FR2518913A1 - METHOD FOR SEMI-CONTINUOUS CASTING OF METALS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE COULEE SEMI-CONTINUE DE METAUX AVEC ADMISSION PERIODIQUE DU METAL LIQUIDE 4 DANS LA LINGOTIERE 1 PAR LE BAS, JUSQU'AU PLATEAU 2 D'AMORCAGE, LE SEJOUR DU METAL DANS LA LINGOTIERE 1 DE FACON A FORMER UNE PEAU 6 D'EPAISSEUR PRESCRITE ET L'EXTRACTION DU DEMI-PRODUIT DE LA LINGOTIERE 1 D'UN PAS D'EXTRACTION, AVEC INTRODUCTION SIMULTANEE DANS LA LINGOTIERE 1 D'UN VOLUME DE METAL LIQUIDE CORRESPONDANT AU PAS D'EXTRACTION. SUIVANT L'INVENTION APRES LE REMPLISSAGE INITIAL DE LA LINGOTIERE 1 ET APRES CHAQUE REMPLISSAGE QUI SUIT CHAQUE EXTRACTION DU DEMI-PRODUIT DE LA LINGOTIERE 1 D'UN PAS D'EXTRACTION, ON CONTINUE L'INTRODUCTION DU METAL LIQUIDE 4 ET ON FAIT MONTER AU-DELA DES LIMITES DU PLATEAU 2 D'AMORCAGE UN VOLUME DE METAL LIQUIDE 4 SE SITUANT ENTRE 0,1 ET 0,9 DU VOLUME DE LA CAVITE UTILE DE LA LINGOTIERE 1, APRES QUOI, AU MOINS UNE FOIS PENDANT LA DUREE DU SEJOUR, ON FAIT REDESCENDRE UNE PARTIE DUDIT VOLUME DE METAL LIQUIDE 4 DANS LE DEMI-PRODUIT EN FORMATION, PUIS ON LE FAIT REMONTER AU-DELA DES LIMITES DU PLATEAU 2 D'AMORCAGE, ET, PENDANT LA PERIODE D'ACHEVEMENT DE LA FORMATION DU DEMI-PRODUIT, ON FAIT RENTRER LA PARTIE PRINCIPALE DU VOLUME DE METAL LIQUIDE 4 DANS LE DEMI-PRODUIT EN FORMATION ET ON CESSE DE DEPLACER LE METAL LIQUIDE 4 JUSQU'A L'ACHEVEMENT DE LA SOLIDIFICATION DU DEMI-PRODUIT.THE INVENTION CONCERNS A SEMI-CONTINUOUS METAL CASTING PROCESS WITH PERIODIC ADMISSION OF THE LIQUID METAL 4 INTO THE LINGOTIER 1 FROM THE BOTTOM, UP TO THE PRIMING PLATE 2, THE STAY OF THE METAL IN THE LINGOTIER 1 SO AS TO FORM A SKIN 6 OF PRESCRIBED THICKNESS AND THE EXTRACTION OF THE HALF-PRODUCT OF LINGOTIER 1 FROM ONE EXTRACTION STEP, WITH SIMULTANEOUS INTRODUCTION INTO LINGOTIER 1 OF A VOLUME OF LIQUID METAL CORRESPONDING TO THE EXTRACTION STEP. FOLLOWING THE INVENTION AFTER THE INITIAL FILLING OF THE LINGOTIER 1 AND AFTER EACH FILLING FOLLOWING EACH EXTRACTION OF THE HALF-PRODUCT OF THE LINGOTIER 1 WITH ONE EXTRACTION STEP, THE INTRODUCTION OF THE LIQUID METAL 4 IS CONTINUED AND THE LINGOTIER 4 IS RIGGED UP TO - BEYOND THE LIMITS OF PRIMING PLATE 2, A VOLUME OF LIQUID METAL 4 BEING BETWEEN 0.1 AND 0.9 OF THE VOLUME OF THE USEFUL CAVITY OF LINGOTIER 1, AFTER WHAT, AT LEAST ONCE DURING THE LENGTH OF STAY, A PART OF THE said VOLUME OF LIQUID METAL 4 IS LOWERED IN THE HALF-PRODUCT IN FORMATION, THEN IT IS RAISED BEYOND THE LIMITS OF THE PRIMING PLATE 2, AND, DURING THE PERIOD OF COMPLETION OF THE TRAINING OF THE HALF- PRODUCT, THE MAIN PART OF THE VOLUME OF LIQUID METAL 4 IS RETURNED INTO THE HALF-PRODUCT IN FORMATION AND WE STOP MOVING THE LIQUID METAL 4 UNTIL THE COMPLETION OF THE SOLIDIFICATION OF THE HALF-PRODUCT.
Description
La présente invention concerne les procédés de cou-The present invention relates to methods of
lée des métaux, et notamment, les procédés de coulée semi-con- metals, and in particular, semi-batch casting processes
tinue des métaux.tinue metals.
L'invention peut être appliquée dans le domaine The invention can be applied in the field
de la coulée semi-continué des métaux, àl'élaboration de de- from the semi-continuous casting of metals, to the elaboration of
mi-produits avec extraction par le haut de la lingotière. semi-products with extraction from the top of the mold.
Ces dernières années, dans le monde entier, on a intégré de plus en plus les procédés de coulée continue et semi-continue des métaux qui permettent, à la différence de la coulée dans des lingotières ou des moules unitaires, de In recent years, worldwide, the processes of continuous and semi-continuous casting of metals, which unlike casting in single molds or molds, have become increasingly integrated
réduire le cycle de production des demi-produits coulés, d'a- to reduce the production cycle of cast semi-finished products,
baisser les dépenses de main-d'oeuvre, d'accroître le rende- lower labor costs, increase the return on
ment, d'automatiser et de mécaniser le processus et de con- to automate and mechanize the process and to
juguer la coulée avec le laminage ce qui se traduit par l'ob- to judge casting with rolling, which results in the ob-
tention de produits de meilleure qualité. better products.
On conna t un procédé de coulée continue de demi- There is known a method of continuous casting of half
produits par solidification successive ou figement successif produced by successive solidification or successive freezing
(cf, par exemple, l'ouvrage de V F Bevza et autres, "La cou- (see, for example, the work of V F Bevza and others, "The
lée continue par congélation successive", Moscou, Editions continued by successive freezing ", Moscow, Editions
"Nauka i tekhnika", 1979, p 5 à 22 et 177 à 191), suivant le- "Nauka i tekhnika", 1979, pp. 5-22 and 177-191), according to the
quel le métal liquide est introduit par un système de coulée which liquid metal is introduced by a casting system
en source dans une lingotière jusqu'à un plateau d'amorçage. source in a mold to a seed tray.
Après formation de la peau du demi-produit jusqu'à l'épaisseur After formation of the skin of the half-product up to the thickness
prescrite, on commence l'extraction périodique du demi-pro- prescribed, we begin the periodic extraction of the half
duit de la lingotière Le mécanisme du métal liquide est alors maintenu à un même niveau (dans la partie supérieure de la lingotière ou un peu plus haut), et le métal est introduit dans la lingotière en une quantité égale au volume de la peau The mechanism of the liquid metal is then maintained at the same level (in the upper part of the mold or a little higher), and the metal is introduced into the mold in an amount equal to the volume of the skin.
de demi-produit extraite de la lingotière. half-product extracted from the mold.
