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EP0131025A1 - Method and device for casting ingots of ferro-alloys by permanent mould casting into cooled copper chills. - Google Patents

Method and device for casting ingots of ferro-alloys by permanent mould casting into cooled copper chills.

Info

Publication number
EP0131025A1
EP0131025A1 EP84900391A EP84900391A EP0131025A1 EP 0131025 A1 EP0131025 A1 EP 0131025A1 EP 84900391 A EP84900391 A EP 84900391A EP 84900391 A EP84900391 A EP 84900391A EP 0131025 A1 EP0131025 A1 EP 0131025A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shells
mold
ferro
ingots
copper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP84900391A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0131025B1 (en
Inventor
Michel Demange
Louis Septier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ferroglobe France SAS
Original Assignee
FRANCAISE D'ELECTROMETALLURGIE- SOFREM Ste
SOFREM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FRANCAISE D'ELECTROMETALLURGIE- SOFREM Ste, SOFREM filed Critical FRANCAISE D'ELECTROMETALLURGIE- SOFREM Ste
Priority to AT84900391T priority Critical patent/ATE26228T1/en
Publication of EP0131025A1 publication Critical patent/EP0131025A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0131025B1 publication Critical patent/EP0131025B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06Permanent moulds for shaped castings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D5/00Machines or plants for pig or like casting

Definitions

  • a cooling circuit is established in each half-element by circulation of a heat transfer fluid.
  • Each mold-ingot mold (1) consists of two half-elements, or "half-shells" (2) made of electrolytic copper, preferably of so-called Cu / al quality (designation according to French standard NF A-51.050), each half -shell being provided with a coolant cooling circuit, comprising a main inlet (3) connected to the fluid supply means, supplying, in parallel in this case, three derived circuits (4A), (4B), (4C), whose outlet collectors gather on a common outlet.
  • the circuits cooling are internal [channels (5) drilled in the copper block forming the half-shells], but may possibly be external [copper tubes (6), welded or brazed over their entire length on the external faces of the half -shells].
  • Each half-shell (2) further comprises means for sealingly contacting to form the mold-mold.
  • the contacting can be carried out by maintaining, for example, a fixed half-shell and bringing the other together, or even by moving the two half-shells towards each other, either by a movement of guided linear translation, either by a rotational movement around a common axis forming a hinge.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Le dispositif est constitué par: une lingotière-moule (1), en cuivre, formée de deux demi-coquilles (2), dont l'une au moins comporte une pluralité d'empreintes en creux (10) des lingotins à mouler, communiquant entre elles par des canaux (11), (12) et débouchant, à la partie supérieure, par un chenal d'entrée (18); des moyens de refroidissement (5) par fluide caloporteur, de chaque demi-coquille (2); des moyens (9) de mise en contact et en relation étanche des deux demi-coquilles, des moyens d'éloignement des deux demi-coquilles; des moyens (7, 8) de guidage des mouvements d'éloignement et de mise en relation étanche des demi-coquilles.The device consists of: an ingot mold (1), made of copper, formed of two half-shells (2), at least one of which has a plurality of hollow imprints (10) of ingot molds, communicating between them by channels (11), (12) and opening, at the top, by an inlet channel (18); cooling means (5) by heat transfer fluid, of each half-shell (2); means (9) for bringing the two half-shells into contact and in sealed relation, means for moving the two half-shells apart; means (7, 8) for guiding the movements away and for sealing the half-shells.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MOULAGE DE LINGOTINS EN FERRO- ALLIAGES PAR COULEE EN COQUILLE EN CUIVRE REFROIDI PROCESS AND DEVICE FOR MOLDING LINGOTINS IN FERRO-ALLOYS BY COATED COPPER SHELL CASTING
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de moulage de lingotins de ferro-al liages par coulée en coquille en cuivre refroidi.The present invention relates to a method and a device for molding ingots of ferro-al bindings by casting in a cooled copper shell.
