FR2518915A1 - Procede de coulee de metaux, poche pour sa mise en oeuvre et pieces obtenues par ledit procede - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LA METALLURGIE. LE PROCEDE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE EN CE QUE LE METAL FONDU EST ADMIS DANS LA POCHE A UNE PRESSION AU MOINS EGALE A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE ET EN POSITION DE FERMETURE DU TROU DE COULEE 4, JUSQU'A EXPULSION SENSIBLEMENT TOTALE DE L'AIR SE TROUVANT DANS LA POCHE, PUIS LE METAL FONDU REMPLISSANT LA POCHE EST ISOLE DE L'ACTION DE LA PRESSION ATMOSPHERIQUE, APRES QUOI LE TROU DE COULEE 4 EST OUVERT POUR CREER AU-DESSUS DU METAL FONDU UNE DEPRESSION ASSURANT SA RETENUE DANS LA POCHE. LE DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE COMPORTE NOTAMMENT AU MOINS UN TROU SUPPLEMENTAIRE 3 PREVU DANS LE CORPS 1 DE LA POCHE POUR LE MONTAGE D'UN MOYEN 6 PERMETTANT LA SUPPRESSION REGLABLE DE L'ETANCHEITE DE L'ENCEINTE 8 DE LA POCHE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA COULEE DE L'ACIER EN LINGOTIERES ORDINAIRES OU DE COULEE CONTINUE.
Description
La présente invention concerne le domaine de la métallurgie et a notamment pour objet un procédé pour la coulée de métaux, une poche pour sa mise en oeuvre, ainsi que les pièces obtenues par ledit procédé.
L'invention est d'une efficacité maximale quand elle est appliquée à la coulée de l'acier dans des lingo tières ordinaires et à la coulée continue de l'acier dans des lingotières de coulée continue.
L'invention peut aussi trouver des applications dans la coulée des métaux non ferreux rares.
A l'heure actuelle, pratiquement partout dans le monde, l'acier est coulé par un procédé dans lequel l'-acier liquide est versé par le haut dans une poche découverte, à la pression atmosphérique. Ensuite, on ouvre orifice de coulée se trouvant dans le fond de la poche, et l'acier, sous l'action de la pression métallostatique, s'écoule, sous pression atmosphérique, dans la lingotière de coulée continue ou dans les lingotières ordinaires.
Dans ce procédé de coulée de l'acier, il est impossible de commander la vitesse d'écoulement du métal sortant de la poche, vu que cette vitesse dépend de la pression du métal dans le four. Pour cette raison, il est difficile d'obtenir une surface de bonne qualité des lingots, car le métal arrive dans la lingotière à grande vitesse et y provoque des éclaboussures. En outre, dans la poche découverte, sous l'action de l'oxygène de l'air, la surface libre du métal s'oxyde, ce qui-abaisse sa qualité.
Une oxydation et une saturation en air supplémentaires de l'acier se produisent du fait de l'injection de l'air de l'atmosphère à l'endroit où un entonnoir tourbillonnaire se forme dans le métal fondu au-dessus du trou de coulée.
En même temps, lors de la coulée, il se produit un refroidissement intense de l'acier fondu par suite dela dissipation de-la chaleur de sa surface à l'atmosphère.
Pour compenser ces pertes thermiques, un chauffage supplémentaire de l'acier est nécessaire.
Pour-mettre en oeuvre ce procédé connu, on utilise courammentdes poches de deux conceptions : à quenouille (cf., par exemple, le certificat d'auteur 500 893, Int.
Cl2 B22 41-/00, publié en 1976) et à tiroir (cf., par exemple, le certificat d'auteur 500 238 Int. Cl2 B22 41/08, publié en 1977).
La poche à quenouille comprend un corps garni de réfractaire, ouvert à sa partie supérieure et ayant un trou de coulée dans son fond. Au-dessus du trou de coulée est montée verticalement une quenouille qui traverse toute la cavité de la poche. La partie supérieure de la quenouille est liée à un mécanisme de commande de son déplacement suivant la verticale.
Dans une poche ainsi conçue, la quenouille est soumise à l'action directe de l'acier liquide, ce qui rend le fonctionnement de la poche peu str à cause des dérangements fréquents dans le fonctionnement de la quenouille.
Il en résulte des situations de fonctionnement défectueux assez fréquentes, la quenouille ne fermant pas ou n'ouvrant pas le trou de coulée quand cela est nécessaire. En outre, la présence d'une quenouille au-dessus du trou de coulée pendant la coulée perturbe l'écoulement de l'acier sortant de la poche. Il s'ensuit des éclaboussements et un abaissement de la qualité de la surface et du métal du lingot.
La poche à tiroir comprend aussi un corps garni de réfractaire, ouvert à sa partie supérieure et ayant un trou de coulée dans son fond. Du côté extérieur du fond, sous le trou de coulée, est monté un obturateur à tiroir avec un mécanisme pour sa manoeuvre.
Une poche ainsi conçue est d'une grande fiabilité, vu que le tiroir est situé à l'extérieur de la cavité remplie de métal en fusion. Toutefois, l'obturateur à tiroir est de conception plus compliquée, il requiert des dépenses de main-d'oeuvre plus grandes, car les plaques réfractaires de l'obturateur doivent être ajustées et rodées l'une par rapport à l'autre avec un soin particulier. En outre, de même que la quenouille, le tiroir perturbe ltécoulement du métal sortant par le trou de coulée et, de la sorte, abaisse la qualité du lingot.
On connatt aussi un procédé de coulée de métaux, consistant à créer une dépression dans l'enceinte d'une poche fermée, à y aspirer le métal et à l'y maintenir sous l'action de la pression atmosphérique, ainsi qu'à couler le métal dans une lingotière de coulée continue ou des lingotières ordinaires en créant une surpression dans 1 'enceinte.
L'application de ce procédé nécessite une opération dont la réalisation est, dans la pratique, compliquée, à savoir la création d'une dépression dans l'enceinte de la poche de coulée. Lors du remplissage de l'enceinte, mise sous vide, par le métal, celui-ci se refroidit intensément, ce qui rend nécessaire une surchauffe supplémentaire du métal.
On connatt aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé de coulée, qui comprend le corps d'une enceinte de coulée avec un couvercle le fermant à joint étanche, ledit corps étant raccordé à un circuit de vide.
Dans le fond du corps il y a un trou de coulée qui fait en meme temps office de trou de remplissage.
Dans un dispositif-ainsi conçu, la vitesse de remplissage de l'enceinte par le métal est insuffisante, vu qu'elle est limitée par la dimension du trou de coulée et par le débit de la pompe à vide. Il s'ensuit que la durée de remplissage du dispositif est trop longue, surtout si son enceinte est grande, ce qui nécessite une surchauffe supplémentaire du métal. En outre, la présence , dans le dispositif, d'un circuit de vide constitué par des pompes à vide, des filtres et des conduites avec un grand nombre de raccordements, complique notablement sa conception, abaisse sa fiabilité, n'assure pas la souplesse d'utilisation voulue pour la coulée. De plus, le fonctionnement des pompes à vide requiert des dépenses d'énergie notables.
On s'est donc proposé de créer un procédé et une poche de coulée de métaux, qui assureraient une amélioration notable des indices techniques et- économiques de la coulée, de sa fiabilité et de la sécurité au travail.