Toutefois, dans la coulée continue par solidifica- However, in continuous casting by solidification
tion successive, on ne prévoit pas la création d'une surpres- successively, the creation of a surplus
sion, du côté de la phase liquide, sur la peau du demi-pro- on the side of the liquid phase, on the skin of the half
duit en cours de formation) et on n'assure pas le déplacement duit in the course of training) and we do not ensure the displacement
de la phase liquide par rapport à la peau en cours de solidi- of the liquid phase with respect to the skin being solidified.
fication C'est pourquoi, par ce procédé, on ne peut pas cou- This is why, by this process, we can not
ler des demi-produits en alliages de métaux non ferreux ayant un grand intervalle de solidification car, dans ce cas, la semi-finished products of non-ferrous metal alloys having a large solidification range, since in this case the
grande étendue de la zone solide-liquide dans la section, pro- large extent of the solid-liquid zone in the section, pro-
pre à ces alliages, ne permet pas la formation d'un demi-pro- pre to these alloys, does not allow the formation of a half-pro
duit à structure dense homogène.duit with homogeneous dense structure.
On conna t un procédé de fabrication de demi-pro- There is known a method of manufacturing semi-pro
duits dans des installations de coulée continue de métaux (cf, par exemple, le certiticat d'auteur d'invention d'URSS in continuous metal casting plants (see, for example, the USSR inventor
N 265385, classe B 22 D 11/00, publié le 09 03 1970), compre- N 265385, class B 22 D 11/00, published 09 03 1970), comprising
nant l'admission périodique du métal liquide dans la lingotié- the periodic admission of liquid metal into ingots
re par le bas jusqu'au plateau d'amorçage, son séjour dans la lingotière de façon à former une peau d'épaisseur prescrite, at the bottom to the seed plate, its stay in the mold to form a skin of prescribed thickness,
l'extraction du demi-produit de la lingotière d'un pas d'ex- extracting the semi-finished product from the mold with a step of
traction avec admission simultanée dans la lingotière d'une quantité de métal liquide correspondant au pas d'extraction (quantité extraite) Pendant la pause entre les extractions du demi-produit de la lingotière, il est recommandé de créer une surpression sur la peau du demi-produit du côté du métal liquide. traction with simultaneous admission into the mold of a quantity of liquid metal corresponding to the extraction step (quantity extracted) During the pause between the extractions of the semi-product of the mold, it is recommended to create an overpressure on the skin of the half -produced on the side of the liquid metal.
Toutefois, dans le procédé connu, pendant les pau- However, in the known process, during the poor
ses entre les extractions du demi-produit de la lingotière il n'y a pas de mouvement du métal par rapport au front de its between the extractions of the half-product of the mold there is no movement of the metal with respect to the front of
solidification, ce qui ne permet pas de couler des demi-pro- solidification, which does not allow to sink half
duits de qualité pour une série d'alliages, par exemple les quality products for a series of alloys, for example
alliages à base d'aluminium et de magnésium, quand l'extrac- aluminum and magnesium alloys, when the extrac-
tion du demi-produit de la lingotière est périodique et quand la phase liquide a une grande étendue (de quelques mètres) The half-product of the mold is periodic and when the liquid phase has a large extent (of a few meters)
dans le sens de la longueur du demi-produit Pour ces allia- in the direction of the length of the semi-finished product For these alli-
ges la coulée de demi-p Toduits, avec une phase liquide d'une longueur de quelques mètres et avec une extraction périodique du demi-produit de la lingotière en l'absence d'un mouvement permanent du-métalpar rapport au front de solidification, provoque l'apparition, dans la section des demiproduits, de the casting of half-p Toduits, with a liquid phase of a length of a few meters and with a periodic extraction of the semi-product of the mold in the absence of a permanent movement of the metal with respect to the solidification front, causes the appearance, in the half-products section, of
bandes de ségrégation qui abaissent leur qualité. segregation bands that lower their quality.
On s'est proposé de créer un procédé de coulée se- It has been proposed to create a casting process
mi-continue de métaux qui permettrait d'agir sur les condi- semi-continuous process of metals which would make it possible to
tions de formation de la peau du demi-produit, grace à la formation of the skin of the semi-finished product, thanks to the
mise en oeuvre de nouveaux modes d'action. implementation of new modes of action.
La solution de ce problème consiste en un procédé de coulée semi-continue de métaux, comprenant l'introduction périodique par le bas du métal liquide dans la lingotière The solution of this problem consists in a process of semi-continuous casting of metals, including the periodic introduction from below of the liquid metal into the mold.
jusqu'au plateau d'amorçage, le séjour du métal dans la lin- up to the priming plate, the stay of the metal in the lin-
gotière de façon à former une peau d'épaisseur prescrite et cup to form a skin of the prescribed thickness and
l'extraction du demi-produit de la lingotière d'un pas d'ex- extracting the semi-finished product from the mold with a step of
traction avec introduction simultanée dans la lingotière d'un - traction with simultaneous introduction into the mold of a -
volume de métal liquide correspondant au pas d'extraction, procédé caractérisé en ce que,' suivant l'invention, après le remplissage initial de la lingotière par le métal liquide et après chaque remplissage en métal liquide qui suit chaque volume of liquid metal corresponding to the extraction step, characterized in that, '' according to the invention, after the initial filling of the mold by the liquid metal and after each filling liquid metal following each
extraction du demi-produit de la lingotière d'un pas d'ex- extraction of the semi-finished product from the mold with a step of
traction, on continue l'introduction du métal liquide et on traction, the introduction of the liquid metal is continued and
fait monter au-delà des limites du plateau d'amorçage un vo- raises beyond the limits of the priming
lume de métal liquide se situant entre 0,1 et 0,9 du volume de la cavité utile de la lingotière, après quoi, au moins une fois pendant la durée du séjour,-on fait redescendre une partie dudit volume de métal liquide dans le demi-produit en a lume of liquid metal lying between 0.1 and 0.9 of the volume of the useful cavity of the mold, after which, at least once during the residence time, a portion of said volume of liquid metal is lowered into the semi-finished product
cours de formation, puis on le fait remonter au-delà des li- training course, then it goes back beyond the limits of
mites du plateau d'amorçage, et, avant de terminer la forma- mites of the seedbed, and before completing the training
tion du demi-produit, on fait rentrer la partie principale dudit volume de métal liquide dans le demi-produit en cours de formation et on cesse de déplacer le métal liquide jusqu'à of the semi-finished product, the main part of said volume of liquid metal is returned to the semi-finished product and the liquid metal is stopped
l'achèvement de la solidification du demi-produit. the completion of solidification of the semi-finished product.
Ceci permet d'élever la qualité du demi-produit coulé tant dans ses couches superficielles que dans toute sa section. This makes it possible to increase the quality of the cast half-product both in its superficial layers and throughout its section.
Il est avantageux de réaliser l'introduction ini- It is advantageous to carry out the initial introduction
tiale du métal liquide dans la lingotière par le bas et par le haut, puis, à la fin de la durée de séjour, d'introduire of the liquid metal in the ingot mold from below and from above, then, at the end of the residence
par le bas le volume de métal liquide nécessaire au remplis- from below the volume of liquid metal needed to fill it
sage de la lingotière lors de l'extraction du demi-produit d'un pas, et de réaliser l'extraction du demi-produit de la lingotière en introduisant également le métal liquide dans la of the ingot mold during the extraction of the semi-finished product from a step, and to extract the semi-finished product from the mold by also introducing the liquid metal into the mold.
lingotiere simultanément par le haut et par le bas. ingotiere simultaneously from the top and the bottom.