Lorsqu'on les utilise comme éléments d'addition ou de traitement dans des métaux et alliages ferreux à l'état fondu, les ferro-alliages sont mis en oeuvre à l'état de blocs concassés d'un poids unitaire pouvant aller de quelques dizaines de grammes à quelques kilogrammes. C'est le cas, en particulier, des alliages à base de fer et de silicium, utilisés comme additifs, par exemple pour la fabrication des aciers calmés au silicium et, comme dësoxydants. des aciers de façon générale.When they are used as addition or treatment elements in ferrous metals and alloys in the molten state, the ferro-alloys are used in the form of crushed blocks of a unit weight which can range from a few tens from grams to a few kilograms. This is the case, in particular, of alloys based on iron and silicon, used as additives, for example for the manufacture of steels quenched with silicon and, as deoxidants. steels in general.
On sait que le concassage du ferrosilicium provoque, quel que soit le type de concasseur utilisé, une quantité relativement importante de fines (de 10 à 15 % du métal mis en oeuvre), dont l'utilisation ultérieure pose des problèmes techniques et économiques encore imparfaitement résolus. Il en est de même pour d'autres types de ferro-alliages.It is known that crushing ferrosilicon causes, whatever the type of crusher used, a relatively large quantity of fines (from 10 to 15% of the metal used), the subsequent use of which poses technical and economic problems which are still imperfectly resolved. The same is true for other types of ferro-alloys.
Dans le brevet français FR-A-1538948 (= US. 3604494) aux noms de METALLGESELLSCHAFT A. G. et SÜDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFFWERKE A. G., on a proposé de couler des pré-alliages du type ferro-si.lico-magnésium dans des viroles en tôle mince, préalablement remplies aux d-euxtiers ou au trois-quart environ, de blocs concassés du même alliage - ou d'un alliage de composition légèrement différente - assurant un refroidissement très rapide et évitant ainsi la fusion de la virole en tôle.In French patent FR-A-1538948 (= US 3604494) in the names of METALLGESELLSCHAFT AG and SÜDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFFWERKE AG, it has been proposed to pre-alloys of the ferro-si.lico-magnesium type into thin sheet ferrules, previously filled in about three-quarters or about three-quarters, with crushed blocks of the same alloy - or an alloy of slightly different composition - ensuring very rapid cooling and thus avoiding the melting of the metal shell.
II est également connu de couler en moule de sable des alliages de la famille des ferro-silico-magnësium, pour obtenir des innoculants pour les fontes, sous forme de pièces de forme que l'on introduit dans des logements deschenaux de coulée (procédé dit "inoculation in-mold"). Cependant, ces divers procédés ne sont ni adaptés, ni adaptables à une production économique et massive de blocs à partir d'un four électrique ayant une production- horaire continue de plusieurs tonnes, par exemple un four pour l'élaboration de ferrosilicium à 75 % de Si, de 16 MW, qui produit environ 2 T/h d'alliage.It is also known to cast in the sand mold alloys of the ferro-silico-magnesium family, in order to obtain innoculants for cast irons, in the form of shaped parts which are introduced into housings of casting channels (so-called process "in-mold inoculation"). However, these various processes are neither suitable nor adaptable to an economic and massive production of blocks from an electric oven having a continuous hourly production of several tonnes, for example an oven for the preparation of 75% ferrosilicon. of Si, of 16 MW, which produces approximately 2 T / h of alloy.
L'objet de la présente invention est donc un procédé qui permet de mouler des blocs de ferro-alliages d'une forme et d'un poids prédéterminés, par coulée en coquille en cuivre refroidi, du métal liquide sortant d'un four d'élaboration, soit directement, soit en passant par une poche ou par un récipient intermédiaire quelconque.The object of the present invention is therefore a method which makes it possible to mold blocks of ferro-alloys of a predetermined shape and weight, by casting in cooled copper shells, of the liquid metal leaving a furnace. preparation, either directly, or through a pocket or any intermediate container.
