FR2614222A1

FR2614222A1 - IMPROVEMENT TO THE PROCESS OF SOLIDIFYING LIQUID METAL IN A CASTING WHEEL.

Info

Publication number: FR2614222A1
Application number: FR8705953A
Authority: FR
Inventors: Jean-Luc Meyer; Jean-Pierre Riquet
Original assignee: Aluminium Pechiney SA
Current assignee: Rio Tinto France SAS
Priority date: 1987-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1988-10-28
Anticipated expiration: 2007-04-21
Also published as: FR2614222B1; AU1479688A; NO881704L; EP0289433A1; NO881704D0

Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A UN PERFECTIONNEMENT AU PROCEDE DE SOLIDIFICATION DE METAL LIQUIDE DANS UNE ROUE DE COULEE. LE PROCEDE CONSISTE A SOUMETTRE LE METAL EN COURS DE SOLIDIFICATION DANS LA GORGE DE LA ROUE A DES FORCES ELECTROMAGNETIQUES D'INTENSITE VARIABLE ET DONT LA DIRECTION D'ACTION PRINCIPALE EST PARALLELE A LA DIRECTION DE DEPLACEMENT DE L'EBAUCHE. LES FORCES ELECTROMAGNETIQUES PEUVENT ETRE CREEES AU MOYEN D'UN INDUCTEUR A CHAMP GLISSANT OU PLUS PARTICULIEREMENT D'UN MOTEUR LINEAIRE PLACE AU-DESSUS DU RUBAN QUI FERME LA GORGE DANS LA ZONE OU LE METAL EST EN COURS DE SOLIDIFICATION. CETTE INVENTION PERMET D'OBTENIR DES EBAUCHES AYANT UNE STRUCTURE A GRAINS FINS ET EVENTUELLEMENT EXEMPTES DE SEGREGATIONS ET DE POROSITES SANS AVOIR RECOURS A L'AJOUT D'AGENTS AFFINANTS.THE INVENTION RELATES TO AN IMPROVEMENT OF THE PROCESS FOR SOLIDIFYING LIQUID METAL IN A CASTING WHEEL. THE PROCESS CONSISTS OF SUBMITTING THE METAL IN THE COURSE OF SOLIDIFICATION IN THE THROAT OF THE WHEEL TO ELECTROMAGNETIC FORCES OF VARIABLE INTENSITY, AND OF WHICH THE MAIN ACTION DIRECTION IS PARALLEL TO THE DIRECTION OF DISPLACEMENT OF THE BLANK. THE ELECTROMAGNETIC FORCES MAY BE CREATED BY MEANS OF A SLIDING FIELD INDUCER OR MORE PARTICULARLY OF A LINEAR MOTOR PLACED ABOVE THE TAPE WHICH CLOSES THE THROAT IN THE AREA WHERE THE METAL IS IN THE PROCESS OF SOLIDIFICATION. THIS INVENTION MAKES IT POSSIBLE TO OBTAIN BLADES HAVING A FINE GRAIN STRUCTURE AND POSSIBLY FREE OF SEGREGATIONS AND POROSITES WITHOUT USING THE ADDITION OF REFINING AGENTS.

Description

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PERFECTIONNEENT AU PROCEDE DE SOLIDIFICATION DE IETAL LIQUIDE PERFECT THE PROCESS OF SOLIDIFYING LIQUID IETAL

DANS UNE ROUE DE COULEEIN A CASTING WHEEL

La présente invention concerne un perfectionnement au procédé de solidifi- The present invention relates to an improvement in the solidifying process

cation de métal liquide dans une roue de coulée. cation of liquid metal in a casting wheel.

Il est connu de fabriquer en continu des ébauches de laminage, notamment en aluminium ou en ses alliages, au moyen de machines o le métal est coulé dans une gorge usinée sur la périphérie d'une roue métallique tournant autour d'un axe horizontal et maintenu dans ladite gorge sur une partie de son parcours pendant le temps nécessaire à une It is known to continuously manufacture rolling blanks, in particular of aluminum or its alloys, by means of machines where the metal is poured into a groove machined on the periphery of a metal wheel rotating around a horizontal axis and maintained in said groove on part of its course for the time necessary for a

solidification au moins partielle.at least partial solidification.

Ce maintien est réalisé au moyen d'un ruban métallique refroidi qui se déplace à la même vitesse que la gorge et qui est appliqué contre This maintenance is achieved by means of a cooled metal ribbon which moves at the same speed as the throat and which is applied against

elle à l'aide de poulies de renvoi convenablement disposées. it with properly arranged pulleys.