Un tel régime de remplissage de la lingotière per- Such a filling regime of the ingot mold
met d'améliorer la qualité du demi-produit coulé et d'abais- to improve the quality of the cast semi-finished product and
ser la puissance des dispositifs (par exemple des pompes à induction) alimentant la lingotière en métal liquide. the power of the devices (eg induction pumps) supplying the liquid metal mold.
Il est recommandé, -lors de la montée du métal li- It is recommended, when rising metal
quide au-delà des limites du plateau d'amorçage, d'augmenter la pression d'admission du métal liquide dans la lingotière beyond the limits of the priming plate, to increase the inlet pressure of the liquid metal in the mold
de 1,1 à 15,0 fois.from 1.1 to 15.0 times.
Cela donne la possibilité de créer pendant la pause, sur la peau solidifiée du demi-produit, à l'intérieur de la lingotière, une pression effective accrue de 2 à 3 x 10 Pa ( 2 à 3 atm) et m 9 me plus, ce qui influe favorablement sur This gives the possibility to create during the break, on the solidified skin of the semi-finished product, inside the mold, an effective pressure increased from 2 to 3 x 10 Pa (2 to 3 atm) and m 9 more, which has a positive influence on
la qualité du demi-produit coulé.the quality of the cast half-product.
Il est souhaitable, lors du retour d'une partie du métal liquide par le haut, dans le demi-produit en cours de It is desirable, when returning some of the liquid metal from the top, in the semi-finished product.
formation, d'accro Stre la pression dans le métal liquide jus- training, to increase the pressure in the liquid metal
qu'à une valeur suffisante pour vaincre la pression d'intro- sufficient value to overcome the pressure of introduction
duction du métal liquide dans la lingotière - the production of liquid metal in the mold -
Seules de telles conditions permettent d'assurer le retour de la quantité prescrite de m 6 tal liquide dans le demi-produit en cours de formation sans diminution de la pression d'introduction; Il est avantageux, lors de l'introduction initiale du m 6 tal liquide dans la lingotière par le bas et par le haut, de réaliser l'introduction du m 6 tal liquide par le haut avec une certaine avance par rapport à son introduction Only such conditions make it possible to ensure the return of the prescribed quantity of liquid metal in the semi-product being formed without reducing the introduction pressure; It is advantageous, during the initial introduction of the liquid metal into the mold from below and from above, to achieve the introduction of the liquid metal from the top with a certain advance compared to its introduction.
par le bas.from the bottom.
Cela permet de supprimer le jaillissement initial This removes the initial spurt
du métal liquide introduit dans la lingotière par le bas. liquid metal introduced into the mold from below.
Il est recommandé, lors de l'extraction du demi- It is recommended, when extracting the half
produit de la lingotière d'un pas, d'introduire le métal li- of the ingot mold a step, to introduce the free metal
quide dans-la lingotière avec avance de l'introduction par quide in the mold with advance of the introduction by
le bas sur l'introduction par le haut. down on the introduction from above.
Un tel régime d'introduction dumétal liquide dans la lingotière permet d'exclure que la surface interne de la peau du demi-produit soit découverte en cours de formation Such a regime for introducing liquid metal into the mold makes it possible to exclude the inner surface of the skin of the semi-finished product being discovered during training
par le métal liquide.by the liquid metal.
Il est avantageux, après la cessation du déplace- It is advantageous, after the cessation of
ment du métal liquide, de créer une pression accrue station- liquid metal, to create an increased pressure
naire dans le métal liquide, à la partie supérieure et à la in the liquid metal, at the top and at the
partie inférieure du demi-produit.lower part of the semi-finished product.
Cela donne la possibilité d'élever la qualité du This gives the possibility of raising the quality of the
coeur d'un demi-produit plein au stade terminal de sa forma- heart of a solid half-product at the terminal stage of its
tion. Dans ca qui suit, l'invention est expliquée par un exemple non limitatif de mise en oeuvre, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 montre le moment du remplissage initial de la lingotière en métal liquide; tion. In the following, the invention is explained by a nonlimiting example of implementation, with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 shows the time of initial filling of the mold liquid metal;
^ la Fig 2 est l'épure de distribution de la pres- FIG. 2 is the distribution pattern of the pres-
sion sur la peau en cours de formation, du côté du métal li- on the skin being formed, on the side of the metal
quide, lors du remplissage de la lingotière, suivant la fi- quide, when filling the mold, following the
gure 1;gure 1;
la Fig 3 est la même épure que celle de la figu- FIG. 3 is the same outline as that of FIG.
re 2, mais quand la lingotière est complètement remplie; re 2, but when the mold is completely filled;
la Fig 4 montre la formation de la peau du de- Fig 4 shows the formation of the skin of the
mi-produit pendant la durée du séjour; half-produced during the stay;
la Fig 5 est l'épure de distribution de la pres- FIG. 5 is the distribution pattern of the pres-
sion quand une partie du métal liquide monte au-delà des limites du plateau d'amorçage; when a portion of the liquid metal rises beyond the limits of the seed plate;
la Fig 6 est la même épure que celle de la figu- FIG. 6 is the same outline as that of FIG.
re 5, mais lors du retour du métal liquide dans le demi-pro- re 5, but when the liquid metal returns to the semi-pro-
duit en cours de coulée;duit during casting;
la Fig 7 montre le moment d'extraction du demi- FIG. 7 shows the moment of extraction of the half
produit de la lingotière;product of the mold;
la Fig 8 est l'épure de distribution de la pres- FIG. 8 is the distribution pattern of the pres-
sion pendant l'extraction du demi-produit de la lingotière; la Fig 9 montre la formation du demi-produit après la premiere extraction, pendant la durée du séjour; during extraction of the semi-finished product from the mold; Fig 9 shows the formation of the half-product after the first extraction, during the stay;
la Fig 10 est l'épure de distribution de la pres- Fig. 10 is the distribution pattern of the pres-
sion quand une partie du métal liquide monte au-delà des li- when a portion of the liquid metal rises beyond the limits of
mites du plateau d'amorçage; la Fig 11 est l'épure de distribution de la pression lors du retour du métal liquide dans le demi-produit en cours de coulée; S la Fig 12 montre le remplissage initial de la lingotière quand le métal liquide est introduit par le bas et par le-haut; la Fig 13 est l'épure de distribution de la pression lors du remplissage de la lingotière, suivant la figure 12; la Fig 14 montre la fin du remplissage de la lingotière en métal liquide; mites of the seed plate; Fig 11 is the purge of pressure distribution during the return of the liquid metal in the semi-product during casting; Fig. 12 shows the initial filling of the mold when the liquid metal is introduced from below and from above; Fig. 13 is the pressure distribution pattern when filling the mold according to Fig. 12; Fig. 14 shows the end of filling of the liquid metal mold;
la F Ig rs p ddi-stributiord -la-the F Ig rs p ddi-stributiord -la-
pression à la fin du remplissage de la lingotière, suivant la figure 14; la Fig 16 montre la formation de la peau du demi-produit au début de la durée de séjour; la Fig 17 est l'épure de distribution de la pression au début de la durée de séjour, suivant la figure 16; pressure at the end of the filling of the mold, according to FIG. 14; Fig. 16 shows the formation of the skin of the semi-finished product at the beginning of the residence time; Fig. 17 is the pressure distribution pattern at the beginning of the residence time, according to Fig. 16;
la Fig 18 montre la formation de la peau du de- Fig. 18 shows the formation of the skin of
mi-produit à la fin de la durée de séjour; la Fig 19 est l'épure de distribution de la pression à la fin de la durée de séjour, suivant la figure 18 la Fig 20 montre le moment d'extraction de la lingotière de la peau formée du demi-produit; et la Fig 21 est l'épure de distribution de la half-produced at the end of the length of stay; Fig. 19 is the pressure distribution pattern at the end of the residence time, according to Fig. 18; Fig. 20 shows the extraction moment of the mold of the skin formed from the semi-finished product; and Fig. 21 is the distribution pattern of the
pression pendant l'extraction du demi-produit de la lingo- during the extraction of the semi-finished product from the
tière.SPECT.
