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Dans la production d'acier ou d'autres métaux,le procédé métal- lurgique est terminé en coulant le métal des fours à fondre dans des moules, dans lesquels il peut se solidifier, après quoi les lingots enlevés des moules sont acheminés vers des laminoirs à lingots, où ils sont laminés à des dimensions convenables pour un traitement ultérieur de laminage, forgea- ge ou autre. Les lingots peuvent être amenés dans le laminoir, soit direc- tement, à l'état chaud où ils peuvent être, en premier lieu, refroidis et ensuite être amenés dans le laminoir après avoir été réchauffés dans un four réchauffeur.
Quand le métal se solidifie dans le moule, un certain phénomène a lieu, lequel occasionne, sous plusieurs aspects,'une altération considé- rable du produit. Puisque le métal fondu se solidifie premièrement près des parois du moule et la solidification du métal, en règle générale,continue dans un intervalle de température considérable, une composition inégale du métal est obtenue dans les différentes parties du lingot, et souvent le mé- tal présente une structure cristalline grossière.
Par suite du fait que le refroidissement dans le moule se poursuit en grande partie radialement, il peut arriver que le métal se solidifie plus tôt dans la partie supérieure du lingot que dans la partie inférieure, avec pour résultat que, pendant la contraction du métal en solidification, de la porosité peut survenir dans ladite dernière partie, puisque en effet le remplissage avec du métal en fusion ne peut se faire de la partie supérieure. Le dernier inconvénient est évité dans des procédés de coulée habituels en munissant le moule d'une poche, dans laquelle le métal est maintenu à l'état liquide pour un temps relativement long, si bien que de là les parties inférieures du lingot peuvent être remplies pendant la solidification.
D'une certaine mesure, le remplissage peut aussi être obtenu en prévoyant la partie supérieure du moule plus large que la partie inférieure, si bien que le métal est maintenu liquide pour un temps plus long que dans ladite partie supérieure. Comme dans l'emploi des procédés de coulée habituels, des soufflures de fonte et des scories sont rassemblées dans la partie supérieure du moule, cette partie du lingot étant enlevée avant de-placer le lingot dans le laminoir de finissage.
Dans le but de réduire le coût de production,, on a employé réce ment une coulée continue. Par ce moyen, il est permis au métal fondu de couler d'un four de fusion ou d'une poche dans un moule sans fond efficacement refroidi, de l'extrémité inférieure duquel le métal solidifié est tiré avec la semé vitesse que celle avec laquelle le métal est fourni à l'extrémité supérieure du moule. Ce moule a souvent des dimensions telles que le lingot tiré hors du moule peut être fourni directement au laminoir de finissage, si bien que les frais pour les laminoirs à lingots peuvent être épargnés. Aussi par ce procédé, outre ladite épargne, une amélioration de la teneur de la matière est obtenue aussi bien qu'une diminution de consomma- tion de chaleur.
Néanmoins, par ceprocédé, il n'est pas possible d'usiner le métal en fusion, par enlèvement des parties défectueuses par porosité avant la fourniture du lingot au laminoir. C'est pourquoi, il est de grande importance que le moulage soit exécuté de façon telle que le lingot soit aussi exempt de défauts que possible avant le laminage suivant ou le forgeage. Certainement, dans ce procédé, la partie supérieure du métal est maintenue à l'état liquide dans le moule, mais la solidification finale du métal survient à une distance si grande en dessous de la surface qu'un remplissage satisfaisant ne peut pas souvent être obtenu. En plus de cela, la grosseur uniforme du lingot coulé est défavorable pour l'obtention d'un lingot exempt de défauts internes.
La présente invention est relative à des procédés et des moyens pour l'obtention d'une structure de métal serrée et uniforme. L'invention est essentiellement caractérisée en ce que le métal, versé depuis le four de fusion ou poche,pendant sa période de solidification - qu'il s'agisse des
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procédés de coulée habituels ou d'une coulée continue - est tenu en mouvement au moyen d'un champ magnétique mobile dans la direction longitudinale du lingot. Le champ est produit soit par des pôles tournants aimantés par un courant continu, soit par des enroulements alimentés par un courant diphasé ou polyphasé, ledit champ produisant un flux allant dans la direction longitudinale du métal, lequel n'est pas encore solidifié dans le lingot.
