<B>Procédé pour la coulée</B> continue <B>de</B> lingots <B>et appareil pour sa mise en</B> aeuvre On connaît les substantiels avantages que pré sente la coulée continue par rapport aux autres méthodes utilisées pour la fabrication des lingots. Ces avantages sont les suivants : réduction impor tante de la mise au mille qui se traduit par une augmentation équivalente de la quantité de produits finis pouvant être obtenue à partir d'un même poids de métal liquide ;
obtention directe de lingots de faibles sections, ce qui permet, dans la plupart des cas, de les transformer en produits finis sans devoir leur faire subir une réduction intermédiaire de dégros sissage ; amélioration marquée de la structure du métal ;
mécanisation des opérations. Les installa tions horizontales ou obliques de coulée continue sont cependant bien plus avantageuses encore que les appareils verticaux du fait qu'elles sont édifiées au niveau du sol ou à peu près à ce niveau, qu'elles sont infiniment moins coûteuses que les installations verticales, qu'elles nécessitent moins de manipulations et que les frais d'exploitation sont, par conséquent,
sensiblement moins élevés que dans le cas des dis- positifs verticaux.
Par contre, la disposition horizontale ou oblique de la :lingotière pose certains problèmes qui requiè rent des solutions spécialement adaptées à des instal lations de ce genre.
Dans ces installations horizontales ou obliques, la coulée s'effectue en déversant le métal liquide dans un entonnoir en matière réfractaire, lequel doit être obligatoirement relié, sans solution de continuité, à la lingotière énergiquement refroidie à l'eau.
Le métal liquide se solidifiant rapidement, sur une certaine épaisseur, dans la lingotière, il importe d'éviter que cette solidification ne s'étende en amont, dans les matériaux réfractaires qui précèdent la lingotière.
Une autre difficulté à vaincre lorsqu'on utilise une installation horizontale ou oblique de coulée con- tinue provient de ce que la solidification du métal ne s'effectue pas de façon symétrique dans la ângo- tière. Dès qu'une croûte plus ou moins épaisse de métal s'est solidifiée au contact des parois énergique ment refroidies de la lingotière, le lingot en formation se rétracte et sa section devient, par conséquent,
plus petite que celle de la lingotière. Toutefois, le vide résultant de ce retrait du métal n'est pas uni formément réparti puisque les faces inférieures du lingot et de la lingotière restent toujours intimement en contact contrairement aux faces supérieures entre lesquelles se crée un espace qui ralentit considéra blement la transmission de chaleur du lingot à la
lingotière. Il en résulte que la mince enveloppe soli difiée est immédiatement refondue par le métal liquide qu'elle contient. Il ne servirait donc à rien d'augmenter la longueur de la lingotière, mais il y aurait, au contraire, théoriquement intérêt à la ré duire autant que faire se peut.
Malheureusement, les essais effectués au moyen d'une lingotière suffi samment courte pour conserver un contact intime, sur toute sa longueur, entre toutes ses faces et toutes celles du lingot, se sont également soldés par des échecs répétés. Le lingot que l'on extrait, partielle ment solidifié, d'une lingotière aussi courte est beau coup trop fragile pour qu'il puisse être démoulé.
Sa peau est trop mince et ne supporte pas, sans être soutenue de toutes parts, la pression qu'exerce sur elle le métal liquide qu'elle contient.
En résumé, la coulée continue horizontale ou oblique de l'acier est irréalisable lorsqu'on utilise des lingotières relativement longues.
Pour qu'elle soit réalisable, il faudrait pouvoir utiliser des lingotières très courtes, mais les essais effectués avec de telles lingotières ont surabondamment démontré qu'il n'était pas possible de réussir à démouler les lingots obtenus dans des lingotières aussi courtes, à cause de la fragilité de leur peau.
On a également tenté de vaincre cette difficulté en utilisant des lingotières de section décroissante pour tenir compte du retrait du métal en cours de solidification, mais cette solution n'a pas davantage pu âtre retenue pour la raison qu'il est impossible de prédéterminer exactement quelle sera la section du lingot à sa sortie de la lin- gotière. Si la section du lingot est quelque peu supé rieure à celle de la lingotière, il n'est pas possible de la démouler.
Si, au contraire, :la section du lingot est inférieure à celle de la lingotière, le contact indis pensable entre les faces supérieures du lingot et de la lingotière n'est pas réalisé et le problème n'est par conséquent pas résolu.