Le procédé faisant l'objet de la présente inven- The process which is the subject of the present invention
tion est décrit sur la base d'un exemple de coulée semi-con- This is described on the basis of an example of semi-con-
tinue de demi-produits en alliage d'aluminium, le métal li- tin of aluminum alloy semi-finished products, the metal
quide étant introduit dans la lingotière par le bas, par examle à partir d'un récepteur distributeur pneumatique de métal. Avant de commencer la coulée du demi-produit, on which is introduced into the mold from below, by examination from a metal pneumatic distributor. Before starting the casting of the semi-finished product,
effectue les opérations préparatoires comprenant: la mise. performs the preparatory operations including: the bet.
en place, sur la partie supérieure de la lingotigre 1 (fi-' gure 1), d'un plateau 2 d'amorçage et son étanchéification; la connexion au plateau 2 d'amorçage d'un système 3 permet- in place, on the upper part of the ingotigre 1 (FIG. 1), a priming tray 2 and its sealing; the connection to the boot tray 2 of a system 3 allows
tant d'évacuer et d'introduire du métal liquide; et le rem- both to evacuate and to introduce liquid metal; and the replacement
plissage en métal liquide du récepteur-distributeur pneuma- liquid metal pleating of pneumatic receiver-distributor
tique (non représenté sur la figure) de métal à partir d'un mélangeur. tick (not shown in the figure) of metal from a mixer.
Ensuite, on introduit de préférence dans le récep- Then, one preferably introduces into the receiver
teur-distributeur pneumatique de métal, un gaz inerte sous pression Le métal liquide 4 est alors refoulé par un conduit et remplit la lingotière 1 refroidie à l'eau. Au fur et à mesure que le métal liquide remplit la The liquid metal 4 is then discharged through a conduit and fills the mold 1 cooled with water. As the liquid metal fills the
lingotière 1 il se forme, sur la surface active de la lingo- ingot mold 1 is formed on the active surface of the
tière 1, une peau 6.1, a skin 6.
L'introduction du métal liquide à travers le con- The introduction of the liquid metal through the con-
duit 5 doit assurer le remplissage total de la lingotière 1 en 3 à 8 secondes, car un remplissage plus lent serait la cause d'un trop grand écart de temps dans la formation de la peau 6 dans la partie inférieure et la partie supérieure 5 must ensure the complete filling of the mold 1 in 3 to 8 seconds, because a slower filling would be the cause of too great a time difference in the formation of the skin 6 in the lower part and the upper part
de la lingotière 1.of the mold 1.
La distribution (répartition) de la pression sta- The distribution (distribution) of the static pressure
tique du métal liquide 4 suivant la hauteur de la lingotière 1, montrée sur la figure 2, correspond au remplissage de la lingotière 1 en métal liquide 4 jusqu'au niveau indiqué sur la figure 1 La pression P' est la pression d'admission et 4 of the liquid metal 4 according to the height of the mold 1, shown in Figure 2, corresponds to the filling of the mold 1 of liquid metal 4 to the level shown in Figure 1 The pressure P 'is the inlet pressure and
elle correspond à la pression dans le métal liquide 4 (figu- it corresponds to the pressure in the liquid metal 4 (FIG.
re 1) à l'entrée de la lingotière 1. re 1) at the inlet of the mold 1.
Au fur et à mesure du remplissage de la lingotière 1 par le métal liquide 4, la pression d'admission change de As the ingot mold 1 is filled with the liquid metal 4, the intake pressure changes by
zéro à P (cf figure 3).zero to P (see Figure 3).
Après remplissage total de la lingotière 1 (figure After complete filling of mold 1 (FIG.
4) par le métal 4, on continue l'introduction du métal li- 4) by the metal 4, the introduction of the free metal
quide 4 par le conduit 5, un certain volume de métal liquide 4 étant évacué au-delà des limites du plateau 2 d'amorçage 4 through the conduit 5, a certain volume of liquid metal 4 being discharged beyond the limits of the platen 2 priming
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par le système 3.by the system 3.
Ensuite, le métal liquide ayant été évacué au-delà Then, the liquid metal having been evacuated beyond
des limites du plateau 2 d'amorçage est retourné dans la lin- Bootstrap 2 boundaries are returned to the lineup.
gotière 1 puis de nouveau évacué au-delà des limites du pla- and then evacuated beyond the limits of the
teau 2 d'amorçage. Il est recommandé que le volume de métal liquide 4 évacué au-delà des limites du plateau 2 d'amorçage se situe entre 0,1 et 0,9 du volume de la lingotière 1 Le volume de 2 priming water. It is recommended that the volume of liquid metal 4 discharged beyond the limits of the priming plate 2 is between 0.1 and 0.9 of the volume of the mold 1.
métal liquide 4 évacué au-delà des limites du plateau 2 d'a- liquid metal 4 discharged beyond the limits of the plateau 2 of
morçage est déterminé principalement par la condition voulant Morching is determined primarily by the condition
qu'il doit être suffisant pour assurer le régime requis d'ac- that it must be sufficient to ensure the required regime of
tion dynamique sur la couche du demi-produit en cours de so- on the layer of the semi-finished product being
l dification Pour des ébauches à couler de petites sections ( 100 à 200 mm), ce volume peut aller jusqu'à 0,9 du volume de la lingoti're 1, et pour des ébauches à couler de sections lification For blanks to cast small sections (100 to 200 mm), this volume can go up to 0.9 of the volume of the ingot 1 and for blanks to cast sections
supérieure à 500 mm, la proportion rationnelle est de 0,1 à. greater than 500 mm, the rational proportion is 0.1 to.
0,2. Vers la fin du remplissage de la lingotière 1 par 0.2. Towards the end of the filling of the mold 1 by
le métal liquide (figure 4), on établit à l'entrée de la lin- the liquid metal (Figure 4), it is established at the entrance of the
gotière 1 une pression d'admission P 2 1,1 Pl (cf figure. In this case, an inlet pressure P 2 1.1 P1 (see FIG.
