FR2585597A1 - Procede et dispositif de coulee en charge de metaux - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION EST RELATIVE A UN PROCEDE ET A UN DISPOSITIF DE COULEE CONTINUE DE METAUX DANS UNE LINGOTIERE SURMONTEE D'UNE REHAUSSE. ELLE EST CARACTERISEE EN CE QUE LA PERIPHERIE DE LA PARTIE INFERIEURE 2 DE LA REHAUSSE EST MAINTENUE SOUS UNE PRESSION DE GAZ INERTE PENDANT TOUTE LA DUREE DE LA COULEE AU MOYEN D'UNE CONDUITE 12 QUI PENETRE DANS UNE CHAMBRE ANNULAIRE 11 FORMEE PAR UN ECRAN 13 QUI ENTOURE LADITE PARTIE. ELLE TROUVE SON APPLICATION NOTAMMENT DANS LA COULEE DE BILLETTES A BASE D'ALUMINIUM PRESENTANT UN BON ASPECT DE SURFACE ET DANS DES INSTALLATIONS A LINGOTIERES MULTIPLES, OU, EN RAISON DE SA SIMPLICITE, ELLE PEUT ETRE EXPLOITEE AVEC UNE MAIN-D'OEUVRE REDUITE SANS AUCUN RISQUE DE DEREGLAGE.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE COULEE EN CHARGE DE METAUX
L'invention est relative à un procédé et à un dispositif de coulée en charge de métaux et notamment de billettes en aluminium ou en un de ses alliages.
L'invention est relative à un procédé et à un dispositif de coulée en charge de métaux et notamment de billettes en aluminium ou en un de ses alliages.
L'homme de l'art connait bien le procédé de coulée continue -de métaux dans lequel un métal fondu est amené dans une lingotiere refroidie extérieurement et munie d'un fond mobile. Lors de son séjour dans la lingotière, le métal se solidifie au contact de sa paroi et peut être tiré vers le bas à l'aide du fond mobile tandis que l'on réapprovisionne la lingotière en métal fondu à sa partie supérieure de manière à maintenir un niveau à peu près constant.
Pour parer à certaines difficultés, cette technique a connu de nombreux perfectionnements tels que ceux qui par exemple sont enseignés dans le brevet français 1.364.776 et qui conduisent a placer au-dessus de la lingotière une réserve de métal liquide, afin d'éviter que les crasses ou oxydes qui flottent à la surface libre du métal ne soient entraînées dans le produit obtenu où ils créeraient des défauts importants.
Par la suite, cette réserve encore appelée rehausse ou "HOT-TOP" suivant la désignation anglo-saxonne a trouvé son intéret dans la recherche d'un bon état de surface notamment sur des billettes. Par ailleurs, les procédés mettant en oeuvre une rehausse se sont particulierement développés dans le cas de coulées à écoulements multiples où ils permettent avec un seul réglage de niveau de conduire la coulée dans plusieurs dizaines de lingotières à la fois.
Généralement, cette rehausse est placée en surplomb sur la paroi intérieure de la lingotière et des moyens d'injection de gaz ou de lubrification en continu sont utilisés. Cela ressort de l'enseignement des brevets suivants : - le brevet américain n03.381.741 dans lequel le réservoir d'alimenta
tion et la lingotière sont reliés par l'intermédiaire d'un insert
relativement mince et conducteur de la chaleur et où des moyens
d'introduction de lubrifiant a l'intérieur de la lingotière sont
placés entre l'insert et la lingotière - le brevet américain 4.157.728 dans lequel on introduit un gaz direc
tement en-dessous du surplomb et anplique une pression de gaz à la
périphérie du métal placé directement en-dessous du surplomb et où
on réalise une surface lubrifianteà l'intérieur de la lingotière
par introduction d'un lubrifiant juste au-dessous des moyens dtin-
troduction de gaz ; - le brevet français 2.534.832 qui consiste à amener un courant de gaz
sous pression en un point situé en dehors de la cavité d'un moule,
à décharger le gaz dans la cavité en un point situé sur sa périphé
rie et à interposer des moyens tels qu'une bague graphite entre le
point d'amenée et le point de décharge à l'extérieur de la cavité,
pour convertir le courant de gaz en un anneau de fluide s'étendant
autour de la masse métallique sur la périphérie de la cavité. De
plus, de l'huile de lubrification est envoyée dans la poche de cou
lée, de préférence en passant par la partie en surplomb qui est en
haut de la poche.
