FR2585596A1

FR2585596A1 - Procede et installation de fusion et de refusion, notamment d'affinage, pour metaux en particules et pour la formation de barres, notamment de brames, par coulee continue de ces metaux

Info

Publication number: FR2585596A1
Application number: FR8610967A
Authority: FR
Inventors: Herbert Stephan
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1985-08-01
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1987-02-06
Also published as: US4730661A; GB2178352A; FR2585596B1; DE3527628A1; GB8618412D0; JPS6233044A; GB2178352B

Abstract

ON REPAND DES PARTICULES METALLIQUES UNIFORMEMENT SUR LE FOND D'UNE CUVE DE FUSION HORIZONTALE 2 SUR LEQUEL L'OPERATION PRECEDENTE LAISS UN FILM DE METAL FONDU QUI COLLE LES PARTICULES ET EVITE LES REBONDISSEMENTS ET PROJECTIONS, ON LES TRANSFORME EN UNE PLAQUE PAR BOMBARDEMENT ELECTRONIQUE, PUIS ON INCLINE LE FOND DE LA CUVE SUR L'HORIZONTALE, ON FAIT REMONTER LE FAISCEAU D'ELECTRONS SUR LA MASSE DE PARTICULES POUR LA PRECHAUFFER TANDIS QU'UNE BANDE DE BALAYAGE LA FAIT FONDRE AUSSITOT APRES. EN MEME TEMPS, PAR BOMBARDEMENT ELECTRONIQUE, ON MAINTIENT A L'ETAT LIQUIDE LE METAL FONDU QUI RUISSELLE SUR LA PARTIE INFERIEURE DU FOND PUIS ON FAIT REDESCENDRE LE FAISCEAU D'ELECTRONS SUR LE FOND OBLIQUE DE LA CUVE, PUIS ON RAMENE LE FOND DE LA CUVE A LA POSITION HORIZONTALE.

Description

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L'invention concerne un procédé de fusion et re-

fusion, plus particulièrement de refusion et d'affinage, pour des métaux en particules, qui sont acheminés à une zone de fusion dans une direction horizontale et fondus par bombardement électronique, après quoi le bain de mé-

tal fondu est acheminé à une lingotière de coulée conti-

nue d'o le métal est extrait sous la forme d'une barre solidifiée. Les particules peuvent être constituées par un granulé plus ou moins fin qui provient d'une opération

de production effectuée en amont. Dans le cas o la ma-

tière de départ mise en oeuvre est le titane, on utilise fréquemment comme matière de départ ce qu'on appelle de

l'éponge de titane.

Il est connu, du fait du US-A-2 963 530, de transporter un granulé métallique au moyen d'une vis transporteuse dans un tube horizontal dont une extrémité se trouve dans une chambre à vide dans laquelle est

agencée une source de faisceau d'électrons. De -cette fa-

çon, les particules qui sont exposées à la source de

faisceau d'électrons fondent en surface et le métal fon-

du s'égoutte dans une lingotière de coulée continue dis-

posée sur la trajectoire de chute des gouttes, tandis qu'une barre de métal solidifiée est continuellement et progressivement tirée de cette lingotière en mouvement

descendant. En tombant, les gouttes de métal fondu provo-

quent de fortes éclaboussures ou projections du métal fondu contenu dans la région supérieure de la lingotière

de coulée continue, mais un plus grave inconvénient con-

siste en ce qu'il n'est pas exclu que des particules mé-

talliques non fondues ne tombent dans le bain en fusion o elles fondent ensuite avec un dégagement explosif des gaz inclus et des impuretés qui se vaporisent facilement

dans le vide, en provoquant de cette façon des projec-

tions de métal fondu encore plus intenses. En outre, il

n'est pas exclu que des particules métalliques non fon-

dues ne restent incluses dans le bain fondu et, ensuite,

dans la barre obtenue. Ces particules perturbent la sui-

te du traitement et, en raison des impuretés qu'elles contiennent encore, elles peuvent conduire à rebuter les pièces finies. Ce risque se manifeste particulièrement lorsque, pour des raisons de technique du procédé, on

travaille avec des bains fondus particulièrement peu pro-

fonds.