Ce procédé est caractérisé par les étapes répétitives suivantes :This process is characterized by the following repetitive steps:
- On forme une lingotière-moule par juxtaposition, en relation étanche, de deux demi-coquilles en cuivre, dont l'une au moins comporte une pluralité d'empreintes en creux des lingotins à mouler, lesdites empreintes communiquant entre elles par des canaux et débouchant dans la partie supérieure de la lingotière par au moins un chenal d'entrée.- An ingot mold is formed by juxtaposition, in sealed relationship, of two copper half-shells, at least one of which has a plurality of hollow imprints of the ingots to be molded, said imprints communicating with each other by channels and opening into the upper part of the mold by at least one inlet channel.
- On établit dans chaque demi -élément un circuit de refroidissement par circulation d'un fluide caloporteur.- A cooling circuit is established in each half-element by circulation of a heat transfer fluid.
- On coule le ferro-alliage liquide dans le chenal d'entrée, jusqu'à remplissage de la lingotière-moule.- Liquid ferro-alloy is poured into the inlet channel, until the mold-mold is filled.
- On laisse solidifier et refroidir le ferro-alliage jusqu'à une température inférieure de 200°C et, de préférence, de 300°C à sa température de solidus.- The ferro-alloy is allowed to solidify and cool to a temperature below 200 ° C and preferably 300 ° C to its solidus temperature.
- On sépare les deux demi-éléments pour provoquer le démoulage des lingotins.- The two half-elements are separated to cause the ingots to be removed from the mold.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comportant :The invention also relates to a device for implementing the method, comprising:
- une lingotière-moule formée de deux demi-coquilles en cuivre dont l'une au moins comporte une pluralité d'empreintes en creux des lingotins à mouler, communiquant entre elles par des canaux et débouchant, à la partie supérieure, par un chenal d'entrée,an ingot mold formed from two copper half-shells, at least one of which has a plurality of hollow imprints of the ingots to be molded, communicating with each other by channels and opening, at the top, by a channel d 'Entrance,
- des moyens de refroidissement de chaque demi -coquille par circulation d'un fluide caloporteur, - des moyens de rapprochement et d'éloignement des demi-coquilles,means for cooling each half-shell by circulation of a heat transfer fluid, - means for bringing the half-shells together and away,
- des moyens de guidage des mouvements de rapprochement et d'éloignement des demi-coquilles.- Means for guiding the movements of bringing together and away from the half-shells.
Le dispositif peut également comporter des moyens refroidis d'introduction du ferro-alliage liquide dans le chenal d'entrée.The device can also include cooled means for introducing the liquid ferro-alloy into the inlet channel.
L'invention est particulièrement bien adaptée à la production de blocs moulés en ferrosilicium ayant une teneur en silicium supérieure à 15 % et, de préférence, comprise entre 40 et 90 %, le reste étant du fer et, le cas échéant, des éléments d'addition secondaires tels que Al, Ba, Ca, Mn, Ti , Zr.The invention is particularly well suited to the production of molded blocks of ferrosilicon having a silicon content of more than 15% and preferably between 40 and 90%, the rest being iron and, where appropriate, elements of secondary additions such as Al, Ba, Ca, Mn, Ti, Zr.
Les figures 1 à 5 explicitent la mise en oeuvre de l'invention : La figure 1 représente, en coupe verticale, une lingotière pour la mise en oeuvre de l'invention.Figures 1 to 5 explain the implementation of the invention: Figure 1 shows, in vertical section, a mold for the implementation of the invention.
La figure 2 est une coupe horizontale, selon AA de la figure 1. La figuré 3 représente une Itrigotière industrielle, à quatre éléments, dont l'ouverture et la fermeture sont commandées par des vérins. Les figures 4 à 5 représentent deux variantes d'exécution, dans lesquelles les demi-coquill es sont dissymétriques.Figure 2 is a horizontal section along AA of Figure 1. Figure 3 shows an industrial Itrigotière, with four elements, the opening and closing of which are controlled by jacks. Figures 4 to 5 show two alternative embodiments, in which the half-shells are asymmetrical.