Ce problème est résolu du fait que le procédé-de coulée de métaux,du type comprenant le remplissage d'une poche par le métal fondu, le maintien du métal fondu dans la poche sous l'action d'une dépression, et la coulée réglable du métal à travers un trou de coulée par variation et maintien de la pression dans la poche à une valeur supérieure à la pression atmosphérique, est caractérisé, d'après l'invention, en ce que le métal fondu est admis dans la-poche à une pression au moins égale à la pression atmosphérique et en position de fermeture du trou de coulée, et ce, jusqu'à expulsion sensiblement totale de l'air se trouvant dans la poche, puis le métal fondu remplissant la poche est isolé de l'action de la pression atmosphérique, après quoi le trou de coulée est ouvert pour créer au-dessus du métal fondu une dépression assurant son maintien dans la poche.
Dans un tel procédé de coulée de métaux, le remplissage de la poche par le métal fondu s'effectue simplement en le versant dans l'enceinte de la poche, ce qui accélère notablement son remplissage.
La retenue du métal dans le trou de coulée de la poche s'effectue, dans ce procédé, sans recours à des moyens de retenue spéciaux, sous la seule action de la pression atmosphérique, gracie à la création d'une dépression dans l'enceinte de la poche. Il est à souligner qu'un avantage important de ce procédé sur les procédés connus consiste en ce que la dépression se crée dans la poche spontanément, sous l'action de la pesanteur de la colonne dé métal liquide,
Ceci simplifie considérablement le procédé de coulée et accroit sa fiabilité, car l'opération, de réalisation compliquée dans la pratique, de création d'une dépression dans l'enceinte de la poche, ou bien ltopé-ration tout aussi compliquée d'arrêt mécanique du-métàl liquide dans le trou de coulée de la poche, est supprimée. En définitive,le rendement du procédé de coulée s'accroit, le métal fondu se refroidit et s'oxyde moins, la température nécessaire de surchauffe du métal est diminuée, la qualité du métal du lingot s'améliore.
Ceci simplifie considérablement le procédé de coulée et accroit sa fiabilité, car l'opération, de réalisation compliquée dans la pratique, de création d'une dépression dans l'enceinte de la poche, ou bien ltopé-ration tout aussi compliquée d'arrêt mécanique du-métàl liquide dans le trou de coulée de la poche, est supprimée. En définitive,le rendement du procédé de coulée s'accroit, le métal fondu se refroidit et s'oxyde moins, la température nécessaire de surchauffe du métal est diminuée, la qualité du métal du lingot s'améliore.
En outre, quand la coulée est exécutée par ce procédé, la vitesse d'écoulement du métal fondu sortant de la poche peut Btre réglée par variation de la pression à l'intérieur de son enceinte, ce qui diminue es éclaboussements de métal dans la lingotière de coulée continue ou les lingotières ordinaires et élève la qualité de la surface des lingots. De plus, pendant la coulée, le métal subit en même temps un auto-traitement par le vide, se traduisant par un abaissement de sa teneur en inclusions non métalliques, ce qui améliore encore la qualité du métal.
Il est avantageux de mettre en oeuvre le procédé de coulée de métaux, faisant l'objet de l'invention, à l'aide d'une poche comprenant un corps creux fermé, adapté pourrecevoir un métal fondu et pour permettre la coulée de ce métal notamment dans une lingotière de coulée continue, caractérisé, d'après l'invention, en ce que ledit corps est réalisé sous la forme d'une enceinte étanche et comporte au moins un trou pour son remplissage par le métal fondu, ainsi qu'au moins un trou de coulée situé à sa partie inférieure, au moins un trou supplémentaire étant prévu dans ledit corps pour le montage d'un moyen permettant la suppression réglable de l'étanchété de l'enceinte de la poche.
Le remplissage d'une poche ainsi conçue s'effectue en y versant simplement le métal fondu, La vitesse de remplissage n'est pas limitée : elle est déterminée par la dimension du trou de remplissage et la pression du métal.
En outre, il n'est pas nécessaire de prévoir un circuit de vide compliqué, constitué par des pompes à vide, des filtres et des conduites, ce qui simplifie notablement La conception de la poche, accroit sa souplesse d'utilisation et sa fiabilité, supprime les dépenses d'énergie électrique.
La poche de conception conforme à l'invention assure la retenue du métal fondu dans le trou de coulee et la commande de la coulée du métal sans recours à des dispositifs spéciaux à quenouille ou à tiroir, ce qui simplifie davantage sa construction et son utilisation, accrort sa fiabilité. L'absence d'un élément obturateur mécanique (quenouille ou tiroir) dans la zone du trou de coulée supprime l'action perturbatrice de cet élément sur l'écoulement de métal sortant de la poche, diminue les éclaboussements de métal dans la lingotière de coulée continue ou des lingotières ordinaires, élève la qualité de la surface du lingot et abaisse les pertes de métal résultant de l'écrofltage subséquent de celui-ci.
Il est avantageux de réaliser le fond de la poche amovible, et de réaliser le reste de la poche sous forme d'une seule pièce, le trou de coulée étant avantageusement situé dans le fond de la poche.
Une telle conception de la poche assure l'étanchéibe de son enceinte sans qu'il soit nécessaire de recourir à une étanchéification spéciale dujoint d'assemblage du fond au corps de la poche. -Ceci se traduit , comparativement aux dispositifs connus, par une simplification de la conception de la poche, une grande fiabilité de la poche (fonctionnement sans incidents), ainsi que par une réduction de la durée de la préparation de la poche en vue de la coulée et par une simplification de son utilisation.
Dans la poche-conforme à l'invention, le trou pour le remplissage en métal fondu peut être réalisé dans le fond de la poche et mis en communication avec un conduit de métal. Cela supprime la nécessité d'une étanchéification spéciale du trou de remplissage. En définitive, comparativement aux dispositifs connus, la fiabilité de la poche s'accroît, son utilisation devient plus simple et il -devient possible de couler le métal en continu à travers la poche.
Il est avantageux de réaliser dans le fond de la poche une pluralité de trous de coulée, et de réaliser la poche sous la forme d'au moins deux enceintes disposées à un même niveau, de mettre les trous de remplissage en métal en communication entre eux et de les relier à un conduit de métal commun. Une telle conception de la poche -- accroit notablement son rendement. De plus, les dimensions de ses enceintes diminuent, les prescriptions concernant la précision de leur mise à l'horizontale deviennent moins sévères et la fiabilité de la poche s'accroit. En même temps, on obtient une stabilisation et une uniformisation des caractéristiques techniques du métal s'écoulant à travers les différents trous.
Il est souhaitable, dans la poche conforme à l'invention, de réaliser le trou pour le 'remplissage en métal fondu dans la paroi latérale de la poche et de faire passer à travers ce trou un conduit de métal allant jusqu'au fond de la poche, dans lequel est réalisée une cavité dans laquelle se trouve le bout inférieur du conduit de métal, de telle façon que son orifice de sortie et le trou de coulée de la poche se trouvent à un même niveau. Cela assure l'évacuation complète du métal en fusion du conduit de métal dès la fin de la coulée, supprime l'éventualité d'une solidification du métal dans ce conduit et accroit la fiabilité de la poche. En même temps, une telle conception rend possible la coulée continue et périodique du métal fondu à travers la poche.
