BE441005A - - Google Patents

Description

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  Mémoire descriptif   à   l'appui de la demande de brevet pour: "PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA COULEE DE LINGOTS   METALLIQUES".   



   La présente invention a pour objet un procédé pour la coulée des lingots   métalliques,et   un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'objet de l'invention est plus particulièrement un procédé pour la coulée de lingots exempts de retassures,soufflu-   res, ségrégations.    



   Un autre objet de l'invention est un procédé de coulée dans lequel on réalise une vitesse de   refroidissements.   particulièrement élevée dans le sens vertical.Un autre objet de cette invention est la fabrication de lingots creux également exempts de retassures, soufflures et   ségrégat ions.   



   Un autre objet de l'invention est la fabrication de lingots plaqués,dans lesquels la matière formant le noyau est cou- 

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 lée entre des tôles en métal de revêtement fixées sur les parois de la lingotière,sans que l'on ait à craindre la fusion de ces tôles. 



   D'autres objets de l'invention,ainsi que les avantages qui en résultent,seront décrits dans la description qui va suivre. 



   Le dessin annexé montre l'appareil servant à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. 



   Les fig. I et 2 montrent en coupe verticale un dispositif de coulée pour la mise en oeuvre du procédé. 



   Les fig. 3 et 4 montrent des coupes verticales du dispositif tel qu'il est employé pour la fabrication de lingots creux. 



   Les fig.5 et 6 montrent des ooupes verticales d'un dispositif pour la fabrication de tôles plaquées. 



   La   fig.7   est une coupe transversale à travers le dispositif d'aprèsla   fig.5.   



   Dans la   fig.I, 1   désigne la paroi d'une lingotière,2 est le lingot coulé qui peut être descendu lentement à l'aide d'un fond 4 monté sur une tige   coulissante.   Le déplacement est produit par un appareil hydraulique 5,qui ne sera pas décrit en détail et dont l'agencement peut être quelconque. 6 est une rigole de coulée qui sert à faire couler le métal en fusion dans la lingotière. Des tuyauteries 7 servent à amener un liquide refroidisseur ¯8,d'une part sur la paroi de la lingotière, d'autre part contre le lingot en voie de solidification. 



   Dans la   fig.2, 9   est une lingotière à paroi double refroidie par eau dans laquelle circule le fluide de refroidissement 8. 2 désigne le lingot,mais ,dans ce cas, celui-ci est divisé en deux parties par un trait en pointillé 10,la partie inférieure étant la plus solidifiée,tandis que la partie supérieure,hachurée en sens contraire,se trouve en état de fusion liquide. La tige et le lingot sont entourés d'un récipient 11 contenant également du liquide de refroidissement 8. Des joints 12 permettent à la tige de se déplacer à travers les parois du récipient sans que l'eau puis- se s'en échapper. 

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   Dans la fig.3 , 9 désigne également la lingotière refroidie par de l'eau,3¯ est la tige qui sert à déplacer vers le bas le fond 4 de la lingotière .Le lingot creux 13 est,comme dans   3B cas     précédent,coulé à   l'.aide de la rigole de coulée 6. 14 est un faux fond sur lequel on coule d'abord la m ati ère. L'eau de refroidissement peut traverser ce fond par un canal non représenté et pénétrer dans la cavité 15. 16 désigne un cylindre creux refroidi par l'intermédiaire de la tuyauterie 17 et par les tuyères 18. 



     D'âpres,la     fig.4,le   mandrin intérieur de refroidissement est agencé d'une manière spéciales Dans ce   cas,1-'eau   est amenée par une tuyauterie 19 et elle est évacuée par une tuyauterie 20. La lin-   gotière   9 possède dans son fond inférieur des orifices 21 à travers lesquels l'eau de refroidissement ruisselle vers le bas le long du lingot. 



   D'après la fig.5,   22   est la lingotière refroidie dont la section transversale est allongée contrairement à la disposition que montrent les autres figures,qui représentent des lingots cylindriques; 6 désigne encore la rigole de coulée tandis que 23 sont des tôles de placage qui sont fixées sur la paroi de la   lin-   gotière. La ligne 24 sépare encore dans ce cas la partie solidifiée 25 du lingot de la partie 26 encore en fusion. La fig.6 montre une coupe suivant la ligne A-A de la   f ig.5   et elle représente un appareil de coulée en coupe verticale suivant le côté étroit. 



   Le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre de la manière suivante : Tout d'abord le f ond ¯4,sur lequel peut être placé le faux fond 14,est soulevé par la tige 3 jusqu'au bord inférieur de la lingotière relativement courte.' La hauteur de la lingotière   doit.être   moindre que le diamètre du lingot au point le plus rétréci .Lorsque le fond est arrivé- au bord inférieur de la lingo-   tiëre,le   métal en fusion est introduit par coulée continue à l'aide de la rigole 6,jusqu'à ce que le métal remplisse la   lingotië-   

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 re presque jusqu'au bord supérieur. En même temps on effectue le refroidissement des parois de la lingotière.

