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La présente invention concerne la technique de la coulée conti- nue des métaux et elle a plus précisement pour objet un nouveau procédé et une nouvelle installation pour la coulée d'un lingot de métal ferreux en longueur continue.
Depuis le temps de BESSEMER le problème de la coulée en continu de métaux ferreux a été l'objet d'une grande attention. Il en est résulté un grand nombre de procédés et d'appareils qui ont été proposés dans le pas- sé et quiont eu un succès variable mais qui, tous, se situent hors du do- maine d'une exploitation commerciale dans le cadre d'une production indus- trielle en grande masse. En raison de la température élevée de fusion des métaux ferreux il est difficile de trouver des moyens appropriés pour assu- rer l'évacuation de la quantité considérable de chaleur, nécessaire, à une telle température, pour faire passer ces métaux de l'état liquide à l'é- tat solide.
Jusqu'ici la sévérité de telles transformations a empêché la mise au point d'une filière ou lingotière capable de traiter une quantité importante de métal et d'assurer la continuité d'une opération sur une lon- gue période.
En conséquence l'un des buts de la présente invention est de réa- liser un procédé et un appareil pour la coulée d'un lingot de haute qualité d'un métal ferreux en longueur continue et à une cadence admissible au point de vue commercial dans le cadre d'une production industrielle de grande masse. Une telle cadence peut, par exemple, se situer entre environ 96 tonnes à l'heure pour une section de 10 cm de diamètre à 220 tonnes à l'heure pour une section de 15 cm.
Un but plus précis de l'invention est de réaliser un procédé et un appareil adaptés pour une production massive de lingots en longueur continue d'une dimension appropriée pour être traitée au laminoir ou pour subir d'autres traitements ultérieurs.
L'invention vise également un procédé et un appareil du type précité qui permettent l'introduction d'un lingot continu directement dans un laminoir sans la nécessité d'un réchauffage ultérieur, si ce n'est un léger traitement destiné à assurer une répartition uniforme de la température dans le lingot.
C'est encore un autre but de l'invention de réaliser un haut rendement du laminage parla suppression de nombreux stades intermédiaires qui font partie de la technique usuelle, tels que le démoulage du lingot, le traitement égalisateur de température ou le chauffage, le laminage primaire, le réchauffage et le transport, et qui assurent en même temps la suppression des appareils correspondant à ces différents stades.
Un but annexe est aussi un procédé adapté pour la réalisation d'un rendement global de près de 100%.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple :
La Fig. 1 est une vue schématique d'un exemple de réalisation de l'invention dans lequel il est fait usage d'un appareil combiné avec un laminoir ;
La Fig. 1 est un schéma illustrant l'ensemble du procédé nou- veau;
La Fig. 2 est une vue en soupe verticale à plus grande échelle d'une portion de l'appareil de la Fig. 1, dans laquelle le lingot est formé;
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La Fige 3 est une vue en plan, à plus grande échelle, de la portion de l'appareil représentée à la Figo 2;
La Figo 4 est une autre vue en coupe partielle, à plus grande échelle, montrant les détails de la portion de l'appareil où se forme le lingot et de son mode de fonctionnement,
Les Figso 5 à 8 sont des vues en coupe partielle, horizontale, à plus grande échelle, de la portion de l'appareil représentée à la Fige 4 suivant les lignes 5-5, 6-6, 7-7, et 8-8 respectivement, et montrant les différents stades de formation du lingot;
La Fige 9 est une vue en coupe transversale, analogue aux Figo 5 à 8, suivant la ligne 9-9 de la Fig. 1;
Les Figso 10, 11,12 et 13 sont des vues en coupe verticale, à plus grande échelle, montrant quelques variantes du moule faisant partie de l'appareil décrit ici.
Comme l'invention est susceptible de modes de réalisation divers et de variantes de construction, des modes d'exécution préférés ont été représentés au dessin et seront décrits en détail dans la suite. Bien entendu il n'est pas envisagé de limiter l'invention à ces exemples particuliers de réalisation.
A titre d'introduction à l'exposé du procédé suivant l'invention, il n'est pas inutile de développer certaines observations à propos du problème de la solidification d'un métal ferreux tel que l'acier Martino Tout d'abord il est bien connu que l'acier peut être coulé, sans risque de fusion du moule, dans un moule cylindrique, ouvert à une extrémité, d'un métal à bas point de fusion, mais à haute conductibilité thermique, étant admis que l'évacuation de chaleur est assurée à une vitesse suffisamment élevée. Il a été observé par les demandeurs que, dans des conditions régulières d'écoulement, une croûte initiale d'acier solidifié d'une épaisseur d'environ 1,5 m/m se forme presque instantanément au contact de l'acier coulé et de la paroi périphérique interne du moule.
Cette croûte est en acier d'une haute qualitéo Si l'acier, à l'état fondu, se déverse dans le moule sans gicler, la croûte formée présente une surface lisse et continue. A mesure que s'opère le refroidissement résultant de la transmission de chaleur au moule, à grande vitesse, l'épaisseur de la croûte tend à augmenter à la vitesse approximative de 1,5 m/m par dizième de seconde.
Un phénomène d'importance primordiale en relation avec la solidification est la tendance de la croûte à se contracter en se séparant du moule. Une telle contraction est habituellement non uniforme, intervenant en des points ou zones, en raison des variations locales de la répartition de la chaleur. Ces variations peuvent être causées, par exemple, par un état turbulent du métal fondu derrière la croûte. Il en résulte la formation, à intervalles irréguliers, de poches de gaz entre la croûte et la paroi du moule. Chacune de ces poches de gaz provoque, dès sa formation, une réduction considérable de la transmission de chaleur entre le moule et les zones particulières de la croûte situées au-dessus de la poche.
Ce phénomène, à son tour, provoque le réchauffage des zones correspondantes de la croûte par le métal fondu situé en arrière et réduit ainsi la résistance du métal en le rendant mou ou plastique. Les zones de ramollissement de la croûte ont tendance à balloner jusqu'à ce qu'elles rencontrent la paroi du moule et que la solidification se développe à nouveau. En raison de ce réchauffage l'épaisseur de la croûte et sa résistance dans les zones correspondantes sont sensiblement plus faibles que dans les autres régions.