Ce flux amène une distribution uniforme des composants du métal et prévient une ségrégation et une formation de dendrites dans le centre du lingot et lui donne la même structure cristalline fine comme dans les parties les plus rapidement solidifiées du lingoto Si la champ magnétique mobile est dirigé vers le bas, la force produite par lui contribue à tasser le métal, étant encore à l'état liquide ou pâteux, de ce fait, la formation de porosité intérieure est contrariée. En changeant périodiquement la direction du courant dans une des phases de l'enroulement, entourant le moule, lorsqu'il est alimenté en courant diphasé, des vibrations sont produites, lesquelles amplifient l'action du champ mobile mentionnée plus haut.
Spécialement, par ces vibrations, une augmentation du nombre de noyaux est obtenue dans le développement de cristallisation du métal, si bien qu'une structure plus fine est produite.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, ledit champ magnétique est produit par un enroulement, lequel est construit en tubes métalliques non magnétiques traversés par de l'eau de refroidissement et cet enroulement est alimenté en courant alternatif diphasé ou polyphasé de fréquence convenable. Le nombre de cycles de celui-ci est proportionnel à la surface de la section du lingot ou du cordon pour produire le champ à introduire suffisamment profondément dans le lingot. Au lieu de construire l'en- roulement en tubes métalliques à refroidissement par eau, il peut aussi être réalisé comme un conducteur plein et protégé près du lingot par une enveloppe refroidie par eau, en matière non magnétique.
Ledit enroulement,dans la coulée continue, doit être placé à une distance telle, en dessous du moule lui-même, que la croûte du cordon de métal atteigne une résistance suffisante pour résister à la pression hydrostatique interne du métal en fusion et la pression produite par le champ dans le métal.
Comme l'épaisseur de la croûte du cordon de métal, en outre du refroidissement, dépend d'une pluralité de facteurs tels que la température de coulée du métal, la vitesse de coulée, l'étendue et la surface du cordon de métal, il est convenable de monter la position de l'enroulement réglable dans une direction axialeo Il est aussi possible de monter deux ou plusieurs enroulements, l'un derrière l'autre, pour obtenir un champ qui influence le métal dans le cordon, la croûte étant toujours relativement mince et la plus grande partie du métal du cordon étant toujours à l'état liquide, et un champ qui agit lorsque la solidification approche de son en- lèvement .
Dans la coulée continue, le cordon de métal quittant le moule de coulée, est en règle générale, soumis à un refroidissement forcé en étant arrosé avec de l'eau pulvérisée ou par un mélange d'eau et d'air. Un tel système de refroidissement peut être inséré, si besoin est,entre le moule de coulée et l'enroulement placé en dessous de lui ; si plusieurs enroulements sont employés, entre eux. Néanmoins, il doit être rappelé que les éléments électriques ne doivent pas être endommagés par le fluide de refroidissement, qui, par exemple, est amené par l'insertion d'écrans protecteurs.
Au lieu de produits un champ magnétique mobile dans le cordon de métal par des enroulements entourant celui-ci, le champ peut aussi être obtenu au moyen d'un ou plusieurs volants magnétiques rotatifs à deux ou plusieurs pôles, et disposés au-delà du cordon. Ces volants magnétiques sont placés de façon que leurs axes de rotation soient sensiblement à an-
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gles droits avec la direction du mouvement du cordon de métal. De la même manière, un champ allant dans la direction longitudinale du lingot peut être causé, dans des procédés de coulée habituels, au moyen de volants magnétiques rotatifs ou par un ou plusieurs enroulements entourant le moule.
Il est pos- sible que les moules puissent être avancés, par des moyens porteurs, entre des enroulements produisant un champ mobile dans la direction longitudinale du lingot. Puisque, dans des procédés habituels, le champ magnétique doit pénétrer non seulement la croûte solidifiée du lingot mais aussi le moule, qui habituellement a des parois très épaisses, un champ magnétique considé- rablement plus fort que celui demandé pour le procédé de coulée continue est requis. Par conséquent, bien que le procédé ne sera pas employé, en général, dans des procédés de coulée habituels, il peut être justifié, en dépit de la plus grande consommation de puissance, dans la production d'acier et mé- taux pour lesquels les exigences concernant la qualité uniforme et bonne de la structure sont rigoureuses.
REVENDICATIONS.,
1. - Procédé pour obtenir, dans la production d'acier et autres métaux, des lingots à structure serrée et uniforme, caractérisé en ce que les lingots moulés dans des moules à fonte sont soumis à un champ magnéti- que mobile pendant le développement de la solidification.