tion et la lingotière sont reliés par l'intermédiaire d'un insert
relativement mince et conducteur de la chaleur et où des moyens
d'introduction de lubrifiant a l'intérieur de la lingotière sont
placés entre l'insert et la lingotière - le brevet américain 4.157.728 dans lequel on introduit un gaz direc
tement en-dessous du surplomb et anplique une pression de gaz à la
périphérie du métal placé directement en-dessous du surplomb et où
on réalise une surface lubrifianteà l'intérieur de la lingotière
par introduction d'un lubrifiant juste au-dessous des moyens dtin-
troduction de gaz ; - le brevet français 2.534.832 qui consiste à amener un courant de gaz
sous pression en un point situé en dehors de la cavité d'un moule,
à décharger le gaz dans la cavité en un point situé sur sa périphé
rie et à interposer des moyens tels qu'une bague graphite entre le
point d'amenée et le point de décharge à l'extérieur de la cavité,
pour convertir le courant de gaz en un anneau de fluide s'étendant
autour de la masse métallique sur la périphérie de la cavité. De
plus, de l'huile de lubrification est envoyée dans la poche de cou
lée, de préférence en passant par la partie en surplomb qui est en
haut de la poche.
La demanderesse s'intéressant au problème de coulée des métaux par le procédé HOT TOP et notamment à la coulée de billettes en aluminium ou en alliage d'aluminium a ainsi constaté que, d'une part, la plupart de ces procédés nécessitent une lubrification en continu, d'autre part, les procédés mettant en oeuvre des gaz sous pression injectent toujours ce gaz au niveau de la lingotiere et recourent à des systemes de régulation sophistiqués afin de maintenir une pression qui ne soit pas trop élevée pour ne pas provoquer de mouvement à l'intérieur du métal liquide.
Consciente des contraintes imposées par ces procédés, la demanderesse a eu pour but de mettre au point un procédé plus simple ne nécessitant pas de lubrification, mettant en oeuvre un systeme d'injection de gaz de réglage plus facile et au moyen duquel on obtient des produits Dos- sèdant un bon état de surface.
Le procédé selon l'invention consiste donc à couler le métal dans une lingotiere à fond mobile, garnie intérieurement d'une bague en graphite, refroidie extérieurement dont on a lubrifié initialement la Daroi en contact awet le mental et dans lequel - on emmagasine le métal fondu dans une rehausse comportant une par
tie supérieure et une partie inférieure placée de façon adjacente
au-dessus de la lingotière, ladite rehausse étant en surplomb sur
la paroi intérieure de la lingotière - on alimente la lingotière en métal fondu à partir de la rehausse - on maintient une masse de métal dans la lingotiere de maniere à
provoquer, par un écoulement de fluide frigoporteur à l'extérieur
de la lingotière et sur le métal, une solidification de la masse
suffisante pour permettre l'extraction par le fond du metal sous
une forme correspondante à celle de la lingotière.
tie supérieure et une partie inférieure placée de façon adjacente
au-dessus de la lingotière, ladite rehausse étant en surplomb sur
la paroi intérieure de la lingotière - on alimente la lingotière en métal fondu à partir de la rehausse - on maintient une masse de métal dans la lingotiere de maniere à
provoquer, par un écoulement de fluide frigoporteur à l'extérieur
de la lingotière et sur le métal, une solidification de la masse
suffisante pour permettre l'extraction par le fond du metal sous
une forme correspondante à celle de la lingotière.
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on applique une pression de gaz inerte à la partie inférieure de la périphérie de la rehausse pendant toute la durée de la coulée.