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Compte tenu de ce qui précède il est proposé suivant l'invention un nouveau procédé pour la coulée d'un lingot en longueur continue, obtenu. directement depuis le métal ferreux fondu tel que l'acier. Dans ce procé- dé une colonne de métal en fusion s'écoule sensiblement sans turbulence à travers une conduite formant moule spécialement conçu et comportant des fentes transversales,la portion supérieure de cette conduite étant en gra- phite ou en un matériau réfractaire possédant une conductibilité thermique relativement basse et la portion aval ou restante de la conduite étant fai.- te d'un matériau à conductibilité thermique relativement élevée, le cuivre par exemple.
D'autres métaux, alliages ou substances possédant une résis- tance mécanique suffisante et jouissant de la propriété de transmettre la chaleur à grande vitesse, pervent également convenir à la fabrication de la portion aval de la conduite à laquelle on peut donner la dénomination de moule. Si l'on se réfère à la Fig. la on voit à titre d'exemple une conduite 20 formant moule, au moyen de laquelle le procédé peut être mis en oeuvre et qui comprend une portion amont 48 et une portion aval, ou mou- le 51. Immédiatement à l'entrée du moule une croûte périphérique de faible épaisseur ou coquille se forme sur la colonne de métal en fusion.
Pour as- surer une augmentation rapide et uniforme de l'épaisseur de cette croûte périphérique formée au départ il y a lieu de maintenir une transmission de chaleur très élevée entre cette croûte et le moule. Cette condition est réalisée en soumettant la croûte à une charge déterminée H de métal fondu disposé au-dessus du moule 51 de manière à assurer un contact étroit entre la croûte périphérique et la paroi du moule.
Après que la colonne de métal et la croûte fraîchement formée ont parcouru une petite distance axiale D en contact direct avec le moule 51, la croûte acquiert une résistance suffisante pour commencer à se rétrac- ter en se séparant de la paroi du moule et pour retenir le métal fondu dans le noyau de la colonne qui est soumise à la pression hydrostatique H. On fait en sorte de prévenir le réchauffage et le ballonnement local de la croûte, lorsque cette contraction se produit par l'application directe de réfrigérants sur la croûte, avant même que cette dernière ait quitté le moule 51.
On réalise ce but lorsque la colonne de métal traverse la région indiquée en C à la Fig. la en exposant une portion, progressivement crois- sante, de la surface périphérique au contact direct d'un jet de réfrigérant, à haute vitesse; cette opération peut être qualifiée "épongeage de chaleur" (heat scrubbing). En même temps on réduit l'épaisseur du support radial donné à la croûte. On réalise ensuite "l'épongeage de chaleur" par contact direct avec le réfrigérant à la surface périphérique totale de la colonne en cours de solidification dans la région indiquée en C à la Fig. la.
L'action réfrigérante résultant du contact direct de la croûte avec le moule dans la rgion D et de l'application directe de réfrigérant dans les régions C et C continue à assurer l'évacuation de la chaleur de- puis la surface du lingot. Dans certains cas la réfrigération peut être réalisée de la manière décrite ci-dessus jusqu'à ce que la chaleur totale contenue dans la section soit suffisante pour lui conférer un traitement égalisateur de température à la température de laminage, avec ou sans ap- port d'une faible quantité de chaleur extérieure. Ce traitement peut être réalisé dans la région S indiquée à la Fig. 1a.
Après la description du procédé suivant l'invention il y a lieu maintenant de préciser l'un des modes de réalisation de l'appareil permet- tant la mise en oeuvre de ce procédé. Suivant l'exemple représenté à la Fig. 1 cet appareil comporte une cuve de coulée 24 adaptée pour recevoir l'acier fondu 25 provenant d'une poche 26 et: pour déverser l'acier dans une colonne continue 28, de section sensiblement circulaire. Après passage dans un dispositif destiné à assurer l'évacuation d'une certaine quantité
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de chaleur, la colonne 28 se solidifie peu à peu en un lingot 29, de longueur continue, qui peut être directement introduit dans un four 32, pour un traitement égalisateur de température, au moyer de galets guides et de galets supports 30, 31.
En sortant du four 32 le lingot 29 passe entre des cylindres de réduction 34, 35, 36 et 37, qui réduisent progressivement sa section transversale, puis il est soumis à l'action d'une cisaille volante 38 qui le débite en longueurs 39 au cours de son passage sur un chemin de roulement 40.
Dans l'exemple d'exécution représenté au dessin la cuve de coulée 24 comporte une enveloppe en acier 41 en forme de baquet et garnie d'un revêtement épais en matériau réfractaire 42. Une cavité 44 en forme de poire est délimitée par la surface supérieure du matériau 42 et comporte une paroi latérale 46 évasée vers l'extérieur. Au centre de la portion la plus large de la cavité 44 une conduite verticale 48 définit un passage 49, dans lequel se forme une colonne de métal en fusion s'écoulant depuis la cuve de coulée 24. La cavité 44 est d'une profondeur suffisante pour permettre aux impuretés de flotter librement sur l'acier introduit dans le passage 49.
Dans l'appareil représenté la conduite 48 comprend une portion supérieure en forme d'un manchon 50 massif, en graphite, et une portion inférieure formant un manchon relativement mince, ou moule 51, en cuivre, ou en une autre substance, à conductibilité thermique relativement élevée.
Le moule 51 s'engage à travers une ouverture, dans le fond de l'enveloppe 41 et il est monté convenablement sur cette dernière au moyen d'un rebord périphérique d'extrémité 52. Pour assurer un écoulement régulier et sensiblement non turbulent du métal fondu à travers le passage 49, ce dernier est en position décalée par,rapport à l'orifice de coulée 54 de la poche 26 et la portion étroite de la cavité 44 est disposée au droit de l'ouverture de coulée 54. De cette manière toute irrégularité dans le déversement de l'acier s'écoulant dans la cuve 24, résultant de sa descente depuis la poche 26, se produit dans une région éloignée du passage 49..
De plus la turbulence est encore réduite et la régularité de l'écoulement facilitée par les formes rondes indiquées en 55, données à l'extrémité du manchon de graphite 50 faisant saillie dans la cavité et par la forme évasée indiquée en 56, de l'ouverture d'entrée du passage 49.