Dans ce mode de traitement, on doit tenir comp-

te du fait que l'effet épurateur ou d'affinage des pro-

cessus exécutés sous vide repose justement sur le fait que des particules fondues aussi fines que possible ont

leur surface exposée au vide aussi longtemps que possi-

ble. Dans le mode de travail direct des particules métal-

liques ou granulés métalliques qui était appliqué jus-

qu'à présent, cette condition ne pouvait pas être rem-

plie ou ne pouvait l'être que dans une mesure très insuf-

fisante.

Pour cette raison, la technique antérieure ré-

solvait le problème en fabriquant à partir de la matière de départ tout d'abord ce qu'on appelle des électrodes fusibles qui peuvent être manipulées avec une sécurité relativement grande, même dans le vide. Ces électrodes

fusibles étaient ensuite fondues par bombardement élec-

tronique et tombaient en chute libre, sous la forme de

gouttes, dans un bain fondu qui se trouvait à l'extrémi-

té supérieure d'une barre de coulée continue formée dans une lingotière. Il est également connu de placer en

amont de la lingotière de coulée continue proprement di-

te une poche intermédiaire chauffée par des faisceaux

d'électrons pour permettre de mieux maîtriser le proces-

sus de fusion proprement dit.

Toutetois, le procédé décrit plus haut est rela-

tivement coûteux, du fait de l'opération de fabrication

des électrodes fusibles, laquelle doit aussi être exécu-

tée dans le vide et, par ailleurs, du fait que le traite-

ment exige de fournir la chaleur de fusion à deux repri-

ses, une fois au cours de la fabrication de l'électrode fusible et, la deuxième fois, au cours de l'affinage qui

donne la barre (affinée).

Pour cette raison, et en vue de réduire la con- sommation d'énergie, on a déjà antérieurement fabriqué

des électrodes fusibles à partir de particules en fon-

dant les particules seulement superficiellement et en les faisant ensuite tomber dans une lingotière de coulée continue o elles se soudaient les unes aux autres en

surface et formaient une sorte de masse frittée. Toute-

fois, les problèmes d'un prétraitement spécial pour la

fabrication des électrodes fusibles restaient encore en-

tièrement posés et il s'y ajoutait un autre problème con-

sistant en ce que les électrodes fusibles considérées ne devaient plus être exposées à l'atmosphère entre temps,

en raison de leur porosité inévitable, parce que ceci au-

rait conduit à une forte absorption de gaz. En effet, dans le vide, les gaz inclus conduisent inévitablement à ce qu'on appelle des phénomènes de dégazage qui sont

très préjudiciables au déroulement du reste du traite-

ment.

L'invention s'est donc donné pour but de réali-

ser un procédé de traitement direct de particules métal-

liques du genre cité au début mais dans lequel le risque de projection de particules de métal fondu soit supprimé et dans lequel on évite avec sécurité l'influence de la présence de particules métalliques non fondues dans la

barre continue produite.

Selon l'invention, la solution du problème posé est donnée, dans le procédé décrit au départ, par le fait que:

a) on répand les particules métalliques débi-

tées par un dispositif transporteur mobile en transla-

tion horizontale, avec une répartitr'n < usi -u nt uni-

forme, sur le fond d'une cuve de fusion disposée en posi-

tion horizontale, b) au moyen du faisceau d'électrons, et par une brève fusion superficielle des particules, on réunit ces

particules en une masse présentant la forme d'une pla-

que; puis, c) on dispose le fond de la cuve de fusion dans une position inclinée sur l'horizontale et d) on fait remonter le faisceau d'électrons

sur la masse de particules en forme de plaque et incli-

née, en lui imposant une distribution de densités d'éner-

gie telle que la masse de particules soit traitée par bandes, tout d'abord préchauffée puis fondue aussit8t après, ces opérations se produisant en même temps dans les bandes successives,

e) on maintient à l'état liquide sous bombarde-

ment électronique le bain fondu qui s'écoule sur la par-

tie du fond qui est en position inférieure à ce moment, puis f) on fait redescendre le faisceau d'électrons sur le fond incliné de la cuve de fusion, en même temps qu'on continue à évacuer le bain fondu, et g) on ramène le fond de la cuve de fusion à la position de départ horizontale et on le réalimente en particules métalliques conformément à la caractéristique a). Sous l'effet de la caractéristique a) (ou d'une phase précédente du procédé), il se produit tout d'abord un dégazage des particules métalliques, avec élimination des gaz qui sont absorbés à sa surface, y compris de la

