin surmontée d'un réservoir amovible de métal garni intérieurement d'un produit réfractaire, destiné à recevoir la coulée de métal et à constituer une réserve permanente d'acier chaud.
Le dessin ci-joint montre un exemple de réalisation d'une lingotière suivant l'invention. La figure représentée est une coupe verticale à travers cette lingotière.
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Dans cette figure, 1 représente une plaque en acier qui ferme la fosse de coulée 2 et sur laquelle une chemise à eau 3, en tôle d'acier, est fixée à demeure. Cette chemise 3 est rendue étanche par un joint en amiante 4. A l'extrémité supérieure de la chemise 3 et sur chacune des quatre faces de celle-ci débouche, par un raccord 5, une tuyauterie 6 d'amenée d'eau froide. D'autre part, à l'extrémité inférieure de cette chemise 3, est ménagée une tuyauterie 7 d'évacuation de l'eau qui s'est échauffée pendant le cours de l'opération.
La circulation d'eau est continue.
Dans cette chemise à eau 3, se place une lingotière 8, conçue de manière qu'elle puisse être boulonnée en quelques minutes sur la plaque de fond, par des moyens quelconques (non représentés), et cela sans devoir toucher ni à la chemise 3, ni aux tuyauteries 6 et 7.
La lingotière 8 est fabriquée à l'aide des matériaux habituels connus, mais présente des parois minces pour assurer l'efficacité du refroidissement de l'eau. Pour obtenir une parfaite résistance de cette lingotière, celle-ci est entourée par un fil d'acier 9, enroulé sous tension convenable, à spires rapprochées, de manière à constituer une sorte de frette qui lui confère une résistance identique et même supérieure à celle d'une lingotière à parois épaisses. Cet enroulement peut se faire sur un tour en quelques instants.
Sur la tête 10 de la lingotière 8, se place un entonnoir 11 en tôle, garni intérieurement de magnésie ou autre produit réfractaire 12. Cet entonnoir est amovible et peut aussi être remplacé en quelques instants.
La capacité de cet entonnoir est judicieusement calculée de façon qu'il puisse jouer le rôle de volant régulateur pendant l'opération de la coulée.
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Sous la plaque 1 se trouvent deux cylindres 13 qui tournent en sens inverse par toute commande appropriée et qui sont destinés à démouler le lingot solidifié.
On peut prévoir aussi, sous ces cylindres, une scie horizontale 14 destinée à débiter les lingots aux longueurs voulues. Les lingots sciés peuvent tomber sur un transporteur quelconque (non représenté) situé au fond de la fosse de coulée 2 et qui est destiné à les évacuer au fur et à mesure de leur production.
La lingotière ainsi construite, le procédé de coulée continue est mis en application de la manière suivante.
Avant l'amenée de la poche d'acier au-dessus de l'entonnoir 11, un lingot auxiliaire d'acier (non représenté), toujours le même, est introduit dans la lingotière 8, la tête de ce lingot venant approximativement à son niveau supérieur.
La partie inférieure de ce lingot auxiliaire est engagée d'autre part entre les deux cylindres 13 de démoulage.
La tête de ce lingot est par exemple munie d'un crochet qui dépasse la lingotière 8. Ce lingot auxiliàire étant en place, on ouvre la vanne d'amenée d'eau et on procède à la coulée du métal dans l'entonnoir Il.
Les éclaboussures ne sont pas à redouter puisque la hauteur de chute du métal est nulle, le lingot auxiliaire solide formant bouchon et remplissant toute la lingotière 8.
Quant l'entonnoir est à peu près rempli, on met en marche les deux cylindres 13 ; le lingot auxiliaire descend, et par conséquent aussi le métal liquide. Les cylindres 13 sont alors arrêtés au moment où la hauteur désirée des lingots est atteinte dans la lingotière 8.