L'augmentation de la pression d'admission du métal Increase of the inlet pressure of the metal
liquide 4 (figure 4) dans la lingotière 1 de 1,1 fois garan- liquid 4 (FIG. 4) in the mold 1 of 1.1 times
tit la montée du métal liquide au-delà des limites du pla- the rise of liquid metal beyond the limits of
teau 2 d'amorçage, la pression régnant dans la phase liquide 2 priming water, the pressure prevailing in the liquid phase
du demi-produit étant seulement la pression métallostatique. the half-product being only the metallostatic pressure.
Lors de la montée du métal liquide 4 au-delà des limites du plateau 2 d'amorçage, on augmente la résistance opposée à l'écoulement du métal liquide 4 évacué, ce qui se traduit par une augmentation de la pression d'admission de During the rise of the liquid metal 4 beyond the limits of the priming plate 2, the resistance opposite to the flow of the liquid metal 4 evacuated is increased, which results in an increase in the inlet pressure of
plusieurs fois, par exemple de 10 à 15 fois. several times, for example 10 to 15 times.
Ladite augmentation peut etre obtenue par action Said increase can be obtained by action
d'une surpression, produite par des forces extérieures, par- overpressure, produced by external forces,
exemple par un gaz comprimé, des forces électromagnétiques, etc. L'augmentation de la pression d'admission du métal liquide 4 dans la lingotière 1 dans une plage-allant jusqu'à example by a compressed gas, electromagnetic forces, etc. The increase of the inlet pressure of the liquid metal 4 in the mold 1 in a range-up to
fois, pendant les pauses entre les extractions du demi- times, during breaks between extractions of half
produit de la lingotière 1, permet de créer sur la peau so- product of mold 1, allows to create on the skin so-
lidifiée du demi-produit, dans la zone de la lingotière 1, une pression accrue allant jusqu'à 2 ou 3 x 105 Pa et même plus, ce qui a un effet favorable sur la qualité du demi-pro- of the semi-finished product, in the zone of the mold 1, an increased pressure of up to 2 or 3 × 10 5 Pa and more, which has a favorable effect on the quality of the half-product.
duit coulé.duit cast.
Si, par exemple, on coule un demi-produit en al- If, for example, a semi-finished product is
liage d'aluminium dont le poids spécifique à l'état liquide est de 2,5 g/cm, dans une lingotière 1 d'une longueur de 1 m, il faut pour faire monter le métal liquide 4 dans le plateau 2 d'amorçage placé sur le dessus de la lingotière 1, aluminum binding whose specific weight in the liquid state is 2.5 g / cm, in a mold 1 of a length of 1 m, it is necessary to mount the liquid metal 4 in the tray 2 priming placed on the top of the mold 1,
que la pression effective d'admission soit Pl = 0,25 x 10 Pa. that the effective pressure of admission is Pl = 0.25 x 10 Pa.
Pour poursuivre l'introduction du métal liquide 4 de façon To continue the introduction of liquid metal 4 so
à en évacuer un certain volume au-delà des limites du pla- to evacuate a certain volume beyond the limits of the
teau 2 d'amorçage et obtenir durant ce temps la pression ef- 2 and during this time the pressure is
fective prescrite, par exemple 2,5 x 10 Pa dans la zone de la lingotière à la partie inférieure, il faut augmenter the prescribed zone, for example 2.5 x 10 Pa in the zone of the mold at the bottom, it is necessary to increase
la pression d'admission de 10 fois.the intake pressure of 10 times.
Si, par contre, il faut couler un alliage magné- If, on the other hand, a magnet alloy
sium-lithium dont le-poids spécifique à l'état liquide est de 1,6 g/cm, il faut, pour le faire monter à une hauteur de 1 m, une pression effective d'admission de 0,16 x 10 Pa Pour poursuivre la montée du métal liquide 4 au-delà des limites du plateau 2 d'amorçage et créer à la partie inférieure de la lingotière 1 la même pression effective accrue de 2,5 x Pa, la pression d'admission doit être augmentée de 15 fois. Ce qui précède explique clairement pourquoi il est recommandé d'augmenter la pression d'admission de 1,1 à 15 sium-lithium whose specific weight in the liquid state is 1.6 g / cm, it is necessary, to raise it to a height of 1 m, an effective intake pressure of 0.16 x 10 Pa. continue the rise of the liquid metal 4 beyond the limits of the priming plate 2 and create at the lower part of the mold 1 the same effective pressure increased by 2.5 x Pa, the intake pressure must be increased by 15 time. The above clearly explains why it is recommended to increase the intake pressure from 1.1 to 15
fois.time.
Dans certains cas il peut s'avérer nécessaire d'aug- In some cases it may be necessary to increase
menter la pression d'admission de plus de 15 fois, par exem- put the intake pressure more than 15 times, for example
ple pour la coulée d'un métal plus léger, si' la longueur de for the casting of a lighter metal, if 'the length of
la lingotière 1 est inférieure à 1 m et si la pression effec- ingot mold 1 is less than 1 m and if the pressure
tive accrue a créer dans la zone de la lingotière 1 est su- Increased activity in the ingot mold area 1 is
périeure à 2 ou 3 x 105 Pa.less than 2 or 3 x 105 Pa.
De la sorte, la formation de la peau du demi-pro- In this way, the formation of the skin of the half-pro-
duit dans la zone de la lingotière 1 s'effectue avec action d'une pression accrue (jusqu'à 3 x 105 Pa eff) du c 8 té de la phase liquide, ainsi qu'avec un mouvement permanent du métal liquide par rapport au front de solidification du de- mi-produit. Dans de telles conditions, le demi-produit en cours de formation est complètement rempli de métal liquide 4 en in the zone of the ingot mold 1 is carried out with the action of an increased pressure (up to 3 x 105 Pa eff) of the c 8 t of the liquid phase, as well as with a permanent movement of the liquid metal with respect to the solidification front of the half-product. Under such conditions, the semifinished product being formed is completely filled with liquid metal 4
permanence et le mouvement est obtenu par variation du volu- permanence and the movement is obtained by varying the volume
me de métal liquide 4 sortant au-delà des limites du plateau 2 d'amorçage, suivi du retour de ce métal liquide dans la me of liquid metal 4 exiting beyond the limits of the platen 2 priming, followed by the return of this liquid metal in the
lingotière 1 -ingot mold 1 -
Le déplacement du métal liquide 4 dans un sens et The displacement of the liquid metal 4 in one direction and
dans l'autre s'effectue un nombre de fois prédéterminé, dé- in the other a predetermined number of times is
pendant de la vitesse de déplacement du métal liquide 4 à l'intérieur du demi-produit et de la durée de la formation initiale de la peau du demiproduit avant son extraction de during the rate of displacement of the liquid metal 4 inside the semi-finished product and the duration of the initial formation of the skin of the half-product before its extraction from
la lingotière 1.the mold 1.
Pour cela, après augmentation de la pression d'ad- For this, after increasing the pressure of ad-
mission du nombre de fois prescrit, on crée dans le métal li- mission the number of times prescribed, we create in the metal
quide 4 une surpression à l'aide de forces extérieures Il quide 4 an overpressure using external forces It
s'ensuit une élévation de la pression à l'entrée de la lin- the result is an increase in the pressure at the entrance to
gotière 1 jusqu'à P 3 (figure 6) Cette pression est conservée dans le métal liquide 4 (figure 4) jusqu'à ce que tout le volume ou une partie du volume de métal liquide 4 ayant été This pressure is maintained in the liquid metal 4 (FIG. 4) until all the volume or part of the volume of liquid metal 4 has been removed.