vapeur d'eau qui est très gênante. En outre, les particu-

les métalliques se répartissent en une couche relative-

ment mince sur une surface relativement grande qui cor-

respond à la surface du fond de la cuvette. Les particu-

les sont de préférence déposées en deux ou plus de deux couches. De cette façon, on peut fondre, par exemple,

une première couche de particules par bombardement élec-

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tronique et former un film fondu de consistance pâteuse qui est très faiblement adhérent au fond de la cuve, et

sur lequel on dépose ensuite une deuxième couche de par-

ticules qui se collent au film fondu. Toutefois, on oeut également chauffer une couche de particules unique (plus épaisse) par sa surface supérieure au moyen du faisceau

d'électrons et déterminer de cette façon une aggloméra-

tion ou une agglutination. Finalement, après un cycle précédent du procédé, on peut laisser sur le fond de la cuve une quantité résiduelle de bain fondu et déposer une autre couche de particules sur le fond de la cuve,

avec ou sans chauffage simultané par bombardement élec-

tronique. Dans chaque cas, le chauffage précédent et/ou suivant du contenu de la cuve de fusion donne naissance

à une masse de particules présentant la forme d'une pla-

que ou d'une planche et qui possède une résistance méca-

nique suffisante pour permettre l'exécution des phases

suivantes du procédé, au cours du traitement immédiate-

ment suivant, dans la même opération exécutée sous vide

et dans la même chambre à vide.

Le fait de répandre des particules métalliques sur un film fondu qui provient, par exemple, du cycle précédent du procédé, apporte l'avantage considérable consistant en ce que les particules métalliques tombent avec un impact plastique et qu'elles ne risquent donc

pas de rebondir.

La caractéristique c) apporte l'avantage consis-

tant en ce que la masse de particules en forme de plaque peut être fondue par zones et en continu en partant d'un petit côté de la plaque et qu'en même temps, au moins la plus grande partie du métal fondu peut s'écouler sur la surface libre, progressivement grandissante, du fond de

la cuve et se déverser par le bord inférieur de celle-

ci.

La caractéristique d) apporte l'avantage consis-

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tant en ce que la masse de particules subit tout d'abord un nouveau dégazage dans la phase de préchauffage, avec vaporisation de l'humidité résiduelle et production d'un début de distillation des éléments volatils. Pendant la phase de fusion qui y fait immédiatement suite, il se

produit une vaporisation presque totale des impuretés gê-

nantes. Pendant la fusion, et simultanément avec la ca-

ractéristique e), la masse fondue qui ruisselle sur la

partie du fond qui est en position inférieure à ce mo-

ment est maintenue à l'état liquide sous bombardement

électronique et elle subit de cette façon, un nouveau dé-

gazage.

Après la fusion totale de la masse de particu-

les, il est avantageux, mais non pas absolument indispen-

sable, d'accrottre encore l'inclinaison de la cuve de fu-

sion, par exemple, de la faire passer de 45 à 60 . Ceci

favorise encore l'écoulement de la masse fondue qui res-

te encore présente sur le fond de la cuve, en ne lais-

sant qu'un mince film fondu.

La caractéristique f) contribue elle aussi à la poursuite de l'écoulement. Le faisceau d'électrons n'a pas seulement pour effet de réduire la viscosité de la masse fondue par surchauffage mais il exerce en outre un certain effet de raclage sous l'action duquel la masse

fondue est chassée en avant de la zone de chauffage, la-

quelle est alors à nouveau en mouvement descendant.

La phase du procédé correspondant à la caracté-

ristique g) ramène la cuve de fusion à sa position de dé-

part, de sorte qu'un nouveau cycle de fixation, pré-épu-

ration et fusion peut commencer.

