Installation de coulée continue de corps pleins.
L'invention due à M. Babel, a pour objet une installation de coulée continue de métaux en forme de corps pleins.
On sait qu'on peut réaliser industriellement par des procédés de coulée continue des produits pleins de section simple carrée ou rectangulaire. Différents procédés de coulée continue peuvent permettre dans certaines conditions d'obtenir industriellement des produits ronds.
Toutefois ces procédés n'assurent pas toujours une santé correcte du produit fabriqué. Ceci est vrai en particulier pour la coulée de ronds par les procédés classiques. Par ailleurs il n'est pas possible d'obtenir des produits de très faible section et, à cause des difficultés rencontrées dans ce cas, on se limite généralement industriellement à une surface d'environ 20 cm au minimum.
Enfin les réalisations industrielles de coulée continue comportent toujours entre le réservoir de métal liquide et la lingotière une suite de récipients ou conduits séparés et successifs grâce auxquels le métal chemine par gravité. Pendant ce trajet le métal liquide se trouve normalement en contact avec l'atmosphère. Or différents alliages comportent des éléments d'addition suffisamment oxydables pour que ce contact avec l'atmosphère à l'état liquide soit hautement nuisible à la qualité des produits obtenus. C'est pourquoi les procédés de coulée continue ne sont pas utilisés industriellement pour la production de ces alliages.
La société demanderesse a mis au point une installation de coulée continue caractérisée par le fait qu'elle comporte d'une part, un réservoir contenant du métal liquide, et d'autre part une lingotière ouverte à ses deux extrémités, un conduit continu et étanche raccordant de façon étanche le fond de ce réservoir à l'ouverture supérieure de la lingotière.
L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté sur le dessin.
La figure unique représente schématiquement une installation selon l'invention.
L'installation représentée sur le dessin comporte un réservoir 1 de métal liquide, qui peut être placé dans une enceinte étanche 2, dans laquelle on peut à volonté établir le vide ou une pression variable d'un gaz quelconque, par l'intermédiaire d'une canalisation 3. Le réservoir peut être muni d'organes de chauffage la. A partir de ce réservoir 1 et jusqu'au niveau de solidification 4 est réalisée une veine continue de métal liquide par un conduit étanche aboutissant à l'ouverture supérieure de la lingotière 5 grâce à laquelle est effectué le refroidissement primaire. Le conduit étanche peut, comme représenté, être constitué par deux parties jointives 6 et 7 étanches entre elles.
Sous la lingotière 5 sont prévus les dispositifs de refroidissement secondaire 8, un ensemble d'extraction 9, des organes éventuels de coupe 10, et des éléments d'évacuation, comportant ou non un cintrage en 11.
Le conduit réfractaire 6 et 7 dont il est question ci-dessus est fixé directement de façon étanche à la base du réservoii. 1 et traverse également de façon étanche l'enceinte 2. Il comporte en particulier un dispositif 12 permettant de régler la température du métal liquide qui y circule. Un tel dispositif peut être constitué par des organes de chauffage par induction, ce mode de chauffage étant particulièrement souple et facile à mettre en oeuvre. Il peut être complété ou remplacé suivant la nécessité par un système de réfrigération.
La lingotière 5 peut être d'un type quelconque de ceux utilisés en coulée continue, par exemple une lingotière en cuivre refroidie à l'eau. Cette lingotière constitue le refroidissement primaire de l'installation. On peut utiliser pour le refroidissement secondaire l'un quelconque des procédés employés dans la coulée continue. On a toutefois intérêt à réaliser un refroidissement aussi régulier que possible, à l'aide par exemple d'un dispositif rotatif de pulvérisation d'eau.
L'installation est utilisée de la façon suivante : Après introduction d'un mannequin dans la lingotière 5, le métal liquide existant dans le réservoir 1 est admis dans le conduit étanche 6, 7, par l'intermédiaire d'un dispositif d'ouverture qui peut être par exemple une quenouille 13. Au fur et à mesure de l'alimentation, le mannequin est descendu à la manière habituelle. La températufe du métal liquide est réglée à l'aide du dispositif la, et ajustée dans la veine liquide par le dispositif 12 pour obtenir les conditions voulues de solidification à l'entrée du refroidissement primaire 5.
Des résultats remarquables sont obtenus grâce à l'invention. Tout d'abord l'existence d'une veine continue de métal permet de réaliser ce qu'il est convenu d'appeler en terme d'aciériste une coulée tranquille , qui assure un excellent état de surface. D'autre part la veine continue de métal liquide n'a aucun contact avec l'atmosphère, aucune oxydation ou pollution interne des produits fabriqués n'est à craindre.
De plus cette veine continue permet un réglage facile de la température du métal liquide juste avant son arrivée dans la lingotière. En outre le contrôle de la température juste avant le commencement de la solidification et la mise sous pression du métal en cours de solidification compensent efficacement le retrait et assurent une santé particulièrement satisfaisante des produits obtenus. Enfin l'installation permet la fabrication de produits de section beaucoup plus faible que celle des produits obtenus par les autres procédés de coulée continue industrielle. On peut donc réaliser facilement le bobinage direct des produits après le dispositif d'extraction, ce qui peut réduire considérablement les dimensions de l'installation. Bien entendu l'invention n'est pas limitée par les détails de réalisation de l'installation qui vient d'être décrite.
Par exemple le réservoir 1 peut être une poche de coulée ou un four de réchauffage ou de fusion, ou tout autre type de récipient. Il peut être rendu étanche de façon à pouvoir exercer si nécessaire une pression d'un gaz quelconque ou le vide audessus du bain liquide.
L'enceinte 2 pourrait être supprimée dans certains cas.