Ainsi, à la différence de l'art antérieur, on nta pas recours à la lubrification en continu et l'injection de gaz ne se fait ni au niveau de la lingotiere ni directement à l'intérieur de la lingotière, mais au niveau de la. rehausse et à l'extérieur de celle-ci.
De façon surprenante, on a constaté qu'un tel procédé conduisait à des billettes ayant un très bon aspect de surface et qu'il suffisait de supprimer la pression de gaz pour que cet état de surface se dégrade notablement.
On pense que le gaz inerte empêche la pénétration de l'air ambiant au niveau de la partie inférieure de la rehausse.
A l'appui de cette hypothèse, on peut signaler le fait que l'absence de gaz inerte provoque l'apparition de microporosités et de piqûres a la surface du produit coulé, qui semblent dues à une oxydation du métal par l'humidité de l'air, reaction au cours de laquelle se forment au contact du métal des bulles d'hydrogène, source des microporosités et des piqûres.
Cette invention a l'énorme avantage de ne nécessiter que des moyens très simples.
En effet, dans le brevet US 4.157.728, on est obligé de maintenir une pression de gaz suffisante pour décoller le métal de la paroi sans pour autant causer de mouvements importants à l'intérieur du métal fondu, ce qui nécessite des dispositifs de réglage de pression relativement sophistiqués, notamment quand il s'agit d'une coulée multiple.
A la différence, dans notre procédé, il suffit d'une pression minimale juste suffisante pour maintenir la surface périphérique de la rehausse à l'abri de l'atmosphère.
La pression maximale acceptable est déterminée par la valeur audelà de laquelle le gaz passerait par les porosités de la rehausse d'une manière tellement importante que les remous à la surface libre du métal conduiraient à des produits défectueux. Grace à l'écran constitué par la rehausse entre le gaz et le métal, cette pression maximale est relativement élevée. On dispose donc entre la pression minimale et la pression maximale d'une plage de réglage très large et de ce fait le procédé ne nécessite aucun dispositif de régulation compliqué : la pression de gaz inerte est fixée une fois pour toutes par un simple robinet et un manomètre-détendeur en un seul point pour l'easemble de l'installation et ne demande aucune retouche en cours de coulée ou entre les coulées successives.
Un tel procédé peut être mis en oeuvre dans un dispositif de construction facile tel que par exemple celui qui fait l'objet également de l'invention et qui comprend comme dans l'art antérieur - une lingotière à fond mobile équipée à l'extérieur de moyens d'ame
née d'un fluide frigoporteur et à l'intérieur d'une bague en graphi
te, - une rehausse placée de façon adjacente et en surplomb au-dessus de
la lingotière et serrée contre la face supérieure de ladite lingo
tière.
née d'un fluide frigoporteur et à l'intérieur d'une bague en graphi
te, - une rehausse placée de façon adjacente et en surplomb au-dessus de
la lingotière et serrée contre la face supérieure de ladite lingo
tière.
Ce dispositif est caractérisé en ce que - la rehausse est composée de deux parties reliées l'une à l'autre
par l'intermédiaire d'un joint - la partie inférieure de cette rehausse est entourée sur toute sa
périphérie par un anneau qui l'isole de l'atmosphère et dont le
diamètre intérieur est supérieur au Dlus grand diamètre extérieur
de ladite partie de manière à former une chambre annulaire autour
de ladite partie et sur au moins une fraction de sa hauteur; - ladite chambre est en relation avec une source de gaz sous pression
par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée.
par l'intermédiaire d'un joint - la partie inférieure de cette rehausse est entourée sur toute sa
périphérie par un anneau qui l'isole de l'atmosphère et dont le
diamètre intérieur est supérieur au Dlus grand diamètre extérieur
de ladite partie de manière à former une chambre annulaire autour
de ladite partie et sur au moins une fraction de sa hauteur; - ladite chambre est en relation avec une source de gaz sous pression
par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée.
