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Coulée continue.
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la coulée continue d'un lingot métallique et, en particulier, d'un lingot d'aluminium de pureté supérieure à celle du métal en fusion alimentant l'appareil.
Il y a une forte demande de lingots d'aluminium industriel de haute pureté pour des conducteurs électriques et des condensa- teurs, des supports de catalyseur de pétrole, des appareils chi- miques résistant à la corrosion, des articles de quincaillerie, des garnitures d'automobiles et, plus récemment, des installations de réacteurs nucléaires* Le procédé le mieux connu jusqu'à pré- sent capable de satisfaire à ces besoins est le procédé de raffi- nage élsctrolytique à trois couches et ses variantes.
Ce procédé, comprenant le raffinage électrolytique d'un alliage de cuivre et d'aluminium dans un bain de sel fondu à 730-780 C, est actuelle-
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ment utilisa dans le monde entier en dépit du fait que les trait de raffinage sont très élevés* Des procédés de remplacement ne se sont révélés utiles qu'en laboratoire ou dans une production à petite échelle du métal de haute pureté et ils imposent également un prix de revient élevé parce qu'ils nécessitent un appareillée compliqué et un grand nombre d'opérations ou parce qu'ils ne pont pas bien adaptés à des procédés de production en continu ou parc* qu'ils sont incapables de maintenir une pureté élevée uni- forme sur toute la longueur d'un lingot
coulé en continu ou pour d'au tres raisons. Ces procédés ne sont pas continue, produisent i rarement un lingot uniforme et ne conviennent pas physiquement ou économiquement pour purifier de grandes quantités de métaux à bon marché comme l'aluminium.
La présente invention décrit un procédé et un appareil continus pour couler un lingot d'aluminium ayant sur toute sa longueur une pureté qui est maintenue continuellement à un niveau en substance uniforme supérieur à la pureté du métal d'alimentation fondu. La production de ce lingot homogène de haute pureté dans des dimensions industrielles suivant l'invention peut'être réali- sée à une fraction seulement du prix de revient du raffinage élec- trolytique. Ces lingots peuvent être produits à n'importe quel de- gré de pureté désiré en modifiant la vitesse de production ou la matière d'alimentation de sorte que le prix de revient est directe- ment proportionnel à la pureté désirée.
Suivant l'invention, on introduit du métal en fusion dans l'entrée d'une lingotière à extrémités ouvertes dans lacuelle une partie de ce métal, dit métal d'alimentation, est solidifiée et on soutire continuellement la partie solidifiée par la sortie de la lingotière. En même temps, on oblige la partie en fusion du métal d'alimentation à circuler rapidement sur l'interface entre le métal en fusion et le métal solidifié, par exemple par une agi- tation extérieure, et simultanément on enlève de la lingotière, à mesure Que la coulée progresse, du métal en fusion comprenant du métal qui est passé sur l'interface et qui contient un pourcen-
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d'impuretés supérieur à celui présent dans le métal d'alimentation.
La relation entre (a) le débit du métal en fusion , (b) la vitesse d'extraction de la partie solide de la lingotière et (c) le taux de soutirage de métal en fusion de la lingotière, est réglée de façon que chacun de ces trois éléments soit maintenu en substance constant par rapport aux autres. On maintient ainsi une composition en substance uniforme du métal en fusion juste au-dessus de l'in- terface ce qui permet de produire un lingot de pureté uniforme.
Cependant, ces facteurs peuvent être augmentés ou diminués comme on le désire, la pureté du produit variant d'une façon inversement proportionnelle à la vitesse de production. A titre d'exemple, des lingots de 8 pouces (20 cm) de diamètre ont été obtenus à partir de matières de départ de différentes puretés à différentes vitesses de production comme le montre le tableau 1
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Coulée Vitesse de production Composition , Pour-cent d'alu* n* en livres/heure mintw5 ¯ ¯¯.¯¯ ¯¯¯ -(IS2/t!aiL.#¯¯¯¯ Alimentai on "Produit ¯ 6 5 (2,3) 99,90 99,983 7 45 (20,4) 99,90 99..97' 3A 7 1/2 (J,4) 99,37 99,976 ..