Dans tout ce qui suit, nous utiliserons le terme de "lingotière-moule" pour désigner l'objet de l'invention, étant entendu que ce terme désigne une lingotière particulière dans laquelle le métal est introduit à l'état fondu et extrait sous forme de lingotins multiples, de dimensions, de forme et de poids prédéterminés.In what follows, we will use the term "mold-mold" to designate the object of the invention, it being understood that this term designates a particular mold in which the metal is introduced in the molten state and extracted in the form multiple ingots, of predetermined size, shape and weight.
Chaque lingotière-moule (1) est constituée de deux-demi éléments, ou "demi -coquilles" (2) en cuivre êlectrolytique, de préférence de qualité dite Cu/al (désignation selon la norme française NF A-51.050), chaque demi -coquille étant munie d'un circuit de refroidissement par fluide caloporteur, comportant une entrée principale (3) reliée au moyen d'alimentation en fluide, alimentant, en parallèle dans le cas présent, trois circuits dérivés (4A), (4B), (4C), dont les collecteurs de sortie se rassemblent sur une sortie commune. Les circuits de refroidissement sont internes [canaux (5) forés dans le bloc de cuivre formant les demi-coquilles], mais peuvent, éventuellement, être externes [tubes (6) en cuivre, soudés ou brasés sur toute leur longueur sur les faces externes des demi-coquilles].Each mold-ingot mold (1) consists of two half-elements, or "half-shells" (2) made of electrolytic copper, preferably of so-called Cu / al quality (designation according to French standard NF A-51.050), each half -shell being provided with a coolant cooling circuit, comprising a main inlet (3) connected to the fluid supply means, supplying, in parallel in this case, three derived circuits (4A), (4B), (4C), whose outlet collectors gather on a common outlet. The circuits cooling are internal [channels (5) drilled in the copper block forming the half-shells], but may possibly be external [copper tubes (6), welded or brazed over their entire length on the external faces of the half -shells].
Chaque demi-coquille (2) comporte, en outre, des moyens de mise en contact étanche pour former la lingotière-moule. La mise en contact peut s'effectuer en maintenant par exemple une demi -coquille fixe et en rapprochant l'autre, ou encore en déplaçant les deux demi-coquïlles l'une vers l'autre, soit par un mouvement de translation linéaire guidée, soit par un mouvement de rotation autour d'un axe commun formant charnière.Each half-shell (2) further comprises means for sealingly contacting to form the mold-mold. The contacting can be carried out by maintaining, for example, a fixed half-shell and bringing the other together, or even by moving the two half-shells towards each other, either by a movement of guided linear translation, either by a rotational movement around a common axis forming a hinge.
La translation linéaire peut être guidée par tous moyens connus tels que des tiges-guides (7) coulfssant dans des orifices calibrés internes (8), ou par des moyens de couliss'ement externes tels que rainures et glissières.The linear translation can be guided by any known means such as guide rods (7) sliding in internal calibrated orifices (8), or by external sliding means such as grooves and slides.
La mise en contact par rotation peut s'effectuer autour d'un axe vertical ou horizontal. Dans ce dernier cas, le démoulage se trouve facilité par le fait que les lingotins se détachent du moule et tombant sous leur propre poids dans un moyen de réception.The contacting by rotation can take place around a vertical or horizontal axis. In the latter case, the release is facilitated by the fact that the ingots are detached from the mold and falling under their own weight in a receiving means.
Les différents mouvements de rapprochement et d'éloignement des demicoquilles sont commandés de façon connue par des moyens tels que les vérins (9).The various movements of bringing together and moving away the half-shells are controlled in a known manner by means such as the jacks (9).
Chaque demi-coquille comporte les demi-empreintes (10) correspondant aux lingotins et aux canaux de liaison (11, 12). Les demi-coquilles peuvent être symétriques (fig. 1, 2, 3) ou dissymétriques (10B) (10A) (fig. 4 et 5). L'une d'elles peut même être réduite à une contre-plaque (13) plane ou, éventuellement, munie d'une empreinte en relief (14) avec circuit de refroidissement (5) qui permet d'augmenter la surface de contact entre le métal coulé et la lingoti ère, donc, la vitesse de refroidissement et la cadence de coulée.Each half-shell comprises the half-cavities (10) corresponding to the ingots and to the connecting channels (11, 12). The half-shells can be symmetrical (fig. 1, 2, 3) or asymmetrical (10B) (10A) (fig. 4 and 5). One of them can even be reduced to a flat counter-plate (13) or, optionally, provided with a raised imprint (14) with cooling circuit (5) which makes it possible to increase the contact surface between the cast metal and the ingot mold, therefore, the cooling rate and the rate of casting.