L'invention sera mieux comprise à l'aide des figures 1 et 2 qui représentent en coupe suivant un axe vertical une demi-section du dispositif de coulée. On voit sur la figure 1 une rehausse composée d'une partie supérieure (1) reliée à une partie inférieure (2) par l'intermédiaire d'un joint (3). La partie (2) est placée en surplomb (4) par rapport à la bague graphite (5) de la lingotière (6) refroidie extérieurement par le fluide frigoporteur issu de (7a). Cet ensemble est maintenu solidaire par l'intermédiaire d'une bague de serrage (8) et de l'écrou (9) qui fixe la lingotière sur une plaque de base (10).Le bas de la partie (2) est entouré sur toute sa périphérie par un anneau (13) de façon à former une chambre annulaire (11) qui est alimentée en gaz inerte par l'intermédiaire d'une conduite (12)
La figure 2 se distingue de la figure 1 en ce que la lingotière est refroidie au moyen d'un systeme (7b) généralement appelé "water jacket".
La figure 2 se distingue de la figure 1 en ce que la lingotière est refroidie au moyen d'un systeme (7b) généralement appelé "water jacket".
On constate ici que l'anneau est constitué par une portion de la lin gotière ce qui correspond à une réalisation particulière de l'invention car cet anneau peut être distinct de la lingotière.
L'invention peut être illustrée au moyen de l'exemple d'application suivant on a coulé deux billettes en alliage d'aluminium du type 6063 suivant les normes de l'Aluminium Association dans une lingotière refroidie extérieurement avec de l'eau, de diamètre = 20 cm et de hauteur h = 3,6 cm, équipée d'une bague graphite de hauteur h = 2,6 cm, la partie inférieure de la rehausse étant en un matériau formé de silicate de calcium renforcé de fibres désigné dans le commerce sous le nom de monalite et la partie supérieure en un produit à base de silice et de liant hydraulique appelé béton glass-rock.
Dans un premier essai, la conduite d'amenée de gaz était mise à l'air.
l'air.
Dans un deuxième essai, la conduite était reliée à une source d'azote sec de manière à maintenir une pression de 0,024 MPa, tandis que les autres paramètres de coulée étaient maintenus identiques à ceux du premier essai. On a constaté que la billette obtenue au cours du premier essai présentait de nombreuses piqûres à sa surface alors que celle du deuxième essai en était tout à fait exempte.
En raison de leur simplicité, le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent être appliqués notamment dans les installations à lingotièresmultiples de coulez de billettes avec une main dtoeuvre réduite et sans aucun risque de déréglage.
Claims (3)
1. Procédé de coulée continue de métaux dans une lingotière à fond mobile garnie intérieurement d'une bague en graphite que l'on refroidit extérieurement et dont on a lubrifié initialement la paroi en contact avec le métal comprenant les étapes suivantes - emmaganiser le métal fondu dans une rehausse comportant une partie
supérieure (1) et une partie inférieure (2) placée de façon adja
cente au-dessus de la lingotière (6), ladite rehausse présentant
un surplomb (4) par rapport à la paroi intérieure de la lingotière, - alimenter la lingotière en métal fondu à partir de la rehausse, - maintenir une masse de métal dans la lingotiere de manière à pro
voquer par un écoulement de fluide r-frigoporteur à l'extérieur de
la-lingotière et sur le métal une solidification de la masse suffi
sante pour permettre l'extraction par le fond de métal sous une for
me correspondant à celle de la lingotière, caractérisé en ce que l'on applique une pression de gaz inerte à la périphérie de la partie inférieure de la rehausse, pendant toute la durée de la coulée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression est suffisante pour maintenir la périphérie à l'abri de l'atmosphère sans-dépasser la valeur au-del de laquelle le gaz provoquerait à la surface de la masse de métal des remous préjudiciables à l'état de surface.
