<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de coulée continue de barres métalliques sans fin.
L'invention concerne un procédé de coulée continue de barres métalliques sans fin, particulièrement en alliages sensibles à la ségrégation.
Parmi les propositions connues, relatives à la coulée continue de métaux, qui ont uonné des résultats, on peut re-connaître, pendant ces dernières années, deux tendances distinctes qui diffèrent l'une de l'autre essentiellementpar le mode d'évacuation de la chaleur de la matière coulée. Suivant la première tendance on utilise un moule refroidi relativement long, dans lequel la matière coulée se solidifie complètement avant de quitter le moule. L'évacuation de la chaleur s'opère dans ce cas essentiellement à travers la paroi intérieure du moule, donc dans une direction orientée perpendiculairement à l'axe de la barrede longueur illimitée.
La seconde tendance vise à effectuer l'évacuation de la chaleur dans une direction parallèle à l'axe de la barre sans fin.
A cet effet on a employé des moules relativement courts dans lesquels les zones périphériques seulesde la matière coulée se solidi-- fiaient, de sorte que la barre sans fin sortant du moule était constituée par une croûte périphérique solidifiée entourant un noyau encore liquide.
Les deux procédés qui utilisent donc, d'une part, un moule de grande longueur et, d'autre part, un moule de faible longueur, ont chacun leurs avantages et leurs défauts. Il est évident, sans plus, qu'avec l'évacuation de la chaleur, telle qu'elle se produit dans le moule de faible longueur, à savoir, dans le sens de l'avancement de la barre sans fin, il se produit une solidification qui s'établit, en quelque sorte, en couches superposées horizontales. Donc, si l'on coule de cette manière les alliages qui ont ordinairement une tendance à la ségrégation, on enlève à la matière coulée la possibilité de la ségrégation, et la barre sans fin solidi- fiée ne présente alors, sur toute sa section transversale, aucune différence de concentration,'ou seulement de faibles différences de concentration.
Par contre, dans le cas d'emploi de longues coquilles, dans lesquelles l'évacuation de la chaleur se produit perpendiculairement à la direction d'avancement de la barre sans fin, il peut se produire, dans le cas de coulée d'alliages ayant tendance à la ségrégation, les phénomènes que l'o,n rencontre aussi dans la coulée usuelle en coquilles fermées par le bas, à savoir, des différences de concentration notables entre les zones périphériques et le centre du lingot ou de la barre. (On peut natu- @
<Desc/Clms Page number 2>
rellement prévoir des mesures permettant ce diminuer la ségrégation, mais en principe la différenciation qui vient d'être etablie entre les deux procédés est exacte).
Or, la coquille de faible longueur présente, d'autre part, le défaut que, par suite du refroidissement brusque, des tensions peuvent naître dans la barre solidifiée, qui dépassent la rosistance du métal à la traction. Par suite de ces tensions la barre solidifiée présente des fissures et des crevasses ou fentes qui rendent son utilisation ultérieure impossible. Ces phénomènes se manifestent non seulement avec les métaux ou alliages sensibles aux fissures thermiques, mais aussi avec ceux qui ne présentent ordinairement pas cette sensibilité, à savoir, dans le cas de la coulée de barres de sections transversales relativement grandes.
Or, une augmentation de la section transversale de -la barre sans fin peut être désirable , rien que dans l'intérêt d'un accroissement du rendement de la coulée, par exemple.
La presente invention a pour but de réunir ou de combiner les avantages des deux procédés susmentionnés, sans devoir accepter leurs défauts. On y arrive en mettant la hauteur du moule, sa section transversale, la vitesse de coulée et le refroidissement dans une concordance telle que la matière coulée se solidifie, sur toute sa section transversale, encore à l'intérieur du moule mais directement avant sa sortie de ce dernier, c'est-à-dire autant que possible suivant une surface de transition plane et perpendiculaire à l'axe de la barre sans fin entre la phase solide et la.
phase liquide, et qu'immédiatement après sa'sortie du moule la matière coulée est refroidie, par sa mise en contact direct a.vec un milieu réfrigérant, à une température au-dessous de laquelle il ne peut pas se produire des phénomènes d'élimination ou de ségrégation ou de séparation, de transformation ou été revenu.