La description d'une telle machine est faite dans le brevet français The description of such a machine is made in the French patent

n 1 551 447.No. 1,551,447.

L'un des objectifs de l'homme de l'art de la coulée est d'obtenir des produits ayant la meilleure homogénéité physique et chimique possible, One of the objectives of those skilled in the art of casting is to obtain products having the best possible physical and chemical homogeneity,

ceci afin d'éviter l'apparition de certains défauts lors de la transforma- this in order to avoid the appearance of certain defects during the transformation

tion ultérieure de ces produits en fils, feuilles, etc... further processing of these products into yarns, sheets, etc.

Or, la plupart des procédés de coulée donne lieu lors du passage du métal liquide à l'état solide à la formation de défauts d'homogénéité plus ou moins importants dus essentiellement à des conditions de However, most of the casting processes result in the passage of liquid metal in the solid state to the formation of more or less significant defects of homogeneity due essentially to the conditions of

refroidissement hétérogènes d'un point à l'autre des produits coulés. heterogeneous cooling from one point to another of the cast products.

Il en est ainsi pour le procédé de coulée dans une roue o le métal, qui est amené à l'état liquide au moyen d'une busette en un point de la gorge, se solidifie progressivement le long de ladite gorge en cédant ses calories simultanément à la roue et au ruban refroidi par de l'eau This is so for the method of casting in a wheel where the metal, which is brought to the liquid state by means of a nozzle at a point of the groove, gradually solidifies along said groove by yielding its calories simultaneously at the wheel and ribbon cooled by water

pulvérisée par des bottes.sprayed by boots.

En effet, on observe que dans ces conditions les ébauches obtenues présentent à coeur une structure cristalline équiaxe tandis qu'à la périphérie cette structure est colonnaire, hétérogénéité qui donne lieu à la formation de criques préjudiciables à la qualité des produits obtenus Indeed, it is observed that under these conditions the blanks obtained have at heart an equiaxial crystalline structure while at the periphery this structure is columnar, heterogeneity which gives rise to the formation of cracks detrimental to the quality of the products obtained

par la suite.thereafter.

En outre, dans ce type de coulée, le métal se rétracte et se décolle In addition, in this type of casting, the metal shrinks and peels off

du ruban refroidi durant la solidification. ribbon cooled during solidification.

Il en résulte alors une dégradation des échanges thermiques de l'ébauche avec le ruban, qui se traduit par l'apparition au sein de l'ébauche de défauts tels que les ségrégations inverses et les porosités ouvertes This then results in a degradation of the heat exchange of the blank with the ribbon, which results in the appearance within the draft of defects such as reverse segregations and open porosities

ou non.or not.

Certes, des solutions ont été proposées pour remédier à ces inconvénients. Admittedly, solutions have been proposed to remedy these drawbacks.

Ainsi, en ce qui concerne l'hétérogénéité cristalline, l'ajout avant Thus, with regard to crystalline heterogeneity, the addition before

la coulée d'agents modificateurs tels que l'alliage aluminium-titane- casting of modifying agents such as the aluminum-titanium alloy

bore a pour effet d'affiner la taille des grains du métal et boron has the effect of refining the grain size of the metal and

éventuellement de supprimer certains autres défauts. possibly to remove some other defects.

Cependant, ces agents peuvent être nuisibles à la qualité de certaines ébauches. Ainsi, lorsqu'il s'agit de la coulée d'A-5L (Al à 99,5 %) ou autre métal destiné à être transformé en conducteurs électriques, la présence de certaines impuretés contenues dans l'agent modificateur peut être préjudiciable à la conductibilité du métal; de même, une mauvaise dispersion de l'agent dans un métal destiné à la fabrication de fil peut donner lieu, par formation d'inclusions, à des casses au moment du tréfilage ou tout au moins à une diminution locale de la However, these agents can be detrimental to the quality of some blanks. Thus, when it comes to the casting of A-5L (99.5% Al) or other metal intended to be converted into electrical conductors, the presence of certain impurities contained in the modifying agent can be detrimental to the conductivity of the metal; likewise, a poor dispersion of the agent in a metal intended for the manufacture of wire may give rise, by formation of inclusions, to breakages at the time of drawing or at least to a local decrease in

résistance mécanique.mechanical resistance.

De plus, ces agents sont relativement chers et leur utilisation grève In addition, these agents are relatively expensive and their use

d'autant le prix de revient des produits fabriqués. all the cost of manufactured products.

