FR2587366A1

FR2587366A1 - Procede de preparation d'un lingot a partir de residus metalliques

Info

Publication number: FR2587366A1
Application number: FR8607890A
Authority: FR
Inventors: Yoshiharu Mae; Tsutomu Oka
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1987-03-20
Anticipated expiration: 2006-06-02
Also published as: US4681627A; GB8613366D0; GB2178059A; DE3618531A1; FR2587366B1; DE3618531C2; GB2178059B

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PRODUCTION D'UN LINGOT A PARTIR DE RESIDUS METALLIQUES EN FAISANT FONDRE LES RESIDUS DANS UN FOUR DE FUSION SOUS VIDE OU UN FOUR DE FUSION A ARC DU TYPE A ELECTRODES CONSOMMABLES PUIS EN SOLIDIFIANT LE PRODUIT FONDU DANS UN MOULE REFROIDI A L'EAU EN UN LINGOT. SELON L'INVENTION, LES RESIDUS METALLIQUES SONT INTRODUITS DANS UN ORGANE TUBULAIRE 2 AYANT UNE EXTREMITE FERMEE QUI EST FAIT DU MEME MATERIAU QUE CELUI DES RESIDUS 1 ET L'ORGANE 1 EST CHAUFFE EN ETANT MAINTENU HORIZONTALEMENT DANS UN FOUR DE FUSION SOUS VIDE ET SUBSEQUEMMENT LE PRODUIT FONDU RESULTANT S'ECOULE DANS LE MOULE REFROIDI A L'EAU 8 OU IL SE SOLIDIFIE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA METALLURGIE.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de préparation d'un lingot

à partir de résidus métalliques, en particulier de résidus consistant en métaux réfractaires tels que du titane, du zirconium et leurs alliages, soit par fusion dans un four de fusion sous vide avec un faisceau d'électrons ou un faisceau d'électrons en plasma ou par fusion dans un four de fusion à arc en utilisant

des électrodes consommables formées des résidus métalliques.

Deux méthodes sont principalement employées de nos jours pour préparer des lingots de résidus métalliques fondus de métaux réfractaires tels que le titane, le zirconium et leurs alliages. Dans une méthode, des résidus

sous la forme de copeaux ou de petits morceaux sont intro-

duits dans le foyer d'un four de fusion sous vide et sont forcés à fondre par application d'un faisceau d'électrons ou d'un faisceau d'électrons en plasma, et la masse puddlée fondue dans le foyer est transférée à un moule refroidi à l'eau et le moulage solidifié est retiré du fond du moule. Dans la seconde méthode, on emploie une fusion à l'arc avec une électrode consommable formée des résidus métalliques en suspension dans un creuset en cuivre refroidi à l'eau: un arc en courant continu est produit entre l'extrémité de l'électrode et le produit en fusion ensemencé dans le creuset et tandis que l'électrode fond graduellement, elle tombe dans le creuset et s'accumule en son fond; la masse fondue se solidifie à partir du fond

vers le haut en un lingot.

Cependant, ces méthodes posent divers problèmes.

Dans la première méthode utilisant un faisceau d'électrons ou un faisceau d'électrons en plasma dans un four de fusion sous vide, les résidus doivent être gradués selon la dimension. De plus, cette méthode ne permet de traiter que les résidus de petite dimension compris entre les copeaux et les petits morceaux et il faut beaucoup de

temps pour obtenir des résidus d'une dimension uniforme.

En bref, la première méthode est désavantageuse par le fait qu'elle ne permet de traiter qu'une plage limitée de résidus. Dans la seconde méthode qui dépend de la fusion à l'arc en utilisant une électrode consommable, le procédé de fabrication de l'électrode doit être modifié selon la dimension des résidus et cela nécessite de graduer les résidus. Les résidus sous la forme de copeaux ou de petits morceaux nécessitent l'étape supplémentaire de les presser, et les copeaux d'une dimension moyenne doivent être découpés en plus petite dimension avant d'être pressés. Par conséquent, il faut un certain nombre d'étapes et du temps pour la fabrication d'une électrode consommable.