Dans la poche conforme à l'invention, on peut placer librementau-dessus du trou de coulee un élément- flotteur d'obturation, de diamètre supérieur au diamètre du trou de coulée et réalisé en réfractaire de poids spécifique inférieur à celui du métal fondu, des moyens limitant sa remontee dans le métal fondu étant prévus sur cet élément.
La présence, au-dessus du trou de coulée, de cet élément-flotteur d'obturation doté de moyens limitant la hauteur de sa remontée dans le métal fondu, rend possible, en cas de besoin, un ralentissement supplémentaire d'urgence du jet de métal liquide dans le trou de coulée de la poche, ce qui accroit la fiabilité de la commande de la coulée du métal de la poche dans des lingotières ordinaires ou dans une lingotière de coulée continue.
Dans la poche conforme l'invention, le trou recevant le moyen de suppression réglable de l'étanchéité de l'enceinte de la poche peut être situé à la partie inférieure de la poche.
Une telle conception de la poche assure, lors du réglage de l'étanchéité de l'enceinte de la poche et lors de la coulée du métal, le passage du gaz à travers l'épaisseur du métal fondu et une réaction entre le gaz admis et le métal. Ceci se traduit par un accroissement de la fiabilité du réglage de la vitesse d'écoulement du métal de la poche dans la lingotière de coulée continuerou dans les lingotières ordinaires, et permet, en cas de besoin, d'obtenir une vitesse d'écoulement constante. En outre, au cours de la coulée, le métal est soufflé et affiné par le gaz admis, ce qui se traduit aussi par une amélioration de la qualité du métal.
I1 est possible de monter dans le trou de coulée de la poche un élément recouvrant ledit trou de coulée et supportant le métal fondu, réalisé sous la forme d'une plaque avec des perforations. Ceci diminue l'éventualité d'une entrée intempestive de l'air de l'atmosphère à travers le trou de coulée dans l'enceinte-de la poche et d'un écoulement incontrôlé du métal qui s'y trouve, ce qui accroît la fiabilité de la poche. En même temps, un tel élément abaisse la puissance spécifique du jet sortant de la poche, diminue ses éclaboussements dans la lingotière et élève la qualité des lingots.
Il est avantageux, dans la poche conforme à l'invention, de disposer au-dessus du trou de remplissage en métal fondu, un récipient d'alimentation en forme d'entonnoir pourvu dans son -fond d'un trou coincidant avec le trou de remplissage en métal fondu, et de-placer librement sur ce trou un élément sphérique de diamètre plus grand que celui du trou et réalisé en réfractaire de poids spécifique inférieur à celui du métal fondu à couler.
Une telle conception de la poche' assure une commande fiable de la fermeture du trou de remplissage.
Quand le métal est admis dans le récipient d'alimentation, le trou de remplissage s'ouvre automatiquement et le métal s'écoule dans les lingotières ordinaires ou les lingotières de coulée continue à travers es trous de coulée, et quand l'admission du métal fondu est interrompue, la fermeture étanche de l'enceinte de la poche s'effectue automatiquement et la coulée s'interrompt. En outre, simultanément avec l'écoulement du métal à travers les trous de coulée de la poche dans les lingotières ordinaires, le jet de métal fondu sortant de l'entonnoir d'alimentation à travers le trou de remplissage subit un traitement par le vide régnant dans l'enceinte de la poche. Il en résulte une diminution de la quantité d'inclusions.non métalliques se trouvant dans le métal et une amélioration de la qualité du métal.
Une telle poche assure la réalisation continue de la coulée et du traitement sous vide simultané du métal fondu.
Il est avantageux d'équiper la poche d'une enceinte étanche supplémentaire, ayant un trou pour son remplissage en un métal fondu de nature différente de celle du métal se trouvant dans l'enceinte principale, un trou dans lequel est monté un moyen pour la suppression réglable de l'étanchéité de cette enceinte etun trou de coulée mis en communication avec ladite enceinte principale de la poche.
Une telle conception de la poche permet d'admettre dans son enceinte close, pendant la coulée, sans affecter son étanchéité, divers additifs liquides et en poudre.
Ceci permet d'accrottre notablement le degré d'assimilation desdits additifs et d'abaisser leur consommation.
Il est avantageux, dans la poche conforme à l'invention, de monter sur le côté extérieur du trou de coulée un élément amovible obturant ce trou,. de façon que cet élément isole le métal fondu de l'action de l'atmosphère du côté du trou de coulée. Ceci exclut l'entrée incontrôlée de l'air de l'atmosphère dans l'enceinte de la poche à travers le trou de coulée et l'écoulement intempestif du métal fondu-se trouvant dans la poche. De plus, on obtient ainsi-une diminution de ltinfluence refroidissante de l'air de l'atmosphère sur le métal fondu, ce qui diminue la probabilité de sa solidification dans le trou de coulée.
Il en résulte une élévation de la fiabilité de la poche.
On peut réaliser dans le fond de la poche conforme à l'invention plusieurs trous de coulée et réaliser dans le partie supérieure de le poche le trou de remplissage en métal fondu et un trou pour le montage d'un robinet, ladite partie supérieure étant dans ce cas dotée d'une enceinte d'accumulation supplémentaire, un moyen pour la fermeture et l'ouverture réglable du trou de remplissage étant monté dans celui-ci, et un moyen pour la suppression réglable de l'étanchéité, -réalisé sous la forme d'une plaque perméable aux gaz, recouvrant le trou prévu à cet effet.
Une telle conception de lawpoche permet de lui donner toute capacité voulue et rend possible la coulée simultanée dans plusieurs lingotières ordinaires.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente schématiquement , en coupe, une poche conforme à l'invention, sous forme de deux enceintes à fonds amovibles;
- la figure 2 représente en coupe verticale un autre mode de réalisation de la poche conforme à l'invention, dont le trou de remplissage est réalisé dans la paroi latérale et qui comporte un élément-flotteur d'obturation;;
- la figure 3 représente en coupe verticale un autre mode de réalisation de la poche conforme à l'invention, comportant un trou recevant un moyen pour la suppression réglable de l'étanchéité et situé à sa partie inférieure, ainsi qu'un élément supportant le métal fondu, sous forme d'une plaque pourvue de perforations et placée dans le trou de coulée de la poche;
- la figure 4 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de la poche conforme à l'invention, comportant une enceinte étanche supplémentaire pour les additifs et un récipient d'alimentation en forme d'entonnoir;
- la figure 5 représente schématiquement un autre mode de réalisation de la poche conforme à l'invention, comportant une enceinte accumulatrice supplémentaire ouverte.
- la figure 1 représente schématiquement , en coupe, une poche conforme à l'invention, sous forme de deux enceintes à fonds amovibles;
- la figure 2 représente en coupe verticale un autre mode de réalisation de la poche conforme à l'invention, dont le trou de remplissage est réalisé dans la paroi latérale et qui comporte un élément-flotteur d'obturation;;
- la figure 3 représente en coupe verticale un autre mode de réalisation de la poche conforme à l'invention, comportant un trou recevant un moyen pour la suppression réglable de l'étanchéité et situé à sa partie inférieure, ainsi qu'un élément supportant le métal fondu, sous forme d'une plaque pourvue de perforations et placée dans le trou de coulée de la poche;
- la figure 4 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de la poche conforme à l'invention, comportant une enceinte étanche supplémentaire pour les additifs et un récipient d'alimentation en forme d'entonnoir;
- la figure 5 représente schématiquement un autre mode de réalisation de la poche conforme à l'invention, comportant une enceinte accumulatrice supplémentaire ouverte.