Une importante constituante du cycle du procédé

selon les caractéristiques a) à g) consiste dans l'utili-

sation d'un faisceau d'électrons. Un tel faisceau d'élec-

trons, pour lequel on peut utiliser les canons à élec-

trons du commerce équipés de dispositifs déflecteurs X-Y

appropriés, peut être dévié de façon à balayer une surfa-

ce cible avec une répartition voulue de la densité

d'énergie dans les limites de ce qu'on appelle une "gril-

le de bombardement", ainsi que ceci est bien connu dans la technique des écrans de télévision. C'est ainsi que, par exemple, on peut obtenir différentes valeurs de la densité d'énergie dans les différentes zones en faisant en sorte que le faisceau d'électrons possède un temps de séjour différent dans les différentes zones. A son tour,

ce résultat peut être obtenu en faisant dévier le fais-

ceau d'électrons dans les différentes zones selon des

grilles de balayage en zigzag possédant des densités dif-

férentes. Grâce à une haute fréquence de balayage dans

chacune des différentes zones, d'une part, et à une fré-

quence de répétition également élevée sur la grille de balayage globale, d'autre part, on obtient un état quasi stationnaire auquel contribue naturellement également

l'inertie thermique de la matière frappée par le fais-

ceau d'électrons. Les détails de la production d'une tel-

le grille de bombardement sont décrits, bien que pour un

but différent, dans le DE-A-28 12 285.

Selon une autre caractéristique de l'invention,

il est avantageux que, pour les phases d) et e) du procé-

dé, le faisceau d'électrons soit divisé en trois zones en forme de bandes qui présentent différentes densités d'énergie, à savoir: zone supérieure I: densité d'énergie moyenne,

pour le préchauffage d'une bande de la masse de particu-

les en forme de plaque, zone centrale II: haute densité d'énergie pour, la fusion d'une bande de la masse de particules en forme de plaque, zone inférieure III: densité d'énergie réduite pour le maintien à l'état liquide du métal fondu qui

ruisselle sur la partie du fond de la cuve située en po-

sition inférieure à ce moment,

la zone III s'agrandissant, du fait de la pro-

gression des zones I et II vers le haut de telle sorte

qu'elle s'étend sur toute la partie inférieure du fond.

Une autre caractéristique avantageuse du procé-

dé selon l'invention consiste en ce que le faisceau d'électrons utilisé pour la phase f) du procédé est divi-

sé en trois zones en forme de bandes qui présentent dif-

férentes densités d'énergie, à savoir: zone inférieure IV: densité d'énergie réduite, pour le maintien à l'état liquide du métal fondu qui ruisselle sur la partie correspondante du fond, zone moyenne V: haute densité d'énergie pour

racler la matière restante du fond (de préférence supé-

rieure à la densité utilisée pour la fusion dans la zone II),

zone supérieure VI: très faible densité d'éner-

gie pour l'entretien de la haute température du fond,

la zone IV se raccourcissant du fait de la pro-

gression de la zone V vers le bas, de telle sorte que

son extension sur la partie inférieure du fond reste li-

mitée, et la zone VI s'agrandissant, du fait de la pro-

gression de la zone V vers le bas, de telle sorte qu'el-

le s'étend sur toute la partie supérieure du fond.

L'invention concerne également une installation

pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cet-

te installation comprend, de la façon traditionnelle, un

dispositif transporteur à transport horizontal et présen-

tant un bord de déversement pour les particules, une source de faisceau d'électrons servant à bombarder les particules en leur apportant une énergie de fusion et

une lingotière de coulée continue.

Pour résoudre le même problème, cette installa-

tion est caractérisée par les caractéristiques suivan-

tes:

a) une cuve de fusion que l'on peut faire bascu-

ler autour d'un axe horizontal entre une position hori-

zontale du fond et au moins une position de ce fond qui

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est inclinée sur l'horizontale, et au-dessus de laquelle le bord de déversement du dispositif transporteur peut être amené lorsque cette cuve se trouve dans sa position horizontale, b) au moins une source de faisceau d'électrons associée à la cuve de fusion et équipée d'un dispositif déflecteur dynamique X-Y, et c) une unité de commande associée à la source de faisceau d'électrons, pour la commande de l'intensité et la déflexion du faisceau pendant les phases d), e) et

f) du procédé.

Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, le fond de la cuve de fusion est muni de nervures qui s'étendent sensiblement parallèlement à

l'axe de basculement. De cette façon, la masse de parti-

cules est fiablement maintenue dans sa position oblique prédéterminée et, en passant sur les nervures, la masse

de métal fondu est en supplément animée d'une turbulen-

ce, de sorte que sa surface est très efficacement expo-

sée au vide épurateur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention seront mieux compris à la lecture de la descrip-

tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels,

la figure 1 est une coupe verticale de l'ensem-

ble de l'installation pendant la phase de chargement;

la figure 2 représente l'installation de la fi-

gure 1 dans la phase de fusion; la figure 3 est une vue de dessus de la cuve de fusion et du dispositif transporteur pendant la phase de chargement; la figure 4 est une vue de dessus de la cuve de fusion pendant la phase de fusion; et la figure 5 est une vue de dessus de la cuve de

fusion pendant la phase de raclage de la masse fondue.

Sur la figure 1, on a représenté une chambre à vide 1 dans laquelle on peut faire le vide de service qui est habituel pour ces opérations, de 102 à 10-4 mbar, à l'aide de pompes à vides non représentées et

d'une conduite de vide non représentée.

Dans la chambre à vide 1 se trouve la cuve de

fusion 2 qui constitue le coeur de la présente inven-

tion. La cuve de fusion 2 est composée d'un corps creux 3 de forme allongée, refroidi par l'eau, muni de parois

latérales 4 redressées et d'une paroi arrière 5 égale-

ment redressée. La matière utilisée de préférence pour la construction de cette cuve est le cuivre. Un fond 6 muni de nervures non représentées, sert à recevoir les particules métalliques à refondre et forme en même temps la paroi limite supérieure de la cavité 8 sous-jacente, qui est parcourue par de l'eau. Le fond 6 présente un bord inférieur 7 qui constitue en même temps le bord de

déversement de trop-plein pour le métal fondu.

La cuve de fusion 2 est tourillonnée sur un axe horizontal 9 à proximité du bord 7 et, dans la région de

la paroi arrière 5, elle est reliée à un dispositif élé-

vateur 10 dont la tige de piston 11 agit sur le corps

creux 3. De cette façon, il est possible de placer la cu-

ve de fusion 2, au choix, dans une position horizontale, dans une position inclinée de 45 sur l'horizontale et dans une position inclinée de 60 sur l'horizontale (l'indication de position se rapporte à la position du

fond 6 dans l'espace).

Dans la position horizontale de la cuve de fu-

sion 2, figure 1, le bord de déversement 13 du disposi-

tif transporteur à transport horizontal 12 se trouve au-

dessus de cette cuve. Le dispositif transporteur 12 peut être constitué, par exemple, par un transporteur vibrant ou par un autre dispositif mécanique servant à faire

avancer les particules métalliques 14. Le réservoir si-

tué à l'extérieur de la chambre à vide et qui est fermé

à joint étanche au vide n'est pas représenté sur le des-

sin.

Au-dessous du bord 7, ou du bord de déverse-

ment, se trouve une cuve intermédiaire 15, refroidie par l'eau, qui transforme le fonctionnement discontinu de la cuve de fusion 2 en une ooération de déversement conti-

nue, grâce à son volume accumulateur. A cet effet, la po-

che intermédiaire 15 présente une lèvre de coulée 16 qui est disposée à la verticale au-dessus du centre d'une lingotière de coulée continue 17. Dans la lingotière de

coulée continue 17, se trouve une barre 18 qui représen-

te la fermeture inférieure de cette lingotière 17; à

l'extrémité supérieure de la barre, la lingotière con-

tient un bain fondu 19 qui est continuellement alimenté

par la poche intermédiaire 15. De cette façon, on réali-

se un équilibre de matière et d'énergie ou de chaleur qui reste conservé pendant toute la durée de l'opération

d'affinage. Les interruptions de l'alimentation en prove-

nance de la cuve de fusion 2 peuvent être compensées par

une légère inclinaison de la poche intermédiaire 15.

Pour le chauffage de l'ensemble de l'installa-

tion, il est prévu deux sources de faisceaux d'électrons

et 21,dont la source 21 est associée à la cuve de fu-

sion 2. Les faisceaux d'électrons sont indiqués par des lignes interrompues; toutefois, il va de soi que les faisceaux d'électrons sont focalisés et ne bombardent pas simultanément toute la zone représentée mais qu'ils

balayent leurs surfaces cibles selon la fréquence de dé-

flexion et de répétition. Les détails de la grille de bombardement des faisceaux d'électrons sont expliqués plus complètement ci-après en regard des autres figures

*des dessins.