2A 10 U}5> 99,S7 99,964..
2B 15 6 f B ) 99,87 99%"' 3B 17 1/2 (7.7) 99.87 99,956 5 5 (2,3) 99,78 99,93 4 7 ()2) 96,1 98,4 L'équivalent de production à la coulée n* 7, si elle
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était exécutée par le procédé de raffinage électrolytique à trois couches nécessiterait une cellule électroly tique à 301 fondu spécialement construite, 62.000 ampères de courant continu avec un équipement de redressement et de distribution en plus d'un dispositif de coulée à refroidissement direct pour produire le lingot.
L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels:
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la 'ie7, est une vue représentant l'appareil de coulée et de purification de la Fi. 2, à |dus erande échelle ; la Fig.2 est une vite en élévation, partie en coupe, de la
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disposition générale d'une installation comprenant un appareil construit et fonctionnant suivant l'invention ;
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la FiA.3 est une vue en perspective explosa de l'agita- teur du dispositif de coulée ; la Fig.4 est un d1.apram.:.Je montrant le pourcentage d'im- puretés métalliques soutirées dans une coulée tY1J1quft ; la Fîg.5 est un schéma montrant la répartition totale des impuretés dans le sens longitudinal du lingot;
et,
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la. Fia.6 est un diagramme montrant la répartition totale des impuretés dans le sens transversal du lingot.
L'appareil de coulée de linpot continu à refroidi !Jf';r.ent direct corstrnit suivant l'invention et utilisé pour mettre en pratique 'le procédé perfectionné comprend d'une façon vY!"'rn1 une chambre de moulape à extrémités ouvertes 10 comportait une entrée et une sortie espacées longîtudinalempnt l'une de l'autre, un tuyau chauffé 11 pour introduire du métal en fusion dans l'ex- trémité supérieure ou entrée de la chambre de moulue, une ram- pe d'arrosage 12 pour solidifier une partie du métal d'alimenta- tion , un dispositif extracteur de lingot 13 pour extraire con- tinuellement la partie solidifiée du lingot de l'extrémité infé- rieure ou sortie de la chambre de moulage,
un dispositif agitateur
14 pour faire circuler la partie en fusion du métal d'alimentation rapidement sur l'interface entre le métal en fusion et le métal solidifié, et un tryau de trop-plein chauffé 15 pour son tirer continuellement de la chambre de moulage du métal en fusion com- prenant du métal qui est passé sur 'interface et qui contient un pourcentage d'impuretés supérieur à celui présent dans le métal d'alimentation.
L'agitation, par exemple au moyen de l'agitateur
14, sert à faire tourner le métal en fusion près de l'interface autour de l'axe du lingot tout en l'entraînant vers le bas contre les parties périphériouos de l'interface puis vers Pinté-
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rieur en direction de cet axe et vers le h2.ut depuis le centre de l'interface de la façon générale indiquée par les flèches sur
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Voici des exemples spécifiques utilisant une forme préfé- rés de l'appareil de coulée continue avec son dispositif perfection né pour maintenir un taux de purification uniforme avec une uni- fortuite résultante de la pureté du lingot obtenu.
EXEMPLE 1. -
On attache des saumons 16 d'aluminium d'alimentation de 23 kg d'environ 5 x 6 x 28 pouces de longueur (12,7 x 15,2 x 71,1cm) sur une chaîne sans fin 17 au moyen d'un fil d'aluminium 18 de haute pureté de 3/8 pouce (9,5 mm) de diamètre. On suspend la chaîne au-dsssus du creuset 19 par un pignon à chaîne 20 qui est à son tour relié par un système d'engrenages 21 à un moteur à vitesse variable (non représenté) de telle sorte aue la vitesse de rotation du pignon à chaîne, et ainsi la vitesse d'avanceent de la chaîne, puissent être commandées avec précision.