Le procédé de coulée de métaux, faisant l'objet de l'invention, est mis en oeuvre à l'aide d'une poche représentée schématiquement sur la figure 1. Ladite poche est constituée par deux enceintes analogues, comprenant les mêmes pièces. Toutefois, pour la réalisation de l'invention, il suffit d'utiliser une seule enceinte., aussi la description de la réalisation concrète de l'invention est-elle donnée ci-après pour une poche comportant une seule enceinte.
Le procédé conforme à l'invention comprend le remplissage de la poche par le métal liquide, suivie de la coulée du métal dans des lingotières ordinaires ou dans des lingotières de coulée continue.
Le métal fondu est versé dans l'enceinte 8 de la poche à travers le trou 5 de remplissage, à la pression atmosphérique ou sous une certaine surpression, mais non sous dépression comme dans les procédés connus,. La retenue temporaire du métal fondu dans les trous 4 de coulée, afin de prévenir son écoulement, est assurée par des moyens connus quelconques, par exemple à l'aide de bouchons en réfractaire.
Le gaz se trouvant dans l'enceinte 8 en est chassé par le métal fondu et s'échappe à l'atmosphère à travers un trou 3. Après expulsion complète du gaz-de l'enceinte 8 de la poche, le métal fondu se trouvant dans cette enceinte est isolé de l'action de la pression atmosphérique par fermeture étanche du trou 3 d'une manière quelconque connue en soi, puis le métal fondu est libéré de l'action des moyens de retenue se trouvant dans les trous 4 de coulée.
Il apparaît dans 1' enceinte 8 de Ta poche une dépression engendrée spontanément par l'action de la pesanteur du métal fondu, et l'écoulement du métal fondu se trouvant dans l'enceinte 8 à travers les trous 4 de coulée est empêché par la pression atmosphérique. Pour commencer la coulée on fait monter la pression dans l'enceinte de la poche par un procédé connu quelconque, puis, tout en la maintenant à une valeur supérieure à la pression atmosphérique, on effectue la coulée réglable du métal fondu, à travers les trous 4 de coulée, dans des lingotières ordinaires ou dans des lingotières de coulée continue.
Un tel ordre de succession et de telles conditions d'exécution des opérations suppriment la nécessité de l'opération, dont la réalisation est compliquée dans la pratique, consistant à créer une dépression dans l'enceinte de la pochepar pompage, vu que la dépression est engendrée spontanément sous l'action de la pesanteur du métal fondu quand ce métal est libéré de l'action des éléments obturateurs temporaires placés dans les trous 4 de coulée.
L'expulsion complet de l'air et des gaz se trouvant dans l'enceinte de la poche par le métal fondu assure une commande fiable de la coulée du métal et exclut son écoulement intempestif. En outre, l'opération de création de la dépression est supprimée, car le remplissage de la poche en métal fondu s'effectue, d'après l'invention, à une pression au moins égale à la pression atmosphérique et non sous dépression comme dans les procédés connus.
Il en résulte une simplification du procédé de coulée de métaux, un accroissement de sa fiabilité et de son rendement, une diminution de l'action refroidissante exercée sur le métal fondu par la mise sous vide, un abaissement de la température nécessaire.de -Surchauffe du métal fondu et des dépenses d'énergie.
Il est à noter que la pression peut être créée- dans la poche en faisant circuler dans son enceinte 8 un agent gazeux arrivant de l'extérieur à travers le trou 3, ou bien en admettant du métal fondu de l'extérieur, à travers le trou 5. Cette dernière méthode est préférable quand il faut couler de grandes quantités de métal, vu qu'elle rend possible une alimentation continue qui, en combinaison avec la coulée à travers une pluralité de trous de coulée 4 simultanément dans une pluralité de lingotières de coulée continue ou de lingotières ordinaires, assure une augmentation considérable du rendement de la coulée.
Les avantages indiqués élargissent le champ d'application du procédé faisant l'objet de l'invention et permettant de l'appliquer à la coulée de métaux, tels que l'acier, ayant à l'état liquide une-haute température,
De plus, il est important que l'opération, techniquement compliquée à réaliser, de retenue de l'acier dans le trou de coulée de la poche s'effectue d'une manière simple, non pas à l'aidewde moyens de retenue spéciaux, mais en exploitant la dépression apparaissant spontanément lors de la réalisation di procédé faisant l'objet de l'invention.
De plus, il est important que l'opération, techniquement compliquée à réaliser, de retenue de l'acier dans le trou de coulée de la poche s'effectue d'une manière simple, non pas à l'aidewde moyens de retenue spéciaux, mais en exploitant la dépression apparaissant spontanément lors de la réalisation di procédé faisant l'objet de l'invention.
L'absence de moyens de retenue spéciaux dans le trou de coulée assure un écoulement satisfaisant et sans perturbations du jet, le remplissage des lingotières sans éclaboussements et une qualité plus élevée de la surface des lingots. A cela contribue également la possibilité de régulation de la vitesse de sortie du métal qui s'effectue par variation de la surpression dans l'enceinte de la poche.
Il convient en outre de noter que, pendant la coulée, il se produit simultanément un traitement de l'acier par le vide, grâce à la dépression créée dans la poche, ce qui se traduit par un abaissement du taux d'inclusions non métalliques et de gaz dans l'acier.
La mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention est expliquée plus en détail dans la description suivante du fonctionnement de la poche employée pour le réaliser.
La poche pour la réalisation du procédé proposé de coulée d'un métal, par exemple d'acier (figure 1), comprend une enceinte close étanche 8 formée par un corps 1 et un fond 7 revêtus d'un garnissage 2. Le corps de la poche comporte un trou 3 dans lequel est monté un moyen pour la suppression réglable de l'étanchéité de l'enceinte de la poche, par exemple un robinet 6. A la partie inférieure, par exemple dans son fond 7, la poche comporte des trous 4 de coulée. La poche comporte également un trou 5 pour son remplissage en metal.
Une telle réalisation de la poche conforme à l'invention permet son remplissage en métal liquide à travers le trou 5 de remplissage, puis la coulée du métal fondu à travers les trous 4, sans recours, contrairement aux dispositifs connus, à un circuit de vide spécial constitué par des pompes à vide, des filtres, des conduites, ce qui la rend plus avantageuse que les dispositifs connus.
Dans cette poche, la retenue du métal fondu dans les trous 4 de coulée est assurée grâce à l'étanchéité de l'enceinte de la poche, obtenue en fermant le robinet 6. Une dépression apparaît alors spontanément dans l'enceinte de la poche, au-dessus du métal fondu, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des pompes à vide, et la pression atmosphérique agissant du côté des trous 4 de coulée prévient l'écoulement intempestif du métal fondu. Vu que dans la zone des trous 4 de coulée il n'y a pas de quenouilles d'arrêt ou de tiroirs, leur action perturbatrice sur le jet de métal sortant de la poche se trouve supprimée et les éclaboussements dans les lingotières de coulée continue ou ordinaires diminuent.