Le chargement uniforme de la cuve de fusion 2 est obtenu par un mouvement alternatif du dispositif transporteur 12 et, ainsi qu'on l'a décrit plus haut, l'opération de chargement peut également s'effectuer en

plusieurs couches, éventuellement avec un chauffage in-

termédiaire par faisceaux d'électrons.

Dès que le dispositif transporteur 12 est ren-

voyé à l'extérieur, la cuve de fusion 2 est amenée, par

basculement autour de son axe horizontal 9, dans la posi-

tion représentée sur la figure 2, dans laquelle le fond

6 est orienté avec un angle de 45 sur l'horizontale. Ce-

ci constitue la position la plus favorable pour l'opéra-

tion d'épuration et de fusion, qui sera décrite de façon

plus détaillée en regard des figures 4 et 5.

Tout d'abord, la figure 3 est une vue de dessus

de la cuve de fusion 2 en position horizontale. En par-

tant de la paroi frontale arrière 5, le dispositif trans-

porteur 12 se déplace vers le bord 7 et, en même temps, des particules métalliques se déversent sur le fond de

la cuve de fusion 2. Pour faciliter l'écoulement ulté-

rieur de la masse fondue, le corps creux 3 est construite avec une forme qui se rétrécit vers le bord avant 7, de sorte qu'on obtient un effet d'entonnoir. Sur la figure

2, la cuve de fusion est remplie de particules métalli-

ques à peu près aux 3/5; la partie du fond 6 qui n'est pas recouverte de particules métalliques est bombardée

avec une très faible densité d'énergie, afin de mainte-

nir le fond 6 à la température de fonctionnement néces-

saire.

La figure 4 montre une vue de dessus, prise ver-

ticalement de haut en bas, de la cuve de fusion 2 qui est maintenant orientée selon un angle de 45 (de sorte qu'elle apparatt raccourcie pour l'observateur). Dans la partie supérieure ou arrière de la cuve de fusion 2, se

trouve la matière à fondre qui, entretempss'est solidi-

fiée pour former une masse de particules et sur laquelle

le faisceau d'électrons - considéré sur une longue pé-

riode - se déplace progressivement de haut en bas. Il se forme alors une zone supérieure I dans laquelle règne une densité d'énergie moyenne, qui sert à préchauffer une bande de la masse de particules présentant la forme d'une plaque. La zone I est suivie d'une zone II à haute densité d'énergie, qui sert à faire fondre une bande de la masse de particules 14a en forme de plaque. Il n'est pas nécessaire de laisser subsister l'espace représenté sur la figure 4 entre les zones I et II mais les zones

peuvent au contraire se succéder s ns discontinuité. Tou-

tefois, pour éviter qu'il ne se forme une zone présen-

tant une forte surchauffe, il est recommandé de ménager

un petit espace entre les deux zones. La zone II est sui-

vie de la zone III, dans laquelle règne une très faible

densité d'énergie, qui est suffisante pour maintenir li-

quide la masse fondue qui ruisselle sur la partie du fond qui est en position inférieure à ce moment. La zone III est indiquée par des hachures obliques. Alors que les zones I et II présentent toujours la même largeur

(les axes longitudinaux des bandes s'étendent horizonta-

lement d'une paroi à l'autre) et que, seule, la zone I peut être arrêtée lorsqu'elle atteint le bord supérieur ou la paroi arrière, la zone III s'agrandit au fur et à mesure de la progression des zones I et II vers le haut,

de telle sorte qu'elle s'étend sur toute la partie infé-

rieure du fond qui ne porte pas de particules, jusqu'au

bord 7 de ce fond.

