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BUT DE L'INVENTION.
Les métaux employés actuellement dans les constructions modernes exigent de plus en plus des résistances élevées pour emplois: de matériels roulants à de grandes vitesses, de matériels fixes à grandes portées, de matériels récipiendaires à haute pression etc etc.. et partant, à rendement élevé ou par simple raison d'économie.
Cette tendance à rapprocher le plus possible le taux du travail admis d'un métal de sa limite d'élasticité; augmente donc de plus en plus avec les besoins pratiques ; cette tendance n'offrirait aucun danger si l'homogénité des métaux était parfaite. Malheureusement comme le prouvent la plupart des rapports déooulants des enquêtes faites au sujet des accidents trop fréquents, il résulte que cleâ est dû en majeure partie aux soufflures, aux retassures et aux phénomènes défectueux de ségrégation, adhérents au procédé actuellement en usage pour le lingotage des métaux en fusion.
Le procédé de lingotage employé actuellement est doublement
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défectueux; 1 . il empêche de conserver les préoieuses qualités du métal que lton réalise au four; 2 . il est désastreux écono- miquement.
C'est donc pour obvier aux conséquences du manque de sécurité des produits laminés et pour réaliser plus économiquement cette fabrication que le nouveau procédé de lingotage des métaux, objet de la présente invention, a été conçu.
Parmi les métaux à pouvoir traiter par le nouveau procédé, qui est d'une application générale, il est surtout intéressant pour le lingotage de l'acier dont la production mondiale est environ de 60 à 70 millions de tonnes par an.
Pour simplifier la description qui fait suite, c'est la fa- brication de l'acier qui est prise comme exemple.
EXPOSE ET DESCRIPTION.
Pour réaliser un lingot sain, dune parfaite homogénité, le nouveau procédé opère par voie continue qui est la seule méthode qui puisse supprimer radicalement les défauts:
1 . Les soufflures occasionnées par l'entraînement d'air à cause de la chute élevée du jet de coulée, sont supprimées en coulant au moyen d'un jet continu avec hauteur de chute réduite au minimum.
2 . Les soufflures et retassures formées par le retrait du métal en fusion, sont supprimées en exposant la masse coulée à un refroidissement énergique, de manière à provoquer la plus forte contraction du métal au moment ou il passe de l'état li- quide à l'état solide, tout en continuant d'alimenter la masse restant liquide, au moyen d'un jet de coulée continu. Il en résulte que le manque de métal occasionné par la oontraotion, sera comblé au fur et à mesure que le retrait se fera sentir.
3 . Les défauts de ségrégation ou de.liquation seront sup- primés en exposant également la masse coulée à un même refroi-
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dissement énergique que celui utilisé pour la suppression des soufflures et retassures. Ce refroidissement est donc à double effet, il est nécessaire dans oe dernier cas afin de figer le plus vite possible le métal en fusion dans l'état d'homogénité parfaite, dans lequel il'a été fabriqué dans le four. Dans ces conditions, toutes les températures seront brusquement abaissées; elles correspondent au point de fusion des différents métaux composant l'alliage et desquels dépend les hautes qualités de oe métal.
Il résulte que grâce à une solidification rapide il est complètement impossible que tout mouvement de regroupement des métaux entr'eux, puisse se faire à travers la masse fluide.
La méthode de solidification oontinue se réalise par le nouveau procédé,, du fait qu'il permet de ne faire qu'un seul lingot correspondant à la charge d'un ou de plusieurs fours, au moyen d'un jet de ooulée continu. Le lingot continu est naturel- lement découpé à longueur voulue au fur et à mesure que le mé- tal est figé dans toute la section de oe lingot.
Pour que la lingotière puisse avoir une telle capacité et avoir une longueur d'un usage pratique, la susdite lingotière est continue et sans fin. Elle est continue du fait qu'elle est composée d'un certain nombre de petites lingotières dénomées pour les facilités de la description " lingot-moule " qui for- mant la continuité de la lingotière proprement dite, sont animés d'un mouvement de translation, emportant avec eux et avec la même vitesse le lingot au fur et à mesure de sa formation.