C'est dans le but d'éviter l'utilisation des agents modificateurs et d'obtenir des ébauches ayant une structure à grains fins et éventuellement exemptes de ségrégations- et de porosités, que la demanderesse a mis au point un procédé caractérisé en ce que l'on soumet le métal en cours de solidification dans la gorge de la roue d'une machine de coulée à des forces électromagnétiques d'intensité variable et dont la direction d'action principale est parallèle à la direction de déplacement de l'ébauche. Ainsi, l'invention consiste à soumettre le métal en cours de solidification dans la gorge à des forces électromagnétiques. On sait que le métal liquide, admis en un point de la gorge au moyen d'une busette, ne se solidifie pas instantanément sur toute la section de la gorge mais, que cette solidification concerne d'abord la partie du In order to avoid the use of modifying agents and to obtain blanks having a fine grain structure and possibly free of segregations and porosities, the Applicant has developed a process characterized in that the solidifying metal is subjected to electromagnetic forces of variable intensity in the groove of the casting machine wheel and the main direction of action of which is parallel to the direction of movement of the blank. Thus, the invention consists in subjecting the metal being solidified in the groove to electromagnetic forces. It is known that the liquid metal, admitted to a point of the throat by means of a nozzle, does not solidify instantly over the entire section of the throat, but that this solidification concerns first of all the part of the throat.

métal qui se trouve à la périphérie de la gorge et au contact du ruban. metal which is on the periphery of the groove and in contact with the ribbon.

Cette solidification gagne progressivement le coeur de la section de sorte que, suivant le sens de rotation de la roue, du métal liquide peut encore être présent dans une roue de diamètre 140 cm I plus de 1 m du point o il a été admis. C'est le long de cette zone, o le métal liquide et le métal solide sont au contact suivant une surface dite "front de solidification", surface qui peut être plus ou moins floue This solidification gradually gains the core of the section so that, depending on the direction of rotation of the wheel, liquid metal may still be present in a wheel diameter 140 cm I more than 1 m from the point where it has been admitted. It is along this zone, where the liquid metal and the solid metal are in contact along a so-called "solidification front" surface, which surface may be more or less fuzzy

dans le cas d'alliages en raison de la formation d'un mélange liquide- in the case of alloys due to the formation of a liquid mixture

solide encore appelé "marais", que l'on applique les forces électromagnétiques. Ces forces, d'origine électriques comme leur nom l'indique, ont pour effet d'imprimer au métal liquide contenu dans la gorge un mouvement ayant une certaine vitesse et dont la direction d'action principale est parallèle à la direction du déplacement de l'ébauche, c'est-à-dire parallèle aux parois de la gorge. Ces forces étant d'intensité variable, on peut les régler pour donner au métal un mouvement dont la vitesse est adaptée à la nature du métal coulé, à la géométrie de la gorge et aux résultats recherchés. Ainsi, on peut par exemple augmenter l'intensité des forces en fonction directe de solid still called "marsh", that we apply the electromagnetic forces. These forces, electrical origin as the name suggests, have the effect of printing to the liquid metal contained in the groove a movement having a certain speed and whose main direction of action is parallel to the direction of movement of the blank, that is to say parallel to the walls of the groove. These forces being of variable intensity, they can be adjusted to give the metal a movement whose speed is adapted to the nature of the cast metal, the geometry of the groove and the desired results. Thus, one can for example increase the intensity of the forces in direct function of

la profondeur de la gorge.the depth of the throat.

La composante principale de ces forces est appliquée aussi bien dans le sens du déplacement de l'ébauche, c'est-à-dire dans le sens de la rotation de la roue, que dans le sens opposé. Si dans certains cas, les forces sont appliquées dans le même sens tout au long de la coulée, il en est d'autres o ces forces sont inversées périodiquement dans The main component of these forces is applied both in the direction of the displacement of the blank, that is to say in the direction of rotation of the wheel, as in the opposite direction. If in some cases the forces are applied in the same direction throughout the casting, there are others where these forces are reversed periodically in

le temps au cours d'une même coulée. the time during the same casting.

De préférence, cette période est liée à la vitesse de rotation V et au rayon R de la roue et doit être comprise entre O,04R/V et 0,4R/V Mais, on peut également, appliquer simultanément le long du métal en cours de solidification, en différents endroits de la gorge des forces dirigées dans un sens et dans l'autre. Dans ce cas, les forces exercées dans un sens ont un rayon d'action qui couvre au moins une longueur de gorge de 20 cm. Pour faire face à la plupart de ces cas de figures, des forces électromagnétiques de valeur maximale par unité de volume comprises entre 5.000 et 120.000 N/m3 conviennent. Mais de préférence, on se limite Preferably, this period is related to the speed of rotation V and the radius R of the wheel and must be between 0.04 R / V and 0.4 R / V. But, it is also possible to apply simultaneously along the current metal. solidification, in different parts of the throat forces directed in one direction and the other. In this case, the forces exerted in one direction have a radius of action that covers at least one throat length of 20 cm. To cope with most of these cases, electromagnetic forces of maximum value per unit volume between 5,000 and 120,000 N / m3 are suitable. But preferably, we limit ourselves

à des valeurs comprises entre 18.000 et 80.000 N/m3. at values between 18,000 and 80,000 N / m3.