Les présents inventeurs ont par conséquent effec-

tué des efforts concertés pour résoudre les problèmes ci-dessus mentionnés et ont trouvé que ces problèmes pouvaient être éliminés par l'une des méthodes suivantes: dans une méthode, les résidus métalliques non triés de

diverses dimensions sont introduits dans un organe tubu-

laire ayant une extrémité fermée, qui est formé du même matériau que les résidus métalliques, et cet organe tubulaire, tout en étant maintenu horizontalement dans un four de fusion sous vide, est fondu dans un faisceau d'électrons ou un faisceau d'électrons en plasma; dans l'autre méthode, deux organes tubulaires remplis des résidus métalliques sont utilisés sous la forme d'une

paire d'électrodes consommables qui sont placées en rela-

tion face à face de manière qu'un arc soit produit entre les extrémités des électrodes pour faire fondre les

résidus métalliques dans les tubes.

Les présents inventeurs ont continué leur étude et ont obtenu les observations supplémentaires suivantes: (1) Si, au lieu de l'organe tubulaire, on utilise un caisson avec son sommet ouvert, dont la forme est telle que celle formée en coupant un tube de section transversale polygonale en direction axiale, les résidus métalliques peuvent être facilement introduits dans le caisson à partir du haut. L'état dans lequel les résidus sont tassés dans le caisson peut être inspecté, à l'oeil nu, et les

résidus peuvent être introduits à volonté dans toute.

partie du caisson de façon à obtenir un garnissage uni-

forme et dense avec une grande facilité. Les avantages supplémentaires- de l'utilisation de ce caisson avec son sommet ouvert résident dans le fait que le caisson peut être fabriqué avec moins de matériau que ce qui est requis pour obtenir un tube et que l'on réalise une réduction

considérable du prix de fabrication.

(2) Si le matériau du caisson n'est pas le même que celui des résidus métalliques à y introduire, les impuretés changeront la composition finale du lingot formé d'un mélange fondu des résidus et du caisson. Cependant, si la variation résultante de la composition du lingot est dans des limites tolérables, le caisson ne doit pas

nécessairement être formé d'un matériau qui est complète-

ment identique à celui des résidus métalliques, à condition que ce matériau contienne au moins l'un des composants

qui sont présents dans le résidu métallique.

La présente invention a été accomplie sur la base des découvertes cidessus. Selon un aspect, l'invention se rapporte à un procédé de production' d'un lingot à partir de résidus métalliques en faisant d'abord fondre les résidus dans un four de fusion sous vide ou un four de fusion à arc du type à électrodes consommables puis en solidifiant le produit fondu dans un moule refroidi à l'eau en un lingot, o 1) les résidus métalliques sont introduits dans un organe tubulaire ayant une extrémité fermée qui est fait du même matériau que les résidus, et cet organe tubulaire est chauffé -par un faisceau d'électrons

ou un faisceau d'électrons en plasma à partir de l'extré-

mité fermée vers l'autre extrémité, l'organe tubulaire étant maintenu horizontalement dans un four de fusion sous vide, et subséquemment le produit fondu résultant est forcé à s'écouler dans le moule refroidi à l'eau o il se solidifie; ou 2) les résidus métalliques sont introduits dans deux organes tubulaires, chacun ayant une extrémité fermée qui est forméedu même matériau que les résidus, un arc est produit entre les extrémités fermées desdits deux organes tubulaires, servant d'électrodes consommables qui sont maintenus horizontalement dans un four de fusion à arc, et le produit fondu résultant est forcé à s'écouler dans le moule refroidi à l'eau o il se solidifie; à condition qu'en 1) ou 2) le produit fondu puisse être temporairement maintenu dans un foyer avant de déborder

dans le moule.