évacué au-delà des limites du plateau 2 d'amorçage soit ra- evacuated beyond the limits of the priming tray 2 be
mené dans le récepteur-distributeur pneumatique de métal. led in pneumatic metal receiver-distributor.
La nécessité d'une élévation Supplémentaire de la The need for an additional elevation of the
pression dans le métal liquide 4 revenant au récepteur-dis- pressure in the liquid metal 4 returning to the receiver-dis-
tributeur pneumatique de métal par le haut, à travers la lin- metal pneumatic tribune from above, through the line
gotière 1, s'explique par le fait que seule de telles condi- taste 1, is explained by the fact that only such conditions
tions permettent d'assurer le retour de la quantité prescrite allow the return of the prescribed quantity
de métal liquide 4 sans diminution de la pression à l'admis- of liquid metal 4 without decreasing the pressure at the inlet
sion.if we.
Un tel régime de formation de la peau 6 du demi- Such a regime of formation of the skin 6 half
produit dans la lingotière 1 améliore les conditions de la produced in the ingot mold 1 improves the conditions of the
solidification du métal, ce qui est particulièrement impor- solidification of the metal, which is particularly important
tant dans la coulée des alliages d'aluminium complexes, ayant un large intervalle de température de solidification et une grande étendue de la zone solide-liquide dans la section du demi-produit en cours de formation La pression créée amélio- re l'alimentation en métal liquide 4 du demiproduit en cours both in the casting of complex aluminum alloys, having a wide range of solidification temperature and a large extent of the solid-liquid zone in the section of the semi-product being formed. The pressure created improves the supply of liquid metal 4 of the current half-product
de solidification, et le mouvement du métal liquide 4 dimi- solidification, and the movement of the liquid metal 4 decreases
nue l'étendue de la zone solide-liquide dans la section du demi-produit. Avant d'extraire le demi-produit de la lingotière 1, on fait baisser la pression dans le métal liquide 4, de préférence jusqu'à la valeur P 2 (figure 5), puis on extrait rapidement le demi-produit de la lingotière 1 (cf figure 7), d'un pas d'extraction i, en augmentant alors la pression à l'admission de P 2 à P 4 (cf figure 8) proportionnellement à the extent of the solid-liquid zone in the section of the semi-finished product. Before extracting the semi-finished product from the mold 1, the pressure in the liquid metal 4 is lowered, preferably to the value P 2 (FIG. 5), and then the semi-finished product of the mold 1 is rapidly extracted. (see Figure 7), an extraction step i, then increasing the inlet pressure P 2 to P 4 (see Figure 8) proportionally to
la valeur de l'extraction.the value of the extraction.
A la fin de l'extraction du demi-produit de la lin- At the end of the extraction of the semi-finished product from
gotière 1 (cf figure 9), on fait de nouveau monter au-delà gilt 1 (see Figure 9), we move up beyond
des limites du plateau 2 d'amorçage le volume prescrit de me- the limits of the priming tray 2 the prescribed volume of
tal liquide 4 et augmenter la pression d'admission de quel- 4 and increase the inlet pressure of some
ques fois par augmentation de la résistance à l'écoulement du métal liquide 4 évacué, en créant une pression égale à by increasing the resistance to the flow of the liquid metal 4 evacuated, by creating a pressure equal to
P 5 (figure 10).P 5 (Figure 10).
Pendant la pause entre les extractions du demi-pro- During the break between the extractions of the half
duit de la lingotière 1 (figure 9), on met en oeuvre le mê- of the ingot mold 1 (FIG. 9), the same
me mode d'action qu'auparavant: on fait déplacer à plusieurs reprises le volume prescrit de métal liquide 4 par rapport au plateau 2 d'amorçage dans un sens et dans l'autre, la pression créée à l'entrée de la lingotière 1 au retour du mode of action than before: it is moved several times the prescribed volume of liquid metal 4 relative to the platen 2 priming in one direction and the other, the pressure created at the inlet of the mold 1 on return from
métal liquide 4 ayant la valeur P 6 (cf figure 11), plus gran- liquid metal 4 having the value P 6 (see FIG. 11), larger
de que la pression d'admission P 5 (cf figure 10). that the intake pressure P 5 (see Figure 10).
Ensuite, avec une pression d'admission non infé- Then, with an inlet pressure not lower than
rieure à P 5, on commence l'extraction suivante du demi-pro- than P 5, the following extraction of the half
duit de la lingotière 1 (figure 9); on exécute une extrac- casting of the mold 1 (Figure 9); we perform an extrac-
tion d'une longueur égale au pas d'extraction, en introdui- of a length equal to the extraction step, by introducing
sant pendant l'opération la quantité nécessaire de métal li- during the operation the necessary amount of free metal
quide 4 dans la lingotière 1 et en assurant l'augmentation 4 in the mold 1 and ensuring the increase
* nécessaire de la pression d'admission.* necessary intake pressure.
Ceci fait, toute la séquence d'opérations est ré- This done, the entire sequence of operations is re-
pétée jusqu'à ce que le demi-produit soit extrait de la lon- until the semi-finished product is extracted from the
gueur prescrite. Comme on l'a indiqué plus haut, le remplissage prescribed. As mentioned above, filling
initial de la lingotière par le métal liquide doit s'effec- ingot mold by the liquid metal must be
tuer le plus vite possible (par exemple en 3 A 8 s) La peau kill as soon as possible (for example in 3 to 8 s) The skin
formée du demi-produit doit aussi être extraite de la lingo- formed of the semi-finished product must also be extracted from
tière rapidement et l'introduction du métal liquide dans la lingotière en accord avec le pas d'extraction doit aussi -tre rapide Si ledit métal est refoulé par une pompe à induction, quickly and the introduction of the liquid metal into the mold in accordance with the extraction step must also be fast If said metal is discharged by an induction pump,
par exemple pour la coulée de demi-produits en alliage de ma- for example for the casting of half-alloy products of
gnésium, il faut une pompe à grand débit, requérant des dé- gnesium, a high flow rate pump is required, requiring
penses accrues d'énergie On peut réduire la vitesse d'ex- increased energy costs The speed of ex-
traction du demi-produit de la lingotière, et diminuer ainsi les dépenses d'énergie, en employant une pompe à induction à débit plus faible mais, dans ce cas, l'épaisseur de la peau formée du demi-produit sera irréguliere sur la longueur du pas d'extraction, ce qui-abaissera la qualité dudemi-produit traction of the semi-product of the mold, and thus reduce the energy expenditure, by employing a lower flow induction pump, but in this case, the thickness of the skin formed of the semi-finished product will be irregular along the length extraction step, which will lower the quality of the product
coulé La réduction de la vitesse d'extraction, quand l'ex- The reduction of the extraction speed, when the
traction du demi-produit de la lingotière est périodique, the semi-product of the mold is drawn periodically,
nuit à la qualité de la surface du demi-produit coulé. adversely affects the quality of the surface of the cast semi-finished product.
Pour augmenter la vitesse de remplissage de la lin- To increase the filling speed of the line
gotière, on recommande le régime suivant d'introduction du the following regime of introduction of the
métal liquide.liquid metal.