La mise en mouvement du métal fondu à travers la conduite formant moule peut être réalisée d'une manière quelconque appropriée. Par exemple, on peut employer un plongeur relativement court, d'un diamètre approprié, pour assurer un contact coulissant correct dans le moule, ce plongeur obturant, dans sa position initiale, le passage 49. Ce plongeur peut être monté à l'extrémité d'un élément métallique tubulaire souple, s'engageant vers le haut entre différents galets de guidage. En exerçant alors une poussée vers le bas sur l'élément tubulaire le plongeur est amené à descendre dans le passage 49, suivi par une colonne de métal fondu dont l'extrémité inférieure est partiellement solidifiée.
Des précautions sont prises pour que la réfrigération du moule 51 se produise à une vitesse suffisamment élevée pour empêcher la fusion de ce moule et en même temps pour créer autour de la colonne 28 d'acier fondu s'écoulant doucement une croûte périphérique uniforme 58 qui s'épaissit à mesure que la colonne 28 traverse le moule. Ce résultat est obtenu en dirigeant sur la surface périphérique externe du moule une grande quantité de réfrigérant sous forme d'un fluide projeté à vitesse élevée qui réalise sur le moule un "épongeage de chaleur".
Conformément au présent exemple plusieurs chemises annulaires creuses réfrigérantes 59 à 62 sont disposées axialement, à une certaine distance l'une de l'autre, de manière à entourer le moule 51 et chacune de ces chemises est alimentée en eau de réfrigération sous pression provenant d'une canalisation principale 64, au moyen de con-
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duites de branchement 65. Dans chacune de ces chemises de réfrigération, une série d'orifices ou ajutages 66 sont disposés sur la périphérie interne et sont adaptés pour assurer la projection de jets 68 à grande vitesse, dans une direction sensiblement radiale, sur la paroi extérieure du moule.
Les jets 68 balaient le rideau de vapeur qui tend à envelopper la paroi exté- rieure du moule en couvrant ce dernier d'une nappe sans cesse renouvelée d'eau de réfrigération 69, qui élimine pratiquement la chaleur transmise à l'extérieur du moule. Pour éviter la déformation des jets des chemises ré- frigérantes intérieures par la chute de l'eau utilisée dans les chemises supérieures, une série de chicane$ séparatrices 70 peuvent être interposées entre les chemises successives.
Pour assurer un accroissement rapide et uniforme de l'épaisseur de la croûte 58 dans les stades initiaux de sa for- mation, on assure une transmission de chaleur à grande vitesse par un con- tact direct entre la croûte 58 et la surface intérieure de la portion amont du moule 51, Dans ce but également l'acier est maintenu dansla cuve de cou- lée à un niveau déterminé, ce qui soumet l'acier contenu dans le moule 51 à une charge constante et importante H.
Après un certaindéplacement axial de la colonne 28 et de la croû- te 58 en contact direct avec la périphérie interne du moule, la croate-58 acquiert une résistance suffisante pour commencer à se contracter en se séparant de la paroi du moule contenant la colonne de métal fondu 28, à l'en- contra de la pression résultant de la charge H. Corrélativement un disposatif est prévu pour maintenir un accroissement progressif de l'épaisseur de la croûte, et, en même temps, pour prévenir le réchauffage et le ballonnement de la croûte fraîchement formée, qui pourraient intervenir à la suite d'une telle contraction.
Dans ce but on assure l'exposition de la surface périphérique totale de la croûte en formation à l'action directe du réfrigérant, avant même qu'elle ait quitté le moule 51, et en même temps on assure à la croûte un support radial suffisant pour prévenir un ballonnement excessif ou une rupture dans toutes les zones où la croûte s'épaissit.
Si l'on se reporte aux Figo 4 et 10 on voit que la portion supérieure du moule comporte des parois solidesqui définissent une zone 71 où commence la formation de la croûte et qui se trouvent en contact direct avec la croûte 58 et le moule. Sur la portion aval de la zone 71 les parois du moule ont été entaillées par un grand nombre de perforations 72, disposées axialement en quinconce et situées à une certaine distance l'une de l'autre sur la périphérie du moule. Chacune de ces perforations est adaptée pour permettre à au moins l'un des jets 68 de réfrigérant provenant des chemises 60-61 de les traverser et de frapper directement une surface donnée de la croûte, dont l'épaisseur s'accroît, comme il est indiqué à la Fig. 6.
Si on le désire, on peut réduire l'interférence entre les jets et les portions de la paroi du moule comprise entre les perforations, en évasant vers l'extérieur la surface latérale 74 de chacune des perforations ou entailles 72. Les portions de la paroi du moule comprises entre les entailles 72 sont réfrigérées depuis les chemises de réfrigération par des jets différents de ceux qui pénètrent dans les entailles 72. En raison de la structure qui vient d'être décrite, chaque zone où s'opère un accroissement d'épaisseur d'une portion transversale donnée de la colonne 28 est soumise à un "épongeage de chaleur" par l'application directe de réfrigérant avant qu'elle ne quitte le moule.
Des dispositions sont prévues également sur le moule 51 pour diminuer progressivement l'importance du support radial donné à la croûte 58 et en même temps pour augmenter progressivement la surface exposée à une réfrigération directe. Si l'on se reporte aux Fig. 2, 4, 7 et 10, on notera que la portion aval du moule comporte une série de dents 75 disposées axialement à une certaine distance l'une de l'autre sur la paroi du moule ces dents définissant une série de pointes 76. Les éléments de paroi limi-
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tant ces dents peuvent être évasés vers l'extérieur, comme les entailles 72.
Comme on le voit clairement aux Figo 4 et 7, les jets de réfrigérant provenant des chemises 62 sont dirigés à travers les dents 75 et entre les poiltes, de manière à frapper directement la croûte 58 dont 1"épaisseur s'accroît., Bien entendu quelques uns de ces jets frappant les jointes 76 et les refroidissent.
Dans la suite de l'appareil maintenant décrit, la longueur du moule 51, la vitesse de réfrigération et la vitesse d'avancement du lingot sont combinées de telle sorte qu'à la sortie du moule la croûte solide 58 a acquis un degré de résistance satisfaisant et n'a plus besoin d'un support ra- dialo Toutefois, le noyau 48 en fusion du lingot pose de nouveaux problèmes qui ont été spécialement pris en considération dans la construction des autres parties de l'appareil.
(brome la portion périphérique en cours de so- lidification du noyau en fusion 28 est à une température sensiblement constante, la température de la surface du lingot est déterminée par la vitesse à laquelle se produit l'évacuation de la chaleur de ce lingoto Si cette vitesse est trop basse, la dissipation de la chaleur dans la croûte depuis le noyau en fusion tend à élever la température de la surface de la croûte, à un point tel que cette dernière peut perdre sa résistance, subir un ballonnement et éventuellement, se rompre.
