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Procede et dispositif de fabrication en continu d'une bande métallique mince. La presente invention concerne un procede de fabrication en continu d'une bande métallique mince, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre.
Par bande métallique mince il faut entendre, au sens de la presente
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invention, une bande de metal dont l'épaisseur ne depasse pas environ 10 mm. Pour fixer les sera ici fait particulierement rence Åa La fabrication d'une bande en acier. IL faut cependant consi- idees, ilderer que cette application particulière n'a d'autre but que d'iltus- trer L'objet de la presente invention, et que Le procédé est en fait applicable à tout autre métal.
Pour des raisons d'ordre essentiellement économique, on cherche actuellement ä produire des bandes minces directement par coulée d'acier liquide entre deux supports refroidis de largeur appropriée, ce qui permettrait de supprimer, au moins en partie, le processus de laminage à chaud.
A cet effet, on connait actuellement deux techniques principales, qui sont La coulée entre deux rouLeaux et la coulee entre deux bandes, Les rouLeaux, respectivement les bandes, se déplaçant de façon à entrainer La bande métaLLique formee.
La maîtrise de l'écoulement du métal et des échanges thermiques selon la Largeur de La bande métallique presente cependant des difficultés serieuses qui conduisent ä d'importantes variations transversaLes dans L'epaisseur et dans la microstructure de cette bande. En outre, Les ri-
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ves de La bande métalLique sont irrégulières et frequemment affectees de fissures, et elles doivent etre rectifiées par une operation supplémentaire de cisaillage.
Le but de la presente invention est de proposer un procede de fabrication en continu d'une bande metaLLique mince par coulee de métal en fusion, Ladite bande presentant une largeur constante et n'étant pas sujette aux inconvénients précites.
A cet effet, un procede de fabrication en continu d'une bande métallique mince à partir d'un metal en fusion, est caractérisé en ce que L'on coule ledit métal par centrifugation en un tube presentant l'é- paisseur desiree et en ce que l'on découpe Ledit tube métallique suivant une ligne hélicoïdale, afin de former une bande continue.
SeLon une modality particuLière de mise en oeuvre de ce procédé, Le metal en fusion traverse successivement un premier élément de moule dans lequel on le force à s'écouler en lame mince animée d'un mouvement de giration Le long de La paroi intérieure dudit premier élément de mouLe, un second eLement de moule dans lequel on lui applique un refroidissement primaire qui provoque une solidification partielle dudit métal, tout en entretenant son mouvement de giration, des moyens de refroidissement dans lesquels on Lui applique un refroidissement provoquant la solidification complète dudit metal en un tube solide, et un appareil de decoupage dudit tube suivant une ligne hélicoïdale inclinée d'un angle approprie à La largeur désirée de la bande métallique.
L'invention porte égaLement sur un dispositif permettant de mettre en oeuvre Le procede precite.
D'une manière generale, Le dispositif de L'invention se compose d'un moule tubulaire destiné à La coulee par centrifugation d'un tube métallique, de moyens de refroidissement secondaire assurant la solidification complète du tube coule et d'un appareil de decoupage de ce tube suivant une Ligne heLicoidaLe.
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Selon une caractéristique particulière, Ledit moule est constitue d'au moins deux tronçons successifs, et au moins Le second desdits tronçons peut tourner autour de son axe LongitudinaL.
En outre, Le premier tronçon est avantageusement equipe de moyens pour distribuer Le metal en fusion sur sa paroi inteieure ainsi que de moyens pour imprimer audit métal en fusion un mouvement de giration le Long de Ladite paroi interieure.
Selon une autre caractéristique, au moins un desdits autres tronçons du moule est pourvu de moyens de refroidissement primaire destinés ä provoquer un début de solidification du metal en fusion qui provient du premier tronçon du moule.
Les moyens de refroidissement secondaire sont de préférence fixes et produisent une nappe d'eau qui s'écoule ä grande vitesse Le long du tube métallique en cours de solidification.
En aval desdits moyens de refroidissement secondaire est dispose un appareil de découpage dudit tube suivant une ligne heticoidale.
Cet appareit comprend des galets d'entrainement imprimant au tube metaLLique un mouvement combine de progression axiale et de rotation, ainsi qu'au moins un outil de decoupage orienté de facon à effectuer ledécoupagesuivantlalignehélicoïdaledésirée.
D'autres particularités et avantages de La presente invention apparaïtront à la lecture de La description détaillée donnée ci-dessous ä titre d'exemple et dans LaqueLLe iL Lest fait référence à la figure annexée.
Cette figure iLLustre une réalisation intéressante du dispositif conforme ä l'invention pour la fabrication d'une bande métallique mince à partir d'acier en fusion, et elle permet de comprendre aisement le procede correspondant.
