Procédé pour couler de manière continue ou semi-continue en lingots de l'aluminum et appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé Dans les procédés usuels pour couler de manière continue ou semi-continue en lingots de l'aluminium, il a été reconnu avantageux de filtrer le métal en fusion, par exemple à mesure qu'il passe du four de fusion ou d'alliage aux moules. On utilise à cet effet des tamis en fils métalliques qui ont l'inconvénient de se dété riorer rapidement. L'invention permet d'éviter cet inconvénient.
Elle concerne un procédé pour couler de manière continue ou semi-continue en lingots de l'aluminium, dans lequel de l'aluminium en fusion est transféré d'un four à un moule, en faisant passer l'aluminium en fusion à travers un filtre entre sa sortie du four et l'endroit de sa solidification dans le moule, lequel procédé est caractérisé par le fait qu'on fait passer l'aluminium en fusion à travers au moins un filtre en tissu de verre, pouvant être immergé dans l'aluminium en fusion contenu dans le moule.
La présente invention concerne également un appareillage pour la mise en oeuvre du pro cédé ci-dessus ; cet appareillage comporte un four de fusion pour l'aluminium, un moule et des moyens pour transporter l'aluminium en fusion du four au moule et -se caractérise en ce qu'il comprend un filtre en tissu de verre inter posé dans le trajet de l'-aluminium en fusion.
Le filtre en tissu de verre, de préférence tissé, peut être disposé de façon à remplacer les écumoires utilisées jusqu'ici dans le moulage en continu. En utilisant un filtre de @ce genre, on peut obtenir une amélioration notable de la qualité de<B>là</B> tôle ou d'autres produits fabri qués par laminage de lingots d'aluminium moulés par le présent procédé. En utilisant un filtre en tissu de verre, on peut réalisez un tamisage plus fin qu'avec les filtres métalliques usuels.
Le tissu de verre est inerte vis-à-vis de l'action chimique de l'aluminium en fusion et les fibres fines du tissu -ne .sont pas brisées ou endommagées physiquement d'une autre manière par le métal chaud.
Lorsqu'on interpose un filtre en verre tissé, dans le trajet de l'aluminium en fusion, entre sa sortie du four de fusion et le moule, les lingots obtenus sont plus satisfaisants sous bien des rapports et donnent des produits métaf- ques de meilleure qualité, ce qui est probable ment :
dû en majeure partie au fait que le métal possède des propriétés qui permettent de mieux le travailler. On a découvert ainsi que des défauts de surface (c'est-à-dire des cavités, des irrégularités de surface et des incrustations) dans le lingot sont notablement réduits ou sont moins profonds.
Il se produit moins de- criques dans les tôles laminées à partir de ces lingots, manifestement beaucoup moins que ce qu'on pouvait attendre d'une filtration améliorée. De :même, en ce qui con cerne les lingots utilisés pour le forgeage, des essais ultrasoniques de pièces foigées ont révélé un plus faible pourcentage de pièces à mettre au rebut en raison de leurs défauts.
Pour la mise en oeuvre de la présente inven tion, un tissu en verre tissé est plus efficace que les tissus tressés ou autrement formés qui, à moins d'être supportés, se relâchent exagéré ment et se .tendent inégalement, ce qui donne naissance à une zone où les ouvertures sont exagérément larges.
Dans les formes préférées de filtres, on a utilisé un tissu de verre d'une structure connue sous .le nom d'armure de gaze en chaine, comportant des ouvertures d'envi ron 6,5 mm2.
Un mode de réalisation de l'appareillage pour l'exécution du procédé suivant la présente invention sera maintenant décrit en se référant au dessin annexé, sur lequel la fig. 1 est une coupe transversale de l'appareillage, certaines parties classiques ayant été simplifiées, la fig. 2 est une vue partielle en plan, représentant une partie de l'appareillage de la fig. 1,
la fig. 3 est une coupe partielle agrandie d'une forme de tamis de filtration qui peut être utilisé dans l'appareillage de la fig. 1, la fig. 4 est une coupe faite par<I>IV-IV</I> de la fig. 5 d'une écumoire.
la fig. 5 est une vue en plan de l'écumoire de la fig 4, et la fig. 6 est une vue en plan d'une pièce de tissu de verre ayant une armure de gaze en chaine.
On voit sur la fig. 1 une partie d'une paroi 1 d'un four de fusion pour de l'alumi- nium. Le four comporte une goulotte de coulée 2 à partir de laquelle l'aluminium peut s'écouler par une gouttière appropriée 3 dans une cuvette de répartition 4.
