BE1008246A6

BE1008246A6 - Method for continuous casting of a metal

Info

Publication number: BE1008246A6
Application number: BE9400389A
Authority: BE
Inventors: Paul Naveau; Pierre Courbe
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1996-02-27

Abstract

The invention relates to the continuous casting of a metal such as steel orcopper in a cooled ingot mould, where a gap is formed between the solidifiedskin of the cast metal and the wall of the ingot mould. A gas having athermal conductivity greater than that of air is introduced into said gap,in order to maintain a high cooling rate of the cast metal. Said gas, whichis preferably helium, is introduced at a pressure slightly greater thanatmospheric pressure.

Description

Procédé pour la coulée continue d'un métal.Process for the continuous casting of a metal.

La présente invention concerne un procédé pour la coulée continue d'un métal, en particulier de l'acier ou du cuivre.The present invention relates to a process for the continuous casting of a metal, in particular steel or copper.

On connaît bien actuellement la technique de la coulée continue, qui consiste à couler un métal en fusion dans un moule tubulaire refroidi et à en extraire un lingot continu partiellement solidifié. L'épaisseur de la couche superficielle solidifiée doit être suffisante pour éviter toute percée, c'est-à-dire toute déchirure de cette couche sous l'effet de la pression ferrostatique exercée par le coeur encore liquide du lingot. Cette épaisseur conditionne donc la vitesse de coulée et par conséquent la productivité de la machine de coulée continue.The technique of continuous casting, which consists of casting a molten metal in a cooled tubular mold and extracting a continuous partially solidified ingot therefrom is well known. The thickness of the solidified surface layer must be sufficient to avoid any breakthrough, that is to say any tearing of this layer under the effect of the ferrostatic pressure exerted by the still liquid core of the ingot. This thickness therefore conditions the casting speed and consequently the productivity of the casting machine continues.

L'efficacité et la vitesse du refroidissement superficiel du lingot dépendent de la quantité de chaleur qu'il est possible d'extraire du métal pendant son passage dans la lingotière. Le flux de chaleur, c'est-à-dire la quantité de chaleur extraite par unité de temps, de surface et de température (J/s, m2), est fortement influencé par les conditions de transfert de chaleur entre le métal coulé et la lingotière refroidie. Initialement, le métal coulé occupe entièrement la section intérieure de la lingotière et il se trouve donc en contact direct avec la paroi refroidie. Le transfert de chaleur s'opère sans grande résistance et le métal coulé commence rapidement à se solidifier en surface. Ce début de solidification entraîne une contraction du métal, qui se traduit par un décollement du lingot et l'apparition d'un espace rempli d'air entre le lingot et la paroi de la lingotière. Cet espace s'agrandit de façon continue à mesure que la solidification progresse, ce qui accroît l'épaisseur de la couche d'air entourant le lingot. La vitesse de refroidissement du métal coulé diminue progressivement en raison du caractère isolant de cette couche d'air, ce qui a pour effet de limiter la vitesse de coulée. On a cherché à remédier à cet inconvénient en donnant à la lingotière une conicité, éventuellement réglable; un espace entre le lingot et la lingotière est néanmoins inévitable, notamment en raison des variations de vitesse pendant la coulée.The efficiency and speed of the surface cooling of the ingot depends on the amount of heat that it is possible to extract from the metal during its passage through the ingot mold. The heat flux, i.e. the quantity of heat extracted per unit of time, surface and temperature (J / s, m2), is strongly influenced by the conditions of heat transfer between the cast metal and the cooled ingot mold. Initially, the cast metal completely occupies the interior section of the mold and is therefore in direct contact with the cooled wall. The heat transfer takes place without great resistance and the cast metal quickly begins to solidify on the surface. This beginning of solidification causes a contraction of the metal, which results in detachment of the ingot and the appearance of a space filled with air between the ingot and the wall of the ingot mold. This space increases continuously as solidification progresses, which increases the thickness of the layer of air surrounding the ingot. The cooling speed of the cast metal gradually decreases due to the insulating nature of this layer of air, which has the effect of limiting the casting speed. We have sought to remedy this drawback by giving the ingot mold a conicity, possibly adjustable; a space between the ingot and the ingot mold is nevertheless inevitable, in particular because of the variations in speed during casting.