Lorsque le pignon à chîne tourne, les saumons 16 attachés à la chaîne descendent une allure constante dans l'aluminium en fusion 22 contenu dans le creuset et font monter le niveau de l'aluminium fondu au-dessus de l'entrée 23 du tuyau de trop-plein il, de sorte que l'aluminium liquide passe dans la lingotière 10 du dis- positif de coulée par le tuyau de trpo-0lein. Les 'saumons 16 venante en contact avec le métal en fusion contenu dans le creuset, fondent progressivement par le bas et à un moment donné, ils se détachât complètement de la chaîne par suite de la fusion du fil d'alu- minium 18.
Lorsque les saumons ont été en partie descendus dans la masse en fusion, d'autres saumons sont suspendus à la chaîne de la même façon en les espaçant de manière à maintenir le volume total de l'aluminium à chaque point le long de la chaîne raison- nablement constant.
La vitesse de passage de l'aluminium en fu- sion dans le tuyau de trop-plein 11 est donc en substance constan- te,
Le creuset basculant 19 est placé dans un four chauffé au gaz comportant une chambre de combustion 25, une enveloppe ex- térieure d'acier 26 et une couche d'isolation thermique 27 in-
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tercnla1re.Lo four comporte un fond 28 et un couvercle supérieur 29.Un the]"!1'Iocouple de commande 30 est placé entre le fond 28 et le couvercle 29 dans la position représentée.Le signal émis par ce
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thermocouple est indioué sur un enregistreur du type à potentio- mètre standard qui envoie également un signal à un dispositif de commande proportionneur de type standard (non représenté)
qui ac- tionne un servo-moteur classique commandant la valve de commande d'un brûleur à gaz 31 suivant l'écart de la température du four de! son point fixé.
Le tuyau de trop-plein 11 est monté avec aisance dans un
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tube 32 revêtu extérieurement d'un isolant therJl11.011e approprié. Les gaz de combustion chauds du four de coulée 33 s'échappent par l'in
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trval1e annulaire 34 séparant les deux tubes et maintiennent la température du tube 11 supérieure au point de fusion du Métal d'a- ümentation.Le tube 11 et le creuset 19 sont réunis par un Joint n rotule 35 qui est rendu étanche de manière à empêcher toutf! fui- te.L'extrémité opposée du tube est suspendue au-dessus de la par- tie supérieure du dispositif de coulée de sorte elle l'alimentation d'aluminium passant du four de fusion par le tuyau de trop-plein
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coule dans l'extrénité supérieure ouverte 36 de la ltn"'ot1re 10.
La linot1re le) !fil a 18. rame d'un tube de jrradhlte vertical de 8 pouces (20 cm) de diantre intérieur Pet montée m1!I. un organe tubulaire daret7e-traphiEe 7 8' tur dans le four de coulée chauffé au pas 33. Un dispositif agitateur 1 est suspendu dans la lingotière 10.La lvre intérieure de l'extrémité t'1.t'Ir1..n re contre-alésée de la lingotière 10 est remplie d'un mélange d'aluaine coulée 33 offrant une protection contre l'air qui brûle au-dessus du niveau de l'aluminium fondu. Le tuyau de trop plein
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15 est attaché la 11otire tub,A7,aire par un joint à rotule étanche 39.
L'aluminium en fusion déborde par le tuyau 15 dans un
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creuset 40 situé à l'extérieur du four et est évacué de Itinital lation comme produit de trop-plein.L'organe tubulaire 37 comporte une extrémité inférieure 41 de dimension diminuée qui s'étend
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vers le bas à travers une ouverture 42 1!1na?êe dans le plancher d'acier 43. La partie supérieure de l'orpane tubulaire 37 est
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collée au tube 10 par un ciment au graphite de manière à assurer un bon transfert de la chaleur. L'extrémité inférieure 41 de l'organe tubulaire 37 est légèrement espacée de la lingotière 10
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et l'intervalle ainsi formé est rempli d'une matière thermo-Iso- lante.