Après exécution des opérations préparatoires, le After completion of the preparatory operations, the
remplissage de la lingotière 1 (cf figure 12) en métal liqui- filling the ingot mold 1 (see FIG. 12) with liquid metal
de 4 s'effectue par le bas, via le conduit 5, ainsi que, en supplément, par le haut, via le système 3 connecté au plateau 2 d'amorçage Le gaz est évacué de la lingotière 1 à travers 4 is made from below, via the duct 5, and, in addition, from above, via the system 3 connected to the priming plate 2 The gas is discharged from the mold 1 through
un orifice du plateau 2 d'amorçage, obturé par une soupape 7. an orifice of the priming plate 2, closed by a valve 7.
La pression d'admission est alors Pl (cf figure 13). The inlet pressure is then P1 (see FIG. 13).
Dans ce cas, le remplissage rapide de la lingotière 1 (figure 12) par le métal liquide 4 ne requiert pas l'emploi d'une pompe à induction à grand débit,car, pour remplir la lingotière 1 de métal liquide 4, la pompe peut ne refouler par le bas que 1/4 à 1/2 du volume requis de métal liquide In this case, the rapid filling of the mold 1 (FIG. 12) by the liquid metal 4 does not require the use of a high-flow induction pump because, to fill the mold 1 with the liquid metal 4, the pump can only repress 1/4 to 1/2 of the required volume of liquid metal
4, le reste pouvant être introduit par le haut, via le sys- 4, the rest can be introduced from the top, via the sys-
tême 3.teme 3.
Lors du remplissage initial de la lingotière L par During the initial filling of the mold L by
le métal liquide 4, il est admissible de réaliser l'intro- the liquid metal 4, it is permissible to carry out the introduction
duction du métal par le haut avec une certaine avance Cela- metal production from the top with a certain advance
supprime le jaillissement initial du métal admis dans la lingotière 1 par le bas La suppression du jaillissement du métal liquide 4 pendant la période initiale du remplissage de la lingotière 1 permet d'abaisser la saturation du métal liquide 4 par le gaz et d'élever la qualité du demiproduit eliminates the initial spouting of the metal admitted into the mold 1 from below The suppression of the spouting of the liquid metal 4 during the initial period of the filling of the mold 1 makes it possible to lower the saturation of the liquid metal 4 by the gas and to raise the quality of the half-product
par augmentation de sa densité.by increasing its density.
Quand l'introduction du métal liquide 4 par le haut est en avance sur l'introduction par le bas, à la fin de la période de remplissage le métal liquide 4 (cf figure 14) n'arrive dans la lingotière 1 que par le bas, avec une When the introduction of the liquid metal 4 from the top is ahead of the introduction from below, at the end of the filling period the liquid metal 4 (see FIG. 14) only arrives in the mold 1 by the bottom , with a
pression d'admission Pl (cf figure 15). intake pressure P1 (see FIG. 15).
Après remplissage total de la lingotière 1 (cf. figure 16) par le métal liquide 4, la peau 6 du demi-produit commence à se former sur la surface active de la lingotière 1. On poursuit alors l'introduction du métal liquide via le conduit 5 et via le système 3 connecté au plateau 2 After complete filling of the mold 1 (see FIG. 16) with the liquid metal 4, the skin 6 of the semi-finished product begins to form on the active surface of the mold 1. The introduction of the liquid metal is then continued via the leads 5 and via the system 3 connected to the tray 2
d'amorçage Par le système 3 on introduit la partie de mé- The system part 3 introduces the part of
tal liquide 4 qui sera admise dans la lingotière 1 par le haut au cours de l'extraction de la peau 6 formée Pendant liquid 4 which will be admitted into the mold 1 from the top during the extraction of the skin 6 formed during
l'introduction du métal liquide 4 par le système 3, la pres- the introduction of the liquid metal 4 by the system 3, the pressure
sion créée à l'entrée de la lingotière 1 est P 2 (cf Figure sion created at the inlet of the mold 1 is P 2 (cf.
17).17).
Etant donné que la durée de la pause est supérieu- Since the duration of the break is greater than
re a la durée d'extraction de 3 à 20 fois, une pompe à induc- the extraction time from 3 to 20 times, an inductive pump
tion ayant un débit relativement faible peut transmettre pen- relatively low flow rate can transmit
dant la pause, de bas en haut, une quantité suffisante de mé- the pause, from the bottom up, a sufficient quantity of
tal à partir du récepteur de métal (non représenté sur les from the metal receiver (not shown on the
dessins) Dans le cas d'un tel régime d'introduction du mé- drawings) In the case of such a regime for the introduction of
25189-13 -25189-13 -
tal liquide, la puissance de la pompe peut être abaissée de 2 à 3 fois et plus o A la fin de l'introduction du métal liquide 4 (cf. figure 18) dans le système 3, on met la pompe à induction à un régime de blocage o la pression développée par la pompe liquid, the power of the pump can be lowered from 2 to 3 times and more o At the end of the introduction of the liquid metal 4 (see Figure 18) in the system 3, we put the induction pump to a regime blocking o the pressure developed by the pump
à induction dans le métal liquide empêche son retour, le dé- induction in the liquid metal prevents its return, the de-
placement du métal liquide 4 cesse et on peut créer dans la zone de la lingotière 1 une pression accrue déterminée par placement of the liquid metal 4 ceases and can be created in the zone of the mold 1 an increased pressure determined by
la valeur P 3 (cf figure 19).the value P 3 (see Figure 19).
Une fois la peau 6 (cf figure 20) d'épaisseur pres- Once the skin 6 (see FIG.
crite, par exemple de 30 à 60 mm, formée dans la lingotière 1, on fait baisser la pression dans le métal liquide 4, à for example 30 to 60 mm, formed in the mold 1, the pressure is lowered in the liquid metal 4,
l'entrée de la lingotière 1, jusqu'à la valeur P 4 (cf figu- the inlet of the mold 1, up to the value P 4 (see FIG.
re 21), et l'on extrait rapidement la peau 6 (cf figure 20) re 21), and the skin 6 is rapidly extracted (cf. FIG. 20)
de la lingotière 1, d'un pas d'extraction i voisin de la lon- of the ingot mold 1, with an extraction step i close to the length
gueur de la lingotière Le métal liquide 4 est alors intro- of the mold The liquid metal 4 is then introduced
duit par le bas et par le haut, ce qui assure le remplissage duit from the bottom and from the top, which ensures the filling
rapide de la lingotière 1.rapid ingot mold 1.
Le remplissage rapide de la lingotière 1 par le The rapid filling of the mold 1 by the
métal liquide 4, dans le volume correspondant au pas 1 d'ex- liquid metal 4, in the volume corresponding to step 1 of ex-
traction de la peau 6 à la lingotière 1, permet un commence- ment uniforme de la formation de la peau 6 du demi-produit sur la longueur traction of the skin 6 to the mold 1, allows a uniform beginning of the formation of the skin 6 of the half-product over the length
de ce pas, avec application d'une pression accrue sur cette peau 6 dès le début de sa formation, quand elle est encore relativement mince La mise en oeuvre d'un of this step, with application of increased pressure on this skin 6 from the beginning of its formation, when it is still relatively thin The implementation of a
tel mode d'action améliore la qualité des couches superfi- such a mode of action improves the quality of the superficial
cielles du demi-produit et, notamment, elle accroit l'indice of the semi-finished product and, in particular, increases the index
de plasticité.of plasticity.