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Le dispositif de l'invention est installé sous un recipient, non représenté, tel qu'une poche de coulée, equipe d'une busette de coulée 1. Ce dispositif se compose essentiellement d'un moule comprenant un premier tronçon H1 et un second tronçon H2, d'un système de refroidissement H3 et d'un appareil decoupage 9, 10..
Le premier tronçon H1 est constitué d'un et. ement tubutaire 3 pourvu d'un plateau répartiteur 2 qui assure La formation d'un fiLm d'acier en fusion et son écoulement à la surface intérieure de cet eLement tubuLaire 3 ; il comporte également de manière avantageuse un inducteur 4 destine à imprimer à ce film d'acier un mcuvement de rotation qui assure son bon contact avec La paroi ainsi que sa répartition uniforme le long de cette paroi. Dans la variante illustrée, L'inducteur 4 est disposé autour de l'element tubulaire 3; il va de soi que cet inducteur 4 pourrait, sans sortir du cadre de l'invention, être disposé ä l'interieur de L'element tubulaire 3 ou même en partiez l'extérieur et en partie ä l'interieur dudit élément.
Il faut encore noter que tedit étément tubulaire 3 est de preference réalisé en un matériau refractaire, afin de reduire l'érosion due à L'impact de L'acier liquide contre sa paroi interieure.
Le second troncon H2 du moule est constitue par une Lingotiere 6 en cuivre, refroidie à t'eau et animbe d'un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal. Cette Lingotière est supportee par un dispositif 7 permettant sa rotation.
Le système de refroidissement H3 comprend des moyens pour former une nappe d'eau homogene s'ecoulant à grande vitesse le Long du tube d'acier coule Enfin, l'appareiL de decoupage comporte des galets 9 imprimant au tube
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d'acier coule un mouvement en spirale qui assure à La fois La rotation et la progression axiale du tube d'acier. Ces gaLets 9 sont suivis d'un outil de decoupage, par exemple d'un disque de refendage 10, qui opère Le decoupage du tube d'acier suivant la ligne hélicoïdale désirée.
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A cet appareil de decoupage peut également etre associe un conduit 13 d'injection d'un gaz neutre tel que l'argon, à l'interieur du tube d'acier coulé.
Ce dispositif fonctionne de la façon suivante.
L'acier liquide s'écoulant de la busette 1 est dévié par Le plateau repartiteur 2 de façon à former un fiLm d'acier sur la paroi inté- rieure de l'élément tubulaire réfractaire 3. L'inducteur 4 imprime à ce film d'acier un mouvement giratoire ä une vitesse prédéterminée. Le fiLm d'acier penetre dans La lingotière 6 qui tourne autour de son axe longitudinal et qui entretient ainsi le mouvement giratoire du film d'acier. Un lubrifiant est ajoute dans la Lingotiere en 5. Le refroidissement appLique par La Lingotiere 6 provoque un début de solidi-
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fication du fi qui quitte des Lors La Lingotiere sous La forme d'un tube à L'état päteux.
Ce tube est refroidi énergiquement dans le dispositif 8, par une nappe d'eau qui s'écoule ä grande vitesse Le Long de sa surface exterieure. L'argon insufflé par Le conduit 13 contribue egalement au refroidissement de la surface intérieure de ce tube. A la sortie du dispositif 8, le tube d'acier solidifié 11 est saisi par des galets 9 qui Lui impriment un mouvement de rotation et de progression axiale, puis te tube est découpé par un disque 10 en une bande continue 12 de largeur B.
La Largeur B de La bande 12 peut etre modifiee en faisant simplement varier L'angLe a d'inclinaison de t'hélice de découpage, c'est-a-dire l'orientation du disque 10 et des galets 9, ainsi que la vitesse de rotation du tube 11.
A titre d'exemple, on a coule en continu un acier présentant une surchauffe initiale de 25OC, à raison de 20 t/h, en un tube de diamètre extérieur D = 150 mm et d'epaisseur E = 3 mm. La vitesse d'extraction du tube etait de 0, 5 m/s- Suivant la valeur de l'angle a et de La vitesse N de rotation-du tube 11, on a produit des bandes de largeur B différente, suivant Le tableau ci-dessous :
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<tb> B <SEP> : <SEP> N
<tb> (mm) <SEP> (0) <SEP> (t/min)
<tb> 100 <SEP> 12 <SEP> 294
<tb> 200 <SEP> 25 <SEP> 138
<tb> 300 <SEP> 39 <SEP> 78
<tb> 400 <SEP> 58 <SEP> 39
<tb>
Les bandes obtenues presentaient une structure de solidification très fine et des propriétés homogenes dans toute leur section. Leur Largeur etait constante, et leurs bords etaient réguliers et sans défauts .
Le procedé de l'invention offre une grande souplesse de conduite, en raison de La facilité avec laquelle il est possible de modifier la largeur et L'epaisseur des bandes métalliques produites. De plus, les bandes produites ne presentment pas de defauts de profit et de pLanéité, communs et difficiles à eviter dans les autres procedes.