Le four 33 est chauffé par un brûleur à gaz 44. Un thermo- couple de commande 74 est maintenu dans un trou foré dans l'or- gane tabulaire 37, dans la position représentée sur les Figs.l et 2, pour commander la température du four de coulée. Le signal émis par ce thermocouple est indiqué sur un enregistreur du type à potentiomètre à zéro et à gamme réglables réglé pour une garnie complète de 2 millivolts par seconde. L'enregistreur fournit un
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signal à un dispositif de commande du type proporttonneur action- nant un serve-moteur qui agit sur une valve de gaz suivant l'é- cart de la température du point de commande par rapport à la température fixée.
La variation de température pendant un fonc- tionnement normal est de + 1/4*C à la jonction du thermocouple.
Le dispositif agitateur 14 comprend un agitateur de gra- phite de qualité standard 45, un arbre en argile-graphite 45, un dispositif d'entraînement 47 pour faire tourner l'arbre et l'a-
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d ta teur à des vitesses constantes prédéterminées et un disposi,- tif 48 pour régler la position verticale du dispositif agitateur*
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L'agitateur (fin.3) est Miné dans un bloc de graphite de qualité standard de manière à former un moyeu central massif 49 muni de quatre lames agitatrices 50 à son extrémité inférieure. Chaque
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lame s'étend le long nu moyeu, est inclinée è 450 par rapport à la verticale, a environ 1 pouce (2,5 cm) d'épaisseur et s'étend vers l'extérieur depuis le moyeu à 0, 90, 180 et 2700.
Une douille de graphite 51 est ajustée autour des extrémités des lames et e=yt maintenue en plece par des bouchons de graphite à niveau avec la surface extérieure de,la douille. L'extrémité supérieure du moyeu
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49 est vissée à l'arbre d'arglle-gl'aphihe X6 fixé à une virole d'acier 52. La v1:rI::l:i est son toux- sondée à un arbre d'acier ## 53 comportant une ,1'i11rmrf:\ de clavette axlonrée 54. L'arbre 5? 1 traverse des palier 55 et est suspendu à un câble 56 qui passe
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sur une poulie 57 directement en lifne avec l'axe de la lingotière 10. L'arbre 53 est claveté à la poulie d'entraînement 58 de fa- çon à pouvoir se déplacer verticalement par rapport à la poulie.
La poulie est reliée par une courroie trapézoïdale à un moteur à vitesse variable 59 dont la vitesse peut être réglée de façon
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infiniment variable- entre 55 et 550 to"r/minute.
Le lingot 60 est extrait du dispositif de coulée par l'extrémité inférieure de la linotire 10 au moyen du dispositif
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d'extraction hydraulique 13. Le linpot se contracte légèrement au refroidissement, depuis le diamètre de la I1nr.otière . lïin- terface vers son extrémité froide. L'interface de solidification
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est habituellement située environ 16 pouces (tel cm) vers le haut de 1 * extrémité inférieure de la lingotière. La couronne
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d'arrosage 12, placée 10 pouces .(25 cm) en dessous de l'extré- mité inférieure de la lingotière, comprend un tuyau cintré en cet- cle et percé de 64 trous également espacés le long de lelntersec. tion d'un plan horizontal passant par le cercle de sorte que les jets d'eau sont inclinés vers le bas d'environ 30 sur le plan ,horizontal.
L'alimentation d'eau de la couronne d'arrosage est dosée.
Le dispositif extracteur 13 comprend deux ;;eux de pinces agissant en trois pointa, montées chacune sur des plates-formes d'acier horizontales 61 et 62 qui supportent des cylindres hydrau- liques 63 et 64 servant à ouvrir et à fermer les pinces et qui
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sont suspendues à des cylindres hydrauliques verticaux 65, 66 res- pectivement, la vitesse de descente des plates-formes étant com- mandée et maintenue constante en soutirant du fluide des cy- lindres de suspension à une vitesse constante à l'aide d'une pompe
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doseuse.
