BE1008246A6 - Procede pour la coulee continue d'un metal. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne la coulée continue d'un métal tel que l'acier ou le cuivre dans une lingotière refroidie, où il se forme un espace entre la peau solidifiée du métal coulé et la paroi de la lingotière. On introduit dans cet espace un gaz présentant une conductivité thermique supérieure à celle de l'air, afin de maintenir une vitesse de refroidissement élevée du métal coulé. Ce gaz, qui est de préférence l'hélium, est introduit avec une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique.

Description

Procédé pour la coulée continue d'un métal.

La présente invention concerne un procédé pour la coulée continue d'un métal, en particulier de l'acier ou du cuivre.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (6)

1. 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, caractérisé en ce que l'on introduit dans ledit espace un gaz présentant une conductivité thermique supérieure à celle de l'air.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit ledit gaz dans la partie inférieure dudit espace.

3« Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'on récupère ledit gaz dans la partie supérieure dudit espace.

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on introduit ledit gaz sous une pression absolue supérieure à la pression atmosphérique.

5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on introduit ledit gaz sous une pression absolue comprise entre 1 et 3 bar.

6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit gaz est l'hélium.