Dans ces conditions, on constate que si l'on coule un métal non affiné initialement par un agent modificateur, on obtient une ébauche ayant des ségrégations moins marquées, peu de porosités à coeur et surtout Under these conditions, it is found that if a metal that is not initially refined is initially cast with a modifying agent, a blank is obtained with less pronounced segregations, little porosity in the core, and most importantly

un grain de fonderie fin et homogène. a fine and homogenous foundry grain.

L'invention concerne également un moyen pour créer les forces The invention also relates to a means for creating the forces

électromagnétiques nécessaires, à la réalisation du procédé. electromagnetic requirements for the realization of the process.

Ce moyen consiste à associer au moins un inducteur à champ glissant à la gorge de la roue dans la zone o le métal est en cours de This means consists in associating at least one sliding field inductor with the groove of the wheel in the zone where the metal is being formed.

solidification et plus particulièrement un moteur linéaire. solidification and more particularly a linear motor.

L'homme de l'art dans le domaine de l'électrotechnique connart l'existence plus que centenaire des inducteurs à champ magnétique glissant et notamment du moteur linéaire qui n'a suscité d'intérêt que depuis quelques années seulement, notamment dans ses applications à la traction ferroviaire. Ces moteurs linéaires sont de manière générale constitués par deux armatures magnétiques planes et immobiles, dites inducteurs dans Those skilled in the art in the field of electrical engineering know the existence of more than a century of inductive field magnetic field and in particular the linear motor which has aroused interest for only a few years, especially in its applications railway traction. These linear motors are generally constituted by two planar and immobile magnetic armatures, said inductors in

l'entrefer desquelles peut glisser une bande conductrice ou induit. the air gap from which can slide a conductive or induced band.

Plus précisément, les armatures ont une forme parallélépipédique et présentent sur leurs faces en regard des encoches dans lesquelles sont logés des enroulements électriques. Si ces enroulements, convenablement répartis, sont alimentés par un courant polyphasé, le champ magnétique principal et la force magnétomotrice se propagent suivant l'axe longitudinal de l'inducteur sous la forme d'une onde d'induction glissante à la vitesse linéaire Vc -Jk-1 o x est le nombre d'ondes etuJla pulsation du courant. Le flux magnétique correspondant traversant l'entrefer engendre dans l'induit des forces électromagnétiques et par suite des courants; le flux magnétique dérivant de ces courants glisse par rapport à l'inducteur et à l'induit, mais reste immobile par rapport More specifically, the reinforcements have a parallelepipedal shape and have on their facing faces notches in which are housed electrical windings. If these windings, suitably distributed, are powered by a polyphase current, the main magnetic field and the magnetomotive force propagate along the longitudinal axis of the inductor in the form of a sliding induction wave at the linear velocity Vc - Jk-1 ox is the number of waves and the pulsation of the current. The corresponding magnetic flux passing through the gap generates in the armature electromagnetic forces and consequently currents; the magnetic flux deriving from these currents slides with respect to the inductor and the armature, but remains motionless relative to

au flux principal.to the main flow.

L'intéraction de ces deux flux crée une poussée linéaire suivant l'axe longitudinal de l'inducteur qui est motrice lorsque la vitesse mécanique The interaction of these two flows creates a linear thrust along the longitudinal axis of the inductor which is driving when the mechanical speed

de l'induit est inférieure à celle Vc du champ. the armature is less than that Vc of the field.

De tels moteurs linéaires sont caractérisés en fonction du nombre d'enroulements qu'ils comportent, de la fréquence des courants électriques qui les alimentent et par leur pas polaire qui est égal à la demi-longueur Such linear motors are characterized according to the number of windings they contain, the frequency of the electric currents that feed them and their polar pitch which is equal to half the length.

d'onde d'induction.induction wave.

Les moteurs linéaires peuvent avoir des structures différentes de celle Linear motors may have different structures than

décrite ci-dessus.described above.