Pour éviter les effets fâcheux d'une perte de résistance, le lingot 29 est soumis de nouveau à un "épongeage de chaleur" par l'application directe de réfrigérant après que le lingot 29 émerge du moule. Cette réfrigération directe est maintenue aussi longtemps qu'il existe une possibilité de ballonnement ou de rupture de la croûte Dans l'exemple décrit, les conditions qui précèdent sont réalisées par un certain nombre de chemises de réfrigération 78 complémentaires, disposées par rapport au lingot 29 à une certaine distance axiale l'une de l'autre et en-dessous du moule 51, les chemises 78 alternant avec les rouleaux de guidage et les rouleaux porteurs 30.
Tout comme les chemises de réfrigération 59, 60, 61 et 62, les chemises 78 créent une projection de fluide réfrigérant sous forme de jets radiaux 68, le réfrigérant étant amené depuis la canalisation principale 64 par des conduites de branchement 79 (Fig. 2 et 4). Toutefois, contrairement à ce qui est prévu dans les autres chemises de réfrigération, le débit de chacune des chemises de réfrigération 78 estprojeté en totalité contre la croûte 58 du lingot, sans qu'il y ait d'incidence de la part des éléments porteurs, ainsi qu'il est montré à la Fig. 8.
Ainsi les jets 68 des chemises complémentaires de réfrigération 78 frappent directement la croûte du lingot, enveloppant la surface périphérique totale du lingot d'une nappe constamment renouvelée de fluide réfrigérant et poursuivant ainsi "l'épongeage de chaleur" précédemment décrite Cette nappe protège d'abord le lingot de l'oxydation. Cependant, à mesure que le lingot s'éloigne du moule et que sa température superficielle s'abaisse, l'oxydation se fait moins intense. Pour cette raison, et aussi parce que la croûte a acquis une résistance suffisante, le maintien d'une enveloppe ininterrompue de réfrigérant autour du lingot ne s'impose plus.
Par conséquent les chemises complémentaires de réfrigération 78, traversées ultérieurement par le lingot, sont disposées axialement avec un certain espacement et alternent avec les différents groupes de galets de guidage 30. L'action réfrigérant réalisée par les chemises 78 estmaintenue jusqu'à ce que la croûte 58 subisse une variation d'épaisseur correspondant aux états représentés à la Fige 8 et à la Fige 9 respectivement. Pendant que la croûte atteint une épaisseur conforme sensiblement à celle de la Fige 9, le noyau 28 en fusion a subi une réduction de section telle qu'il ne contient plus suffisamment de chaleur pour provoquer une déformation et une rupture de la croûte solide 58.
Au fur et à mesure qu'il avance longitudinalement, le noyau 28 peut achever de se solidifier, d'une manière quelconque, suivant une allure réduite d'éva-
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cuation de la chaleur.
Dans certaines installations il peut être souhaitable de couper le lingot 29 en longueurs prédéterminées, au moyen par exemple d'une cisaille volante, immédiatement après la solidificationo Pour obtenir le ren- iement maximum dans le fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus, il est toutefois préférable d'introduire le lingot 29 dans un laminoir de type continu pourvu d'une série de cylindres réducteurs, tels que les cylindres 34, 35, 36 et 37.
La chaleur totale contenue dans le lingot 29 au moment de la solidification peut, si elle se répartit uniformément, maintenir, en vue du laminage, le lingot 29 à une température adéquate. Cependant, la nature même du procédé de réfrigération précédemment décrit a provoqué un gradient thermique relativement élevé entre le centre et la croûte 29. Il est habituellement souhaitable d'obtenir une répartition sensiblement uniforme de la chaleur dans la section transversale du lingot, immédiatement avant le laminage. Dans ce cas, ce dernier est entraîné à travers le four 32 destiné à un traitement égalisateur de températureo En réduisant massivement la perte de chaleur à partir de la surface du lingot, le four 32 assure un abaissement du gradient thermique entre le centre du lingot et la croûte qui le réduit presque à une valeur nulle.
En régularisant convenablement la chaleur tctale contenue dans le lingot avant son entrée dans le four régulateur 32, l'abaissement du gradient thermique peut amener le lingot dans un état de température adapté au laminage, avec ou sans addition d'une petite quantité de chaleur extérieureo Schéma du fonctionnemento
Bien que le fonctionnement de l'appareil ci-dessus décrit soit clairement intelligible aux techniciens spécialisés, il convient cependant d'en faire ici un bref résuméo
Si l'on se refère de nouveau à la Figo 1, le métal en fusion est déversé depuis la poche 26 dans la cuve 24 et entraîné sans turbulence par l'extrémité de cette dernière.
La colonne de métal fondu s'engage dans la conduite 48 etpasse suivant un régime d'écoulement sensiblement laminaire du manchon 50 dans le moule 51 qui est refroidi par des jets de fluide puis les chemises réfrigérantes 59, 60, 61 et 62. La mise en mouvement de la colonne à travers la conduite 48 peut bien entendu être obtenue par un procédé quelconque,par exemple au moyen d'un plongeur et d'un agencement comportant un tube métallique souple, comme il a été indiqué plus haut. Il se produit dans la zone 71 une croûte 58 qui s'épaissit progressivement dans la portion initiale du moule, le contact avec les parois du moule étant assuré grâce à la pression due à une charge hydrostatique H. Un tel contact permet de réaliser dans toute section transversale de la colonne une épaisseur radiale sensiblement uniforme de la croûte.
Dès que la croûte acquiert une résistance suffisante pour s'opposer à la pression interne due à la charge H elle quitte la zone 71 et une portion constamment croissante de sa surface est soumise à l'application directe de fluide réfrigérant à partir des chemises de réfrigération 59,60, 61 et 62 tandis qu'une portion de sa surface constamment décroissante, s'appuie sur un support radial.
A la sortie du moule, la portion partiellement solidifiée du lingot est soumise de nouveau à une application directe de réfrigérant au moyen de jets provenant des chemises de réfrigération 78 séparées axialement l'une de l'autre par une certaine distance, mais toujours sur toute la périphérieo Ceci entraîne encore un accroissement d'épaisseur de la croûte 58 jusqu'à de que le diamètre du noyau en fusion devienne si faible qu'il peut se solidifier sans déformation et sans autres effets fâcheux de la portion du lingot précédemment solidifiée.