Les faces d'appui en regard (15), de chaque demi-coquille, sont dressées et polies de façon à assurer, sous l'action des vérins (9), une étanchéité suffisante sans interposition d'un joint quelconque.The facing bearing faces (15) of each half-shell are erected and polished so as to ensure, under the action of the jacks (9), a sufficient seal without the interposition of any seal.
La coulée du ferro-alliage liquide dans la lingotière est effectuée de préférence par l'intermédiaire de l'entonnoir (17). Cette pièce peut être fixe et intégrée à la lingotière-moule proprement dite, ou amovible, et posée sur l'orifice d'entrée (18), les faces d'appui étant également dressées et polies. Dans l'un ou l'autre cas, l'entonnoir est également muni d'un circuit de refroidissement. Les canaux et empreintes situés sous l'entonnoir sont alimentés "en chute", les autres étant alimentés "en source". Le nombre et la dimension des empreintes et des canaux sont déterminés de façon à assurer un remplissage total avant que te métal ne commence à se solidifier et n'obture les canaux d'alimentation.The liquid ferro-alloy is poured into the mold preferably by means of the funnel (17). This part can be fixed and integrated into the mold itself, or removable, and placed on the inlet orifice (18), the bearing faces also being erected and polished. In either case, the funnel is also provided with a cooling circuit. The channels and cavities located under the funnel are supplied "in fall", the others being supplied "at source". The number and size of the cavities and channels are determined so as to ensure complete filling before the metal begins to solidify and closes the supply channels.
La figure 1 représente une coupe de lingotière à 2 x 3 empreintes, mais cette disposition est donnée à titre d'exemple non-limitatif, et elle pourrait aussi bien en comporter 2 x 2 ou 2 x 4.FIG. 1 represents a section of an ingot mold with 2 x 3 imprints, but this arrangement is given by way of non-limiting example, and it could as well include 2 x 2 or 2 x 4 thereof.
Le problème qu'il a fallu résoudre pour la mise en oeuvre de l'invention a été le suivant : il fallait, à la fois, assurer une cadence de coulée assez rapide pour suivre la production d'un grand four moderne produisant du ferrosilicium, ou autre ferro-alliage, sans pour autant immobiliser une quantité de cuivre excessive sous forme d'un nombre élevé de lingoti ères, et assurer une durée de vie assez longue aux lingoti ères pour que l'amortissement de leur coût ne majore pas de façon sensible le coût des lingotins par rapport aux prix du ferrosilicium coulé en pains de plusieurs tonnes, puis concassé et broyé. Ce résultat a été obtenu : 1°) par le choix du métal constituant les lingotières-moules dont la conductivité thermique doit être aussi élevée que possible, ce qui oriente le choix vers le cuivre ëlectrolytique dit Cu/al défini par la norme NF A 53.100 (conductivité thermique à 20° = 400 à 412 W/mK) ou du cuivre faiblement allié tel que le "CUPRONICS" (marque déposée de la société TREFIMETAUX) (365 W/mK) ou le CuZr 0,15 à 0,15 % de zirconium (350 à 370 W/mK), ou tout autre alliage à base de cuivre ayant une conductivité thermique au moins égale à 300 W/mK ;The problem which had to be solved for the implementation of the invention was as follows: it was necessary, at the same time, to ensure a rate of casting fast enough to follow the production of a large modern furnace producing ferrosilicon, or other ferro-alloy, without immobilizing an excessive quantity of copper in the form of a high number of ingot molds, and ensuring a sufficiently long lifespan for the ingot molds so that the amortization of their cost does not increase significantly sensitive the cost of ingots compared to the price of ferrosilicon poured into buns of several tonnes, then crushed and ground. This result was obtained: 1) by the choice of the metal constituting the molds molds whose thermal conductivity must be as high as possible, which directs the choice towards electrolytic copper called Cu / al defined by standard NF A 53.100 (thermal conductivity at 20 ° = 400 to 412 W / mK) or low-alloy copper such as "CUPRONICS" (registered trademark of TREFIMETAUX) (365 W / mK) or CuZr 0.15 to 0.15% zirconium (350 to 370 W / mK), or any other copper-based alloy with thermal conductivity at least equal to 300 W / mK;