Il en résulte une amélioration de la qualité de surface des lingots et un abaissement des frais d'écroûtage des lingots.
Il est important de noter que la surface libre du métal fondu se trouve soumise à la dépression régnant dans l'enceinte 8, et que, au fur et-à mesure de la coulée, la quantité d'inclusions non métalliques diminue dans l'acier sous l'effet de cette dépression.
La suppression des pompes, des filtres et des conduites à vide simplifie notablement la conception de-la poche, accroit sa fiabilité et sa souplesse en utilisation, assure une économie 'énergie électrique. De plus, la tenue du garnissage des poches s'améliore, car l'action nuisSle exercée sur le garnissage par l'aspiration diminue. D'autre part, le remplissage de la poche n'étant plus dépendant du fonctionnement des pompes à vide, on obtient une réduction de la durée de remplissage de la cavité 8 par le métal fondu, car celui-ci arrive par pesanteur à travers le trou 5 de remplissage de la poche, ainsi qu'une diminution de l'action refroidissante des pompes à vide sur le métal liquide.Tout cela, pris en combinaison, abaisse la température nécessaire de surchauffe du métal, ce qui accroit la tenue du garnissage des appareils de fusion et diminue les dépenses d'énergie. Ceci est aussi favorisé par l'étanchéité parfaite, qui, de plus, assure la sécurité du personnel et du fonctionnement de la poche, contribue à l'amélioration des conditions de travail, ainsi qu'à la diminution de la pollution de I'environnement.
La poche (figure 1) faisant l'objet de l'inventiôn fonctionne de la façon suivante.
L'acier arrivant d'une poche ouverte couramment utilisée en aciérie (non représentée sur la figure 1) remplit la poche fermée (figure 1) conforme à l'invention, à travers son trou 5 de remplissage. Les trous 4 de coulée sont alors temporairement fermés, par exemple à-l'aide de bouchons réfractaires (non représentés sur la figure 1) situés à l'intérieur de l'enceinte 8. Après expulsion sensiblement complète des gaz se trouvant dans l'enceinte 8 de la poche par l'acier liquide , on isole cette enceinte de l'atmosphère en fermant le robinet 6. La pression agissant sur les bouchons réfractaires placés dans les trous 4 de coulée diminue alors d'une atmosphère, et la poussée d'Archimède fait monter les bouchons jusqu'à la partie supérieure de l'enceinte 8, en dégageant ainsi les trous 4 de coulée.En même temps, sous l'action de la pesanteur de la colonne de métal liquide, une dépression apparaît dans l'enceinte 8 de la poche et le métal fondu continue à être retenu dans les trous 4 de coulée, mais cette fois sous l'action de la pression atmosphérique.
La coulée de l'acier à partir de l'enceinte 8 de la poche s'effectue en y admettant à travers le trou 5 de remplissage de l'acier versé à partir de la poche ouverte et en créant dans l'enceinte 8, au niveau des trous 4 de coulée, une surpression par rapport à la pression atmosphérique. Il en résulte 'que l'acier s'écoule à une même vitesse, réglée par variation de la surpression métallostatique, à travers, par exemple, trois trous de coulée 4, ou, en cas d'utilisation d'une seconde enceinte 8 (figure 1), à travers six trous de coulée, dans un nombre correspondant de lingotières ordinaires ou de coulée continue (non représentées sur la figure 1).Après remplissage des lingotières, dans le cas de lingotières ordinaires, on interromptl'alimentation en acier de l'enceinte 8 à partir de la poche ouverte, ce qui arrête l'écoulement de l'acier par les trous 4 de coulée. Il est important de noter ici que l'enceinte 8reste remplie d'acier et que l'écoulement de cet acier par les trous 4 de coulée est empêché par l'action de la pression atmosphérique. Pour le remplissage d'un nouveau lot de lingotières ordinaires, on crée de nouveau une surpression dans l'enceinte 8 de la poche en y admettant de l'acier liquide, et le processus se répète.
Une fois vidée la poche ouverte, la coulée de l'acier se trouvant dans l'enceinte 8 de la poche fermée s'effectue en ouvrant le robinet 6 et en réglant l'étan- chéité de l'enceinte 8, c'est-à-dire en réglant l'admission dans cette enceinte, à- travers le trou3, d'air ou d'un autre gaz qui chasse l'acier à travers les trous 4 de coulée vers les lingotières. La vitesse d'écoulement du métal à partir de la poche se règle par variation du débit de-gaz admis dans son enceinte. Pour arrêter la coulée à partir de la poche fermée, on interrompt l'admission du gaz dans l'enceinte 8; il stensuit l'interruption de l'écoulement de l'acier par ses trous de coulée, du fait de l'action de la pression atmopshérique sur le côté extérieur de ces trous.
Le mode de réalisation de l'invention qui vient d'être décrit n'est nullement limitatif. D'autres variantes de réalisation sont possibles, par exemple
- le nombre d'enceintes constituant la poche faisant l'objet de l'invention peut être quelconque;
- le nombre de trous de coulée peut être quelconque:
- la poche fermée faisant l'objet de l'invention peut être employée en tant que dispositif indépendant, sans poche ouverte;
- la coulée peut s'effectuer dans des lingotières de coulée continue, dans les usines métallurgiques, ainsi que dans des moules, dans les usines de constructions mécaniques;
- la nature des métaux à couler peut être quelconque.
- le nombre d'enceintes constituant la poche faisant l'objet de l'invention peut être quelconque;
- le nombre de trous de coulée peut être quelconque:
- la poche fermée faisant l'objet de l'invention peut être employée en tant que dispositif indépendant, sans poche ouverte;
- la coulée peut s'effectuer dans des lingotières de coulée continue, dans les usines métallurgiques, ainsi que dans des moules, dans les usines de constructions mécaniques;
- la nature des métaux à couler peut être quelconque.
Il est souhaitable de réaliser amovible le fond 7 de la poche, le reste de la poche, c'est-à-dire le corps 1, étant réalisé d'une seule pièce (cuve retournée), et les trous 4 de coulée étant situés dans le fond 7, comme montré sur la figure 1. Une telle conception de la poche lui assure, à la différence des dispositifs connus pour la coulée de l'acier, une grande fiabilité sans étanchéification spéciale des joints. Le joint d'assemblage du couvercle amovible 7 au corps 1 ne nécessite aucune étanchéification, car, au niveau du fond 7, la pression atmosphérique est équilibrée par la pression du gaz et de la colonne de métal fondu à l'intérieur de l'enceinte 8 de la poche.Ceci exclut l'entrée intempestive de l'air de l'atmosrhere à travers les défauts d'étanchéité éventuels entre le fond amovible 7 et le corps 1 de la poche, et, par conséquent, l'écoulement incontrôlé accidentel du métal à travers ses trous de coulée.