Des valves hydranlioues du type à bouton poussoir 67t 68 placées de manière à être actionnées suivait les positions res- pectives des plates-forries près des extrémités de leur course commandent le passade du fluide depuis une pompe hydrEl1Jl1.<,ue au- xiliaire et un dispositif acciiuulateiir (non représenté) de sorte
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qu'au moins une des pinces attaque le lingot et l'entraîne vers le bas à tout moment, lorsque la plate-forme supérieure approche de l'extrémité de sa course descendante, elle contacte un bouton poussoir qui fait démarrer une séquence d'opérations dans lanuelle, les plates-formes supérieure et Inférieure coopèrent pour faire passer le lingot de la plate-forme supérieur à la plate-forme inférieure.
Le lingot est abaisse continuellement à une vitesse déterminée constante qui peut être modifier en modifiant la course de la pompe doseuse.
La scie à ruban 69 comprend deux poulies 72 montée;! sur été, axes 73 parallèles l'un à l'autre et inclinas vers le haut de 4' sur l'horizontale, l'un tournant librement dans ses paliers et l'autre attaquant un moteur qui entraîne le ruban de la scie. Le tout est fixé sur une plate-forme montée sur roues ci,il roule sur des rails fixes de sorte que le ruban de scie qui est mainte- nu en place sur ses poulies par des guides puisse être poussé à travers le lingot pour le sectionner complètement, par exemple en C. On peut sectionner le lingot sans arrêter*son extraction de la lingotière.
Pour faire démarrer la coulée, on enfonce un lingot de 7 3/4 pouces (19,7 cm) de diamètre dans la lingotière 10 de 8 pouces (20,3 cm) de diamètre et on le fixe dans le dispositif d'extraction 13 de sorte que l'extrémité supérieure du lingot soit environ au niveau du tuyau de trop-plein 15. On allume le brûleur à gaz 44 du dispositif de coulée et on règle le dispositif de com- mande de manière à maintenir une température désirée, par exemple 871, 0 C, à la jonction du thermocpuple 74, On place 400 livret (182 kg) d'aluminium à 99,90% dans le four de fusion 24, on allu- me le brûleur à gaz 31 et on règle le dispositif de commande de manière à maintenir la température dans le four de fusion a 775 C.
On règle le moteur à vitesse variable du transporteur de saumons de manière que le saumon 16 descende de 11,2 pouces (28,4 cm) par heure. On a au préalable réglé la course de la pompe doseuse du
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dispositif extracteur de manière à extraire le lingot 60 à raison de 1 pouce (2,5 cm) par heure.
Après 8 heures, lorsque le creuset 19 du four de fusion est rempli d'aluminium fondu et que le lingot 60 a été fondu juqu'à une distance d'environ 10 pouces (25 cm) en dessous du tuyau de trop-plein. 15, l'eau de refroidissement est débitée à raison d'environ 11,9 pieds/cube (337 dm3)par heure, le dispositif agitateur 14 est descendu dans l'aluminium fondu de façon que la partie inférieure de son rotor 45 soit environ à 3 pouces (7,6 cm) au-dessus de l'interface liquide-solide 70, et il est entraîné à 200 tours/minute. La température de la masse de liquide dans le dispositif de coulée est à ce moment d'environ 665 C.
On commence alors à faire descendre les saumons d'alimen- tation 16. Aussitôt que de l'aluminium fondu commence déborder par le tuyau de trop-plein 15 dans le creuset de trop-plein 40, on met en marche le dispositif extracteur 13. Pendant toute la période qui précède, on mesure le niveau de l'interface liquide- solide 70 par ranport à la lingotière 10 tous les 1/4 d'heure en enfonçant entre les lames du rotor de l'agitateur une sonde comprenant une tige de graphite de 1/2 pouce (1,27 cm) de diampètre l'agitateur étant monentanément arrêté. Environ 1/2 heure après le début de l'extraction du lingot, on fait à nouveau descendre le dispositif agitateur de façon que la partie inférieure de $on rotor soit environà 1 pouce (2,5 cm) au-dessus de l'interface liquide-solide.