La présente invention a pour objet de proposer un procédé pour la coulée continue d'un métal, dans lequel on ne rencontre pas l'inconvénient précité et qui permet dès lors d'augmenter la vitesse de coulée dans une machine de coulée continue d'un métal.The object of the present invention is to provide a process for the continuous casting of a metal, in which the aforementioned drawback is not encountered and which therefore makes it possible to increase the speed of casting in a continuous casting machine of a metal.

Conformément à la présente invention, un procédé pour la coulée continue d'un métal dans une lingotière, dans lequel il se forme un espace entre la peau solidifiée du métal coulé et la paroi de la lingotière, est caractérisé en ce que l'on introduit dans ledit espace un gaz présentant une conductivité thermique supérieure à celle de l'air.According to the present invention, a method for the continuous casting of a metal in an ingot mold, in which a space is formed between the solidified skin of the cast metal and the wall of the ingot mold, is characterized in that one introduces in said space a gas having a thermal conductivity greater than that of air.

Suivant une mise en oeuvre particulière, on introduit ledit gaz dans la partie inférieure dudit espace; il peut également s'avérer intéressant de récupérer ledit gaz dans la partie supérieure dudit espace. Il est ainsi possible de faire circuler ledit gaz en circuit fermé, comportant éventuellement une opération de refroidissement.According to a particular implementation, said gas is introduced into the lower part of said space; it may also prove advantageous to recover said gas in the upper part of said space. It is thus possible to circulate said gas in a closed circuit, possibly including a cooling operation.

Ledit gaz est de préférence introduit dans ledit espace sous une pression absolue supérieure à la pression atmosphérique, comprise par exemple entre 1 et 3 bar.Said gas is preferably introduced into said space under an absolute pressure greater than atmospheric pressure, for example between 1 and 3 bar.

On peut introduire le gaz dans ledit espace par tout moyen approprié, par exemple par des tubes d'arrivée et de retour traversant la paroi de la lingotière et la chemise de refroidissement, ou par des canaux longitudinaux percés dans la paroi de la lingotière et débouchant latéralement dans ledit espace.The gas can be introduced into said space by any appropriate means, for example by inlet and return tubes passing through the wall of the mold and the cooling jacket, or by longitudinal channels pierced in the wall of the mold and opening out. laterally in said space.

Dans le cadre de l'invention, il est possible d'utiliser tout gaz présentant une conductivité thermique supérieure à celle de l'air. Il s'est cependant avéré particulièrement intéressant d'employer de l'hélium, qui présente d'une part une conductivité thermique environ cinq fois supérieure à celle de l'air, et d'autre part un caractère inerte qui supprime tout risque d'inflammation.In the context of the invention, it is possible to use any gas having a thermal conductivity greater than that of air. However, it has been found to be particularly advantageous to use helium, which on the one hand has a thermal conductivity approximately five times that of air, and on the other hand an inert character which eliminates any risk of inflammation.

Le procédé de l'invention permet d'augmenter sensiblement le flux de chaleur extrait du métal coulé dans la lingotière. Il augmente ainsi la vitesse de solidification du métal et par conséquent l'épaisseur de la cou- che solidifiée à la sortie de la lingotière. De ce fait, il permet d'accroître la vitesse de coulée et la productivité de la machine de coulée continue. Enfin, il est applicable à tous les métaux.The method of the invention makes it possible to significantly increase the heat flow extracted from the metal poured into the mold. It thus increases the speed of solidification of the metal and consequently the thickness of the solidified layer at the outlet of the mold. Therefore, it increases the casting speed and the productivity of the continuous casting machine. Finally, it is applicable to all metals.

Claims

1. Method for the continuous casting of a metal in an ingot mold, in which a space is formed between the solidified skin of the cast metal and the wall of the ingot mold, characterized in that a gas is introduced into said space a thermal conductivity higher than that of air.

2. Method according to claim 1, characterized in that said gas is introduced into the lower part of said space.

3 "Method according to claim 2, characterized in that said gas is recovered in the upper part of said space.

4. Method according to either of claims 1 to 3, characterized in that said gas is introduced under an absolute pressure greater than atmospheric pressure.

5. Method according to claim 4, characterized in that said gas is introduced under an absolute pressure between 1 and 3 bar.

6. Method according to either of claims 1 to 5, characterized in that said gas is helium.