Donc, suivant l'invention une importance essentielle s'attache au réglage dirige ou coordonné de la solidification de manière qu'elle s'achève seulement peu avant la sortie de la barre sans fin de la coquille. Le procédé suivant l'invention n'exige donc, généralement, pas de moules de grande longueur, mais seulement des moules d'une longueur relativement faible.
Toutefois ce n'est pas la hauteur absolue du moule qui compte, mais seulement sa hauteur qui est effectivement utilisée au point de vue de la technique de la coulée, de sorte que le procédé suivant l'invention peut être exécuté aussi dans des moules d'une hauteur constructive relativement grande.
Suivant la seconde caractéristique ue l'invention, la barre métallique sans fin pleine ou creuse, solidifiée sur toute sa section transversale est amenée, après sa sortie du moule, par un refroidissement direct, donc, par exemple, par une mise en contact immédiat avec de l'eau, rapidement de la température de solidification à uhe température tellement basse qu'il ne puisse pas se produire de phénomènes d'élimination, de ségrégation, ou de séparation, de transformation ou de revenu, qui pourraient être désavantageux pour le traitement ulterieur du produit coule.
Il faut savoir que dans la coulée de barres sans fin usuellement pratiquée jusqu'à présent, maints alliages qui sont aussi bien sensibles à la formation de fissures thermiques qu'enclins à la ségrégation donnaient lieu a une difficulté considérable : eu egard à sa sensibilité à la formation de fissures thermiques, la barre sans fin ne devait être refroidie que d'une manière relativement lente. Avec un moule de grande longueur ceci a lieu dans une mesure suffisante, en soi, alors que dans le cas de moules de faible longueur on était astreint à ne pas appliquer
<Desc/Clms Page number 3>
le refroidissement direct à la barre sans fin immédiatement après sa sortie du moule, au contraire, on ne pouvait le faire qu'à une certaine distance du moule.
Dans les deux cas cela laissait le temps à la matière coulée d'être affectée par le phénomène dit ségrégation inverse des lingots : la surface de la barre présentait des particules ressuées ou exsudées d'un constituant à bas point de fusion de la matière coulée qui donnent à la dite surface un mauvais aspect et gênent en outre sensiblement le traitement ultérieur.
Ce phénomène est supprimé par le procédé suivant l'invention. Mais l'avantage essentiel de l'invention réside en ce que, désormais, tous les métaux et alliages, entrant pratiquement en question pour la coulée continue, peuvent être coulés dans le même moule, sans courir le danger de la formation de fissures thermiques.
Par exemple, un alliage d'aluminium du genre Al-Cu-Mg, comportant 4, 2% Cu, 1,4% Mg, 1% Mn, 0,5% Si et pour le reste de 1, Al, pouvait être coulé de manière continue au moyen de la coquille courte, connue, seulement jusqu'à une section transversale de la barre sans fin de 170 mm , sans montrer des fissures ou crevasses après le refroidissement ou pendant le traitement ultérieur. Par contre, coulait-on le même alliage à une section transversale de la barre de 300 mm suivant le même procédé continu, la barre sans fin se fendait en deux moitiés déjà après sa division en tronçons de longueur limitée. Suivant le procédé faisant l'objet de la présente invention on peut au contraire couler aussi des barres sans fin de 300 mm et plus, à partir du même alliage.
Un alliage du genre renfermant 3, 2% Cu, 1,7% Mg, 0,7% Mn, 0,3% Si et pour le reste del'Al, ne peut pas être coulé, même en petites dimensions, dans les coquilles courtes, connues, en barres sans fin pleines ou creuses, exemptes de fissures ou de crevasses. Par contre, suivant la procédé conforme à la présente invention il est possible d'obtenir, par coulée continue, aussi à partir de cet alliage, des barres de dimensions voulues quelconques.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Procédé de coulée continue de barres métalliques sans fin, en particulier en alliages sensibles à la ségrégation, caractérisé en ce que la hauteur du moule, sa section transversale, la vitesse de coulée ainsi que le refroidissement sont mis dans une. concordance telle entre eux que la matière coulée. se solidifie, sur toute sa section transversale, encore à l'intérieur du moule, mais directement avant sa sortie de ce dernier, et qu'immédiatement après sa sortie du moule la matière coulée est refroidie, par sa mise en contact direct avec un milieu réfrigérant, seulement à une température au-dessous de laquelle il ne peut pas se produire des phénomènes d'élimination, ou de ségrégation, ou de séparation, de transformation ou de revenu.