   Afin que ce refroi- dissement soit maintenu avec intensité,il est important que les parois de la lingotière ne soient pas trop épaisses et qu'elles soient faites d'un métal bon conducteur de la chaleur, par exemple du cuivre ou de l'aluminium. Le refroidissement de la lingotière, opéré soit par ruissellement,soit à l'aide d'une circulation d'eau dans une enveloppe à double paroi,fait que le métal se solidifie dans les zones périphériques. Lorsque la lingotière est presque remplie, on fait lentement descendre le fond avec une vitesse tel- le que le niveau supérieur du métal reste constant.

   Suivant l'in- vention,il est particulièrement important que la vitesse de coulée soit assez grande et que la lingotière soit assez courte pour que le lingot sortant par le bas de la lingotière ne soit pas encore solidifié jusqu'au centre, mais que sa solidification tota- le ne soit effectuée que par le liquide de refroidissement qui      agit directement sur les couches périphériques du métal solidifié. 



  Il en résulte que la solidification en particulier de la zone cen- trale du lingot se produit progressivement de bas en haut et pa- rallèlement à la solidification périphérique. Contrairement à ce ce qui se produit dans les lingotières usuelles,toute paroi in- termédiaire est supprimée entre le fluide de refroidissement et la partie du lingot sortant par le bas de la   lingotière,de-   sorte que l'effet de refroidissement devient d'une efficacité non encore   att e int e.    



   On obtient ainsi un   bloc à   grain fin, on évite les ségréga- tions et les soufflures,dans une mesure plus large que jusqu'à présent. 



   On a été en outre surpris de constater que la faible longueur de la lingotière avait pour effet de faire descendre le lingot sous l'action de son propre poids. Ceci est favorisé par le re- froidissement intense au-dessous du bord inférieur de la lingotière parce qu'on réalise ainsi un certain retrait des zones périphéri- 

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 ques solidifiées,ce qui provoque un détachement du lingot de la paroi de la lingotière. Ce détachement est particulièrement avantageux pour la coulée de l'aluminium et des alliages de l'alumi-   niumces   métaux subissant un retrait particulièrement considérable. 



  S'il s'agit de couler d'autres métaux subissant un retrait moindre, il convient d'élargir la lingotière très légèrement pour lui donner une forme cônique évasée qui,suivant le diamètre total du lingot et la nature du métal à couler,peut aller jusqu'à 1% du diamètre. Pour faciliter le glissement,il convient en outre de lubrifier la lingotière par exemple avec du graphite. 



   Contrairement à ce qui se produit dans d'autres procédés, il est tout à fait inutile dans le présent procédé de tirer le lingot vers le bas en équipant le fond avec des dispositifs qui coulent le métal dans la lingotière ou en prévoyant des rouleaux qui tirent le lingot vers le bas. Lorsque la tige coulissante est arrivée en fin de course inférieure,on arrête la coulée et on enlève le lingot. 



   Lorsqu'on coule des lingots creux,on prévoit au centre de la lingotière un mandrin creux de courte longueur et refroidi,ce mandrin assurant le maintien d'une cavité centrale.Pour le reste, on procède exactement comme décrit précédemment. Ce mandrin creux est lui-même fortement cônique,de sorte qu'on évite le coincement par retrait. Dans ce cas,l'emploi d'une courte lingotière avec refroidissement ,intense par le bas permet l'emploi du dit mandrin creux,sans qu'il se produise des   f issures.   



   Il s'est montré particulièrement avantageux de plaquer des lingots à l'aide du procédé de coulée décrit. Pour la mise en oeuvre du procédé ,on monte au début de la coulée la pièce de fond 14 et' les tôles de placage   23,sur   la plateforme de coulée. Les tôles se soudent avec le métal qui ne reste en fusion que peu de temps, mais elles sont refroidies par le bas avec une rapidité telle qu' elles ne peuvent entrer en fusion. 



   Exemple.- Comme exemple,on peut indiquer qu'en coulant des 

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 alliages d'aluminium contenant environ 3,5 à   4,5%   de cuivre,de faibles quantités de magnésium et de manganèse,on peut couler de très bons lingots,si leur diamètre est de 250 à 300 mm. et la hauteur de la lingotière de 160 à 200   mm.   Le métal est introduit jusqu'à 4 à 5 centimètres mesurés du bord supérieur de la lingotière et le fond est ensuite abaissé avec une vitesse d'environ 50-90 cm.-min.Il s'est montré que le métal en fusion au centre du lingot a une profondeur de 150-200 millimètres,de sorte que le centre du lingot se trouve encore en fusion après la sortie du lingot de la lingotière,tandis que les parois immergées dans l'eau de refroidissement sont solidifiées.