Selon un autre aspect, la présente invention se rapporte à un procédé de production d'un lingot à partir de résidus métalliques en faisant d'abord fondre les résidus dans un four de fusion sous vide ou un four de fusion à arc du type à électrodes consommables puis en solidifiant le produit fondu dans un moule refroidi à l'eau en un lingot: o 1) les résidus métalliques sont introduits dans un caisson ayant son sommet ouvert, ledit caisson contenant au moins l'un des composants présents dans lesdits résidus métalliques, ledit caisson ayant une forme telle que celle qui est formée en découpant un organe tubulaire d'une section transversale polygonale en direction axiale, ledit caisson ayant un organe de maintien à l'une ou ses deux extrémités ou n'ayant pas cet organe de maintien à ses extrémités, ledit caisson est chauffé par un faisceau d'électrons ou faisceau d'électrons en plasma à partir d'une extrémité vers l'autre extrémité, ledit caisson étant maintenu horizontalement dans un four de fusion sous vide, et subséquemment le produit fondu résultant est forcé à s'écouler dans le moule refroidi à l'eau o il se solidifie; ou 2) les résidus métalliques sont introduits dans deux paires de caissons ou plus ayant les caractéristiques définies en 1), un arc est produit entre les extrémités de chacun des deux caissons servant

d'électrodes consommables qui sont maintenus horizontale-

ment dans un four de fusion à arc, et subséquemment le produit fondu résultant est forcé à s'écouler dans le moule refroidi à l'eau o il se solidifie; à condition qu'en 1 ou 2), le produit fondu puisse être temporairement maintenu dans un foyer avant de déborder dans ledit

moule refroidi à l'eau.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - les figures 1 à 3 sont des vues latérales illustrant la formation d'un lingot selon le principe de la présente invention, o les figures 1 et 2 montrent l'opération du procédé de fusion sous vide utilisant un faisceau d'électrons ou un faisceau d'électrons en plasma en tant que source de chauffage et la figure 3 montre l'opération du procédé de fusion à l'arc utilisant deux électrodes consommables; et - la figure 4 est une vue en perspective montrant un exemple du caisson que l'on peut utiliser dans la

présente invention.

Comme cela est illustré sur la figure 1 qui montre la fabrication d'un lingot à partir de résidus métalliques par le procédé de fusion sous vide o est incorporé le concept de la présente invention, des résidus non triés 1 de diverses dimensions sont introduits dans un organe tubulaire 2 ayant une extrémité fermée 2a; alors qu'il est maintenu horizontalement sur un moule 8 refroidi à l'eau dans un four de fusion sous vide, le tube est forcé à avancer par incréments dans une zone 5 o règnent de hautes températures par suite du chauffage par un faisceau d'électrons ou un faisceau d'électrons en plasma 3; les résidus métalliques 1 fondent en même temps que le tube 2 et le produit fondu résultant s'écoule dans le moule 8 pour former une masse fondue 7 à la partie supérieure du moule, tandis que le produit fondu se solidifie à la partie inférieure du moule pour former un

lingot 9.

La figure 2 montre un mode de réalisation o le produit fondu des résidus et du tube est temporairement maintenu dans un foyer avant que le produit surnageant ne

déborde dans le moule refroidi à l'eau. Plus particulière-

ment, les résidus métalliques 1,qui ont fondu en même temps que le tube 2, s'écoulent dans un foyer 6 o une masse fondue 7 se forme et le produit surnageant de la masse 7 peut continuellement déborder du foyer 6 dans le moule 8 refroidi à l'eau. De nouveau, une masse fondue 7 se forme à la partie supérieure du moule 8 tandis que le produit fondu à la partie inférieure du moule est refroidi pour se solidifier en un lingot 9. Le procédé montré sur la figure 2 est efficace pour produire un lingot qui est exempt de carbure de tungstène ou toute autre des impuretés lourdes initialement présentes dans

les résidus 1.