Ceux qui sont utilisés dans la présente invention ne comportent qu'un seul inducteur c'est-à-dire qu'il n'y a pas de circuit magnétique de retour et que les lignes d'induction se ferment dans l'air et dans le métal. Un tel inducteur, dans lequel l'induit est constitué par le métal en cours de solidification dans la gorge d'une roue de coulée, a pour effet de provoquer une poussée sur la partie liquide du métal et donc de le Those used in the present invention comprise only one inductor that is to say that there is no magnetic return circuit and that the induction lines are closed in the air and in the air. metal. Such an inductor, in which the armature is constituted by the metal being solidified in the groove of a casting wheel, has the effect of causing a thrust on the liquid part of the metal and therefore of the

déplacer par rapport à l'endroit qu'il occupait en l'absence de moteur. move relative to the place he occupied in the absence of engine.

De préférence, le ou les inducteurs à champ glissant ou moteur(s) sont conçus de manière à s'allonger sensiblement suivant la direction de déplacement de l'ébauche et au-dessus du ruban qui ferme la gorge en épousant la courbure de la roue. Mais, il est nécessaire que ces inducteurs soient placés le plus près possible du ruban afin que les Preferably, the sliding field or motor inductor (s) are designed to extend substantially in the direction of movement of the blank and above the ribbon which closes the groove by matching the curvature of the wheel. . But, it is necessary that these inductors are placed as close as possible to the ribbon so that the

forces générées s'exercent avec efficacité sur le métal. generated forces are exerted effectively on the metal.

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On a observé qu'une distance inducteur-ruban comprise entre 5 et 15 It has been observed that an inductor-ribbon distance of between 5 and 15

mm convenait parfaitement.mm was perfect.

Le ou les inducteurs sont alimentés en courant alternatif polyphasé et le ou les moteurs linéaires en courant alternatif triphasé. De préférence, la fréquence de ces courants est comprise entre 3 et 1000 Hz et plus précisément entre 16 et 500 Hz. Les moteurs ont un pas polaire The inductor or inductors are supplied with polyphase alternating current and the linear motor (s) with three-phase alternating current. Preferably, the frequency of these currents is between 3 and 1000 Hz and more precisely between 16 and 500 Hz. The motors have a polar pitch

compris entre 3 et 12 cm, ce pas pouvant être variable dans l'espace. between 3 and 12 cm, this step may be variable in space.

Le ou les inducteurs peuvent avoir leur poussée dirigée dans le sens de rotation de la roue de sorte que le métal liquide circule dans le même sens près du ruban et dans le sens inverse à proximité du fond de la gorge.Il est évident que ces sens de circulation sont inversés dans le cas o les inducteurs ont leur poussée dirigée dans le sens The inductor or inductors may have their thrust directed in the direction of rotation of the wheel so that the liquid metal flows in the same direction near the ribbon and in the opposite direction near the bottom of the throat. It is obvious that these senses in the case where the inductors have their directed thrust in the direction

opposé.opposite.

Mais il est aussi intéressant d'utiliser le ou les inducteurs de manière But it is also interesting to use the inductor (s) so

que la poussée s'exerce alternativement dans un sens puis dans l'autre. that the thrust is exerted alternately in one direction then in the other.

De même, l'invention conduit également à de bons résultats dans le cas o on utilise simultanément plusieurs inducteurs exerçant leur poussée Likewise, the invention also leads to good results in the case where several inductors exerting their thrust are simultaneously used.

dans un sens opposé à celui de leur(s) voisin(s). in a direction opposite to that of their neighbor (s).

Dans une configuration classique d'inducteur à champ glissant ou de moteur linéaire, les encoches et les enroulements ont une direction perpendiculaire à la direction de la poussée, soit, dans le cas de la présente invention, la direction de la coulée. Mais il est également possible de donner aux encoches et aux enroulements (qui restent toujours parallèles entre eux) une direction oblique par rapport à l'axe de la In a conventional sliding field or linear motor configuration, the notches and windings have a direction perpendicular to the direction of the thrust, ie, in the case of the present invention, the direction of casting. But it is also possible to give the notches and windings (which are always parallel to each other) an oblique direction relative to the axis of the

coulée. Il est clair que, dans ce cas également, la distance encoche- casting. It is clear that, in this case too, the notch distance

ruban doit rester constante, d'o toujours une forme courbe de l'inducteur. Dans cette situation, il apparaît une composante annexe des forces électromagnétiques dirigée perpendiculairement aux parois latérales de la gorge. Cette composante, associée A la composante principale, dans la direction de déplacement de l'ébauche, engendre Ribbon must remain constant, hence always a curved shape of the inductor. In this situation, there is an ancillary component of the electromagnetic forces directed perpendicularly to the side walls of the groove. This component, associated with the main component, in the direction of movement of the blank, generates

des mouvements à caractères hélicotdaux dans la gorge. spiral movements in the throat.