3. Dispositif de coulée de métal du type comprenant - une lingotière (6) à fond mobile équipée à l'extérieur de moyens
(7) d'amenée d'un fluide frigoporteur,à l'intérieur d'une bague en
graphite (5), - une rehausse placée de façon adjacente et en surplomb au-dessus de
la lingotière et serrée contre la face supérieure de ladite lingo
tiere, caractérisé en ce que - la rehausse est composée de deux parties (1 et 2) reliées l'une à
l'autre par l'intermédiaire d'un joint, - la partie inférieure (2) est entourée sur toute sa périphérie par
un anneau (13) qui l'isole de l'atmosphère, dont le diamètre inté
rieur est supérieur au plus grand diametre extérieur de ladite
partie, de manière à former une chambre annulaire (11) autour de
cette partie et sur au moins une fraction de sa hauteur, - ladite chambre, est en relation avec une source de gaz sous pres
sion par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée (12).
Priority Applications (17)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8512054A FR2585597B1 (fr) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | Procede et dispositif de coulee en charge de metaux |
| FR8608427A FR2599650B2 (fr) | 1985-07-30 | 1986-06-06 | Dispositif de coulee en charge de metaux |
| YU01239/86A YU123986A (en) | 1985-07-30 | 1986-07-11 | Device for continual pressure casting of metals |
| DE8686420206T DE3660527D1 (en) | 1985-07-30 | 1986-07-28 | Method and apparatus for casting metals |
| EP86420206A EP0213049B1 (fr) | 1985-07-30 | 1986-07-28 | Procédé et dispositif de coulée en charge de métaux |
| KR1019860006137A KR870000980A (ko) | 1985-07-30 | 1986-07-28 | 금속의 연속 주조방법 및 그 장치 |
| US06/889,628 US4732209A (en) | 1985-07-30 | 1986-07-28 | Process and apparatus for top-feed casting of metals |
| IS3131A IS3131A7 (is) | 1985-07-30 | 1986-07-28 | Aðferð og tæknibúnaður til jafnrennslis málms í toppmót. (Procede et dispositif de coulee en chargede metaux). |
| NZ216997A NZ216997A (en) | 1985-07-30 | 1986-07-28 | Continuous casting of metals in an ingot mould assembly |
| AT86420206T ATE36477T1 (de) | 1985-07-30 | 1986-07-28 | Verfahren und vorrichtung zum giessen von metallen. |
| GR861993A GR861993B (en) | 1985-07-30 | 1986-07-29 | Method and arrangement for continuous metal casting |
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| ES8600698A ES2000578A6 (es) | 1985-07-30 | 1986-07-29 | Procedimiento y dispositivo mejorados de colada continua de metales en una lingotera de fondo movil |
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| CN198686105689A CN86105689A (zh) | 1985-07-30 | 1986-07-29 | 金属顶浇铸工艺及其设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8512054A FR2585597B1 (fr) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | Procede et dispositif de coulee en charge de metaux |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2585597A1 true FR2585597A1 (fr) | 1987-02-06 |
| FR2585597B1 FR2585597B1 (fr) | 1987-10-09 |
Family
ID=9322047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8512054A Expired FR2585597B1 (fr) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | Procede et dispositif de coulee en charge de metaux |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6245448A (fr) |
| KR (1) | KR870000980A (fr) |
| FR (1) | FR2585597B1 (fr) |
| IS (1) | IS3131A7 (fr) |
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| JPH0741389B2 (ja) * | 1987-10-02 | 1995-05-10 | 日本軽金属株式会社 | 鋳塊の半連続鋳造法及び鋳造装置 |
| JP2008525197A (ja) * | 2004-12-23 | 2008-07-17 | リサーチ インスティチュート オブ インダストリアル サイエンス アンド テクノロジー | 電磁気場を利用したマグネシウムビレット又はスラブ連続鋳造装置及び製造方法 |
| CN103008581B (zh) * | 2012-12-27 | 2015-06-10 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种铝合金铸锭热顶多模铸造装置 |
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- 1986-07-29 JP JP61178587A patent/JPS6245448A/ja active Granted
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Also Published As
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| JPS6245448A (ja) | 1987-02-27 |
| KR870000980A (ko) | 1987-03-10 |
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