En raison principalement du fait que le noyau 28 en cours
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de solidification est soumis constamment à un apport de métal fondu constitué par la portion amondu noyau, non solidifiée, la solidification se produit sensiblement sans que le corps solide prenne la forme d'un tuyau. La portion solidifiée du lingot est ensuite passée dans un four de traitement 32 en vue de ramener à zéro le gradient de température transversalo En sortant du four 32 le lingot est engagé dans les cylindres réducteurs 34, 35, 36 et 37 et, après laminage, il est débité en longueurs déterminées au moyen de la cisaille volante 38.
Variantes
Si l'on se reporte de nouveau au dessin on voit aux Fige 11, 12 et 13 respectivement certaine-- variantes du moule 51a,5'! et 51c ,qui peuvent être utilisées dans l'appareil suivant l'inventiono Tous ces moules sont dans l'ensemble semblables au moule 51, et ils ont été entaillés de manière que des surfaces croissantes de la croûte 58 soient soumises à l'action directe du réfrigérant, tout en assurant un support radial suffisant pour prévenir la rupture des surf aces de la croûte exposées au réfrigérant.
Chacune de ces variantes comporte une zone 71 sur laquelle la croûte commence à se former. A l'aval de la zone 71 du moule 51a (Figo 11 ) sont disposées en hélices plusieurs fentes dans la paroi, chacune de ces fentes prenant fin immédiatement avant l'extrémité aval du mouleo Toutes ces fentes s'é- @ rissent en se dirigeant vers l'aval et soumettent des surfaces croissantes le la croûte du lingot à l'action directe du réfrigérant provenant des chemises de réfrigération 60,61 et 62.
Si l'on considère la variante 51b représentée à la Fige 12 on notera que sa portion amont est d'une forme semblable à celles qui ont été déjà décrites et qu'elle comporte une zone 71 dans laquelle la croûte commence à se former. A l'aval de la zone 71 le moule 51 comporte une série de fentes transversales 81, 82, 83, 84, séparées axialement par une certaine distance et destinée à soumettre la croûte du lingot au contact direct du réfrigérant. Dans cette série de fentes la fente supérieure 81 est la plus étroite, chacune des autres fentes étant plus large que celle située immédiatement en amont. Ces fentes divisent la portion du moule située au-dessous de la zone 71 en une série d'anneaux 85, 86, 87 et 88, qui peuvent être solidarisées par exemple au moyen de tiges 89 disposées longitudinalement.
On voit à la Figo 13 que le moule 51c comporte une portion amont semblable à la portion correspondante d'un autre moule, y compris la zone 71 dans laquelle s'amorce la formation de la croûteo La portion du moule 51c à l'aval de la zone 71 est en forme de cage et constituée par un certain nombre de barres 90, 91 et 92, de longueur variable et disposées dans une direction sensiblement axiale.
le préférence, chacune de ces barres a une section circulaire et a subi une certaine torsion hélicoidaleo Dans le présent exemple les barres sont réparties en trois groupes, en fonction de leur longueur, et ces groupes sont disposés suivant une circonférence en position alternée,, Ces barres sont pourvues à leur extrémité libre d'un support externe constitué par des anneaux 94,95 et 960 Cette construction permet de soumettre des portions progressivement croissantes de la surface de la croûte à l'action directe du réfrigérant et en même temps, offre un support progressivement décroissant. L'une des principaux avantages de cette variante consiste en ce que il est positivement impossible que le réfrigérant soit emprisonné entre la paroi du moule et la croûte.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemptée
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The present invention relates to the technique of continuous metal casting and more precisely it relates to a new process and a new installation for the casting of an ingot of ferrous metal in continuous length.
Since the time of BESSEMER the problem of the continuous casting of ferrous metals has been the subject of great attention. This has resulted in a large number of methods and apparatus which have been proposed in the past and which have had varying degrees of success, but which all fall outside the scope of commercial exploitation within the framework of. large-scale industrial production. Due to the high melting temperature of ferrous metals it is difficult to find suitable means to ensure the evacuation of the considerable quantity of heat, necessary, at such a temperature, to make these metals pass from the liquid state. in the solid state.
Until now, the severity of such transformations has prevented the development of a die or mold capable of treating a large quantity of metal and ensuring the continuity of an operation over a long period.
Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide a method and apparatus for the casting of a high quality ingot of ferrous metal in continuous length and at a commercially acceptable rate within. within the framework of large-scale industrial production. Such a rate can, for example, be between about 96 tons per hour for a section of 10 cm in diameter to 220 tons per hour for a section of 15 cm.
A more precise object of the invention is to provide a method and apparatus suitable for mass production of continuous length ingots of a size suitable for being treated in the rolling mill or for undergoing other subsequent treatments.
The invention also relates to a method and an apparatus of the aforementioned type which allow the introduction of a continuous ingot directly into a rolling mill without the need for subsequent reheating, except for a slight treatment intended to ensure a uniform distribution. of the temperature in the ingot.
It is yet another object of the invention to achieve a high rolling efficiency by eliminating many intermediate stages which are part of the usual technique, such as demolding the ingot, temperature equalizing treatment or heating, rolling. primary, reheating and transport, and which at the same time ensure the elimination of the devices corresponding to these different stages.
An ancillary goal is also a process suitable for achieving an overall yield of nearly 100%.
Other characteristics and advantages of the invention will become apparent during the description which follows.
In the accompanying drawing, given only by way of example:
Fig. 1 is a schematic view of an exemplary embodiment of the invention in which use is made of an apparatus combined with a rolling mill;
Fig. 1 is a diagram illustrating the whole of the new process;
Fig. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of a portion of the apparatus of FIG. 1, in which the ingot is formed;
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Fig 3 is a plan view, on a larger scale, of the portion of the apparatus shown in Fig 2;
Figo 4 is another view in partial section, on a larger scale, showing the details of the portion of the apparatus where the ingot is formed and of its mode of operation,
Figs 5 to 8 are views in partial section, horizontal, on a larger scale, of the portion of the apparatus shown in Fig 4 along lines 5-5, 6-6, 7-7, and 8-8 respectively, and showing the different stages of formation of the ingot;
Fig. 9 is a cross-sectional view, analogous to Figs 5-8, taken along line 9-9 of Fig. 1;
Figs 10, 11, 12 and 13 are vertical sectional views, on a larger scale, showing some variants of the mold forming part of the apparatus described here.