2°) par la mise en place d'un circuit de refroidissement très efficace, le fluide caloporteur étant de Teau à la température ambiante, qui permet d'éviter, en tous points, une élévation de la température du cuivre au-dessus de 200°C et réduire ainsi à une vitesse négligeable le grossissement des grains de cuivre (recristallisation) qui est la principale cause de dégradation des lingotières ;2) by setting up a very efficient cooling circuit, the heat transfer fluid being water at ambient temperature, which makes it possible to avoid, in all points, a rise in the temperature of the copper above 200 ° C and thus reduce at a negligible speed the magnification of the copper grains (recrystallization) which is the main cause of degradation of the ingot molds;
3°) par le choix du rapport à une valeur au moins égale à 6 et, de préférence, comprise entre 10 et 25. 4°) par un démoulage extrêmement rapide des lingotins, de façon que la lingotière ait pour seule fonction de solidifier au moins la partie externe des lingotins jusqu'à une température inférieure de 200 à 300° au point de solidus de l'alliage, le refroidissement jusqu'à l'ambiante s. 'effectuant ensuite, spontanément, hors de la lingotière, en un temps quelconque qui n'a plus d'importance.3 °) by the choice of the report at a value at least equal to 6 and preferably between 10 and 25. 4 °) by an extremely rapid demolding of the ingots, so that the ingot mold has the sole function of solidifying at least the external part of the ingots up to at a temperature of 200 to 300 ° below the point of solidus of the alloy, cooling down to ambient s. 'then performing, spontaneously, out of the mold, in any time that no longer matters.
EXEMPLE DE REALISATION.EXAMPLE OF IMPLEMENTATION.
On a réalisé une lingotière-moule en cuivre Cu/1, selon l'invention, comportant un bloc central (20) fixe, muni de circuits internes (5) de refroidissement à Teau et quatre demi -coquill es (21), (22), (23), (24), mobiles séparément (ou simultanément) sous l'action des vérins (9) et possédant chacune son propre circuit de refroidissement. A chaque demi-coquille correspondent six empreintes (10) reliées par des canaux (11) (12), que Ton remplit, par un entonnoir (17) en cuivre refroidi. Chacune des 24 empreintes correspond à un lingotin de 550 grammes environ, plus les queusots formés par les canaux de liaison, et les masselottes, ce qui correspond à environ 14 kg de ferrosilicium par opération, chaque cycle de coulée pouvant être réduit à 90 secondes, qui se décomposent alors comme suit :A copper ingot mold Cu / 1 was produced, according to the invention, comprising a central central block (20) fixed, provided with internal water cooling circuits (5) and four half-shells (21), (22 ), (23), (24), movable separately (or simultaneously) under the action of the jacks (9) and each having its own cooling circuit. Each half-shell corresponds to six imprints (10) connected by channels (11) (12), which are filled, by a funnel (17) in cooled copper. Each of the 24 cavities corresponds to an ingot of approximately 550 grams, plus the rods formed by the connecting channels, and the counterweights, which corresponds to approximately 14 kg of ferrosilicon per operation, each casting cycle being able to be reduced to 90 seconds, which then break down as follows:
Coulée ..................................................................... 15 secondesCasting ................................................. .................... 15 seconds
Solidification du FeSi 75 ...................................... 15 " Refroidissement des lingotins jusque vers 900°C environ (solidus à 1208°C) ...................... 15 secondesSolidification of FeSi 75 ...................................... 15 " Ingot cooling to around 900 ° C (solidus to 1208 ° C) ...................... 15 seconds
Refroidissement des coquilles après ouverture et démoulage des lingotins chauds .................. 30 "Cooling of the shells after opening and unmolding the hot ingots .................. 30 "
Temps d'ouverture et fermeture des lingotières- moules et temps morts ........................... 20 " soit une production horaire de 15 x 40 = 600 kilos. Quatre de ces lingotières-moules suffisent donc à mouler en lingotins la production totale d'un four à ferrosilicium-75 de 2,4 T/h ( ~ 20 MW). Après quatre mois d'utilisation continue, elles restent en état normal de fonctionnement.Opening and closing times of molds and molds and idle times ........................... 20 "or an hourly production of 15 x 40 = 600 kilos. Four of these ingot molds are therefore sufficient to mold ingots the total production of a ferrosilicon-75 furnace of 2.4 T / h (~ 20 MW). After four months of continuous use, they remain in normal operating condition.
