BE1000921A6 - Procede de coulee continue d'un metal fondu. - Google Patents

Abstract

Procédé de coulée continue d'un métal fondu, dans lequel on introduit un agent lubrifiant dans la lingotière à traves au moins un orifice de passage ménagé dans la paroi de cette lingotière. On utilise un agent lubrifiant sous la forme de billes sensiblement sphériques dont le diamètre n'est pas supérieur à 1,5 mm, et est de préférence compris entre 20 um et 800 um. Les billes sont constituées de verre, et de préférence d'un verre sodo-calcique. L'agent lubrifiant présente une température de début de ramollissement comprise entre 400 degrés C et 800 degrés C.

Description

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  Procédé de coulee continue d'un métal fondu. 



  La presente invention concerne un   procede   de coulée continue d'un métal fondu, particulièrement mais non exclusivement de L'acier. 



  La coulee continue est une méthode de coulée, connue depuis Longtemps, qui consiste ä couler un métal fondu, sans interruption dans une lingotière sans fond. Les parois de La Lingotière sont refroidies energiquement ; il en résulte un refroidissement rapide du métal coule et la formation d'une peau solidifiée dont l'épaisseur augmente Åa mesure que te métaL progresse dans la Lingotière. A la sortie de cette derniere, Le Lingot partiellement solidifie traverse une zone, dite de refroidissement secondaire, où il poursuit et   acheve   sa solidification. Pour faciliter La progression du Lingot, la lingotière est generalement animée d'un mouvement de vibration suivant La direction de son axe longitudinal. 



  La solidification superficielle du métal dans La Lingotiere entraine La mise en presence de deux surfaces métalliques differentes, se trouvant à des temperatures differentes et animées l'une par rapport ä l'autre d'un mouvement discontinu. La zone de contact de ces surfaces est le siege de sérieux problemes de frottement. 

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  Pour favoriser La progression du métal dans La lingotière, il est de pratique courante de lubrifier celle-ci au moyen d'une poudre, Åa point de fusion relativement bas, que   L'on   depose sur la surface supérieure du métal coulé dans La Lingotière. Sous l'effet de La haute temperature du métal fondu, la poudre contenant un agent Lubrifiant fond et s'écoule entre La paroi de   de La Lingotière   et Le metaL en train de se solidifier. IL peut cependant arriver que la pcudre fondue perde totalement ou partieLLement ses propriétés, et notamment sa fluidité avant d'atteindre La partie   inferieure   de La lingotière. Ce phenomene peut être   dü,   par exemple, ä l'entraînement de particules solides provenant du métal coulé.

   Ces particules solides sont généralement réfractaires, telles que des inclusions d'alumine, et ont pour effet de reLever Le point de fusion de la poudre ; ceLLe-ci se fige de façon irrégulière et la lubrification de la Lingotiere perd son caractère hydrodynamique. 



  En outre, dans La zone inférieure de La lingotière, Le métal coulé presente une peau solidifiée relativement epaisse, qui se trouve à une température   inferieure   à ceLLe du metaL fondu. La paroi intérieure de la lingotière ne subit plus qu'un   echauffement   réduit et, du fait de son refroidissement énergique, sa température reste inférieure au point de fusion de la poudre. Cette paroi   inteneure se couvre   ainsi d'une couche de poudre solidifiée qui se constitue au detriment du film d'agent lubrifiant et qui réduit par consequent son efficacité. 



  Cet effet est encore aggrave par le fait que, dans la zone considérée de La Lingotiere, Le métal partiellement solidifie subit une contraction qui provoque La rupture du contact entre La peau solidifiee et La paroi de la Lingotiere. IL s'établit entre celles-ci une couche d'air isolante, qui contrarie La transmission de chaleur du metaL fondu vers La paroi de La Lingotiere et favorise par consequent Le figeage de La poudre. 