On vérifie la position de l'interface toutes les heures à l'aide de la sonde de graphite et on soulève ou abaisse ?'agitateur lorsqu'il le faut pour le maintenir A 1 pouce (2,5cm) au-dessus de l'interface. L'agitateur est suffisamment libre pour remonter avec l'interface pendant une perturbation de sorte que, s'il arrive que l'agitateur frotte sur l'interface, il ne se brise pas et ne se noie pas dans l'aluminium solidifie. Normale- ment, l'interface est très stable environ au niveau de la sole du four.
On attache des saumons d'alimentation 16 à la chaîne d'ali- mentation suivant les nécessités pour maintenir par leur décalage un débit dans le dispositif de coulée de 40 livres (18,2 kg) par
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heure* On change les creusets de trop-plein 40 suivant les nécessites pour procurer un récipient pour le produit de trop- plein dont le débit atteint 35 livres (16 kg) par heure. Lorsque le lingot 60 a été descendu de 10 à 15 pieds (3 à 4,5 m) en dessous de la ligne de tronçonnage de la scie 69, on sectionne le tronçon 71 du lingot en poussant la scie à la main de sorte que sa lame traverse complètement le lingot.
Après 24 heures de fonctionnement dans les conditions décrites plus haut, la température de l'aluminium qui déborde du four de fusion estde 728 C et la température de la masse li- quide dans le dispositif de coulée est de 672*C. L'eau alimentant la couronne d'arrosage 12 est 15 C et celle qui s'écoule du lingot est à environ 30 C.
Lorsqu'on désire arrêter l'installation, on arrête la descente des saumons d'alimentation 16, on déclenche le disposi- tif extracteur 13, on enlève l'agitateur 14 du dispositif de coulée,.on coupe l'eau de refroidissement et on éteint finale- ment le brûleur à gaz 31, 44. On laisse l'aluminium fondu dans la lingotière 10 se solidifier en place pour former une partie du lingot d'amorçage pour une coulée ultérieure. ne mime, on laisse l'aluminium fondu dans le four de fusion 24 se solidifier en place.
Le traitement pilote que l'on vient de décrire a permis de fabriquer 83 pouces (2,llm)de lingot de haute qualité. Des analyses montrent qui? le produit contient en substance moins d'im- puretés que la matière d'alimentation, par exemple on a éliminé 87% de silicium, 94% de fer, 84 de cuivre, 67% de magnésium, 45% de zinc et 55% de gallium. Voir Fig.4.
Des analyses moyennes du produit de l'alimentation et du trop-plein donnent :
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Im.Pl1.!'!"j;é Alimentation !?r..OFRi.t ,t!:t'..P:.p.1!!.1n Silicium 348 ppm z46 pom 395 ppm Fer 420 25 M>9 Cuivre 18 " 3 19 " Mapnéslum 9 " 3 7 u
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<tb> Zinc <SEP> 68 <SEP> " <SEP> 37 <SEP> 71 <SEP> "
<tb>
<tb> Gallium <SEP> 71 <SEP> " <SEP> 32 <SEP> 86 <SEP> "
<tb>
La répartition des impuretés totales dans le lingot produit dans le sens longitudinal du tronçon de 83 pouces (2,11 m) est représentée sur la Fig.5. Sur cette fipure, chaque
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point indiqué mr le rrnphique représente la moyenne des ana- lyses 8pectrograph11'11lf'fI de 10 17 noints situés dans ln même plan transversal. La Fui?.6 représente la rap1"rti tion de* impure- tés totales dans le sens transversal du lingot.
Dans cette fi- gure, chaque point insinué sur le graphique représente :la moyen-
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ne des 8Y'l1lyees spectrol:!:raphit!1HHI d'environ 32 point!! situés à la même dist&nce de l'axe du lingot. Les zones hachurées sur les Fifcs. 5 et 6 qui couvrent deux écarts star.dards (241) de part et d'autre de la moyenne représentent les gammes dans les- nuelles v ne analysa statirt1C1ue ies données indique qu'environ 95% de toutes les analyses d'impuretés tombent.
EXsPhE 2.