La susdite lingotière est sans fin en oe sens que ces lingot- moules, après démoulage du lingot, continuent leur course pour revenir en tête de cette lingotière, en s'ajoutant à nouveau les uns à la suite des autres, c'est-à-dire en circuit fermé ou autrement dit sans fin.
Le principe de fabrication du nouveau procédé peut se cons- truire suivant des applications variées, soit dans le sens d'un lingot oontinu se fabriquant verticalement, horizontalement ou obliquement.
L'application dans le sens oblique présentant plus de
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facilités de réalisation, c'est cet exemple qui est pris de préférence comme type d'installation à. décrire dans la présente description.
La figure I est un ensemble schématique de la lingotière continue et sans fin. Cette lingotière se compose de lingot-moules sectionnés 1 et 2 inférieurs et supérieurs, qui, à sections réu- nies, se succèdent les uns à la suite des autres en glissant sur un châssis 3 servant de plan incliné et de guide.
Lorsque les sections 1 et 2 des lingot-moules se joignent sur le châssis 3, ils s'emboitent hermétiquement pour recevoir la masse métallique en fusion jusqu'au moment ou le métal est figé, pour s'écarter à la suite, de manière à démouler le lingot consécutivement.
Le nombre de lingot-moules à disposer sur le châssis 3 dépen- dra de la vitesse que l'on voudra donner à la formation du lin- got continu, c'est-à-dire de la production à obtenir.
Pour procéder au lingotage il faut d*abord placer une poutre 4 figure II, au deux tiers environ de la longueur de la lingo- tière, cette poutre 4 ayant la même section que les lingot-moules, servira de tampon permettant de recevoir le commencement de la coulée sur un tiers de la longueur de cette lingotière, les deux tiers restants servent à donner au lingot en formation le temps de se solidifier lorsque la lingotière commencera à débiter ce lingot.
Ce préparatif terminé, on procédera au coulage, en plaçant un conduit d'amenée 5 figure I, appartenant soit à une cuve ou à un entonnoir communiquant à une poche de coulée quelconque.
Le conduit 5 pourra se placer à volonté, soit en face de la section de la lingotière où latéralement à cette dernière; ce n'est qu'une question de forme à donner à oe conduit 5 suivant les dispositions locales de l'installation.
Le métal en fusion est versé de la sorte, à air libre, dans la lingotière, avec le minimum de hauteur de chute, afin d'éviter l'entrainement de l'air aveo le jet de coulée entrant dans la
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masse déjà, coulée.
La tête du lingot étant figée et amoroée à la poutre 4,celle- ci est mise en mouvement par ia rotation des cylindres 6, entre lesquels le bout opposé de cette poutre est engagé.Suite à ce mouvement, lc lingot 7 passe lui-même entre ces cylindres 6 qui ont pour but de retenir le lingot en réglant sa vitesse de for- mation. Ces cylindres 6 pourront, à la rigueur, servir à un premier laminage à effectuer sur ce lingot.
La tète de la poutre 4 est amovible de façon à pouvoir la remplacer après usure. Cette tête est en forme de griffe à emboitement conique, permettant de démouler très facilement le bout du lingot après son passage entre les cylindres 6.
Pour mieux comprendre la formation continue du lingot, il faut revenir à la lingotière. Le refroidissement nécessaire des seotions 1 et 2 des lingot moules est fait par ventilation avec une distribution dtair très simple, s'effectuant automatiquement sur les lingot-moules en mouvement. Cette distribution s'effectue par une série de trous 8 à orifice réglable, disposés longitudi- nalement dans le châssis 3 et devant lesquels les creux 9 et 10 existants dans les lingotmoules, viennent consécutivement se placer en face, en glissant dans le châssis 3 servant de guide.