La présente invention a pour but d'apporter à ce problème resté insoluble jusqu'ici, une solution sus ceptible de le résoudre simplement et à coup sûr.
Dans un cas comme dans l'autre, il est indispen sable, en effet, d'éviter que la peau du lingot ne se déchire quand le démoulage vient à être contrarié par l'une ou l'autre cause accidentielle du genre de celles citées ci-après.
Il arrive, quelquefois, qu'en certains endroits, la p; au du lingot ne se décolle pas au moment voulu de la paroi de la lingotière, ou que la lingotière se grippe, ou qu'une inclusion non métallique coince le lingot dans la lingotière, ou que le lingot se cintre quelque peu en se solidifiant, ce qui rend son extrac tion malaisée. Quand l'un ou l'autre de ces cas se présente, le lingot se rompt la plupart du temps.
Il s'est avéré cependant que cet inconvénient est éli miné si la lingotière est intégrée dans l'ensemble de l'installation, de telle sorte qu'elle puisse se mouvoir pour répondre dans une certaine masure aux sollici tations du dispositif d'extraction, dès l'instant où l'effort de traction dépasse le taux normal.
Pendant le laps de temps durant lequel la lingotière se dé place, la croûte de métal solide devient plus épaisse et plus résistante à l'effort de traction et on parvient ainsi à éviter les ruptures.
Enfin, dans les installations de coulée continue de tous types, il s'est avéré indispensable de lubrifier la lingotière. Dans les installations verticales, cette lubrification ne pose aucun problème, mais aucun moyen pratique et efficace n'avait été proposé jus qu'ici pour la réaliser dans les installations horizon tales ou obliques. La présente invention a aussi pour but de permettre de réaliser cette condition de façon simple, sûre et efficace.
La présente invention a pour objet un procédé pour la coulée continue de lingots, caractérisé par le fait qu'on chauffe, avant et pendant la coulée, un creuset et sa liaison à une lingotière, .thermiquement isolée de celle-ci.
L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en aeuvre du procédé, qui est caractérisé par le fait qu'il comprend un creuset bon conduc teur thermique contenu dans une chambre de chauffe et un conduit bon conducteur thermique, raccordant le creuset à une lingotière, avec interposition d'un isolement thermique.
Un exemple d'exécution de l'invention sera décrit ci-après en regard du dessin schématique annexé. dans lequel La fig. 1 en est une vue d'ensemble, partiellement en coupe verticale.
La fig. 2 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle, d'une partie de l'appareil de la fig. 1. La fig. 3 est une vue d'extrémité de la fig. 2. La fig. 4 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle, d'un accessoire.
L'appareil représenté comprend un creuset 1 en matière réfractaire de bonne conductibilité thermique, comme le graphite, par exemple, qui est disposé dans une chambre de chauffe 2 constituée par une car casse métallique 3 garnie intérieurement d'un revê tement réfractaire 4. Dans la paroi de cette chambre de chauffe sont ménagés des orifices 5, en face des quels sont disposés, à l'extérieur de la chambre 2, des brûleurs (non représentés) alimentés par un com bustible liquide ou gazeux. La partie inférieure du creuset 1 comporte un orifice dans lequel est scellé un manchon 7 en matière également bonne conduc trice de la chaleur.
Ce manchon 7 débouche à l'exté- rieur de la chambre de chauffe 2 et vient se rac corder à une pièce 8 en matière réfractaire, mais qui ne doit absolument pas être conductrice de la chaleur, cette condition étant de toute première im portance. La lingotière est composée de plusieurs tronçons 9 constitués par un tube en métal de haute conductibilité thermique, à chacune des extrémités duquel est brasée une bride en acier 12.
Ces tron çons 9, boulonnés bout à bout, sont disposés dans des chambres 10 en acier, dans lesquelles circulera de l'eau ou un autre réfrigérant approprié. La lin- gotière ainsi constituée de plusieurs tronçons disposés bout à bout est boulonnée ou clavetée sur la carcasse métallique de la chambre de chauffe 2, la pièce réfractaire 8 étant comprimée entre cette carcasse métallique et la lingotière. Ce montage est réalisé de talle sorte que le manchon 7 et la lingotière 9 soient disposés dans le même axe.
L'ensemble constitué par la chambre de chauffe 2 contenant le creuset 1, les brûleurs, les tronçons 9 constituant la lingotière et les chambres à eau 10, est fixé sur un châssis 13 muni de galets de roule ment 14. Une plaque d'appui 15, pourvue de chemins de roulement, supporte le châssis 13 qui est par conséquent mobile par rapport à la plaque d'appui 15, les galets reposant sur les chemins de roulement.