Comme décrit dans l'exemple 1, on fait passer 19,7 livres (8,9 kg) par heure d'une matière d'alimentation contenant 96%
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d'aluminium dans le dispositif de coulée, cette matière se divi- sant en 7,0 livres (3,2 kg) par heure d'un lingot d'environ
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7 3/4 pouces (19,7 cm) de diamètre et 12,7 livres (5,9'kii) par heure de produit de trop-plein. L'extraction du lingot se fait à raison de 1,5 pouce (3,6 cm) par heure, l'agitateur tourne à 204 tours par minute, la distance entre l'interface liquide- solide et l'extrémité Inférieure de l'agitateur est en moyenne
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de 6,8 pouces (17,3cm) et la température de commande du dîspoei.' tif de coulée est de 07goy.
On a obtenu les analyses moyennes suivantes sur 55 pouces (1,4 m) d'un tronçon de lingot continu ;
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JJJPJtre.tjA AJJl'Im:lt.d1gn fr..Q.dRt1ï iMJMRijS'iC Silicium M't500 ppm 7,.t0 ppm 21,800 ppm Fer 16e200 zozo ' n 19,900 W Cuivre ,700 " z00 U 6,900
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<tb> Zinc <SEP> 230 <SEP> " <SEP> 200 <SEP> 360
<tb>
Comme décrit dans l'exemple 1, on fait passer 33,3 livrée ! (15,1 kg) par heure de matière d'alimentation contenant 99 ,78% d'aluminium dans le dispositif de coulée, cette matière se divi-
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eant en 5,4 livres (2,45 kg) par heure 8'wn lingot d'environ 7 3/4 pouces (19.7 cm de diamètre) et 27,9 livres (12,7 kg) par heure de produit de trop-plein.
L'extraction du lingot se fait raison de 1,1 pouce (2,79 cm) pr heure, l'agitateur est en-
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trainé à 200 tours par minute et la distance entre l'interface liquide-solide et l'extrémité inférieure de l'agitateur est en moyenne de 2,9 pouces (7,4 cm). On obtient les analyses moyennes suivantes 'sur un tronçon de lingot continu de 92 pouces (2,34 m);
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.l'p\..P11.r.e..; . A!1Af'.!'.t!-t!5?n f..t9Ji!-L1..1!.... IMP-DIein Silicium 917 p?m 199 ppn 967 ppa Fer 934 11? ' 1,035 " Cuivre 19 8 e 28 " M8p,1Hs111t11 3 3 " 2 x zinc 257 169 1f 235 u
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<tb> Gallium <SEP> 38 <SEP> 60 <SEP> " <SEP> 43 <SEP> "
<tb>
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,1IPTE On ajoute des brilleurs gaz 8Upplenta1res au tour de fusion de manière à obtenir une vitesse de étalon de 250 livres (Ile5 kg) par heure.
On fait alors passer une matière d'alimen- tation contenant 99<9 % d'aluminium dans le dispositif de coulée à raison de 250 livres (113,5 kg) par heure, cette matière se divisant environ en 45 livres (20,4 kg) par heure d'un lingot
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d'environ 7 3//4 pouces (19,7 go) de diamètre et 205 livres (93,1 kg) par heure de produit de trop-plein.
L'extraction du lingot varie entre 8 et 10 pouces (20,3 et 25,4 cm) par heure, la distance séparant l'interface liquide-solide de l'extrémité
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inférieure de l'agitateur est d'environ 8,5 pouces (21,6cm), la température de commande du dispositif de coulée est de
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778 C, la température de la Matière d'alimentation fondue dans le dispositif de coulée est d'environ 670 C, l'interface solide- liquide est situé à 24 pouces (61 cm) en dessous du tuyau de trop-plein 15 et la vitesse de l'agitateur est de 200 tours par minute. On obtient les analyses moyennes suivantes sur 30 pouces (76 cm) de lingot
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Fe 350 ppm 116 ppa.