As the invention is capable of various embodiments and construction variants, preferred embodiments have been shown in the drawing and will be described in detail below. Of course, it is not intended to limit the invention to these particular exemplary embodiments.
By way of introduction to the description of the process according to the invention, it is useful to develop certain observations concerning the problem of the solidification of a ferrous metal such as Martino steel. It is well known that steel can be cast, without risk of the mold melting, into a cylindrical mold, open at one end, of a metal with a low melting point, but with high thermal conductivity, it being accepted that the discharge of heat is supplied at a sufficiently high rate. It has been observed by applicants that, under regular flow conditions, an initial crust of solidified steel with a thickness of about 1.5 m / m forms almost instantaneously on contact with the cast steel and the inner peripheral wall of the mold.
This crust is made of high quality steel. If the steel, in the molten state, pours into the mold without squirting, the crust formed has a smooth and continuous surface. As the cooling resulting from the transmission of heat to the mold takes place at high speed, the thickness of the crust tends to increase at a rate of approximately 1.5 m / m per tenth of a second.
A phenomenon of primary importance in relation to solidification is the tendency of the crust to contract when separating from the mold. Such contraction is usually non-uniform, occurring at points or areas, due to local variations in heat distribution. These variations can be caused, for example, by a turbulent state of the molten metal behind the crust. This results in the formation, at irregular intervals, of gas pockets between the crust and the wall of the mold. Each of these gas pockets causes, as soon as it is formed, a considerable reduction in the transmission of heat between the mold and the particular zones of the crust situated above the pocket.
This, in turn, causes the corresponding areas of the crust to heat up by the molten metal located behind it and thus reduce the strength of the metal making it soft or plastic. The softened areas of the crust tend to balloon until they meet the wall of the mold and solidification develops again. As a result of this heating, the thickness of the crust and its resistance in the corresponding zones are appreciably lower than in the other regions.
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In view of the foregoing, a new process is proposed according to the invention for the casting of an ingot in continuous length obtained. directly from molten ferrous metal such as steel. In this process, a column of molten metal flows substantially without turbulence through a specially designed mold pipe having transverse slots, the upper portion of this pipe being of graphite or of a refractory material having conductivity. relatively low thermal and the downstream or remaining portion of the pipe being made of a material with relatively high thermal conductivity, for example copper.
Other metals, alloys or substances possessing sufficient mechanical strength and having the property of transmitting heat at high speed, are also suitable for the manufacture of the downstream portion of the pipe to which the name of mold can be given. . Referring to FIG. 1a is seen by way of example a pipe 20 forming a mold, by means of which the method can be carried out and which comprises an upstream portion 48 and a downstream portion, or mold 51. Immediately at the inlet of the mold a thin peripheral crust or shell forms on the column of molten metal.
To ensure a rapid and uniform increase in the thickness of this peripheral crust formed at the start, it is necessary to maintain a very high heat transmission between this crust and the mold. This condition is achieved by subjecting the crust to a determined load H of molten metal placed above the mold 51 so as to ensure close contact between the peripheral crust and the wall of the mold.
After the metal column and the freshly formed crust have traveled a small axial distance D in direct contact with the mold 51, the crust acquires sufficient strength to begin to retract as it separates from the mold wall and to retain. the molten metal in the core of the column which is subjected to hydrostatic pressure H. Care is taken to prevent the heating and local bloating of the crust, when this contraction occurs by the direct application of refrigerants on the crust, even before the latter has left the mold 51.
This object is achieved when the metal column passes through the region indicated at C in FIG. 1a by exposing a progressively increasing portion of the peripheral surface in direct contact with a jet of refrigerant at high speed; this operation can be qualified as "heat scrubbing". At the same time the thickness of the radial support given to the crust is reduced. The "heat sponging" is then carried out by direct contact with the coolant at the total peripheral surface of the column being solidified in the region indicated at C in FIG. the.
The cooling action resulting from the direct contact of the crust with the mold in region D and from the direct application of coolant in regions C and C continues to provide heat removal from the surface of the ingot. In some cases the refrigeration can be carried out as described above until the total heat contained in the section is sufficient to give it a temperature equalizing treatment at the rolling temperature, with or without the addition of 'a small amount of external heat. This treatment can be carried out in the region S indicated in FIG. 1a.
After the description of the method according to the invention, it is now necessary to specify one of the embodiments of the apparatus allowing the implementation of this method. Following the example shown in FIG. 1 this apparatus comprises a casting tank 24 adapted to receive the molten steel 25 coming from a ladle 26 and: to pour the steel into a continuous column 28, of substantially circular section. After passing through a device intended to ensure the evacuation of a certain quantity
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of heat, the column 28 gradually solidifies into an ingot 29, of continuous length, which can be directly introduced into an oven 32, for a temperature equalizing treatment, by means of guide rollers and support rollers 30, 31.
On leaving furnace 32, ingot 29 passes between reduction rolls 34, 35, 36 and 37, which gradually reduce its cross section, then it is subjected to the action of a flying shear 38 which cuts it into lengths 39 at the during its passage on a runway 40.
In the exemplary embodiment shown in the drawing, the casting vessel 24 comprises a steel casing 41 in the shape of a tub and lined with a thick coating of refractory material 42. A pear-shaped cavity 44 is delimited by the upper surface. material 42 and has a side wall 46 flared outwardly. In the center of the widest portion of the cavity 44 a vertical pipe 48 defines a passage 49, in which forms a column of molten metal flowing from the pouring vessel 24. The cavity 44 is of sufficient depth. to allow impurities to float freely on the steel introduced in passage 49.
In the apparatus shown the pipe 48 comprises an upper portion in the form of a solid sleeve 50, made of graphite, and a lower portion forming a relatively thin sleeve, or mold 51, of copper, or some other substance, with thermal conductivity. relatively high.
The mold 51 engages through an opening in the bottom of the casing 41 and is suitably mounted on the latter by means of a peripheral end rim 52. To ensure a regular and substantially non-turbulent flow of the metal molten through the passage 49, the latter is in a position offset with respect to the pouring orifice 54 of the ladle 26 and the narrow portion of the cavity 44 is disposed in line with the pouring opening 54. In this way any irregularity in the discharge of the steel flowing into the vessel 24, resulting from its descent from the ladle 26, occurs in a region remote from the passage 49 ..