La figure 3 est un schéma de la fabrication de lingots par le procédé de fusion à l'arc employant des é-ei-ectrades-=vnsuommabi-es-formées de l'organe tubulaire décrit en se référant aux figures 1 et 2. Les organes tubulaires 2 garnis de résidus 1 sont placés côte à côte

de manière que leurs extrémités fermées 2a se fassent face.

Les tubes servant d'électrodes consommables sont avancés horizontalement sur un moule refroidi à l'eau tel qu'un moule en cuivre 8 refroidi à l'eau, et un arc 4 est formé entre les extrémités des électrodes. Les résidus métalliques 1 dans les électrodes fondent en même temps que les tubes 2 et s'écoulent dans le moule 8 pour former une masse fondue 7 à la partie supérieure du moule tandis que le produit fondu à la partie inférieure du moule est

refroidi pour se solidifier en un lingot 9.

L'organe tubulaire peut avoir toute forme en

section transversale mais une forme circulaire ou rectan-

gulaire est préférable. L'organe tubulaire est fermé à une ou deux extrémités pour empêcher le gaspillage des résidus en tout moment pendant l'intervalle entre chaque opération

de chargement et la fusion des résidus dans le four.

L'organe tubulaire peut être fermé par tout organe capable de remplir ce but. Si par exemple la dimension des résidus est assez importante, l'organe de fermeture peut être perforé pour former un filet ou grille ou bien il peut être pourvu de fentes. L'organe de fermeture est usuellement prévu à une extrémité de l'organe tubulaire mais, si nécessaire, il peut être prévu aux deux extrémités

du tube.

Après fusion de l'organe de fermeture du tube, une partie des résidus dans le tube qui doivent fondre peut s'écouler dans la masse fondue qui se forme à la partie supérieure du moule refroidi à l'eau bien que cela soit un cas très rare. Cependant, les résidus qui sont tombés sont d'une dimension comparativement petite et fondront rapidement dans la masse fondue qui est chauffée par un faisceau d'électrons, un faisceau d'électrons en

plasma ou un arc chaud.

Afin d'atteindre un taux supérieur de production, plus d'un organe tubulaire rempli de résidus peut être introduit dans la zone de chauffage 5 simultanément. Pour la même raison, deux paires ou plus d'organes tubulaires remplis de résidus peuvent être utilisées comme électrodes

consommables dans une fusion à l'arc.

Selon un autre aspect de la présente invention, un caisson avec son sommet ouvert remplace l'organe tubulaire ayant une extrémité fermée en tant qu'organe

qui peut être garni de résidus métalliques.

On décrira d'abord le matériau du caisson.

Le caisson chargé de résidus fondra en même temps que les résidus métalliques et entrera dans la masse du lingot finalement obtenu, provoquant ainsi des variations de sa qualité. Afin d'éviter complètement ce problème, le caisson est de préférence fait du même matériau que celui des résidus. Cependant, dans l'opération réelle de fabrication de lingots, la charge de résidus se compose quelquefois d'un mélange de deux compositions légèrement différentes ou plus, et une certaine variation est possible pour la composition du lingot produit. Etant donné ces faits, le matériau du caisson n'a pas à être totalement identique à celui des résidus tant que la variation introduite dans la composition du lingot par l'entrée du caisson non fondu n'est pas en dehors des limites requises de la composition du lingot. En d'autres termes, si la variation provoquée par l'entrée du caisson non fondu est dans la plage permissible pour la composition du lingot, il suffit que le caisson contienne au moins l'un des composants initialement présents dans les résidus métalliques. Le caisson peut avoir toute forme en section transversale qui équivaut à un polygone avec un ou plusieurs côtés retirés. Usuellement, un caisson ayant une section transversale en forme de U comme cela est montré en 11 sur la figure 4 est de préférence utilisé parce qu'il est

_facile à fabriquer et à manipuler.