On a toutefois constaté que l'angle aigu entre la direction des encoches et la direction de déplacement de la roue devrait être comprise entre However, it has been found that the acute angle between the direction of the notches and the direction of travel of the wheel should be between

et 90 . and 90.

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Comme on l'a dit plus haut, les forces électromagnétiques sont d'autant plus efficaces que les inducteurs sont proches du ruban. Mais, la présence des boîtes à eau servant au refroidissement du ruban, empêche de réaliser cette disposition. C'est pourquoi, on a été obligé de supprimer certaines boites et de faire exercer aux inducteurs en plus de leur fonction As mentioned above, the electromagnetic forces are all the more effective as the inductors are close to the ribbon. But, the presence of water boxes for cooling ribbon, prevents this provision. That's why we had to remove some boxes and have the inductors exercise in addition to their function

électrique, une fonction de refroidissement du ruban. electrical, a ribbon cooling function.

Cela peut être obtenu en utilisant l'eau de refroidissement des inducteurs eux-mêmes ou encore en équipant les encoches des inducteurs avec des pulvérisateurs. De même, comme l'efficacité des forces électromagnétiques est d'autant plus grande que leur point d'application est proche de la busette, il est nécessaire dans certaines machines de coulée de supprimer la poulie de guidage du ruban à l'entrée et de la remplacer par un système de galets de manière à pouvoir placer l'inducteur le plus près possible This can be achieved by using the cooling water of the inductors themselves or by equipping the notches of the inductors with sprayers. Similarly, as the effectiveness of the electromagnetic forces is even greater than their point of application is close to the nozzle, it is necessary in some casting machines to remove the ribbon guide pulley at the entrance and replace it with a system of rollers so that the inductor can be placed as close as possible

de l'endroit o le métal liquide entre en contact avec la gorge. where the liquid metal comes into contact with the throat.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la figure jointe qui représente suivant une coupe perpendiculaire à l'axe de rotation et passant par le milieu de la gorge, une roue sur laquelle a été appliquée l'invention. On voit une roue 1 munie à sa périphérie d'une gorge 2 tournant dans le sens de la flèche 3 autour de l'axe 4. La gorge est fermée sur une fraction de sa longueur par un ruban 5 qui est guidé à l'entrée sur The invention will be better understood with the aid of the attached figure which shows in a section perpendicular to the axis of rotation and passing through the middle of the groove, a wheel on which the invention has been applied. We see a wheel 1 provided at its periphery with a groove 2 rotating in the direction of the arrow 3 about the axis 4. The groove is closed on a fraction of its length by a ribbon 5 which is guided at the entrance sure

la machine par une poulie 6 et à la sortie par une poulie 7. the machine by a pulley 6 and at the exit by a pulley 7.

Du métal liquide 8 est introduit dans la gorge au moyen d'une busette 9 d'alimentation et se solidifie progressivement au contact de la gorge Liquid metal 8 is introduced into the groove by means of a nozzle 9 and gradually solidifies in contact with the throat

et du ruban suivant un front 10 pour donner l'ébauche solide 11. and ribbon along a front 10 to give the solid blank 11.

Le refroidissement du ruban est obtenu par une projection 12 d'eau 13 émanant des boites 14 et 15 et des moteurs linéaires 16 et 17. Ces moteurs sont alimentés en courant triphasé 18 ayant pour effet de créer dans le métal 19 en cours de solidification des forces électromagnétiques s'exerçant suivant le sens de la flèche 20 de sorte que le métal se déplace dans le sens de la rotation de la roue au voisinage du ruban The cooling of the ribbon is obtained by a projection 12 of water 13 emanating from the boxes 14 and 15 and the linear motors 16 and 17. These motors are supplied with three-phase current 18 having the effect of creating in the metal 19 during solidification of electromagnetic forces acting in the direction of the arrow 20 so that the metal moves in the direction of rotation of the wheel in the vicinity of the ribbon

et dans le sens contraire au voisinage du fond de la gorge. and in the opposite direction near the bottom of the throat.