  Dans ces conditions, la Lubrification de La partie inférieure d'une Lingotiere de couLee continue n'est en général pas assuree d'une mamere satisfaisante. Il en   resulte   un sérieux inconvénient en ce qui 

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   concerne la qualité du produit coulé, dont la surface peut présenter divers défauts tels que des fissures de retrait ou des marques de solidification. 



  Par le brevet BE-A-899. 544, iL a déjà ete propose un procede pour Lubrifier une Lingotiere de couLee continue en introduisant un agent Lubrifiant par un orifice menage ä travers la paroi de la lingotière. 



  Ce brevet fait etat d'un agent lubrifiant qui se trouve de preference sous la forme d'un barreau. La mise en oeuvre de ce procede s'est cependant avérée malaisée, en raison de la difficulté de reatiser des barreaux de Lubrifiant satisfaisants et d'assurer une alimentation continue du lubrifiant sous cette forme. En outre, Le procede nécessite Le prechauffage du lubrifiant, ce qui complique l'installation et augmente Le coüt de l'operation. 



  L'objet de la présente invention est de proposer un procede du type de celui qui est mentionne dans L'introduction, mais qui ne comporte pas les inconvénients de mise en oeuvre qui viennent d'être indiques. En particulier, le procédé de l'invention ne pose aucun probleme pour assurer une alimentation continue du lubrifiant, et iL ne necessite pas de préchauffage de celui-ci. 



  Conformément à La presente invention, un procede de coulee continue d'un métal fondu, dans lequel on introduit un agent lubrifiant dans la lingotière, à travers au moins un orifice de passage menage dans La paroi de Ladite lingotière, est caractérisé en ce que L'on utilise un agent Lubrifiant sous la forme de billes sensiblement spheriques, dont Le diamètre n'est pas supérieur ä 1, 5 mm. 



  IL est en effet apparu, au cours des essais, qu'un diametre de 1, 5 mm constituait une Limite supérieure raisonnable concernant Le temps de ramollissement et de fusion des billes, ainsi que Leur facilité de transport et de mise en oeuvre. 



  Selon une caractéristique particuliere du procede de l'invention, te diamétre desdites bittes est compris entre 20 gm et 800  m.   

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 Egalement selon l'invention, lesdites billes sont constituées de verre, et de preference d'un verre sodo-calcique. Ce type de verre, bien connu dans la technique, est notamment utilisé pour la fabrication de verre plat. 



  Toujours selon L'invention, ledit agent Lubrifiant presente une température de début de ramollissement comprise entre 400"C et 8000C. 



  Conformement à L'invention, on introduit lesdites biltes d'agent lubrifiant par des conduits inseres dans Les parois de La Lingotiere et debouchant dans l'intervalle entre La paroi de la Lingotière et Le métal couLe. 



  IL est en outre apparu avantageux d'ajuster Le debit de l'agent   Lubri-   fiant en fonction du débit de métal fondu, en particulier du debit d'acier, afin d'assurer en permanence un effet lubrifiant satisfaisant. 



  En principe, L'aLimentation en billes d'agent Lubrifiant peut être assuree par un écoulement naturel. Il s'est cependant avéré interessant, suivant une variante   particuliere   de L'invention, de réaLiser cette alimentation sous pression, notamment afin de prévenir tout risque de bouchage des orifices d'alimentation. 



  Un exemple de mise en oeuvre permettra de faire apparaître divers avantages Lies au procede de la presente invention. 



  On a coule des blooms carres de 220 mm de   côté   en un acier contenant 0, 8 % C. La temperature de l'acier etait voisine de   15000C.   A une distance d'environ 10 cm en-dessous du niveau du ménisque, on a dispose 12 injecteurs presentant chacun une section de sortie de 12   mm2,   à raison de deux injecteurs par face et dun injecteur dans chaque angle de La lingotière. Ces injecteurs etaient alimentes à partir de vérins, par l'intermédiaire de tubes en acier inoxydable de 6 mm de diamètre intérieur. Par ces injecteurs, on a introduit des billes de verre d'une granulométrie comprise entre 100  m et 200  m, sous un debit 

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 global de 0, 5 kg/min.