Après le temps nécessaire à la solidification de l'acier dans la lingotière refroidie par circulation d'eau, les cy-
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lindres 13 sont de nouveau mis en marche, et on démoule encore une longueur de lingots. Le crochet fixé à la tête du lingot bouchon s'étant figé dans l'acier qui vient d'être coulé, le lingot auxiliaire - dans son mouvement descendant entraine le lingot coulé qui vient de se solidifier. Tout moyen quelconque peut être employé pour séparer le lingot auxiliaire du premier lingot coulé.
Les longueurs suivantes des lingots coulés sont soudées par leurs bases aux têtes des longueurs précédentes, et la coulée continue s'opère ainsi jusqu'au moment où la poche se vide. On agira sur les tampons de la poche de façon que l'entonnoir contienne toujours une quantité de métal à peu près égale au tiers de sa capacité.
La scie inférieure 14 est disposée de préférence de fa- çon que les lingots soient tronçonnés à l'intersection de la tête du lingot démoulé et la base du lingot suivant.
Ce procédé opératoire présente d'importants avantages.
C'est ainsi notamment que, pendant la solidification du lingot, se forme une retassure au sommet de celui-ci ; mais comme une masse de métal liquide et chaud est prévue en permanence sur la tête du lingot, cette retassure est "abreuvée" et se remplit au fur et à mesure de sa formation ; elle ne subsiste donc pas dans le lingot obtenu, puisqu'elle ne se produit dans les lingots coulés par les autres systèmes, que faute d"'abreuvage" de la tête du lingot.
D'autre part, en raison du refroidissement rapide du lingot, la ségrégation est fortement amoindrie pour le plus grand bien du métal.
La lingotière n'est guère plus coûteuse à construire qu'une lingotière ordinaire et les frais de son installation sont insignifiants par rapport à la valeur de la production
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d'un jour d'une aciérie de moyenne importance ; ils sont même pratiquement nuls eu égard aux avantages énormes que peut procurer l'adoption de ce procédé.
Pour produire des lingots de sections variant de 150 x 150 à 250 x 250 mm., le temps nécessaire pour vider la poche est tout à fait normal.
On peut ainsi réaliser la fabrication de lingots à faibles sections sans avoir recours ni au blooming, ni à la coulée en source.
Grâce à ce procédé, tous les inconvénients auxquels on a cherché jusqu'ici à faire face, sont radicalement supprimés.
Il permet de plus de couler bien moins chaud qu'avec le système en source, des aciers fins ou ordinaires de toutes nuances. Son emploi ne nécessite ni briques, ni sable, et supprime par conséquent radicalement tous les ennuis causés par l'utilisation de ces produits, tout en réalisant l'économie considérable résultant de la suppression des briques.
La compacité du métal est bien supérieure et la ségrégation est bien moindre en raison du refroidissement rapide du lingot, et cela pour le plus grand bien de son homogénéité. On réalise encore une consommation extrêmement réduite de lingotières, qui permet la suppression d'un stock énorme de celles-ci ; il s'ensuit un espace libre plus considérable.
On réalise encore la suppression totale des masselottes, d'où résulte un avantage incalculable. Quant à la main d'oeuvre de montage du bassin et de démoulage, elle est quasi nulle ; il y a aussi suppression totale des manutentions et des manoeuvres de ponts roulants.
Le procédé permet aussi l'utilisation, jusqu'à la dernière goutte, du métal se trouvant dans la poche de coulée.
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Quant aux conditions de travail, on atteint pratiquement à la propreté absolue de l'aciérie, étant donnée la suppression totale des débris de briques et de sable.
L'emploi de ce procédé est d.e nature à provoquer une chute verticale du prix de revient des aciéries et un grand accroissement de leur production et de leurs bénéfices, tout en améliorant remarquablement la qualité des lingots obtenus.
Enfin, grâce au peu d'encombrement que présente la lin- gotière, on peut l'installer à proximité du laminoir, ce qui permet le laminage immédiat des lingots sans réchauffage préalable et la suppression de manutention des lingots de l'aciérie aux trains lamineurs. Grâce à ce système, l'emploi du stripper devient inutile.