Un filtre représenté dans son ensemble par 5 est supporté dans la cuvette 'de .répartition au voisinage :de l'extré mité de la gouttière 3 et sous cette dernière. La fig. 3 représente en detail le filtre 5 qui se compose d'un châssis en acier cylindrique 6 et d'une feuille 7 en tissu de verre qui s'étend sur toute la surface de la partie inférieure du châssis 6.
L'aluminium s'écoule à :partir de la cuvette de répartition 4 en passant par des vannes 8 die structure classique, qu'on a représentées plus ou moins -schématiquement, et qui sont raccordées à des tubes plongeurs 9 qui dirigent continuellement l'aluminium dans des moules de fonderie 10.
Dans le moulage en continu, le moule 10 comporte un fond 11 qu'on peut déplacer verti calement et qu'on a simplement représenté comme étant supporté par des câbles 11a qui passent autour de poulies 11b. Lorsqu'on com mence à mouler un lingot, le fond 11 obture l'extrémité inférieure du moule 10. On fait couler l'aluminium en fusion dans le moule 10 par le tube plongeur 9 jusqu'à ce que le niveau s'élève suffisamment pour coiffer l'extrémité du tube plongeur.
En même temps, et pendant toute la durée du processus de coulage, on projette de l'eau de refroidissement sur toute la surface extérieure du moule, pour épaissir et solidifier les parties extérieures du lingot.
Dès que le niveau du métal contenu dans le moule s'est élevé au-dessus de l':extrémité du tube plongeur, on déplace le fond 11 vers le bas en utilisant un moteur approprié (non repré senté), à une vitesse qui varie selon l'alliage particulier utilisé et la dimension du lingot qu'on se propose de mouler,
et l'on règle la vitesse de l'écoulement du métal en fusion dans le tube plongeur de manière à maintenir le niveau du métal dans le moule 10. Les parties extérieures du lingot sont déjà solidifiées au moment où elles passent au bord inférieur du moule 10 et elles servent à retenir les parties intérieures du lingot qui sont en fusion.
On refroidit avec des jets d'eau la surface extérieure du moule 10 et la surface du lingot qui se trouve sous le moule. La vitesse de déplace ment du fond 11 et la vitesse d'écoulement de l'aluminium dans le moule 10 doivent être fonc tion de la vitesse de prise ou solidification du métal dans le moule, afin que les parties extérieures du lingot soient toujours solidifiées avant de passer au bord inférieur du moule 10.
La vitesse du mouvement de descente du fond 11 et du lingot est très lente, et il est usuel d'adopter des vitesses de l'ordre de 10 à 15 cru par minute. Le processus se poursuit jusqu'à l'obtention d'un lingot de longueur désirée, après quoi, on interrompt l'écoulement d'ahi- minium en fusion.
L'aluminium pénétrant dans le moule tra verse une écumoire 12 représentée en détail sur les fig. 4 et 5. Dans le mode de réalisation représenté, l'écumoire comporte une structure de châssis comprenant deux barres longitudinales 13 et deux barres transversales 14.
Comme on le voit mieux sur la fig. 4, les barres transver- sales 14 se composent d'une partie centrale 14a dirigée vers le bas et ayant la forme d'un U, et d'extrémités 14b en saillie, qui sont utilisées- pour supporter l'écumoire sur les côtés du moule. Les barres longitudinales 13 sont fixées aux barres transversales 14 près des côtés de la partie 14a en forme de U.
Une feuille de verre tissé est fixée aux éléments 13 et 14 du châssis et sa partie centrale forme un creux dirigé vers le bas pour constituer un panier de filtrage 15. On peut fixer la feuille en rabattant ses bords, qui se prolongent un peu au-delà de la partie centrale précitée, sur cette partie cen trale. Les parties 14a en forme de U des barres transversales 14 sont suffisamment hautes pour que le panier 15 en tissu de verre se trouve nor malement sous la surface de l'aluminium en fusion, sous l'extrémité de sortie du tube plon geur 9.
On peut donner au panier de filtrage 15 des dimensions suffisantes pour qu'il couvre tou te la partie supérieure du moule. Ses dimensions minimum sont déterminées par les dimensions qui sont nécessaires à l'obtention de la vitesse d'écoulement désirée à travers le tissu.
Prati- quement, la surface du panier 15 n'est jamais inférieure à environ 50 % de la surface de la partie supérieure du moule, mais il n'existe. pas de limite minimum critique.
On peut utiliser avantageusement différen- tes structures classiques de verre tissé, soit pour le tamis 7 du filtre 5, soit le panier 15 de l'écumoire 12, sous réserve que la matière tissée reste ajourée, c'est-à-dire qu'elle conserve une disposition régulière d'ouvertures. Par exemple, dans certains cas, on a utilisé avec un succès relatif un simple tissu tricoté formé de fils à un seul brin.