In addition the turbulence is further reduced and the regularity of the flow facilitated by the round shapes indicated at 55, given at the end of the graphite sleeve 50 protruding into the cavity and by the flared shape indicated at 56, of the entrance opening of passage 49.
The movement of the molten metal through the mold conduit can be accomplished in any suitable manner. For example, one can use a relatively short plunger, of an appropriate diameter, to ensure correct sliding contact in the mold, this plunger closing, in its initial position, the passage 49. This plunger can be mounted at the end of the mold. 'a flexible tubular metal element, engaging upwardly between different guide rollers. By then exerting a downward thrust on the tubular element the plunger is brought down in the passage 49, followed by a column of molten metal, the lower end of which is partially solidified.
Care is taken that cooling of mold 51 occurs at a rate high enough to prevent melting of that mold and at the same time to create around column 28 of gently flowing molten steel a uniform peripheral crust 58 which thickens as column 28 passes through the mold. This is achieved by directing onto the outer peripheral surface of the mold a large quantity of coolant in the form of a fluid projected at high speed which performs "heat sponging" on the mold.
According to the present example, several hollow annular refrigerating jackets 59 to 62 are arranged axially, at a certain distance from each other, so as to surround the mold 51 and each of these jackets is supplied with pressurized refrigeration water coming from 'a main pipe 64, by means of con-
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branch pickups 65. In each of these refrigeration jackets, a series of orifices or nozzles 66 are arranged on the internal periphery and are adapted to ensure the projection of jets 68 at high speed, in a substantially radial direction, on the wall. outside of the mold.
The jets 68 sweep the vapor curtain which tends to envelop the outer wall of the mold, covering the latter with an endlessly renewed sheet of cooling water 69, which practically eliminates the heat transmitted outside the mold. In order to avoid the deformation of the jets of the internal cooling jackets by the fall of the water used in the upper jackets, a series of separating baffles 70 can be interposed between the successive jackets.
To ensure a rapid and uniform increase in the thickness of the crust 58 in the initial stages of its formation, high speed heat transmission is provided by direct contact between the crust 58 and the interior surface of the crust. upstream portion of the mold 51, Also for this purpose the steel is maintained in the casting tank at a determined level, which subjects the steel contained in the mold 51 to a constant and significant load H.
After some axial displacement of the column 28 and the crust 58 in direct contact with the inner periphery of the mold, the Croatian-58 acquires sufficient strength to begin to contract by separating from the wall of the mold containing the column of mold. molten metal 28, against the pressure resulting from the charge H. Correspondingly, a device is provided to maintain a progressive increase in the thickness of the crust, and, at the same time, to prevent heating and bloating freshly formed crust, which could occur as a result of such contraction.
For this purpose, the total peripheral surface of the crust being formed is exposed to the direct action of the coolant, even before it has left the mold 51, and at the same time the crust is provided with sufficient radial support. to prevent excessive bloating or rupture in any areas where the crust thickens.
Referring to Figs 4 and 10 we see that the upper portion of the mold has solid walls which define a zone 71 where the formation of the crust begins and which are in direct contact with the crust 58 and the mold. On the downstream portion of zone 71, the walls of the mold have been cut by a large number of perforations 72, arranged axially in staggered rows and located at a certain distance from each other on the periphery of the mold. Each of these perforations is adapted to allow at least one of the jets 68 of refrigerant from the jackets 60-61 to pass through them and directly strike a given surface of the crust, the thickness of which increases, as it is. shown in Fig. 6.
If desired, the interference between the jets and the portions of the mold wall between the perforations can be reduced by flaring outwardly the side surface 74 of each of the perforations or notches 72. The wall portions of the mold between the notches 72 are cooled from the cooling jackets by jets different from those which enter the notches 72. Due to the structure just described, each zone where there is an increase in thickness of a given transverse portion of column 28 is subjected to "heat sponging" by the direct application of refrigerant before it leaves the mold.
Arrangements are also provided on the mold 51 to progressively reduce the importance of the radial support given to the crust 58 and at the same time to progressively increase the surface exposed to direct refrigeration. Referring to Figs. 2, 4, 7 and 10, it will be noted that the downstream portion of the mold comprises a series of teeth 75 arranged axially at a certain distance from each other on the wall of the mold, these teeth defining a series of points 76. The teeth limited wall elements
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both these teeth can be flared outwards, like the notches 72.
As can be seen clearly in Figs 4 and 7, the jets of refrigerant coming from the liners 62 are directed through the teeth 75 and between the bristles, so as to directly strike the crust 58 whose thickness increases., Of course. a few of these jets hitting seals 76 and cooling them.
In the remainder of the apparatus now described, the length of the mold 51, the refrigeration speed and the speed of advance of the ingot are combined so that, on leaving the mold, the solid crust 58 has acquired a degree of resistance. However, the molten core 48 of the ingot presents new problems which have been specially considered in the construction of the other parts of the apparatus.
(bromine the peripheral portion in the course of solidification of the molten core 28 is at a substantially constant temperature, the temperature of the surface of the ingot is determined by the speed at which the removal of heat from this ingoto occurs. speed is too low, the dissipation of heat in the crust from the molten core tends to raise the temperature of the surface of the crust, to such an extent that the latter can lose its strength, experience bloating and eventually rupture .
To avoid the untoward effects of loss of strength, ingot 29 is again subjected to "heat sponging" by the direct application of coolant after ingot 29 emerges from the mold. This direct refrigeration is maintained as long as there is a possibility of bloating or rupture of the crust. In the example described, the above conditions are achieved by a certain number of complementary refrigeration jackets 78, arranged relative to the ingot 29 at a certain axial distance from each other and below the mold 51, the liners 78 alternating with the guide rollers and the carrier rollers 30.
Like the refrigeration jackets 59, 60, 61 and 62, the jackets 78 create a projection of refrigerant fluid in the form of radial jets 68, the refrigerant being supplied from the main line 64 through branch lines 79 (Fig. 2 and 4). However, contrary to what is provided for in the other refrigeration jackets, the flow rate of each of the refrigeration jackets 78 is entirely projected against the crust 58 of the ingot, without there being any impact on the part of the supporting elements, as shown in FIG. 8.