Il est à noter que l'enceinte de la poche peut être réalisée d'une seule pièce avec le fond 7 et comporter un couvercle amovible, de même que dans les dispositifs connus similaires. Toutefois, dans ce cas, ces dispositifs doivent être équipés de circuits de vide pour l'évacuation de l'air se trouvant dans l'enceinte de la poche, car il est extrêmement difficile d'assurer une étanchéité fiable du joint d'assemblage du couvercle au corps de la poche, ce joint présentant une grande surface de contact dans les conditions de hautes températuresyet des entrées d'air étant possibles à travers ce joint, entraînant un- déversement accidentel du métal fondu de la poche.Ceci peut se produire en particulier dans la coulée de métaux à hautes températures tels que l'acier. Ainsi, en cas de raccordement des poches aux pompes à vide de conception connue pour la coulée de l'acier, il peut se produire une perte de vide dans leur enceinte et un écoulement accidentel du métal.
Le trou 5 pour le remplissage en métal fondu est avantageusement réalisé dans le fond 7 de la poche et mis en communication avec un conduit 9 de métal pour le remplissage en métal de l'enceinte 8 de la poche, comme montré sur la figure 3.
Une telle conception de la poche supprime la nécessité d'une fermeture étanche spéciale du trou 5 de remplissage, car, dans ce cas, la pression atmosphérique est équilibrée au niveau du trou de coulée 4 par a pression du gaz et de la colonne de métal fondu à l'intérieur de la poche. Il en résulte un accroissement de la fiabilité de la poche, une simplification de son utilisation et la possibilité d'effectuer une coulée continue du métal, la poche étant utilisée en tant que récipient intermédiaire.
Dans le cas d'une poche comportant une pluralité de trous de coulée 4 (figure 1) pour lä coulée du métal simultanément dans une pluralité de lingotières ordinaires ou de lingotières de coulée continue (non représentées sur la figure 1), ladite poche ayant par conséquent une grande longueur, il est avantageux de prévoir au moins deux enceintes 8 mises en communication avec un seul conduit 9 de métal.
Une telle conception de la poche permet de rendre moins sévères les prescriptions concernant la mise à l'horizontale (de niveau) de l'enceinte 81étant donné que, en cas d'obliquité , il peut se produire un déversement intempestif du métal par les trous 4 de coulée, et qu'une diminution de la longueur de l'enceinte 8, par exemple de 2 fois, diminue la valeur de l'obliquité (la dénivellation) également de deux fois. De plus, la diminution des dimensions des enceintes 8 simplifie leur utilisation et se traduit par une uniformisation des caractéristiques technologiques du métal s'écoulant par des trous de coulée éloignés l'un de l'autre.
Il peut être avantageux de réaliser le trou 5 (figure 2) pour le remplissage en métal fondu dans la paroi latérale du corps 1 de la poche, et de faire passer à travers ce trou un conduit 9 de métal allant jusqu'au fond 7 de la poche, dans lequel est réalisée une cavité 10, le bout inférieur du conduit 9 de métal se plaçant dans cette cavité de telle façon que son orifice de sortie et le trou de coulée de la poche soient à un même niveau.
Une telle conception supprime l'éventualité d'une solidification du métal dans le trou 5 de remplissage et dans l'orifice de sortie du conduit 9 de métal, et, par conséquent, leur obstruction spontanée, car, dans ce cas, après l'interruption de l'alimentation de la poche, le métal s'écoule complètement dans son enceinte et dégage l'orifice de sortie du conduit 9 de métal, en'excluant ainsi son engorgement, ce qui accroît la fiabilité de la poche, simplifie son utilisation et rend possible aussi bien la coulée en continu que la coulée périodique.
La poche (figure 2) peut être équipée d'un élément-flotteur Il d'obturation placé au-dessus du trou 4 de coulée, le diamètre de cet élément-flotteur Il étant plus grand que celui du trou 4 de coulée et le matériau réfractaire le constituant ayant un poids spécifique inférieur à celui du métal fondu. Il est prévu en outre des moyens pour limiter la remontée de l'élément-flotteur Il dans le métal fondu, par exemple des fils en matériau réfractaire.
Le remplissage de l'enceinte 8 de la poche en métal fondu s'effectue dans ce cas avec une certaine surpression du gaz exercée sur le métal ,fondu, afin de prévenir la remontée de l'élément-flotteur il au moment initial. Pour cela, lors du remplissage de l'enceinte 8 en métal fondu, le robinet 6 est fermé jusqu'à un certain degré. Dans la poche pleine, la remontée de I'élément- flotteur Il est empêchée par la pression de la colonne de métal. Après fermeture du robinet 6, ltélémentflotteur Il remonte sous l'action de la poussée d'Arhimède et est retenu au-dessus -du trou 4 par les fils réfractaires.
Si le vide est cassé et la pression monte dans l'enceinte 8 dé la poche au-dessus de la valeur nécessaire, l'élément- flotteur 11 referme le trou 4 de coulée et la coulée du métal s'interrompt.
Une telle conception-de la poche assure au besoin la possibilité d'un ralentissement supplémentaire du métal liquide dans le trou 4 de coulée, ce qui accroît la fiabilité de la commande du processus de coulée à partir de l'enceinte 8 de la poche.
Le moyen pour la-suppression réglable de l'étanchéité (le robinet 6) peut être monté dans un trou 3 réalisé à la partie inférieure de la poche, comme montré sur la figure 3. Une telle conception de la poche permet d'assurer , lors de la coulée , le passage du gaz à travers l'épaisseur du métal fondu et-une réaction entre eux. Gracie à l'échauffement du gaz, son volume et la vitesse d'écoulement du métal de la poche dans les lingotières ordinaires se stabilisent, les écláboussements-de métal -dans les lingotières diminuent et la qualité de la surface des lingots s'améliore. En outre, la réaction entre le métal fondu et le gaz au cours'de la coulée affine le métal et élève sa qualité.
Il est possible de monter dans le trou de coulée de la poche, comme-montré sur la figure 3, un élément 12 recouvrant ce trou et supportant le métal fondu. Cet élément peut être une plaque pourvue de perforations. La division du trou de coulée de grande section en plusieurs orifices plus petits accroît la pression nécessaire à l'entrée de l'air atmosphérique dans l'enceinte 8 de la poche à travers le trou de coulée et, par conséquent, diminue la probabilité d'une telle entrée et d'un écoulement intempestif incontrôlé du métal à partir de l'enceinte 8 de la poche. Il en résulte un accroissement de la fiabilité de la poche.En outre, une telle conception de la poche assure une diminution de la puissance spécifique du jet sortant de la poche et arrivant dans la lingotière, par suite de sa division en filets séparés, ce qui diminue les éclabousse-ments de métal dans la lingotière et élève la qualité de la surface des lingots.
Le dispositif d'admission du métal dans la poche peut être réalisé, comme montré sur la figure 4, sous forme d'un récipient 13 en forme d'entonnoir, placé au-dessus du trou de remplissage en métal et comportant dans son fond un trou coïncidant avec le trou de remplissage en métal fondu. Sur ledit trou du récipient 13 est placé un élément sphérique 14 de diamètre plus grand que celui du trou et réalisé en réfractaire de poids spécifique inférieur à celui du métal fondu à couler.