390 para
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<tb> Si <SEP> 400 <SEP> " <SEP> 91 <SEP> 410 <SEP> "
<tb>
<tb> Cu <SEP> 15 <SEP> " <SEP> 10 <SEP> " <SEP> 18
<tb>
<tb> Zn <SEP> 120 <SEP> " <SEP> 40 <SEP> " <SEP> 140 <SEP> "
<tb>
<tb> Ga <SEP> 90 <SEP> " <SEP> 38 <SEP> " <SEP> 100 <SEP> "
<tb>
EMI14.3
J>J.-'¯.= Comme décrit dans l'exemple 1, on fait passer 16,7 livres
EMI14.4
(?,6 kg) par heure d'une matière d'alimentation contenant 99<S7< d'aluminium dans le dispositif de coulée, cette matière se divi- sant en 5 livres (2,3 kg) par heure d'un lingot d'environ 7 3/4 pouces (19,7 cm) de diamètre et 11,7 livres (5,3 kg) par heure de produit de trop-plein.
On extrait le lingot àraison
EMI14.5
de 1 pouce (2,5 cm) par heure, l'agitateur toiirn.- à A3 tours par minute et la distance entre l'interface liquide-solide et l'extrémité inférieure de l'agitateur est de 10 pouces (25,4 cm).
On obtient les analyses suivantes:
EMI14.6
Pm AJJ]1fDJ&JJ..9ll f.r!>'.- !t.o.P:.P.1J.D
EMI14.7
<tb> Si <SEP> 540 <SEP> ppm <SEP> 200 <SEP> ppm <SEP> 700 <SEP> ppm
<tb>
<tb> Fe <SEP> 600 <SEP> ppm <SEP> 200 <SEP> ppm <SEP> 800 <SEP> ppm
<tb>
Les cinq exemples spécifiques oui précèdent ont été choisis pour illustrer une gamme assez large des différents paramètres de trivail concernant les impuretés contenu* date le métal d'alimentation, la vitesse de production et la pureté du lingot produit. Il est à remarcuer qu'il existe une relation
EMI14.8
entre la pureté du métal d'alimentation et Ip pureté du 1 Irirot de sorte que la rxreté &i lingot obtenu augmente avec la pureté du mta1 d'alimentation.
De Berne, pour une pureté donnée du métal d*alimentation,la pureté dit produit est influencée dans une certaine mesure par la vitesse de production.
<Desc/Clms Page number 15>
L'exemple 1 illustre des opérations dans lesquelles on utilise conta métal d'alimentation un saumon d'aluminium de la utilise comme métal d'alimentation saumon d'aluminium plus haute qualité commerciale, ainsi qu'une vitesse de production peu élevée et on obtient un produit de pureté relativement éle- vée. L'exemple 2 illustre l'application de l'invention à la coulés d'un lingot purifié à partir d'un métal d'alimentation de qualité inférieure aux qualités industrielles actuellement acceptables. L'exemple 3 concerne l'application de 1'invention dans un cas ou on utilise du métal à pot de qualité moyenne.
L'exemple 4 représente des conditions dans lesquelles la pureté du métal d'alimentation est la mime que dans l'exemple 1, mais la vitesse de production a été plusieurs foin multipliée .
L'exemple 5 est semblable à l'exemple 1.
REVENDICATIONS.
1.- Dans la coulée continue de métal suivant laquelle on introduit du métal en fusion dans l'entrée d'une chambre de moulage à extrémités ouvertes, on maintient le métal à l'état fondu dans la partie de la chambre de moulage proche de l'entrée, on fai t en sorte qui le métal se solidifie dans la partie de la chambre de moulage proche de la sortie, et on extrait continuellement du métal solidifié soun forme d'un lingot de la sortie de la chambre de moulage, un procédé pour fabriquer un lingot comportant sur toute sa longueur une pureté continuellement maint enue à un niveau en substance uniforme au-dessus du niveau de pureté du métal d'alimentation fondu, caractérise en ce qu'on oblige le métal fondu s'écouler rapidement sur l'interface entre le métal fondu et le métal solidifié, et on soutire de la chambre de moulage,
à mesure que la coulée porgres- se, une partie du t.étal fondu comprenant du métal,qui est pansé sur l'interface et qui contient un pourcentage d'impuretés su- périeur à celui du mtal d'alimentation.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.