Il est évident que suivant la vitesse de rotation, la nature du métal coulé, l'intensité du refroidissement,la zone o le métal est en cours de solidification peut être plus ou moins longue et nécessiter la présence d'un ou de plusieurs moteurs linéaires qui se substituent aux boites à eau. L'invention peut être illustrée à l'aide de l'exemple d'application suivant: On a équipé une roue de coulée de 140 cm de diamètre, ayant une gorge de forme trapézoïdale de 5 cm de profondeur et de 5 cm de largeur du côté du ruban en acier inoxydable, de trois moteurs linéaires de 44 cm de long chacun, placés l'un à la suite de l'autre i partir de la busette sur une longueur de 140 cm et i une distance du ruban voisine de 8 mm. Ces moteurs étaient alimentés en courant triphasé de fréquence 50 Hz, sous une tension entre phases de 7,5 volts; ils avaient un pas It is obvious that depending on the speed of rotation, the nature of the cast metal, the intensity of the cooling, the zone where the metal is being solidified may be more or less long and require the presence of one or more linear motors. which replace the water boxes. The invention can be illustrated with the aid of the following application example: A casting wheel 140 cm in diameter was equipped with a trapezoidal groove 5 cm deep and 5 cm wide. the side of the stainless steel ribbon, three linear motors 44 cm long each, placed one after the other i from the nozzle over a length of 140 cm and a distance of the tape close to 8 mm . These motors were supplied with three-phase current of 50 Hz frequency, under a phase voltage of 7.5 volts; they had a step

polaire de 7,2 cm et étaient munis chacun de 36 encoches. fleece, each with 36 notches.

Les forces électromagnétiques maximales par unité de volume exercées The maximum electromagnetic forces per unit volume exerted

par chacun des moteurs étaient voisines de 36 000 N/m3. each engine was close to 36,000 N / m3.

On a coulé sur la roue ainsi équipée, un alliage d'aluminium i usage électrique contenant en poids 0,3 % Fe- 0,6 % Si et 0,7 % Mg. Un examen de l'ébauche a montré qu'elle ne présentait aucune ségrégation, ni porosité et que la taille des grains était de 80 pum en moyenne alors que par affinage i l'AT5B (alliage d'aluminium contenant en poids 5 % The wheel thus equipped was cast on an electric aluminum alloy containing by weight 0.3% Fe-0.6% Si and 0.7% Mg. A review of the draft showed no segregation or porosity, and grain size averaged 80 pum, while refining AT5B (aluminum alloy containing 5% by weight

de titane et 1 % de bore) cette taille était de 110 >m en moyenne. of titanium and 1% boron) this size was 110> m on average.

Cette ébauche a été transformée en fil sans aucun problème, ce qui montre This draft was transformed into a thread without any problem, which shows

l'intérêt du procédé selon l'invention. the interest of the method according to the invention.

Un autre intérêt de l'invention, c'est qu'on peut régler i volonté la taille des grains en jouant sur la valeur des forces électromagnétiques Another advantage of the invention is that the grain size can be adjusted by adjusting the value of the electromagnetic forces.

exercées.exercised.

Le tableau suivant en témoigne.The following table shows this.

Force électromagnétique par unité de volume 0 5 500 12 000 22 000 36 000 (N/m3) Taille de grains 300 165 150 100 80 (en pm) L'invention trouve son application notamment dans la fabrication de fils machine ou de fils à usage électrique ou encore de fils pour la soudure en alliages d'aluminium, ne contenant pas de borure de titane et possédant une meilleure tréfilabilité et une meilleure ductilité Electromagnetic force per unit volume 0 5 500 12 000 22 000 36 000 (N / m3) Grain size 300 165 150 100 80 (in pm) The invention finds application in particular in the manufacture of machine wires or special purpose wires electric or wire for welding aluminum alloys, not containing titanium boride and having better wire-drawing and better ductility

que ceux de l'art antérieur.than those of the prior art.

RVEIIDICATIONSRVEIIDICATIONS

1. Perfectionnement au procédé de solidification de métal liquide dans une roue de machine de coulée d'ébauches caractérisé en ce que l'on soumet le métal en cours de solidification dans la gorge de la roue à des forces électromagnétiques d'intensité variable et dont la direction d'action principale est parallèle à la direction du déplacement de l'ébauche. 2. Perfectionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on augmente l'intensité en fonction directe de la profondeur de la 1. Improvement in the liquid metal solidification process in a casting machine wheel characterized in that the metal being solidified in the throat of the wheel is subject to electromagnetic forces of variable intensity and of which the main direction of action is parallel to the direction of movement of the blank. 2. Improvement according to claim 1, characterized in that the intensity is increased as a direct function of the depth of the

gorge.throat.

3. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que au cours d'une même coulée on inverse périodiquement dans le temps le sens 3. Improvement according to claim 1 characterized in that during a same casting periodically reverses in time the direction

des forces.forces.

4. Perfectionnement selon la revendication 3 caractérisé en ce que la durée d'une période est comprise entre 0,04R/V et 0,4R/V o V est le 4. Improvement according to claim 3 characterized in that the duration of a period is between 0.04 R / V and 0.4 R / V where V is the

déplacement de l'ébauche et R le rayon de la roue. displacement of the blank and R the radius of the wheel.

5. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les forces sont simultanément dirigées dans un sens et dans l'autre en 5. Improvement according to claim 1 characterized in that the forces are simultaneously directed in one direction and the other in

différents endroits de la gorge.different places in the gorge.

6. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les forces maximales par unité de volume ont une valeur comprise entre 5000 6. Improvement according to claim 1 characterized in that the maximum forces per unit volume have a value between 5000

et 120.000 N/m3.and 120,000 N / m3.

7. Perfectionnement selon la revendication 6 caractérisé en ce que les forces maximales par unité de volume ont une valeur comprise entre 18.000 7. Improvement according to claim 6 characterized in that the maximum forces per unit volume have a value of between 18,000

et 80.000 N/m3.and 80,000 N / m3.

8. Perfectionnement selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on associe au moins un inducteur à champ glissant à la gorge de la roue 8. Improvement according to claim 1, characterized in that at least one sliding field inductor is associated with the groove of the wheel.

de coulée dans la zone o le métal est en cours de solidification. casting in the area where the metal is being solidified.

9. Perfectionnement selon la revendication 8 caractérisé en ce que 9. Improvement according to claim 8 characterized in that

l'inducteur à champ glissant est un moteur linéaire. the sliding field inductor is a linear motor.

10. Perfectionnement selon les revendications 8 et 9 caractérisé en 10. Improvement according to claims 8 and 9 characterized in

ce que l'inducteur à champ glissant s'allonge sensiblement suivant la direction de déplacement de l'ébauche au-dessus du ruban qui ferme la the sliding field inductor extends substantially in the direction of movement of the blank above the ribbon which closes the

gorge en épousant la courbure de la roue. throat by marrying the curvature of the wheel.

11. Perfectionnement selon les revendications 8 et 9 caractérisé en 11. Improvement according to claims 8 and 9 characterized in

ce que l'inducteur est placé à une distance du ruban comprise entre what the inductor is placed at a distance from the ribbon between

5 et 15 mm.5 and 15 mm.

12. Perfectionnement selon la revendication 8 caractérisé en ce que 12. Improvement according to claim 8 characterized in that

l'inducteur est alimenté en courant alternatif polyphasé. the inductor is supplied with polyphase alternating current.

13. Perfectionnement selon la revendication 9 caractérisé en ce que 13. Improvement according to claim 9 characterized in that

le moteur linéaire est alimenté en courant alternatif triphasé. the linear motor is powered by three-phase AC.

14. Perfectionnement selon les revendications 12 et 13 caractérisé en 14. Improvement according to claims 12 and 13 characterized in

ce que le courant a une fréquence comprise entre 3 et 1000 Hz. that the current has a frequency between 3 and 1000 Hz.

15. Perfectionnement selon la revendication 14 caractérisé en ce que 15. Improvement according to claim 14 characterized in that

la fréquence est comprise entre 16 et 500 Hz. the frequency is between 16 and 500 Hz.

16. Perfectionnement selon la revendication 9 caractérisé en ce que 16. Improvement according to claim 9 characterized in that

le moteur linéaire a un pas polaire compris entre 3 et 12 cm. the linear motor has a polar pitch of between 3 and 12 cm.

17. Perfectionnement selon la revendication 16 caractérisé en ce que 17. Improvement according to claim 16 characterized in that

le pas polaire est variable.the polar pitch is variable.

18. Perfectionnement selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'eau de refroidissement de l'inducteur est utilisée au refroidissement 18. Improvement according to claim 9 characterized in that the cooling water of the inductor is used in cooling

du ruban.ribbon.

19. Perfectionnement selon la revendication 9 caractérisé en ce que 19. Improvement according to claim 9 characterized in that

l'on équipe les encoches des moteurs avec des pulvérisateurs. the notches of the engines are equipped with sprayers.

20. Perfectionnement suivant les revendications 8 et 9 caractérisé en 20. Improvement according to claims 8 and 9 characterized in

26 1 422226 1 4222

ce que l'axe des encoches est oblique par rapport à la direction de that the axis of the notches is oblique with respect to the direction of

déplacement de l'ébauche.moving the blank.

21. Perfectionnement suivant la revendication 20 caractérisé en ce que l'angle aigu entre l'axe des encoches et la direction de déplacement 21. Improvement according to claim 20 characterized in that the acute angle between the axis of the notches and the direction of displacement

de l'ébauche est compris entre 45 et 90 . of the blank is between 45 and 90.