Dans une poche ainsi réalisée, après coulée du métal dans le récipient 13 d'alimentation, l'élément sphérique 14 monte à la surface, ce qui supprime automatiquement l'étanchéité du trou 5 de remplissage et assure l'admission du métal fondu du récipient d'alimentation 13 dans l'enceinte 8 de la poche et la coulée du métal à travers le trou 4 de coulée. Quand l'arrivée du métal dansle récipient d'alimentation 13 s'interrompt, l'élément sphérique 14 obture le trou 5 de remplissage et, conjointement avec le métal fondu restant dans le récipient 13 d'alimentation, assure sa fermeture étanche, ce qui interrompt la coulée à travers les trous de coulée de la poche.Ceci assure une commande fiable du processus de coulée, exclut l'éventualité d'une suppression intempestive de l'étanchéité du trou 5 de remplissage et d'un écoulement incontrôlé consécutif du métal à partir de l'enceinte 8 de la poche. De plus, lors de la coulée du métal de la poche dans les lingotières ordinaires ou de coulée continue, le jet de métal sortant du récipient d'alimentation 13 à travers le trou de remplissage 5 et arrivant dansl'enceinte 8 de la poche où règne une dépression subit un traitement par le vide.Il convient de noter ici un avantage important de la conception -considérée de la poche, consistant en ce que le métal est traité par le vide sans recours à des circuits de vide spéciaux, constitués par des pompes à vide, des filtres et des conduites, ce qui accroît la fiabilité de la poche-, diminue les dépenses d'énergie, accroît la souplesse d'utilisation de la poche, simplifie son exploitation.
Comme représenté par exemple sur la figure 4, la poche peut avantageusement être dotée d'une enceinte étanche supplémentaire 8' ayant un trou 5' ourson remplissage en un métal fondu de nature différente de celui versé dans l'enceinte principale, un trou 3' dans lequel est placé un moyen pour la suppression réglable de l'étanchéité de ladite enceinte supplémentaire (robinet 6'), et un trou 4' de coulée, mis en communication avec l'enceinte principale 8 de la poche.
Une telle réalisation de la poche permet, sans supprimer l'étanchéité de l'enceinte de coulée 8 close et dans laquelle règne une dépression, d'admettre dans celle-ci divers additifs liquides. Pour l'admission d'additifs de métal dans l'enceinte 8 à partir de l'enceinte 8', on ouvre le robinet 6'. La vitesse d'admission des additifs se règle par variation du degré dtouverture du robinet 6', c'est-à-dire par variation du degré détan- chéité de l'enceinte supplémentaire 8'. Il en résulte une grande efficacité d'utilisation des additifs et un abaissement de leur consommation.
Il est avantageux d'équiper la poche d'un écran mobile amovible 15 monté sur le côté extérieur du trou de coulée, comme montré sur la figure 4. Immédiatement avant la coulée du métal se trouvant dans l'enceinte 8 de la poche, on écarte l'écran 15 du trou de coulée en le faisant glisser sur le côté, puis on y crée une surpression par l'un des procédés indiqués plus haut, et on commence la coulée dans les lingotières à travers le trou de coulée 4.
Lorsque l'écran retient le métal dans.la poche, il protège le métal fondu se trouvant dans le trou 4 de coulée contre l'influence de l'atmosphère, exclut l'entrée de l'air de l'atmosphère dans l'enceinte de la poche-à travers le trou 4 de coulée et, par cela-même, l'écoulement intempestif du métal qui sty trouve. En outre, écran 15 diminue l'effet refroidissant de l'air de l'atmosphère sur le métal fondu et le risque de solidification du métal dans le trou de coulée et son obstruction.
On peut réaliser dans le fond 7 de la poche plusieurs trous de coulée 4, comme montré sur la figure 5, et réaliser dans la partie supérieure de l'enceinte 8 de la poche le trou de remplissage de celle-ci en métal liquide et le trou 3 recevant le moyen pour la suppression réglable de l'étanchéité de l'enceinte 8 de la poche, ladite partie supérieure comportant elle-même une enceinte d'accumulation 17, un moyen étant prévu pour l'ouverture et la fermeture réglables du trou 5 de remplissage en métal liquide, par exemple une quenouille 16, ainsi qu'un moyen pour la suppression réglable de l'étanchéité, par exemple une plaque 18 perméable aux gaz et obturant le trou 3.
Quand la quenouille 16 est ouverte, le métal fondu versé dans l'enceinte d'accumulation 17 passe à travers le trou de remplissage 5 et arrive dans enceinte 8 de la poche, les trous 4 de coule étant temporairement fermés, par exemple par des bouchons réfractaires. L'air chassé de l'enceinte 8 en sort par le trou 3 en traversant la plaque 18 perméable aux gaz, et s'échappe à l'atmosphère.
Après remplissage de l'enceinte 8 de la poche, on ferme le trou de remplissage avec la quenouille 16 et on remplit de métal fondu l'enceinte d'accumulation 17.
L'enceinte 8 est ainsi obturée à joint étanche et, comme on l'a indiqué plus haut, les bouchons réfractaires remontent alors dans la partie supérieure en dégageant les trous de coulée 4. A l'ouverture de la quenouille 16, le métal de l'enceinte d'accumulation 17 est admis dans l'enceinte 8 de la poche et la coulée du métal dans les lingotières ordinaires (non représentées sur la figure 5) à travers le trou de coulée 4 commence. La vitesse d'écoulement est réglée par variation du débit de métal fondu admis de l'enceinte d'accumulation 17 dans l'-enceinte 8.
Une fois vidée l'enceinte d'accumulation supplé dentaire 17, on coule le métal fondu de l'enceinte 8 de-la poche en ouvrant le trou 5 par remontée de la quenouille 16 et en y admettant de l'air. L'entrée intempestive de l'air de l'atmosphère à traversl'élément Il perméable aux gaz est empêchée par le métal fondu restant. De la sorte, la vitesse d'écoulement du métal sortant de l'enceinte 8 de la poche peut être réglée par variation du débit d'air admis seulement à travers le trou 5.
Une telle conception de la poche rend possible la coulée de quantités de métal-pratiquement quelconques, vu que la hauteur et le volume de l'enceinte d'accumulation 17 peuvent, à la difference. de l'enceinte 8, être quelconques.
La hauteur et le volume de l'enceinte 8 sont limités par la possibilité d'y retenir à l'aide de la pression atmosphérique une colonne de métal d'une pression ne dépassant pas 1,013.105Pa ou 1 atinosphère. En outre, au cours de la coulée, on remplit simultanément à partir de la poche une pluralité-de lingotières, à une vitesse réglable.
En définitive, la coulée peut s'effectuer avec un grand rendement et les lingots obtenus présentent une surface - de haute qualité.
L'application de la poche conforme à l'invention, par exemple en tant que poche intermédiaire, à la coulée de l'acier dans des lingotières ordinaires, permet, comparativement à la coulée à travers les dispositifs intermédiaires connus
- d'augmenter le rendement de la coulée, grâce au remplissage simultané de 20 lingotières et plus;
- d'améliorer la qualité de la surface des lingots;
- d'élever la qualité de l'acier grâce à la diminution de son taux d'inclusions non métalliques résultant du traitement par le vide;
- de diminuer l'oxydation secondaire de l'acier;
- d'accroître le rendement de l'équipement de fusion et la tenue de son garnissage, d'abaisser les dépenses d'énergie pour la production de l'acier, gracie à l'abaissement de la température de surchauffe de l'acier nécessaire à la coulée; ;
- de conjuguer la coulée du métal, son traitement par le vide, l'apport d'additifs et le soufflage par un gaz;
- d'améliorer les conditions de travail et d'assurer une protection fiable de l'environnement contre les émissions nuisibles et les rayonnements à haute température, vu que le processus s'effectue dans une enceinte close, étanche.