Naturellement la mise en u̇vre de l'invention n'exclut pas le recours éventuel aux différents procédés utilisés accessoirement en coulée continue industrielle, comme par exemple les procédés de mise en rotation du bain dans la lingotière et ceux de mise en mouvement de la lingotière, par exemple par secousses ou vibrations.
De même, bien que l'installation selon l'invention trouve une application spécialement intéressante dans la coulée des aciers et des alliages les plus difficiles à couler en continu, l'invention s'applique à tout métal ou alliage ferreux ou non ferreux.
De même l'invention s'applique non seulement aux produits plein de section simple comme les barres ou les fils, mais également à tout produit dont la section ne comporte aucun axe de symétrie.
Enfin le métal ou l'alliage mis en u̇vre peut être obtenu par n'importe quel procédé d'élaboration, à l'extérieur ou à l'intérieur du réservoir 1.Continuous casting installation of solid bodies.
The invention, due to Mr. Babel, relates to an installation for the continuous casting of metals in the form of solid bodies.
We know that it is possible to produce industrially by continuous casting processes solid products of simple square or rectangular section. Different continuous casting processes can make it possible, under certain conditions, to obtain round products on an industrial scale.
However, these processes do not always ensure correct health of the manufactured product. This is particularly true for the casting of rounds by conventional methods. Furthermore, it is not possible to obtain products of very small cross section and, because of the difficulties encountered in this case, one generally limits oneself industrially to a surface of approximately 20 cm minimum.
Finally, industrial continuous casting achievements always include between the liquid metal reservoir and the mold a series of separate and successive containers or conduits by which the metal travels by gravity. During this journey the liquid metal is normally in contact with the atmosphere. However, various alloys contain sufficiently oxidizable addition elements for this contact with the atmosphere in the liquid state to be highly detrimental to the quality of the products obtained. This is why continuous casting processes are not used industrially for the production of these alloys.
The applicant company has developed a continuous casting installation characterized by the fact that it comprises on the one hand, a reservoir containing liquid metal, and on the other hand an ingot mold open at both ends, a continuous and sealed duct. sealingly connecting the bottom of this reservoir to the upper opening of the mold.
The invention will now be described in more detail with reference to an embodiment given by way of example and shown in the drawing.
The single figure schematically represents an installation according to the invention.
The installation shown in the drawing comprises a reservoir 1 of liquid metal, which can be placed in a sealed enclosure 2, in which the vacuum or a variable pressure of any gas can be established at will, by means of a pipe 3. The tank may be provided with heating members 1a. From this reservoir 1 and up to the solidification level 4, a continuous stream of liquid metal is produced via a sealed duct leading to the upper opening of the mold 5, thanks to which the primary cooling is carried out. The sealed conduit may, as shown, consist of two adjoining parts 6 and 7 which are sealed to one another.
Under the mold 5 are provided the secondary cooling devices 8, an extraction assembly 9, possible cutting members 10, and discharge elements, including or not a bending in 11.
The refractory duct 6 and 7 referred to above is fixed directly in a sealed manner to the base of the reserve. 1 and also passes through enclosure 2 in a sealed manner. It comprises in particular a device 12 making it possible to adjust the temperature of the liquid metal which circulates therein. Such a device can be constituted by induction heating members, this heating method being particularly flexible and easy to implement. It can be supplemented or replaced as needed by a refrigeration system.
The ingot mold 5 can be of any type of those used in continuous casting, for example a copper ingot cooled with water. This ingot mold constitutes the primary cooling of the installation. Any of the methods employed in continuous casting can be used for secondary cooling. However, it is advantageous to achieve cooling that is as regular as possible, for example using a rotary water spray device.
The installation is used as follows: After introducing a dummy into the mold 5, the liquid metal existing in the tank 1 is admitted into the sealed duct 6, 7, by means of an opening device which may for example be a stopper rod 13. As the feeding progresses, the mannequin is lowered in the usual manner. The temperature of the liquid metal is regulated using the device 1a, and adjusted in the liquid stream by the device 12 to obtain the desired solidification conditions at the inlet of the primary cooling 5.
Remarkable results are obtained by virtue of the invention. First of all, the existence of a continuous vein of metal makes it possible to achieve what is commonly called in terms of steelmaker a quiet casting, which ensures an excellent surface condition. On the other hand, the continuous stream of liquid metal has no contact with the atmosphere, no oxidation or internal pollution of the products produced is to be feared.
In addition, this continuous stream allows easy adjustment of the temperature of the liquid metal just before its arrival in the mold. In addition, the control of the temperature just before the start of solidification and the pressurization of the metal during solidification effectively compensates for the shrinkage and ensures particularly satisfactory health of the products obtained. Finally, the installation allows the manufacture of products with a much smaller cross section than that of products obtained by other industrial continuous casting processes. The direct winding of the products can therefore be easily achieved after the extraction device, which can considerably reduce the dimensions of the installation. Of course, the invention is not limited by the details of the embodiment of the installation which has just been described.
For example, the reservoir 1 can be a ladle or a reheating or melting furnace, or any other type of receptacle. It can be sealed so as to be able to exert, if necessary, a pressure of any gas or the vacuum above the liquid bath.
Enclosure 2 could be removed in some cases.
Of course, the implementation of the invention does not exclude the possible recourse to the various methods used incidentally in industrial continuous casting, such as for example the methods of rotating the bath in the ingot mold and those of setting the mold in motion, for example by jerks or vibrations.
Likewise, although the installation according to the invention finds a particularly advantageous application in the casting of the most difficult steels and alloys to cast continuously, the invention applies to any ferrous or non-ferrous metal or alloy.
Likewise, the invention applies not only to solid products of simple section such as bars or wires, but also to any product whose section has no axis of symmetry.
Finally, the metal or alloy used can be obtained by any production process, outside or inside the tank 1.