Appareil pour la coulée en continu d'un corps métallique allongé Cette invention est relative à un appareil pour la coulée en continu d'un corps métallique allongé.
Dans des appareils connus pour la coulée de métal en continu il se produit au cours de la coulée les gra dients de température le long de la surface extérieure du moule tels que des variations considérables se pro duisent dans le .transfert d'échange de chaleur entre le moule et le bloc de refroidissement.
Malgré le soin ap porté à l'usinage du moule et du bloc de refroidissement afin qu'ils s'épousent exactement en contact surface contre surface, des variations de température et de pression sont provoquées par des facteurs tels que les propriétés du métal coulé, l'épaisseur et l'âge du moule, la température du fluide de refroidissement et les pro priétés du métal constituant le bloc de refroidissement.
Ceci a pour résultat qu'un contact intime, surface contre surface, n'est en général pas réalisé entre le moule et le bloc principalement à cause de la dilatation et de la contraction des parties ; ainsi un transfert de chaleur défectueux s'effectue entre ceux-ci et la vitesse de coulée est quelque peu ralentie.
L'appareil pour la coulée en continu qui fait l'objet de l'invention, comprend un creuset de métal en fusion, un moule dans lequel le métal fondu s'écoule, s'éten dant à travers le fond du creuset et pourvu d'un pro longement et des moyens pour retirer la partie solidifiée du moule.
Cet appareil est caractérisé par des moyens de refroidissement entourant une partie du prolonge ment pour refroidir le métal fondu et le solidifier, par une chambre d'échange de chaleur disposée entre les dits moyens de refroidissement et la majeure partie dudit prolongement et par une masse dans ladite cham bre qui est liquide à la température du métal fondu s'écoulant à travers le moule pour former une lame de contact liquide entre les moyens de refroidissement et la surface extérieure du moule et cela quelles que soient les variations de dilatation de ceux-ci pendant la coulée.
Une forme d'exécution préférée de l'invention est décrite ci-dessous en référence au dessin, dans lequel La fig. 1 est une vue en élévation, partie en coupe, d'un appareil de coulée continue.
La fig. 2 est une coupe à plus grande échelle du moule et du bloc de refroidissement montrant la cham bre d'échange de chaleur disposée entre eux.
L'appareil de coulée continue représenté au dessin consiste en un creuset 10 qui est montré substantielle ment rempli de métal en fusion 11. Le creuset est monté à l'intérieur d'un assemblage de four de support 12 qui est construit avec une tôle métallique extérieure 13 et est revêtu d'un matériau isolant de la chaleur 14. Une pluralité de brûleurs 15 s'étendent à travers les parois latérales du four de support à intervalles espacés afin de fournir la chaleur nécessaire pour maintenir le métal en fusion.
Au fond du creuset 10 se trouve une sortie de creuset 16 qui mène à une ouverture de four annulaire allongée 17. L'ouverture annulaire s'étend à travers le matériau isolant 14 et la tôle extérieure au fond de l'assemblage de four de support 12.
Une zone de refroidissement 18 au-dessous de la sortie de creuset est constituée par un bloc de refroidis sement en cuivre 19 qui est supporté sur une plaque 20, et la plaque à son tour est supportée par une paire de boulons filetés 21 suspendus au fond de l'assemblage de four de support 12. Le bloc de refroidissement est pourvu d'une pluralité de passages pour de l'eau 22 formés à son intérieur de manière que l'on puisse faire circuler un fluide de refroidissement, tel que de l'eau froide, à travers le bloc pour le maintenir froid pendant le fonctionnement.
S'étendant du creuset et à travers la zone de refroi dissement se trouve un moule en graphite non poreux 23. Le moule est maintenu en place dans la sortie de drainage 16 et dans l'ouverture de four 17 par le ci ment réfractaire 23a.
Une partie d'extrémité 24 du moule en graphite 23 s'étend vers le bas du fond du creuset et vers l'exté rieur de celui-ci à travers le bloc de refroidissement 19. Le bloc de refroidissement 19 entoure la partie d'extré mité 24 et est espacé d'une majeure partie de la lon gueur de celle-ci par une augmentation du diamètre intérieur du bloc. Le diamètre intérieur du bloc est plus grand que le diamètre extérieur du moule et est espacé de ce dernier pour délimiter avec la surface extérieure du moule une chambre d'échange de chaleur cylin drique 25.
La chambre d'échange de chaleur 25 est substantiellement remplie avec un matériau 26 qui devient liquide à la température du métal en fusion s'écoulant à travers le moule, tel qu'un métal fondu ou un sel en fusion. Parmi les métaux qui peuvent être utilisés, on préfère le plomb fondu pour la coulée d'alliages de cuivre, et l'aluminium et l'étain peuvent également être utilisés du moment qu'ils ont des tem pératures de fusion basses. Parmi les sels, on préfère le chlorure de sodium à cause de sa stabilité.
En pour voyant la chambre d'échange de chaleur d'un matériau qui se transformera en une masse en fusion à la tempé rature du métal que l'on coule, un liquide est disposé entre l'interface de la surface extérieure de la majeure partie de la longueur de la partie d'extrémité du moule et le bloc de refroidissement. Ainsi, la masse en fusion coulera pour remplir toute variation causée par les changements de température et par là fournira un con tact interfacial liquide entre le moule et le bloc de refroidissement.
Comme le montre la fig. 2, la partie d'extrémité de sortie marginale 27 du moule présente une partie 28 s'évasant vers l'extérieur qui est engagée dans un loge ment annulaire 29 du bloc de refroidissement pour retenir le moule dans le bloc à l'encontre d'un dépla cement longitudinal dans la direction de déplacement de la forme métallique passant à travers celui-ci. La paroi intérieure 30 du moule est conformée de manière à donner la forme désirée, laquelle, dans l'exemple représenté, est une forme de tige cylindrique.
La paroi intérieure est continue et lisse sur toute la longueur de la partie du moule dans laquelle la formation et la solidification de la forme métallique ont lieu.
Enfin, espacés de l'extrémité de sortie du moule en graphite se trouvent une série de rouleaux 31 qui sont entraînés de n'importe quelle manière convention nelle pour retirer la forme métallique du moule.
Lors du fonctionnement, un métal en fusion est versé périodiquement dans le creuset 10 afin d'entre tenir une réserve de métal afin que l'appareil puisse fonctionner de façon continue. Le métal fondu s'écoule du creuset à travers la sortie de drainage au fond de celui-ci, et s'écoule ensuite à l'intérieur du moule en graphite dans la zone de refroidissement. Une fois dans la zone de refroidissement, la température de la plupart des métaux, tels que les alliages de laiton, est amenée à une température de 1000 à 1300 C, température à laquelle se produit la solidification.
On a trouvé qu'il suffisait de faire circuler de l'eau à une température d'environ 4 à 90o C à travers le bloc de refroidissement pour provoquer cette solidification. Du moment que le refroidissement est effectué par la relation d'échange de chaleur entre le bloc de refroidissement et le moule, il est essentiel qu'il y ait un contact physique à l'interface entre la surface extérieure du moule et le bloc de refroi dissement.
Ceci est obtenu dans l'appareil par la ma nière unique de disposer la masse en fusion entre eux, ce qui fournit une interface métallique entre le bloc de refroidissement et la surface extérieure du moule afin de fournir un contact interface liquide entre eux pour amé liorer le transfert d'échange de chaleur du moule audit bloc de refroidissement et accélérer la vitesse de refroi dissement.