- d'augmenter le rendement de la coulée, grâce au remplissage simultané de 20 lingotières et plus;
- d'améliorer la qualité de la surface des lingots;
- d'élever la qualité de l'acier grâce à la diminution de son taux d'inclusions non métalliques résultant du traitement par le vide;
- de diminuer l'oxydation secondaire de l'acier;
- d'accroître le rendement de l'équipement de fusion et la tenue de son garnissage, d'abaisser les dépenses d'énergie pour la production de l'acier, gracie à l'abaissement de la température de surchauffe de l'acier nécessaire à la coulée; ;
- de conjuguer la coulée du métal, son traitement par le vide, l'apport d'additifs et le soufflage par un gaz;
- d'améliorer les conditions de travail et d'assurer une protection fiable de l'environnement contre les émissions nuisibles et les rayonnements à haute température, vu que le processus s'effectue dans une enceinte close, étanche.
L'invention est d'application avantageuse dans la coulée de l'acier en lingotières ordinaires et dans la coulée continue de l'acier dans des lingotières de coulée continue. L'invention peut aussi trouver des applications dans le remplissage de moules de fonderie et dans la coulée de métaux-rares et de métaux non ferreux.
Claims (14)
1.- Procédé de coulée de métaux, comprenant le remplissage d'une poche par le métal fondu, la retenue du métal fondu dans la poche sous l'action d'une dépression, et la coulée réglable du métal à travers un trou de coulée (4) par variation et maintien de la pression. dans la poche à une valeur supérieure à la pression atmosphérique, caractérisé en ce que le métal fondu est admis dans la poche à une pression au moins égale à la pression atmosphérique et en position de fermeture du trou de coulée (4), jusqu'à expulsion sensiblement totale de l'air se trouvant dans la poche, puis le métal fondu remplissant la poche est isolé de l'action de la pression atmosphérique, après quoi le trou de coulée. (4) est ouvert pour créer au-dessus du métal fondu une dépression-assurant se retenue dans la poche.
2.- Poche pour la coulée de métaux, du type comprenant un corps creux fermé (1) adapté pour recevoir un métal fondu et pour permettre la coulée dudit Fétal dans des lingotières, caractérisée en ce que le corps (1) est réalisé sous forme d'une enceinte étanche (8) et comporte au moins un trou (5) pour son remplissage par le métal fondu, ainsi qu'au moins un trou de coulée (4) situé à sa partie inférieure, au moins un trou supplémentaire (3) étant prévu dans le corps (1) de la poche pour le montage d'un moyen (6) permettant la suppressidn réglable de l'étanchéité de l'enceinte (8) de la poche.
3.- Poche selon la revendication 2, caractérisée en ce que le trou de coulée (4) est réalisé dans le fond (7) de la poche, ledit fond étant amovible et le reste de la poche étant réalisé d'une seule pièce.
4.- Poche selon l-'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le. trou (5) pour le remplissage en métal fondu est réalisé dans le fond (7) de la poche et mis en communication avec un conduit (9) de métal pour le remplissage en métal fondu.
5.- Poche selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle est réalisée sous forme d'au moins deux enceintes (8), disposées à un même niveau et dans le fond (7) desquelles sont réalisés une pluralité de trous de coulée (4), les trous (5) de remplissage en métal fondu étant mis en communication entre eux et reliés à un conduit commun (9) pour l'amenée du métal fondu dans lesdites enceintes.
6.- Poche selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le trou (5) de remplissage en métal fondu est réalisé dans la paroi latérale de la poche, et que le conduit de métal (9) passe d'une manière étanche à travers ce trou (5) pour déboucher au fond (7) de la poche, ce dernier présentant à cet effet une cavité (io) dans laquelle est disposé le bout inférieur du conduit de métal (9) de telle façon que son orifice de sortie et le trou de coulée (4) de la poche se trouvent à un même niveau.
7.- Poche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée-en ce qu'un élément-flotteur d'obturation (11) est placé librement sur le trou de coulée (4), cet élément-flotteur ayant un diamètre plus grand que celui du trou de coulée (4) et étant réalisé en un matériau réfractaire de poids spécifique inférieur à celui du métal fondu, et en ce qu'il est prévu sur ledit élément-flotteur (ii) un moyen limitant sa remontée dans le métal fondu.
8.- Poche selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le trou (3) recevant le moyen (6) de suppression réglable de l'étanchéité de l'enceinte de la poche est situé dans la partie inférieure de la poche, le trou (5) de remplissage en métal fondu étant situé dans la partie supérieure de la poche.
9.- Poche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que dans le trou de coulée (4) est placé un élément (12) de retenue du métal fondu, réalisé sous forme dtune plaque pourvue de perforations et recouvrant le trou de coulée (4).
10.- Poche selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qutau-dessus du trou (5) de remplissage de la poche en métal fondu, est disposé un récipient d'alimentation (13) en forme d'entonnoir dont le trou de fond coincide avec le trou (5) de remplissage en métal fondu, et en ce que sur ce trou est disposé un élément sphérique (14) de diamètre plus grand que celui du trou (5) et réalisé en un matériau réfractaire dont lé. poids spécifique est inférieur. à celui du métal fondu à couler..
11.- Poche selon ltune des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'elle est équipée .d'une enceinte étanche supplémentaire (8') comportant un trou (5') pour son remplissage avec un métal fondu de nature différente de celle du métal se trouvant dans l'enceinte principale, un trou (3') dans lequel est monté un moyen (67) pour la suppression réglable de l'étanchéité de l'enceinte (8'), et un trou de coulée (4') mis en communication avec l'enceinte principale (8).
12.- Poche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que sur le cté extérieur de son.trou de coulée est monté un écran amovible (15) obturant ce trou de façon à isoler le métal fondu de l'action de l'atmosphère.
13.- Poche selon la revendication 2, caractérisée en ce que le trou (5) pour le remplissage de la poche en métal fondu et le trou (3) recevant le moyen pour la suppression réglable de l'étanchéité de l'enceinte de la poche sont réalisés dans la partie supérieure de la poche, et en ce que ladite partie supérieure est elle-même équipée d'une enceinte d'accumulation supplémentaire (17), .un moyen (16) pour la fermeture et lsouverture réglables du trou (5) de remplissage en métal fondu étant monté dans ce trou, et le moyen de suppresssion réglable de l'étanchéité étant réalisé sous la forme d'.une plaque (18) perméable aux gaz et obturant le trou (3).
14.- Pièces métalliques caractérisées en ce qu'elles sont obtenues par coulée d'un métal conformément au procédé faisant l'objet de la revendication 1.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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SU3363752 | 1981-12-25 | ||
SU3363751 | 1981-12-25 |
Publications (1)
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FR8218014A Pending FR2518915A1 (fr) | 1981-12-25 | 1982-10-27 | Procede de coulee de metaux, poche pour sa mise en oeuvre et pieces obtenues par ledit procede |
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FR (1) | FR2518915A1 (fr) |
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FR2067355A6 (fr) * | 1969-11-18 | 1971-08-20 | Fischer Ag Georg | |
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