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@ La présente invention concerne la coulée des métaux dans des lingotières et en particulier la coulée continue effectuée en utilisant une lingotière ou moule, dans une extrémité duquel on in- troduit le métal liquide, le lingot solidifié étant retiré d'une manière continue par l'autre extrémité.
Dans la plupart des procédés de coulée continue des mé- taux, et en particulier des métaux ferreux, on verse le métal liqui- de dans le moule, au moyen d'un ajutage réfractaire, par quantités contrôlées, de manière que le niveau du liquide dans le moule soit maintenu sensiblement constant pour un débit donné de production du lingot. Cependant, ce procédé a l'inconvénient de nécessiter un
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contrôle soigneux, et il est de beaucoup préférable d'alimenter le moule par gravité, à partir d'une cuve, dans laquelle on place la totalité ou une certaine, proportion de la charge d'un four à acier par exemple, le moule de eoulée étant fixé à cette cuve.
Jusqu'à présent, l'alimentation continue en métal à partir d'une cuve n' était pas pratique, parce que l'écoulement du métal à partir de la cuve faisait monter le niveau du métal liquide du moule -jusqu'à la cuve et que ce métal, quand il s'agissait d'un métal ferreux, atta- quait la matière réfractaire constituant l'ajutage de la cuve ou collait à celui-ci.
Pour des raisons pratiques, on ne peut pas songer à raccor der hermétiquement la partie supérieure du moule sur le fond de la cuve, quand il s'agit de métaux ferreux, et il faut nécessairement utiliser d'autres moyens pour maintenir entre des limites désirées le niveau du métal dans le moule.
L'équipement de coulée continue, conforme à l'invention, comprend un moule ouvert aux extrémités, un canal pour faire arri- ver la matière liquide à une extrémité du moule, cette extrémité étant reliée à ce canal de manière à former un espace sensiblement clos au-dessus de la matière contenue dans le moule, et enfin un dispositif pour régler la pression dans cet espace de manière à coti- mander le débit de la matière liquide s'écoulant du, canal dans le moule.
L'équipement de coulée,*conforme à l'invention, comprend de préférence un moule ouvert aux extrémités, un canal pour alimen- ter par gravité une extrémité du moule, cette extrémité étant re- liée à ce canal de manière à former un espace sensiblement clos au- dessus du métal contenu dans le moule, et un dispositif pour comman- der automatiquement la pression d'un gaz dans cet espace, et par conséquent le débit du métal s'écoulant par le canal, en fonction du niveau du métal dans le moule. Ainsi, quand le niveau du métal monte dans le moule, l'alimentation en gaz de l'espace clos est- commandée de manière à augmenter la pression du gaz dans le moule
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et à diminuer ainsi le débit à partir du réservoir.
Ce système maintient le niveau du métal entre certaines limites et assure ain- si l'existence d'un espace à volume.sensiblement constant entre le réservoir et le métal contenu dans le moule.
Le réservoir peut comporter plusieurs sorties, dont cha- cune alimente un moule particulier à coulée continue. Dans ce cas, on peut avoir une source commune de gaz-sous pression, l'alimenta- tion de chaque moule en gaz étant commandée individuellement par le niveau du métal dans le moule.
La pression régnant au-dessus du niveau du métal dans le moule peut être commandée par plusieurs éléments de commande, mon- tés à différentes hauteurs dans le mouler de manière que la montée du métal au-dessus de l'un quelconque des éléments provoque une augmentation de l'alimentation en gaz et par conséquent une diminu, tion du débit à partir du réservoir. Ainsi, le niveau du métal est maintenu entre des limites prescrites et on obtient une compensa- tion automatique,des changements de niveau du métal dans le réser- voir, qui sont dûs par exemple à une recharge de celui-ci, et des changements de la vitesse avec laquelle on retire du moule le lin- got solidifié.
L'invention présente son intérêt maximum pour la coulée des métaux ferreux, en raison de l'action destructrice de ces métaux sur la matière réfractaire de l'ajutage du réservoir ; cependant, l'invention est également applicable à la coulée des métaux non fel reux.
II est préférable naturellement d'utiliser comme gaz, pour alimenter le'moule, un gaz réducteur ou un gaz inerte, tel que l'azote ou l'argon.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrira main- tenant, à titre d'exemple, un équipement de coulée continue confor me à l'invention; on se référera au dessin annexé, qui représente schématiquement en coupe un moule et une cuve pour coulée continue, avec les éléments de commande nécessaires.
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Le moule 12 à extrémités ouvertes, pour coulée continue, est monté sur des ressorts, de manière à pouvoir effectuer de pe- tits mouvements verticaux, comme il a été expliqué dans le brevet anglais n 715.282 du 31 octobre 1951. Ce moale 12 est disposé en dessous de l'ajutage 15 d'une cuve 13 contenant de l'acier li- quide 14. Cet acier liquide s'écoule en dehors de le cave 13 sous la forme d'un courant continu. et se solidifie dans le moule 12 en formant un lingot 20, que l'on retire continuer le sent du moule d' une manière bien connue.