La mise en oeuvre de l'invention est susceptible d'un certain nombre de variantes, en particulier en ce qui concerne : 1°) la forme des lingotières-mou!es qui peuvent être soit formées de deux demi-éléments symétriques, soit de demi-éléments dissymétriques (fig. 4 et 5), 2°) la nature du métal coulé. Si l'invention est particulièrement adaptée aux alliages à base de fer et de silicium, elle peut convenir sans aucune modification de son principe à des alliages différents, par exemple à base de fer et de manganèse, ou de manganèse et de silicium. Mais, son intérêt est particulièrement évident dans le cas de métaux dont le broyage conduit à des quantités importantes de fines difficiles à utiliser ou à recycler, 3°) la forme, les dimensions et le poids unitaire des lingotins, qui peuvent varier, en fonction de l'utilisation envisagée, dans des limites très larges, étant entendu que la forme est subordonnée à la nécessité d'un démoulage spontané et très rapide dès l'όuverture de la lingotière-moule et que le poids unitaire minimal est, le plus souvent, imposé par des considérations économiques. The implementation of the invention is susceptible of a certain number of variants, in particular with regard to: 1 °) the shape of the soft ingot molds which can either be formed of two symmetrical half-elements, or of asymmetrical half-elements (fig. 4 and 5), 2 °) the nature of the cast metal. If the invention is particularly suitable for alloys based on iron and silicon, it may be suitable without any modification of its principle to different alloys, for example based on iron and manganese, or manganese and silicon. However, its advantage is particularly evident in the case of metals the grinding of which results in significant quantities of fines which are difficult to use or to recycle, 3 °) the shape, dimensions and unit weight of the ingots, which may vary, depending of the intended use, within very wide limits, it being understood that the shape is subject to the need for spontaneous and very rapid release from the opening of the mold-mold and that the minimum unit weight is most often , imposed by economic considerations.

Claims

REVENDICATIONS
1°/ - Procédé de moulage de lingotins en ferro-alliages, caractérisé par les étapes répétitives suivantes :1 ° / - Method for molding ingots of ferro-alloys, characterized by the following repetitive steps:
- on forme une lingotière-moule par juxtaposition en relation étanche de deux demi -coquilles en cuivre, dont l'une au moins comporte en creux une pluralité d'empreintes de lingotins à mouler, lesdites empreintes communiquant entre elles par des canaux et débouchant à la partie supérieure de la lingotière-moule par au moins- A mold-mold is formed by juxtaposition in sealed relation of two copper half-shells, at least one of which has in hollow a plurality of mold ingots imprints, said imprints communicating with each other by channels and opening out to the upper part of the mold-mold by at least
- un chenal d'entrée,- an entry channel,
- on établit dans chaque demi-coquille, un circuit de refroidissement par circulation d'un fluide caloporteur, qui maintient en tous points la température de la lingoti ère à une température ne dépassant pas 200°C,a cooling circuit is established in each half-shell by circulation of a heat transfer fluid, which maintains the temperature of the ingot at all points at a temperature not exceeding 200 ° C.,
- on coule le ferro-alliage liquide dans le chenal d'entrée, jusqu'à remplissage de la lingotière-moule, - on laisse solidifier et refroidir le ferro-alliage jusqu'à une température inférieure de-.200°C et, de préférence, inférieure de 300°C à son point de solidus,- the liquid ferro-alloy is poured into the inlet channel, until the mold-mold is filled, - the ferro-alloy is allowed to solidify and cool down to a temperature of -200 ° C. and, preferably, 300 ° C below its point of solidus,
- on sépare les deux demi-coquill es pour provoquer le démoulage des lingotins.- The two half-shells are separated to cause the ingots to be removed from the mold.