   L'eau de refroidissement se trouve en circulation continue et sa température est telle que la main peut la supporter. La surface extérieure du lingot coulé est   a-orès   coulée assez lisse et exempte de ségrégations pour qu'on puisse introduire des sections de lingots directement dans les récipients de presses à barres.   REVENDICATIONS   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. Un procédé de coulée de lingots métalliques ,caractérisé par les dispositions suivantes,prises séparément ou en combinaison: I) Le métal en fusion est coulé dans une lingotière de courte longueur,et refroidie par de l'eau,le fond de la lingotière est descendu pendant la coulée et au fur et à mesure du remplissage de la lingotière,de sorte qu'on réalise dans cette lingotière un niveau de métal à peu près constant, et la vitesse de coulée est choisie par rapport . la lingotière de façon que le lingot sortant par le bas ne soit pas encore solidifié jusqu'au centre,sa solidification totale étant réalisée après sortie de la lingotière par le contact direct avec le liquide de refroidissement.

   2) Si le procédé est destiné à la coulée continue de lingots en alliages d'aluminium,le métal est coulé dans une lingotière à refroidissement par eau,dont la hauteur utile est plus petite que <Desc/Clms Page number 7> le diamètre du lingot,le fond de la lingotière est alors descen- du pendant la coulée dans un rapport correspondant à la vitesse de coulée et le lingot sortant par le bas de la lingotière est refroidi par contact direct avec le fluide de refroidissement liquide ; 3) Le métal en fusion peut être coulé dans une lingotière refroidie et relativement courte, le fond est en même temps abaia- sé et le lingot après sortie de la lingotière ,est soumis à un refroidissement intense par le liquide de refroidissement;

   4) Le métal en fusion peut être coulé dans une lingotière relativement courte,le fond de la lingotière est descendu au fur et à mesure que le métal est introduit et le lingot, à sa sortie de la lingotière,est refroidi par un liquide de refroidissement dans une mesure telle que la solidification du lingot se produi- se essentiellement de bas en haut;

   5) Pour la coulée de lingots en alliages d'aluminium,le .métal en fusion est coulé par une rigole de coulée directement dans une lingotière,dont la hauteur est inférieure à la longueur du lingot,.,le fond de cette lingotière est descendu pendant la coulée,le,lingot coulé descend sous l'action de son propre poids dans la lingotière,sans l'aide de dispositifs spéciaux, et le refroidissement est effectué immédiatement après la sortie du lingot de la lingotière,par un liquide de'refroidissement;

   6) Pour la\coulée de lingots plaqués, le métal en fusion est coulé'dans une lingotière d'une longueur relativement courte,les tôles de placage sont fixées sur les parois de la lingotière et sont posées sur le fond de cette lingotière,ce fond est descendu pendant la coulée en même temps que les tôles de placage et le métal sortant de la lingotière est directement refroidi par un liquide de refroidissement de façon que la solidification du noyau métallique se produis,e essentiellement de bas en haut.

   7) Peur la coulée de lingots métalliques creux,le métal en fusion est coulé dans une lingotière refroidie par eau et d'une <Desc/Clms Page number 8> hauteur très inférieure à la longueur du lingot à couler ; à l'ai- de d'un mandrin cônique creux et refroidi par eau, on ménage à llintérieur du lingot coulé une cavité, on fait descendre le fond de la lingotière pendant la coulée avec une vitesse corres- la pondant à la vitesse de/coulée,le lingot sortant de la lingotière est directement refroidi par un liquide de refroidissement ,la vi- tesse de coulée,la descente du fond de la lingotière et le refroi- dissement étant réglés de façon qu'au moins les zones intérieures du lingot soient solidifiées de bas en haut;

   8) L'appareil pour la coulée de lingots métalliques est cons- titué par une lingotière courte et refroidie par de l'eau,par des moyens pour produira la descente du fond de la lingotière pendant la coulée et par des moyens pour amener un liquide de re- froidissement en contact direct avec le lingot coulé directement à sa sortie de la lingotière; 9) Cet appareil peut être constitué par une lingotière cy- lindrique refroidie par de l'eau et ayant une hauteur inférieure au diamètre du lingot, des moyens pour produire la descente du fond de la lingotière pendant la coulée et par un récipient rem- pli d'eau et disposé directement au dessaus de la lingotière;

   IO) Pour couler des lingots creux,le dit appareil peut être constitué par une lingotière de longueur relativement courte et refroidie par de 1 'eau, un mandrin refroidi par de l'eau disposé au centre de la lingotière et d'une forme cônique dont le diamé- tre diminue vers le bas, des moyens pour produire la descente du fond de la lingotière pendant la coulée et des moyens pour le re- froidissement avec des liquides de refroidissement du lingot quit- tant la lingotière;

   II) Pour couler des lingots exempts de ségrégations l'ap- pareil peut être constitué par une lingotière de faible hauteur, dont les parois intérieures sont constituées par un métal bon conducteur de la chaleur, par exemple du cuivre,de l'aluminium et leurs alliages,cette lingotière allant en s'élargissant vers le bas dans un rapport allant jusqu'à 1,5% de la section,des moyens pour produire la descente du fond de la lingotière pendant la <Desc/Clms Page number 9> coulée et des moyens pour refroidir directement avec des liquides de refroidissement le métal sortant de la lingotière.