Le caisson est pourvu d'un organe de retenue, soit à une extrémité ou à ses deux extrémités comme cela est montré en lia sur la figure 4, afin d'empêcher le gaspillage des résidus en tout moment pendant l'intervalle entre chaque opération de chargement et la fusion des résidus dans le four. L'organe de retenue peut être de tout type capable d'atteindre ce but. Une plaque est typiquement employée mais si la dimension des résidus est assez importante, la plaque peut être perforée pour former un filet ou une grille ou alternativement elle peut être pourvue de fentes. S'il n'y a pas de possibilité de gaspillage des résidus, l'organe de retenue peut être prévu à une seule extrémité du caisson ou bien il peut

être totalement éliminé.

Le caisson peut être fabriqué par toute méthode mais usuellement on l'obtient en soudant des plaques en

métal laminé à chaud et décapé à une forme souhaitée.

Cette méthode d'assemblage est avantageuse par le fait que le caisson peut être fabriqué de plaques en métal qui ne sont pas aussi larges que ce qui est nécessaire pour la fabrication d'un tube rond. Le caisson présente l'avantage supplémentaire qu'il pourrait être fabriqué sans employer

de laminage à chaud ou autre traitement à chaud nécessi-

tant un contrôle strict de la température.

On décrira ensuite la fabrication de lingots. Les méthodes décrites en se référant aux figures 1 à 3 peuvent être employées pour produire un lingot à partir des résidus métalliques en utilisant le caisson avec son sommet ouvert au lieu d'un organe

tubulaire en tant que moyen de retenue des résidus.

S'il n'y a pas de possibilité que les résidus glissent ou roulent vers le bas hors du caisson pendant les opérations de fusion, le caisson peut être placé de toute façon et le terme "horizontal" utilisé dans cette

description est pris pour indiquer non seulement la

position complètement horizontale mais également une

position "généralement horizontale".

Afin d'atteindre une plus haute productivité, plus d'un caisson peut être introduit dans la zone de chauffage 5 simultanément ou bien plus d'une paire de caissons peuvent être placés côte à côte de manière qu'un arc 4 soit produit entre les extrémités de chacune des

deux électrodes.

Les méthodes de la présente invention sont avanta-

geusement utilisées à la production de lingots à partir de résidus de métaux réfractaires tels que du titane, du zirconium et leurs alliages. Cependant, on comprendra qu'elles s'appliquent à des résidus de tous autres métaux qui sont appropriés pour le traitement soit par fusion sous vide en utilisant un faisceau d'électrons ou un faisceau d'électrons en plasma ou par fusion à l'arc avec

des électrodes consommables.

La présente invention sera décrite ci-dessous

en se référant aux exemples suivants.

Exemple 1 On a prévu un tube (Ti-6%, Al-4%, V) ayant une extrémité fermée; il mesurait 60 mm de côté, 1.200 mm de long et 1 mm d'épaisseur. Le tube était rempli de résidus d'un alliage de titane ayant la même composition que le tube, les résidus se composaient de copeaux d'une dimension comprise entre 10 mm et 40 mm de côté. Le poids total du tube chargé de copeaux était de 10,4 kg et le rapport de remplissage derésidus était de 53%. Le tube a été placé horizontalement dans un four de fusion à faisceau de plasma montré sur la figure 1; le tube a été irradié d'un faisceau d'électrons en plasma sous vide (0,0133 mbars) pour former un lingot cylindrique (115 mm de diamètre x 220 mm de long) à une tension de la torche à plasma de 35 volts et à un courant de la torche de 800 ampères, avec le tube avançant à raison de 0,4 cm/mn. Les analyses de composition de la charge de résidus et du lingot produit sont montrées au

Tableau 1.