Dans la coulée, par exemple, d'alliages magnésium- In casting, for example, magnesium alloys
lithium par la méthode généralement adoptée, en demi-produits élaborés en continu, il apparait des défauts sous la forme lithium by the method generally adopted, in semi-finished products, it appears defects in the form
d'excroissances, d'inclusions de fondants et de fissures-su- growths, inclusions of fluxes and cracks-su-
perficielles, par suite desquels le rendement en métal sain perfected, resulting in a healthy metal yield
se situe assez souvent entre 40 et 50 %. is often between 40 and 50%.
Si le lingot présentant des défauts n'est pas en- If the ingot with defects is not
tièrement rebuté, mais envoyé à l'encroûtage, pour des demi- rejected, but sent to encrusting, for half
produits en alliages magnésium-lithium d'un diamètre, par exemple, de 600 mm, on est contraint d'enlever une couche superficielle d'une épaisseur de 30 à 50 mm Cet écroûtage magnesium-lithium alloy products with a diameter of, for example, 600 mm, it is necessary to remove a surface layer with a thickness of 30 to 50 mm This peeling
à lui seul abaisse le rendement en métal sain de 20 à 30 %. by itself lowers the healthy metal yield by 20 to 30%.
L'obtention du demi-produit par le procédé faisant Obtaining the semi-finished product by the process
l'objet de la présente invention permet de supprimer la for- the object of the present invention makes it possible to eliminate the
mation de défauts superficiels.surface defects.
Pendant l'extraction de la peau 6 (cf figure 20) de la lingotière 1, avec introduction du métal-liquide 4 par le During the extraction of the skin 6 (cf. FIG. 20) from the mold 1, with the introduction of the liquid metal 4 by the
bas et par le haut, il est recommandé d'exécuter l'introduc- up and down, it is recommended to carry out the introduc-
tion du métal liquide 4 par le bas avec avance par rapport à liquid metal 4 from the bottom in advance with respect to
l'introduction par le haut Cela permet d'empêcher la descen- the introduction from the top This makes it possible to prevent the
te du ménisque du métal liquide 4 plus bas que le plateau 2 d'amorçage et, par cela-m 9 me, et d'exclure que la surface interne de la peau 6 du demi-produit soit découverte par le The meniscus of the liquid metal 4 is lower than the priming plate 2 and thereby exclude the inner surface of the skin 6 of the semi-finished product from being discovered by the patient.
métal liquide 4 De la sorte, on protège ladite surface inter- In this way, the said interstitial surface is protected
ne contre l'oxydation par l'oxygène pouvant être présent, against oxidation by oxygen that may be present,
même si le gaz admis dans le demi-produit est un gaz inerte. even if the gas admitted into the semi-finished product is an inert gas.
A la fin de l'extraction de la peau 6 d'un pas At the end of the extraction of the skin 6 of a step
2 D d'extraction, on fait monter de nouveau, à travers la lingo- 2 D of extraction, we raise again, through the lingo
tière 1 et à travers la peau 6 extraite au-delà des limites 1 and through the skin 6 extracted beyond the limits
du plateau 2 d'amorçage, la quantité nécessaire de métal li- of the priming tray 2, the required amount of free metal
quide 4, et la peau 6 d'un nouveau tronçon de demi-produit quide 4, and the skin 6 of a new section of semi-finished product
se forme dans la lingotière 1.is formed in the mold 1.
Ensuite, les opérations d'introduction du métal li- Then, the operations of introduction of the free metal
quide 4 dans la lingotière 1, de formation du demi-produit et d'extraction du demi-produit de la lingotière 1 sont répétées jusqu'à ce que le demi-produit soit extrait de la longueur prescrite. A la fin de l'extraction de la longueur requise de demi-produit de la lingotière, on continue la formation du demi-produit avec mouvement ininterrompu du métal liquide, soit jusqu'à obtention de l'épaisseur de paroi prescrite s'il 4 in the mold 1, forming the semi-finished product and extraction of the semi-finished product of the mold 1 are repeated until the half-product is extracted from the prescribed length. At the end of the extraction of the required length of semi-product from the mold, the formation of the semi-finished product with uninterrupted movement of the liquid metal is continued, until the prescribed wall thickness is obtained if
s'agit d'un demi-produit creux, après quoi les restes de mé- it is a hollow half-product, after which the remains of
tal liquide sont versés dans le recepteur-distributeur-pneu- liquid are poured into the receiver-distributor-tire-
matique, soit, s'il s'agit d'un demi-produit à section plei- in the case of a semi-finished product with a solid section
ne, jusqu'à ce que la section restant non solidifiée devien- until the remaining unhardened section becomes
ne insignifiante, par exemple, pour un demi-produit rond, jusqu'à ce que le diamètre restant atteigne 30 à 60 mm, après not insignificant, for example, for a round half-product, until the remaining diameter reaches 30 to 60 mm, after
quoi on fait retourner dans le récepteur-distributeur pneuma- which is returned to the pneumatic receiver-distributor
tique presque tout le métal liquide monté au-delà des limi- almost all the liquid metal rising beyond the limits
tes du plateau d'amorçage, on interrompt 'le mouvement du mé- from the priming plate, the movement of the
tal liquide et l'on crée dans la-phase liquide en cours de solidification une pression stationnaire accrue, à la partie supérieure et à la partie inférieure du demi-produit, ce qui in the liquid phase during solidification, an increased stationary pressure is created at the upper part and at the lower part of the semi-finished product, which
assure sa formation sans apparition de porosité axiale. ensures its formation without appearance of axial porosity.
La mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de la The implementation of the process which is the subject of the
présente invention permet donc d'élaborer, dans les instal- The present invention therefore makes it possible to develop, in the installations
lations de coulée semi-continueides demi-produits ayant de semicontinuous semi-finished product casting
bonnes qualités de surface et de structure dans toute la sec- good surface and structural qualities throughout the sector
tion, avec des alliages complexes, par exemple d'aluminium with complex alloys, eg aluminum
ou de magnésium, une phase liquide d'étendue égale à la lon-. or magnesium, a liquid phase of equal length to the lon-.
gueur du demi-produit à couler étant présente dans le demi- half of the product to be cast being present in the half
produit en cours de formation Comparativement à la méthode généralement adoptée de coulée de demi-produits en alliages complexes, la surface du front de solidification peut être product in course of formation Compared to the generally adopted method of casting semi-finished products in complex alloys, the surface of the solidification front may be
augmentée de plusieurs fois (selon les dimensions de la sec- increased by several times (depending on the dimensions of the
tion et la longueur des demi-produits à couler) La durée de solidification du demi-produit peut être diminuée d'environ le même nombre de fois, et, par conséquent, le rendement de The duration of solidification of the semi-finished product can be reduced by about the same number of times, and, consequently, the yield of
chaque ligne de l'installation augmente. each line of the installation increases.
Le procédé permet de couler des demi-produits en alliages complexes sans excroissances de liquation, ce qui augmente le rendement en métal sain et supprime l'écro Qtage The process makes it possible to cast semi-finished products in complex alloys without growths of liquor, which increases the yield of healthy metal and eliminates echo Qtage
ultérieur des demi-produits.subsequent semi-finished products.
189 13189 13
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