A son extrémité la plus rapprochée de la lingotière, la plaque d'appui 15 est pourvue de deux butoirs 17 sur lesquels sont attachés des ressorts à boudin 18, contre lesquels vient s'appuyer la bride du dernier tronçon de la lingotière.
L'installation comporte encore un banc de rou leaux 19 sur lequel chemine le lingot continu, et un extracteur composé de deux cylindres 20 et 21 tour nant en sens inverses. Entre ces cylindres 20 et 21 et le moteur qui les commande, est intercalé un réducteur-variateur de vitesse. L'appareil comprend enfin une pompe destinée à alimenter en eau les chambres de refroidissement 10.
Avant de commencer l'opération, on introduit dans la lingotiére 9 un faux lingot creux 22 muni d'un crochet 23 devant servir d'amorce pour entraî ner le lingot continu et constitué, par exemple, par un boulon à tête vissé dans une extrémité du faux lingot. L'autre extrémité du faux lingot 22 est enga gée entre les deux cylindres extracteurs 20 et 21. L'extrémité du faux lingot engagée dans la lingo- tière est pourvue d'un joint en amiante 24 tenu en place par une plaque d'acier 25.
Comme déjà dit, il est fait usage d'une lingotière constituée de plusieurs tronçons 9, de courte lon gueur, disposés bout à bout et dont les brides en acier 12 servant à les assembler sont entaillées de façon à créer, entre les tronçons, des espaces péri phériques 26 s'ouvrant vers l'intérieur et dans cha cun desquels vient déboucher un canal 27 qui per mettra d'introduire, depuis l'extérieur, dans les espaces 26, une ou des matières appropriées qui serviront à la fois à lubrifier la lingotière -et à com bler le vide qui se créera entre les faces du lingot et celles de la lingotière ou, tout au moins,
à les remplir de fumées lubrifiantes et conductrices de la chaleur, de façon à assurer un échange de tempé rature uniforme entre le lingot et la lingotière.
Il existe dans le commerce tout un choix de matières convenant pour assurer ce remplissage et cette lubrification, telles que des matières pâteuses à base de graphite, éventuellement en mélange aveu de l'huile de colza ou de lin, par exemple. Avant de déverser le métal dans le creuset I, le faux lin got 22 est mis en place, de telle sorte que le joint d'amiante 24 soit situé quelque peu en amont de l'extrémité du premier tronçon 9. Les creux 26 seront alors remplis de la matière choisie, nu moyen d'appareils distributeurs appropriés quelconques.
L'appareil étant ainsi préparé, on portera le creu set 1 à la température requise ; on provoquera la circulation de l'eau dans les chambres 10, an déver sera le métal dans le creuset 1 puis on mettra en marche le moteur qui commande les cylindres extrac teurs 20 et 21. Le faux lingot assure, par son cro chet 23, l'entraînement du lingot en formation.
On comprendra que toutes les conditions sont réalisées pour qu'il ne puisse se produire aucun des écueils ci-dessus mentionnés et auxquels on s'était heurté jusqu'ici lors des essais effectués au moyen d'instal lations de coulée continue horizontales ou obliques.
L'utilisation d'un creuset en graphite qu'il est aisé de préchauffer à la température voulue et qu'il est parfaitement possible de continuer à chauffer, ainsi que son raccord à la lingotière, pendant toute la durée de l'opération, exclut tout risque de soli- dification prématurée du métal dans les matériaux réfractaires situés en amont de la lingotière. Il con vient de noter, à ce propos, qu'il existe dans le com merce des creusets en graphite, de fabrication spé ciale, qui ne carburent absolument pas l'acier qui doit y séjourner.
II est non moins certain que dès que le métal se rétractera, l'espace compris entre les faces supérieures du lingot et de la lingotière sera instantanément comblé par la matière pâteuse qui aura été choisie de façon qu'elle puisse transmettre la chaleur du lingot aux parois de la lingotière, tout en assurant la lubrification de toutes les faces de celle-ci.
II est, enfin, évident que l'appareil décrit com porte les moyens propres à donner à la lingotière la possibilité de se mouvoir, en comprimant les ressorts 18, dans une mesure suffisante pour éviter les rup tures dues aux accrochages accidentels du lingot dans la lingotière.