Tableau 1

Composition (% en poids) Al V Fe 0 C N H Y Autres Ti Résidus 6,24 4,03 0, 171 0,145 0,005 0,006 0,007 <0,003 <0,40 reste haut 6,20 4,10 0,175 0,150 0,006 0,007 0,002 <0,003 < 0,40 reste lingot milieu 6,15 4,00 0,170 0, '140 0,005 0,005 0,001 <0,003 <0,40 reste bas 6,22 4,05 0,165 0,148 0,006 0,005 0,001 <0,003 <0,40 reste Ln U1 0% CC? Ox os

Exemple 2

Un tube ayant la même composition d'alliage et les mêmes dimensions qu'à l'Exemple i a été prévu. Le tube a été rempli de résidus d'un alliage de titane ayant la même composition que le tube; les résidus étaient un mélange de diverses dimensions partant de copeaux de 40 mm de côté. Le poids total du tube chargé des résidus était de 9,9 kg et le rapport de remplissage des résidus était de 51%. le tube a été placé horizontalement dans un four de fusion à faisceau de plasma avec deux torches de plasma comme montré sur la figure 2; le tube a été irradié d'un faisceau d'électrons en plasma sous vide (0,0133 mbar) pour produire unie,, assefudu-e-dans le rfoyer à une tension de la torche au plasma de 36 volts et un courant de la torche

de 500 ampères, avec le tube avançant à raison de 0,35 cm/mn.

Le produit fondu a débordé du foyer dans un moule en cuivre refroidi à l'eau o il s'est refroidi pour se solidifier en un lingot cylindrique (115 mm de diamètre x 200 mm de long). Les analyses de composition de la charge de résidus

et du lingot produit sont montrées au Tableau 2.

Le lingot (environ 9,5 kg) formé du tube et des résidus dont le poids atteignait environ 10 kg au total, ne contenait pas de carbure de tungstène provenant des outils de coupe. Par ailleurs, le résidu dans le foyer s'est révélé contenir deux copeaux de carbure de tungstène

qui étaient probablement des fragments des outils de coupe.

Tableau 2

i Composition ( % en poids) I _ Al V Fe 0 C N H Y autres Ti Résidus 6,24 4,03 0,171 0,145 0,005 0,006 0,007 < 0,003 < 0,40 reste haut 6,21 4,11 0, 175 0,140 0,004 0,005 0,001 - 0,003 < 0,40 reste lingot milieu 6,18 4,05 0,168 0,142 0,004 0,006 0,001 < 0,003 <0,40 reste bas 6,14 3,98 0,168 0, 141 0,003 0,004 0,001 < 0,003 < 0,40 reste Mn Co N0 o' o0

Exemple 3

Deux tubes ayant la même composition d'alliage et les mêmes dimensions que celles spécifiées à l'Exemple 1 ont été prévus. Chaque tube a été rempli de résidus d'un alliage de titane ayant la même composition que le tube; les résidus se composaient de copeaux d'une dimension comprise entre 10 mm et 400mm de côté. Le poids total de chaque tube

rempli de résidus était de 11,3 kg et le rapport de rem-

plissage des résidus était de 58%. Les deux tubes ont été agencés côte à côte dans un four de fusion à l'arc de façon que leurs extrémités fermées se fassent face comme le montre la figure 3; l'arc a été produit entre les extrémités de ces électrodes consommables sous vide 00266 mbar) a une tension de 40 volts et un courant de 2.000 ampères; et un lingot cylindrique (115 mm de diamètre x 400 mm de long) a été produit à partir des électrodes fondues. Les analyses de composition de la charge de

résidus et du lingot produit sont montrées au Tableau 3.

Tableau 3

Résidus I Composition ( % en poids) Al V Fe O 0 C N H Y autres Ti 6,24 4, 03

0,171 0,145

0,005 0,006 0,007

< 0,003

<0,40 reste haut 6,22 4,00 0,170 0,150 0,006 0,005 0,001 < 0,003 < 0,40 reste lingot milieu 6,19 3,98 0,178 0,148 0,004 0,004 0,001 < 0,003 < 0, 40 reste bas 6,18 4,05 0,174 0,145 0,003 0,004 0,001 < 0,003 <0,40 reste cn rIl co os os