On a constaté cependant que la structure du filtre a une durée d'utilisation: plus longue si l'on utilise un tissage plus grossier.. Les fils du tamis tissé doivent être entrelacés pour ne pas glisser les uns sur les autres. Comme déjà dit, on préfère utiliser un tissage du type à arnnure de gaze en chaîne. Ce type de tissage est classique, comme on peut le voir sur la fig. 6.
On peut voir sur cette figure que le tissage se compose d'un premier réseau de fils horizontaux 16 et de fils verticaux 17, qui délimitent respectivement les bords de rangées d'ouvertures 18 régulièrement espacées entre elles. Dans ce premier réseau, on a tissé un second réseau de fils horizontaux 19 et de fils verticaux 20, qui sont respectivement intercalés entre les fils 16 et 17. Les fils 19 et 20 sont des fils de renforcement de la pièce tissée, et ils empêchent les fils 16 et 17 de se déplacer latéralement.
Cette structure de tissage empêche les déformations en services continus, qui peu vent se produire lorsqu'on utilise des tissus formés de brins uniques distincts non entrelacés.
On peut utiliser d'autres tissages ajourés dans lesquels les fils délimitant les ouvertures ne peuvent pas glisser latéralement. Par exem ple, on peut utiliser une armure de gaz classique comportant un seul réseau de fils et des fils transversaux adjacents entrelacés avec les. autres.
On préfère utiliser un filtre en verre tissé, comportant des ouvertures sensiblement carrées ayant des dimensions de l'ordre de 0,25 milli- mètre. On a constaté que des filtres du type décrit ici permettent d'obtenir un produit sensiblement amélioré, en ce sens qu'un pourcentage plus important .de corps étrangers en suspension est enlevé de l'aluminium par les filtres, et qu'on met une proportion sensiblement plus faible du produit au rebut pour des défauts tels que les soufflures,
la microporosité, et la présence de corps non métalliques inclus dans le métal.
Pour obtenir une surface appropriée pour le laminage, il est usuel de scalper ou d'en lever la couche extérieure des lingots d'alu minium avant de les laminer, afin d'obtenir une surface de laminage satisfaisante, étant donné que la plupart des défauts se trouvent dans ces couches extérieures. On a constaté moins. de défauts lorsqu'on utilise des filtres en verre tissé, et on ne les -trouve que dans une couche extérieure plus mince, de sorte qu'il est possible de réduire sensiblement l'épaisseur de la couche à enlever.
On a découvert également que les écumoires en tissu de verre permettent d'obtenir une répartition améliorée par rapport à celle des écumoires classiques. L'aluminium en fusion s'écoule d'une manière plus régulière vers toutes les parties du lingot, .de sorte que la turbulence est considérablement réduite dans l'aluminium non solidifié à l'intérieur du lingot.
En consé quence, on estime que la diminution de tempé rature à l'intérieur du lingot est plus régulière et moins sujette à des variations imprévisibles, de sorte que le processus de solidification se produit probablement sans variations nuisibles de la température ou des positions relatives des particules adjacentes. On constate que la struc ture résultante du lingot est plus homogène, qu'elle présente moins de défauts et qu'elle est constituée par des grains plus gros.
La structure améliorée des lingots permet d'obtenir à partir de ceux-ci des pièces travaillées telles que des plaques, des tôles, etc., de meilleure qualité. Le fait que plusieurs ouvertures du tissu en verre sont forcément alignées avec le tube plon geur n'empêche pas la feuille de constituer un écran, étant donné lés très faibles dimensions des ouvertures ménagées dans la feuille.
Bien que l'appareil représenté comprenne deux filtres en tissu de verre, à savoir le tamis 7 placé dans le dispositif de filtration 5 et le panier 15 disposé dans l'écumoire 12, il est bien entendu que l'appareil peut ne comporter qu'un seul de ces filtres. Si l'on n'utilise du verre tissé que dans le dispositif de filtration 5, on con serve beaucoup des avantages résultant d'une filtration améliorée, même si l'on utilise une structure classique d'écumoire.
Si l'on n'utilise du verre tissé que dans l'écumoire 12, on con serve sensiblement tous les avantages de la pré sente invention, y compris la filtration améliorée et une meilleure structure granulaire dans le lingot.
On conserve ces avantages même si l'on utilise -un dispositif de filtration 5 comportant un tamis de structure classique, où même si l'on n'utilise pas de dispositif de filtration en avant de l'écumoire. ' Le terme aluminium est pris ici dans un sens général qui comprend les alliages indus triels constitués principalement par de l'alu minium.