La figure 5 montre les conditions qui règnent

après l'inversion de la direction de balayage du fais-

ceau d'électrons, c'est-à-dire lorque toute la masse de

particules 14a de la figure 4 a été fondue. Pendant cet-

te phase du procédé, la cuve de fusion 2 présente une

pente encore plus raide, avec un angle de 60 sur l'ho-

rizontale, de sorte qu'elle apparaît encore raccourcie pour l'observateur qui la regarde verticalement de haut en bas. Dans la zone inférieure IV, règne une faible densité d'énergie, qui suffit juste à maintenir à l'état liquide la masse fondue qui ruisselle sur la partie correspondante du fond. Il s'agit essentiellement de la

même densité d'énergie que celle utilisée dans la zo-

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ne III sur la figure 4. La zone IV qui se rétrécit pro-

gressivement, est suivie d'une zone V présentant une hau-

te densité d'énergie, qui est de préférence encore supé-

rieure à la densité d'énergie régnant dans la zone II (zone de fusion) de la figure 4. Le choix d'une densité

d'énergie aussi élevée est adapté pour racler presque en-

tièrement la matière restante du fond, de manière qu'il reste cependant un film de matière fondue qui assurera

l'adhérence des particules métalliques qui seront ensui-

te répandues sur ce film. La zone V est suivie d'une zo-

ne supérieure VI dans laquelle règne une très faible den-

sité d'énergie, qui suffit pour maintenir le fond chaud et le film de métal fondu à l'état liquide. Il va de soi

que la zone IV se rétrécit avec la progression de la zo-

ne V vers le bas, de sorte que son extension reste limi-

tée à la partie inférieure du fond. Inversement, la zone

VI qui fait suite à la zone V s'agrandit avec la progres-

sion de la zone V vers le bas, de sorte qu'elle couvre toute la partie supérieure du fond. La zone supérieure

VI est indiquée par des lignes horizontales.

Lorsque, maintenant, la cuve de fusion est re-

basculée de la position représentée sur la figure 5 à la

position horizontale représentée sur la figure 3 et lors-

que le dispositif transporteur 12 est poussé de l'ar-

rière vers l'avant au-dessus de la cuve de fusion 2, le chauffage de la partie arrière de la cuve de fusion 2,

c'est-à-dire l'allongement de la zone VI doit naturelle-

ment être à nouveau diminué en conséquence, comme ceci

est indiqué par les lignes horizontales sur la figure 3. Le bord arrière de la zone VI est désigné par 22 sur la

figure 3.

Sur les figures 1 et 2, on a représenté deux sources de faisceaux d'électrons 20 et 21, dont, seule

la source 21 est affectée à la cuve de fusion 2. Toute-

fois, il va de soi qu'il serait possible d'affecter éga-

lement à la cuve de fusion 2 plusieurs sources de fais-

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ceaux d'électrons qui se compléteraient alternativement.

C'est ainsi que, par exemple, il est possible de prévoir une source de faisceau d'électrons propre pour chacune

des zones I/VI ou II/V et III/IV respectivement, les dis-

positifs de déflexion étant synchronisés de façon appro- priée. La référence à la source de faisceaux d'électrons 21 inclut donc de telles disoositions. Pour la commande de ces sources de faisceaux d'électrons sous l'aspect de

l'intensité du rayonnement et du déplacement du fais-

ceau, il est prévu une unité de commande 23 dont la cons-

titution sera évidente pour l'homme de l'art à la lectu-

re de la description du procédé qui est donnée ci-des-

sus, de' sorte que l'on peut se dispenser d'en reproduire

les schémas.

Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui

vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li-

mitatif, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

R E V E N D I C A T IO NS

1 - Procédé de fusion et de refusion, plus par-

ticulièrement de refusion et d'affinage, pour des métaux en particules qui sont acheminés à une zone de fusion

dans une direction horizontale et fondus par bombarde-

ment électronique, après quoi le bain de métal fondu est

acheminé à une lingotière de coulée continue d'o le mé-

tal est extrait sous la forme d'une barre solidifiée, caractérisé en ce que:

a) on répand les particules métalliques débi-

tées par un dispositif transporteur mobile en transla-

tion horizontale, avec une répartition sensiblement uni-

forme, sur le fond d'une cuve de fusion disposée en posi-

particules en une masse présentant la forme d'une pla-

sur la masse de particules en forme de plaque et incli-

née, en lui imposant une distribution de densités d'éner-

gie telle que la masse de particules soit traitée par bandes, tout d'abord préchauffée puis fondue aussitôt après, ces opérations se produisant en même temps dans les bandes successives,

e) on maintient à l'état liquide sous bombarde-

ment électronique le bain fondu qui s'écoule sur la par-

tie du fond qui est en position inférieure à ce moment, puis f) on fait redescendre le faisceau d'électrons sur le fond incliné de la cuve de fusion, en même temps qu'on continue à évacuer le bain fondu, et g) on ramène le fond de la cuve de fusion- à la

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position de départ horizontale et on le réalimente en particules métalliques conformément à la caractéristique a).