Les sections 1 et @ des lingot-moules étant soumises ainsi à un refroidissement continuel, le métal en fusion, versé dans la lingotière, se fige rapidement, produisant, de ce fait, une contraction assez forte, dont l'effet du retrait est comblé ins- tantanément par le jet de coulée venant du conduit 5, amenant du métal en fusion nouveau et bien fluide. Ce refroidissement s'effectue sur les lingot *moules jusque oe que le métal soit complètement figé sur toute la section du lingot 7.
Le refroidissement du lingot solidifié produit aussi un retrait, mais celui-ci est également annulé,en ce sens qu'il se produit dans le même sens que le mouvement animant les lingot- moules.
Le lingot étant figé complètement, le démoulage s'effectue
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par le désemboitement des sections 1 et 3 des lingot-moules qui continuent leur course respectivement par un mouvement dédoublé à cirouit fermé qui transporte ces sections 1 et 2 en tête de la lingotière de telle manière les faire entrer à nouveau et continuellement dans Inaction du lingota,ge sans fin jusqu'à épuisement de la totalité d'une ou de plusieurs coulées de.four.
Le mouvement dédoublé, à circuit fermé, formant le principe de la lingotière sans fin, peut s'obtenir suivant des applica- tions mécaniques variées. La figure 1 montre les sections 3 ao- oouplées sur une ohaine sans fin, tandis que les sections 1, libres et indépendantes l'une de l'autre, sont prises et repri- ses isolement par un mouvement composé dont lensemble de la trajectoire de ce mouvement est également à cirouit fermé. Au point de vue du lingotage continu le résultat est le même et pour cette raison il n'y a aucune différence d'application. Le mode à ohaine sans fin sera cependant appliqué avec plus de facilité pour les seotions de lingot-moules légers, tandis que le mode à sections indépendantes, aura sans doute de préférence pour les sections de fortes dimensions.
Cette préférence est laissée au soin de la mise en pratique qui décidera sur ces questions de détail et non de principe.
Le lingot oontinu 7 étant figé et démoulé, il passe ensuite sur un rouleau 11 ayant pour but de supporter le lingot entre la lingotière continue et les cylindres 6.
Après le rouleau 11 le lingot 7 passe dans une boite 12 ayant pour but de produire sur le lingot un arrosage d'eau froide. Ce refroidissement supplémentaire sera appliqué dans l'éventualité ou le lingot sortirait de la lingotière à une température trop élevée, ce qui serait l'indice que la vitesse de sortie est trop grande. En vue de surproduire on pourra na- turellement arroser également avec de l'eau froide les lingot- moules non exposés du métal en fusion.
Après les cylindres 6, le lingot 7 passe sur des rouleaux 13
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transportant oe lingot à une scie circulaire ou autre appareil, à même de débiter le lingot en longueurs variées à volonté, propres à assurer au laminage de grandes produotions.
La figure III indique les différents genres de sections 1 et 2 qui à l'état fermé constitue un lingot-moule de la lingotière continue et sans fin.
En résumé on peut oonolure que le nouveau procédé solidifie le métal en fusion à l'état de volume illimité par un lingotage continu au moyen d'une lingotière sans fin.
Les aléas que comporte toujours une nouveauté, sont ici réduits au minimum attendu que tout comme le procédé employé actuellement la lingotière sans fin reçoit le métal en fusion et le conserve jusque solidification complète, avec l'avantage que celle-ci est plus rapide et plus productive, en second lieu la lingotière reste moins de temps exposée à l'action destruc- tive de la chaleur.
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REVENDICATIONS, 1 . Une lingotière continue et sans fin à l'usage du lingotage des métaux en fusion, caractérisée en ce sens que l'ensemble de cette lingotière est composée longitudinalement d'un certain nombre de lingot-moules, s'ajoutant les uns contre les autres, suivant leur axe de symétrie, en formant une lingotière de longueur illimitée.