Exemple 4

Un caisson en titane pur ayant la forme montrée sur la figure 4 et fermé à ses deux extrémités a été prévu. Le caisson en titane pur du commerce mesurait 350 mm de large, 600 mm de haut, 2.400 mm de long et 3 mm d'épaisseur de plaque et pesait 54 kg. Le caisson a été chargé de résidus d'un alliage de titane (Ti 6%, Al 4%, V) qui était un mélange de diverses dimensions comprises entre 5 mm de côté jusqu'aux dimensions d'environ 150 mm x 150 mm x 400 mm (35 kg de poids). Le poids total du caisson était de 1.600 kg et le rapport de remplissage était de 74%. Le caisson a été placé horizontalement dans un four de fusion par faisceau de plasma montré sur la figure 1, et irradié d'un faisceau d'électrons en plasma sous vide (0,0133 mbar) pour produire un lingot cylindrique (440 mm de diamètre x 2.100 mm de long; environ 1,4 tonnes de poids) à une sortie de plasma de 500 kW, le caisson

avançant à raison de 2 cm/mn.

Dans l'opération ci-dessus décrite, les résidus de titane ont pu être introduits uniformément dans le caisson à un rapport élevé de remplissage. Par conséquent, on a pu faire fondre les résidus et le caisson à une allure constante, avec les avantages qui en résultent de contr6ôle facile de l'opération de fusion, réduction de sa durée et

moindre consommation de puissance.

Les analyses de composition de la charge de résidus

et du lingot produit sont résumées au Tableau 4.

Tableau 4

Composition (% en poids) Al V Fe 0 C N H Y autres Ti Résidus 6,15-6,25 4, 00-4,15 0,16-0,17 0,14-0,17 0,005-0,00O9 0,005-0,008 0,005-0,00' <0,001 <0,30 reste haut 6,17 4,02 0,155 0,15 0,007 0,005 0,001 <0,001 <0,30 reste lingot milieu 6,15 4,05 0,163 0,15 0,008 0,006 0,001 <0,001 <0,30 reste bas 6,13 3,98 0,164 0,15 0,006 0,005 0,001 < 0,001 (0,30 reste I FJ --j <>4 Les résidus ont été dilués avec le caisson en Ti

pur à 3,4% seulement, donc la composition du lingot finale-

ment obtenu était totalement exempte des effets de la

composition du matériau du caisson.

Un tube avec une extrémité fermée, ayant les mêmes dimensions que celles du caisson a été prévu et rempli des résidus de la même dimension et de la même analyse de composition qu'employées ci-dessus. Le rapport

de remplissage des résidus était d'environ 50%.

Comme on peut le comprendre par la description

qui précède, la production de lingots de la présente invention o l'on utilise un organe tubulaire et un support de résidus permet d'éliminer la nécessité de graduation des résidus selon la dimension et permet la fusion de résidus consistant en un mélange de dimensions très variables, élargissant ainsi la plage des chargesdes résidus métalliques dont on peut produire un lingot. Si le produit fondu des résidus et de l'organe tubulaire est maintenu temporairement dans un foyer avant que le liquide surnageant ne déborde dans un moule refroidi à l'eau, on peut obtenir un lingot exempt de carbure de tungstène ou de toute autre impureté lourde. S'il n'y a aucune de ces impuretés dans les résidus, le produit fondu peut s'égoutter directement dans le moule sans utiliser le foyer, et cette méthode

est efficace pour réduire la consommation de puissance.

L'organe tubulaire peut être remplacé par un caisson avec sommet ouvert, et l'utilisation de ce caisson permet aux résidus d'être facilement et régulièrement introduits tout en conservant les avantages de l'utilisation de l'organe tubulaire. Si le caisson est utilisé dans la fusion sous vide avec un faisceau d'électrons ou un faisceau d'électrons en plasma, on peut obtenir une allure constante de fusion; si une ou plusieurs paires des caissons sont employées en tant qu'électrodes consommables dans la fusion à l'arc, on peut produire un arc uniforme entre les extrémités de chacune des deux électrodes. Dans chaque méthode, le caisson permet un rapport élevé de remplissage des résidus et offre une meilleure efficacité de fusion

et une plus grande facilité des opérations de fusion.