2 - Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que, pour les phases d) et e) du procédé, le faisceau d'électrons est divisé en trois zones en forme de bandes présentant différentes densités d'énergie, à savoir: zone supérieure I: densité d'énergie moyenne,

pour le préchauffage d'une bande de la masse de particu-

les en forme de plaque, zone centrale Il: haute densité d'énergie pour la fusion d'une bande de la masse de particules en forme de plaque, zone inférieure III: densité d'énergie réduite pour le maintien à l'état liquide du métal fondu qui

ruisselle sur la partie du fond de la cuve située en po-

sition inférieure à ce moment,

la zone III s'agrandissant, du fait de la pro-

gression des zones I et II de telle sorte qu'elle

s'étend sur toute la partie inférieure du fond.

3 - Procédé selon la revendication 2, caractéri-

sé en ce qu'on arrête la zone I lorsqu'on atteint le

bord supérieur du fond.

4 - Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que, pour la phase f) du procédé, le faisceau d'électrons est divisé en trois zones en forme de bandes présentant différentes densités d'énergie, à savoir: zone inférieure IV: densité d'énergie réduite, pour le maintien à l'état liquide du métal fondu qui ruisselle sur la partie correspondante du fond, zone moyenne V: haute densité d'énergie pour racler la matière restante du fond,

zone supérieure IV: très faible densité d'éner-

gie pour l'entretien de la haute température du fond,

la zone IV se raccourcissant du fait de la pro-

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gression de la zone V vers le bas, de telle sorte que

son extension sur la partie inférieure du fond reste li-

mitée, et la zone VI s'agrandissant, du fait de la pro-

gression de la zone V vers le bas, de telle sorte qu'el-

le s'étend sur toute la partie supérieure du fond. - Procédé selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que, lorsqu'on atteint le bord inférieur du fond, on arrête la zone inférieure IV:

6 - Procédé selon la revendication 4, caractéri-

sé en ce que la zone supérieure VI reste en marche jus-

qu'à ce que le fond soit ramené à la position horizonta-

le après la phase g) du procédé et en ce que son bord di-

rigé vers le sens du transport recule avec l'avance du

dispositif transporteur.

7 - Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le métal fondu qui s'écoule de la cuve de

fusion est tout d'abord regu dans une poche intermédiai-

re d'o il est acheminé en continu à la lingotière de

coulée continue.

8 - Installation pour la mise en oeuvre du pro-

cédé selon la revendication 1, comprenant un dispositif transporteur transportant à l'horizontale et muni d'un

bord de déversement des particules, une source de fais-

ceaux d'électrons destinée à bombarder les particules en leur apportant une énergie de fusion et une lingotière de coulée continue, caractérisée par: a) une cuve de fusion (2) que l'on peut faire

basculer autour d'un axe horizontal (9) entre une posi-

tion horizontale du fond (6) et au moins une position de ce fond qui est inclinde sur l'horizontale, et au-dessus de laquelle le bord de déversement (13) du dispositif transporteur (12) peut être amené lorsque cette cuve se trouve dans sa position horizontale, b) au moins une source de faisceau d'électrons , (20, 21) associée à la cuve de fusion (2) et équipée d'un dispositif déflecteur dynamique X-Y, et

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c) une unité de commande (23) associée à la

source de faisceau d'électrons (20, 21), pour la comman-

de de l'intensité de la déflexion du faisceau pendant

les phases d), e) et f) du procédé.

9 - Installation selon la revendication 8, ca- ractérisée en ce que le fond de la cuve de fusion (2) est muni de nervures sensiblement parallèles à l'axe de

basculement (9).

- Installation selon la revendication 5, ca-

ractérisée en ce qu'une poche intermédiaire (15) pouvant être chauffée est interposée entre le bord d'égouttage (7) de la cuve de fusion (2) et la lingotière de coulée continue (17)