2°/ - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de moulage selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte :2 ° / - Device for implementing the molding process according to claim 1, characterized in that it comprises:
- une lingotière-moule (1), en cuivre, formée de deux demi-coquilles (2) dont l'une au moins comporte une pluralité d'empreintes en creux (10) des lingotins à mouler, communiquant entre elles par des canaux (11), (12) et débouchant, à la partie supérieure, par un chenal d'entrée (18),- an ingot mold (1), made of copper, formed of two half-shells (2) at least one of which has a plurality of recesses (10) of the ingots to be molded, communicating with each other by channels ( 11), (12) and opening, at the top, by an inlet channel (18),
- des moyens de refroidissement (4), (5) par fluide caloporteur, de chaque demi-coquille (2), - des moyens de mise en contact et en relation étanche des deux demi- coquilles,- cooling means (4), (5) by heat transfer fluid, of each half-shell (2), - means for bringing the two half-shells into contact and in sealed relation,
- des moyens d'éloignement des deux demi-coquilles,- means for removing the two half-shells,
- des moyens de guidage des mouvements d'éloignement et de mise en relation étanche des demi-coquilles. 3°/ - Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que les deux-demi coquilles (2) comportent des empreintes (10) symétriques.- Means for guiding the movement away and sealingly connecting the half-shells. 3 ° / - Device according to claim 2, characterized in that the two half-shells (2) have symmetrical imprints (10).
4°/ - Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que les deux demi-coquilles comportent des empreintes (10A) dissymétriques.4 ° / - Device according to claim 2, characterized in that the two half-shells have indentations (10A) asymmetrical.
5º/ - Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que l'une au moins des demi-coquilles comporte des empreintes (14) en relief.5º / - Device according to claim 2, characterized in that at least one of the half-shells has imprints (14) in relief.
6°/ - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un moyen refroidi (17) d'introduction du ferro-alliage liquide dans le chenal d'entrée.6 ° / - Device according to any one of claims 2 to 5, characterized in that it further comprises a cooled means (17) for introducing the liquid ferro-alloy into the inlet channel.
7º/ - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il est réalisé en cuivre électrolytique de qualité Cu/al, selon la norme NF A 53.100 ayant une conductivité thermique comprise entre 400 et 412 W/mK.7º / - Device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that it is made of electrolytic copper of Cu / al quality, according to standard NF A 53.100 having a thermal conductivity between 400 and 412 W / mK .
8°/ - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il est réalisé en cuivre faiblement allié ayant une conductivité thermique au moins égale à 300 W/mK.8 ° / - Device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that it is made of low alloy copper having a thermal conductivity at least equal to 300 W / mK.
9°/ - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le moyen de refroidissement est formé par des canaux internes (5) dans les demi-coquill es.9 ° / - Device according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the cooling means is formed by internal channels (5) in the half-shells.
10°/ - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le moyen de refroidissement est formé par des tubes (6) soudés sur toute leur longueur sur la ou les faces externes des demi -coquill es.10 ° / - Device according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the cooling means is formed by tubes (6) welded over their entire length on the outer face (s) of the half-shells.
11º/ - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que le rapport de la masse de cuivre formant la lingotière-moule à la masse de ferro-alliage coulé est au moins égal à 6 et, de préférence, compris entre 10 et 25. 11º / - Device according to any one of claims 2 to 10, characterized in that the ratio of the mass of copper forming the mold-mold to the mass of ferro-alloy cast is at least equal to 6 and, preferably, between 10 and 25.
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