Le moule 12 comporte comme d'habitude une chemise 22 de refroidissement par eau; l'eau de refroidissement arrive dans cet- te chemise par des conduites 23 et s'en échappe par des conduites 24. Une plaque annulaire 25 est fixée sur le bord supérieur du mou- le 12 ; soufflets concentriques 16 et 17 en acier inoxydable sont boulonnés sur cette plaque 25, par une extrémité, et sont boulonnés également à leurs extrémités supérieures sur le fond de la cuve 13. On forme donc ainsi au-dessus du lingot 20 un espace
21 sensiblement étanche, qui est limité par le fond de la cuve 13, les soufflets 16,17 et les parois du moule.
La plaque 25 comporte deux orifices 18 et 19. L'orifice
19 est relié à l'air libre et réalise donc une fuite artificielle à partir de l'espace 21, de manière à rendre négligeables les fui- tes accidentelles qui pourraient se produire et le dégagement de @ gaz à partir de l'acier. L'autre orifice 18 est relié par une con- duite 26 à une pompe 27, qui refoule avec un débit constant un gaz inerte, tel que de l'azote. Le débit d'arrivée du gaz dans l'espa- ce 21, par 1' Intermédiaire de la conduite 26, est commandé par une première valve 28, montée dans la conduite 26, et par une deuxiè- me valve 29 montée dans une conduite de purge 30 à débit relative- ment faible ; cetteconduite 30 débouche à l'air libre.
Les valves
28 et 29 sont actionnées respective! lent par des relais 31 et 32, 'qui sont excités respectivement quand l'acier contenu dans le mou- le atteint les niveaux 33, 34.
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Deux petits orifices 35,36 sont prévus respectivement dans la paroi du moule aux niveaux 33,34; ces orifices sont alimentés en gaz inerte par une pompe 37 à déplacement constant, par l'intermédiaire respectivement des conduites 38,39 compor- tant chacune un orifice calibré 40. Les conduites 38, 39 sont respectivement en communication, entre les orifices calibrés 40 et les orifices 35,36, avec des interrupteurs 41, 42 du type à diaphragme ,qui sont actionnés par la pression. Ces interrupteurs
41, 42 commandent respectivement l'arrivée du courant électrique dans les relais 31,32.
Quand le métal contenu dans le moule se trouve en dessous du niveau 33, le gaz arrivant par la conduite 38 peut s'échapper librement dans le moule et la pression dans cette conduite est donc relativement faible ; quand l'orifice 35 est au contraire recouvert par l'acier contenu dans le moule, cet échappe' ment du gaz ne peut se produire et la pression augmente dans la co duite 38, en actionnant par conséquent l'interrupteur à pression 41.
La pression du gaz dans l'espace 21 commande le débit avec lequel l'acier fondu s'écoule par gravité à partir de la cu- ve 13 dans le moule 12 ; pression est elle-même commandée pa : . les positions des valves 28, 29. Quand les relais 31,32 ne sont pas excités, la valve 28 est fermée et la valve 29 est ouverte.
Par conséquent, quand la coulée commence, l'acier contenu dans le moule se trouvant en dessous du niveau 33, la pression dans l'es- pace 21 est égale sensiblement à la pression atmosphérique et l'a- cier s'écoule dans le moule avec un grand débit. Dès que l'acier recouvre l'orifice 35, l'interrupteur 41 est actionné, le relais
31 est excité et la valve 28 s'ouvre. La pression monte donc dans l'espace 21 et le débit d'écoulement de l'acier diminue. Si l'aciei monte au-dessus du niveau 34, l'interrupteur 42 est actionné et provoque la fermeture de la valve 29 ; en résulte une nouvelle augmentation de la pression dans l'espace 21 et l'arrêt complet de l'écoulement de l'acier dans le moule.
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Pendant la coulée, le niveau de l'acier dans le moule 12 oscille par conséquent aux environs du niveau 33 ou du niveau 34, suivant que le débit réalisé, quand l'acier se trouve en des- sous des niveaux 33, 34, est inférieur ou supérieur à celui néces- saire pour adapter avec précision l'alimentation avec la vitesse de sortie du lingot. Cependant, dans l'un et l'autre cas, le débit moyen de l'acier s'écoulant dans le moule est mainteau sensible- ment égal au débit moyen de sortie du lingot, quelsque soient le débit réel de sortie du lingot et la pression statique de l'acier dans la cuve 13.
Il faut remarquer que le débit du gaz fourni par la-pom- pe 27 doit dépasser la fuite s'effectuant par l'orifice 19, de ma- nière qu'une pression puisse s'établir dans l'espace 21 quand la valve 28 est ouverte.
L'emploi des soufflets 16,17 permet au moule 12 de se déplacer légèrement, longitudinalement et latéralement suivant le besoin, grâce à son montage élastique.
On a indiqué que le gaz fourni par les pompes 27, 37 est un gaz inerte, mais ce gaz peut être tout aussi bien un gaz réduc- teur, si on le désire. Le moule est lubrifié d'une manière connue.