Dans les méthodes de la présente invention, les résidus fondent d'abord dans l'organe tubulaire ou caisson, puis s'écoulent dans le moule refroidi à l'eau sous la forme de globules liquides et le lingot obtenu

ne contient aucune portion des résidus restant non dissoute.

Par conséquent, la présente invention permet de produire un lingot sain par une seule opération de fusion, au lieu des deux ou trois opérations nécessaires jusqu'à maintenant

dans les méthodes de l'art antérieur.

Pour les raisons indiquées ci-dessus, la présente invention offre des méthodes industriellement utiles de

production de lingots à partir de résidus métalliques.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1.- Procédé de production d'un lingot à partir de résidus métalliques en faisant d'abord fondre les résidus dans un four de fusion sous vide ou un four de fusion à arc du type à électrodes consommables puis en solidifiant le produit fondu dans un moule refroidi à l'eau en un lingot, caractérisé en ce que 1) les résidus métalliques sont introduits dans un organe tubulaire ayant une extrémité fermée qui est fait du même matériau que les résidus, et ledit organe tubulaire est chauffé par un faisceau d'électrons ou un faisceau d'électronsen plasma à partir de ladite extrémité fermée vers l'autre extrémité, ledit organe tubulaire étant maintenu horizontalement dans un four de fusion sous vide, et subséquemment le produit fondu résultant est forcé à s'égoutter dans le moule refroidi à l'eau o il se solidifie;ou 2) les résidus métalliques sont introduits dans deux organes tubulaires, chacun ayant une extrémité fermée, qui sont faits du même matériau que celui des résidus, un arc est produit entre les extrémités fermées desdits deux organes tubulaires servant d'électrodes consommables qui sont maintenus horizontalement dans un four de fusion à l'arc, et le produit fondu résultant est forcé à s'écouler dans le moule refroidi à l'eau o il se solidifie; à condition qu'en 1) ou 2) le produit fondu puisse être temporairement retenu

dans un foyer avant de déborder dans le moule.

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les résidus métalliques précités sont formés de

titane, de zirconium ou un alliage.

3.- Procédé de production d'un lingot à partir de résidus métalliques en faisant d'abord fondre les résidus dans un four de fusion sous vide ou un four de fusion à arc du type à électrodes consommables puis en solidifiant le produit fondu dans un moule refroidi à l'eau en un lingot, caractérisé en ce que 1) les résidus métalliques sont introduits dans un caisson dont le sommet est ouvert, ledit caisson contenant au moins l'un des composants présents dans lesdits résidus métalliques, ledit caisson ayant une forme telle que celle qui est formée en coupant un organe tubulaire de section transversale polygonale dans sa direction axiale, ledit caisson ayant un organe de maintien à l'une ou à ses deux extrémités ou n'ayant cet organe de maintien à aucune de ses extrémités, ledit caisson étant chauffé avec un faisceau d'électrons ou un faisceau d'électrons au plasma à partir d'une extrémité vers l'autre extrémité, ledit caisson étant maintenu horizontalement dans un four de fusion sous vide et subséquemment le produit fondu résultant est forcé à s'écouler dans le moule refroidi à l'eau o il se solidifie;ou 2) les résidus métalliques sont introduits dans deux ou plusieurs paires de caissons ayant les caractéristiques définies en 1), un arc est produit entre les extrémités de chacun desdits deux caissons

servant d'électrodes consommables qui sont maintenus Horizon-

talement dans un four de fusion à arc, et subséquemment le produit fondu résultant est forcé à s'écouler dans le moule refroidi à l'eau o il se solidifie; à condition qu'en 1) ou 2) le produit fondu puisse être temporairement retenu dans un foyer avant de déborder dans ledit moule refroidi

à l'eau.

4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les résidus métalliques précités sont formés de

titane, zirconium ou un alliage.