   Les   billes étaient constituées   d'un verre   sodo-   calcique présentant la composition suivante, en poids : 
 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> SiO2 <SEP> : <SEP> 71,6 <SEP> % <SEP> Na2O <SEP> : <SEP> 14 <SEP> %
<tb> Al2O3 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> % <SEP> MgO <SEP> : <SEP> 4 <SEP> %
<tb> CaO <SEP> : <SEP> 9 <SEP> % <SEP> K2O <SEP> : <SEP> 0,4 <SEP> %.
<tb> 
 



  Leur temperature de début de ramoLLissement etait de 570 C. 



  Dans ces conditions, et avec une Lingotiere fixe, c'est-à-dire non soumise ä des vibrations, on a atteint une vitesse de coulée de 1, 2 m/min, avec un debit d'acier supérieur de 30   %   à celui que l'on aurait atteint dans une lingotière vibrante, sans La Lubrification conforme ä L'invention. 



  Les produits obtenus présentaient une surface parfaitement lisse, ne comportant ni fissures de retrait ni marques d'oscillation. 



  Le procédé de L'invention permet   d'améLiorer La quaLité   de surface des produits coulés en continu ; iL permet également d'accroître la vitesse de coulée, sans compromettre la sécurité de La coulee,   c'est-a-dire   sans augmenter Le risque de percees. IL contribue ainsi ä ameliorer la productivité des installations de coulee. 



  Par ailleurs, L'installation requise est simplifiée, car elle ne comporte plus Le   mechanisme   d'osciLLation de La Lingotiere ; enfin, il n'est pLus necessaire de prevoir un dispositif de préchauffage du lubrifiant. 



  Le procédé de L'invention ne pose aucun probleme de mise en oeuvre, car les biLLes utilisées constituent un produit industriel disponible dans une Large gamme de granulometrie. En raison de Leur forme spherique, Les biLLes s'écoulent sans difficulté dans les conduits et eLLes ne présentent pas de risque d'abrasion des parois de la Lingotiere, même en cas de fusion incomplète 

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 Enfin, la composition des billes peut aisément etre adaptee, au moment de leur fabrication, pour tenir compte de diverses conditions, telles que : - aptitude au ramolLissement et   ä   la fusion sans prechauffage ; - aptitude ä mouiller une surface chaude, telle qu'une peau d'acier ä une temperature de l'ordre de 1200 C; - viscosité suffisamment basse pour assurer un bon effet Lubrifiant ;

   - aptitude à s'écouler et   ä   rempLir l'intervalle entre Les parois de   sla lingotière   et la surface du produit coule.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé de coulee continue d'un métal fondu, dans LequeL on introduit un agent Lubrifiant dans la lingotière à travers au moins un orifice de passage menage dans La paroi de Ladite lingotière, caractérisé en ce que L'on utilise un agent Lubrifiant sous La forme de biLLes sensiblement spheriques dont Le diamètre n'est pas supérieur à 1, 5 mm.
2. 2. Procédé de coulee continue suivant La revendication 1, caractérisé EMI7.1 en ce que Le diamètre desdites biLLes est compris entre 20) et 800 m.
3. 3. Procédé de couLée continue suivant L'une ou L'autre des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que Lesdites bilies sont constituées de verre.
4. 4. Procédé de coulee continue suivant La revendication 3, caractérisé en ce que Ledites biLLes sont constituees d'un verre sodo-calcique.
5. 5. Procede de couLee continue suivant L'une ou L'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que Ledit agent tubrifiant presente une EMI7.2 température de debut de ramoLLissement comprise entre 400 et 800 0
6. 6. Procédé de coulée continue suivant L'une ou l'autre des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que L'on introduit ledit agent lubrifiant sous pression dans le ou Lesdits orifices de passage. EMI7.3
7. 7. Procede de coulée continue suivant L'une ou L'autre des revendica- 'S' tions t a 6, characterise en ce que L'on ajuste Le debit de L'agent Lubrifiant en fonction du debit de métal fondu.