Thus the jets 68 of the complementary refrigeration jackets 78 directly strike the crust of the ingot, enveloping the total peripheral surface of the ingot with a constantly renewed sheet of refrigerant fluid and thus continuing the "heat sponging" described above. This sheet protects against first the ingot of oxidation. However, as the ingot moves away from the mold and its surface temperature drops, the oxidation becomes less intense. For this reason, and also because the crust has acquired sufficient strength, it is no longer necessary to maintain an uninterrupted envelope of coolant around the ingot.
Consequently, the additional cooling liners 78, subsequently crossed by the ingot, are arranged axially with a certain spacing and alternate with the different groups of guide rollers 30. The cooling action carried out by the liners 78 is maintained until the crust 58 undergoes a variation in thickness corresponding to the states shown in Fig. 8 and Fig. 9 respectively. As the crust reaches a thickness substantially conforming to that of Fig. 9, the molten core 28 has undergone a reduction in section such that it no longer contains enough heat to cause deformation and rupture of the solid crust 58.
As it advances longitudinally, core 28 may complete solidification in any way at a reduced rate of evacuation.
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heat cuation.
In some installations it may be desirable to cut the ingot 29 into predetermined lengths, for example by means of a flying shear, immediately after solidification. To obtain the maximum yield in the operation of the apparatus described above, it is necessary to However, it is preferable to introduce the ingot 29 into a continuous type rolling mill provided with a series of reducing rolls, such as rolls 34, 35, 36 and 37.
The total heat contained in the ingot 29 at the time of solidification can, if it is distributed uniformly, maintain, for rolling, the ingot 29 at a suitable temperature. However, the very nature of the previously described refrigeration process has caused a relatively high thermal gradient between the center and the crust 29. It is usually desirable to achieve a substantially uniform heat distribution in the cross section of the ingot, immediately prior to processing. rolling. In this case, the latter is driven through the furnace 32 intended for a temperature equalizing treatment. By massively reducing the heat loss from the surface of the ingot, the furnace 32 ensures a lowering of the thermal gradient between the center of the ingot and the crust which reduces it almost to zero.
By properly regulating the tctal heat contained in the ingot before it enters the control furnace 32, lowering the thermal gradient can bring the ingot into a temperature state suitable for rolling, with or without the addition of a small quantity of external heat. Functional diagram
Although the operation of the device described above is clearly intelligible to specialized technicians, it is nevertheless advisable to make a brief summary here.
Referring again to Figo 1, the molten metal is poured from the ladle 26 into the tank 24 and entrained without turbulence by the end of the latter.
The column of molten metal engages in the pipe 48 and passes according to a substantially laminar flow regime of the sleeve 50 in the mold 51 which is cooled by jets of fluid then the cooling jackets 59, 60, 61 and 62. The setting movement of the column through the pipe 48 can of course be obtained by any method, for example by means of a plunger and an arrangement comprising a flexible metal tube, as has been indicated above. A crust 58 is produced in zone 71 which gradually thickens in the initial portion of the mold, contact with the walls of the mold being ensured by the pressure due to a hydrostatic load H. Such contact makes it possible to achieve in any cross section of the column a substantially uniform radial thickness of the crust.
As soon as the crust acquires sufficient resistance to oppose the internal pressure due to the charge H it leaves zone 71 and a constantly increasing portion of its surface is subjected to the direct application of refrigerant fluid from the refrigeration jackets. 59, 60, 61 and 62 while a portion of its constantly decreasing surface is supported by a radial support.
On leaving the mold, the partially solidified portion of the ingot is again subjected to a direct application of refrigerant by means of jets from the refrigeration jackets 78 separated axially from each other by a certain distance, but still over the entire length of the pipe. The periphery This further results in an increase in thickness of the crust 58 until the diameter of the molten core becomes so small that it can solidify without deformation and without other adverse effects of the portion of the ingot previously solidified.
Mainly due to the fact that the current 28 kernel
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solidification is constantly subjected to a supply of molten metal consisting of the portion swollen core, not solidified, solidification occurs substantially without the solid body taking the form of a pipe. The solidified portion of the ingot is then passed through a treatment oven 32 in order to bring the transversal temperature gradient to zero. Leaving the oven 32, the ingot is engaged in the reducing rolls 34, 35, 36 and 37 and, after rolling, it is cut into lengths determined by means of the flying shear 38.
Variants
If we refer again to the drawing we see in Figs 11, 12 and 13 respectively certain - variants of the mold 51a, 5 '! and 51c, which can be used in the apparatus according to the invention. All of these molds are generally similar to the mold 51, and they have been scored so that increasing surfaces of the crust 58 are subjected to the direct action coolant, while providing sufficient radial support to prevent breakage of crustal surfaces exposed to the coolant.
Each of these variants comprises a zone 71 on which the crust begins to form. Downstream of the zone 71 of the mold 51a (Fig. 11) are arranged in helices several slits in the wall, each of these slits ending immediately before the downstream end of the mold. All of these slits run into each other. directing downstream and subjecting increasing surfaces of the ingot crust to the direct action of the refrigerant from the refrigeration jackets 60, 61 and 62.
If we consider the variant 51b shown in Fig. 12, it will be noted that its upstream portion is of a shape similar to those which have already been described and that it comprises a zone 71 in which the crust begins to form. Downstream of zone 71, mold 51 comprises a series of transverse slots 81, 82, 83, 84, separated axially by a certain distance and intended to subject the crust of the ingot to direct contact with the coolant. In this series of slots, the upper slot 81 is the narrowest, each of the other slots being wider than that located immediately upstream. These slots divide the portion of the mold located below the zone 71 into a series of rings 85, 86, 87 and 88, which can be joined for example by means of rods 89 arranged longitudinally.
It can be seen in Figo 13 that the mold 51c comprises an upstream portion similar to the corresponding portion of another mold, including the zone 71 in which the formation of the crust begins. The portion of the mold 51c downstream of the zone 71 is in the form of a cage and constituted by a certain number of bars 90, 91 and 92, of variable length and arranged in a substantially axial direction.
Preferably, each of these bars has a circular section and has undergone a certain helical torsion. In the present example the bars are divided into three groups, according to their length, and these groups are arranged around a circumference in an alternating position ,, These bars are provided at their free end with an external support constituted by rings 94, 95 and 960 This construction allows to subject progressively increasing portions of the surface of the crust to the direct action of the refrigerant and at the same time, offers a gradually decreasing support. One of the main advantages of this variant is that it is positively impossible for the coolant to be trapped between the wall of the mold and the crust.
Of course, the invention is not limited to the embodiments shown and described which have only been given by way of exemption.