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DISPOSITIF AMELIORE POUR FABRIQUER DES PRODUITS PLATS PAR
COULEE CONTINUE EN CHARGE VERTICALE D'UN METAL EN FUSION Objet de l'invention [0001] La présente invention concerne une amélioration d'un dispositif existant pour la coulée continue d'un métal en fusion, en particulier dans le contexte de la coulée continue en charge verticale de produits plats en acier.
Etat de la technique [0002] La coulée continue est une technique largement répandue, qui permet de couler l'acier directement d'un récipient de coulée, généralement un panier répartiteur ou une poche de coulée, dans une lingotière sans fond, de laquelle il est extrait sous forme d'un brin continu partiellement solidifié. Sous le fond du panier répartiteur et coaxialement au trou de coulée est fixée une busette réfractaire de coulée, qui plonge librement dans la partie supérieure de la lingotière proprement dite. Généralement, la lingotière est en cuivre et est refroidie à l'eau. La busette est immergée ou non sous le niveau d'acier liquide, encore appelé ménisque.
[0003] En fonctionnement, le métal liquide qui s'écoule du panier répartiteur dans la lingotière, via la busette réfractaire, crée des turbulences au niveau de la surface libre d'acier sous forme de boucles de recirculation ou de vagues au ménisque. Ces turbulences
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sont dues au mouvement d'oscillation que l'on imprime généralement à la lingotière pour empêcher le collage de l'acier à ses parois.
[0004] Elles peuvent encore être dues au fait que le débit n'est pas constant suite à des modifications accidentelles de la vitesse de coulée ou à des irrégularités de débit entrant provenant, par exemple, de la détérioration progressive de la busette.
[0005] Ces phénomènes aléatoires qui créent principalement des fluctuations de niveau et des vagues irrégulières se superposent ainsi aux phénomènes "constants" cités ci-dessus, en l'occurrence les boucles de recirculation et les vagues régulières au ménisque résultant de l'écoulement de l'acier liquide ou de l'oscillation de la lingotière.
[0006] On constate donc en pratique qu'il est très difficile de maintenir un niveau rigoureusement constant de l'acier dans la lingotière, principalement lorsque le débit d'acier est élevé et lorsque la lingotière est de petite section. Le niveau de l'acier y fluctue typiquement dans une fourchette de 20mm pour une lingotière dont la hauteur est classiquement comprise entre 700 et 1000 mm, la surface libre (ménisque) étant positionnée typiquement dans une fourchette de 100 à 150 mm par rapport à la surface supérieure de la lingotière. Toutefois, la fluctuation du niveau de l'acier est indépendante de la hauteur de la lingotière.
L'association du phénomène précédent avec le fait que la solidification de l'acier est amorcée au niveau du ménisque, c'est-à-dire au contact du métal liquide avec la paroi de la lingotière en cuivre, a pour conséquence l'apparition de défauts de surface sur les produits coulés.
[0007] Ce problème de qualité de surface est particulièrement aigu en coulée continue de produits plats, car bon nombre de produits coulés sous cette forme sont
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destinés à des applications à hautes exigences de qualité comme dans l'automobile par exemple.
[0008] Une alternative au procédé conventionnel de coulée continue décrit ci-dessus consiste à dissocier la zone du ménisque de la zone de première solidification. On a constaté qu'on remédie à la majorité des défauts de surface sur le produit obtenu en coulée continue en évitant que le ménisque ne s'établisse dans la même région que celle où commence la solidification de la peau dudit produit.
[0009] Une solution a été proposée qui utilise des rehausses en matériau réfractaire dont les parois internes sont disposées en alignement parfait, aux jeux d'assemblage mécanique près, avec les parois internes de la lingotière de coulée continue verticale. Cette solution permet de découpler les fluctuations de niveau de la surface libre de l'acier, qui est désormais situé dans la rehausse en réfractaire et l'amorce de solidification sur la paroi latérale de la lingotière. Cette méthode de coulée continue d'acier avec rehausse en réfractaire disposée au-dessus de la lingotière en cuivre est appelée coulée continue en charge.
[0010] Les contraintes de tenue à l'acier liquide, de résistance au choc thermique et d'isolation thermique de cette rehausse en réfractaire nécessitent l'utilisation d'un élément dit de "jonction", également réfractaire, entre cette rehausse et la lingotière en cuivre. L'élément de jonction doit également être en alignement avec ces deux derniers éléments. Il doit en outre satisfaire à des critères de conductibilité et diffusibilité thermique, de résistance au choc thermique, de résistance à l'usure mécanique (contact avec l'acier solidifié) et chimique (contact avec l'acier liquide) et d'usinabilité pour sa mise en forme.
La "rehausse" est en fait constituée de deux
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matières réfractaires différentes, l'une sur laquelle porte la présente demande de brevet et l'autre pour constituer un "réservoir d'acier liquide", prolongeant la première vers le haut.
[0011] On utilise généralement comme matériau de jonction une céramique technique, de préférence constituée de ou contenant du SiAlON (oxynitrure d'aluminium et de silicium). Ce matériau est connu comme étant très performant au niveau de ses propriétés de résistance à l'usure et est notamment utilisé dans les têtes de soupape de certains moteurs de voiture.
[0012] Les essais de mise en pratique industrielle des développements techniques précités ont été principalement appliqués dans la coulée continue en charge verticale de produits longs s'apparentant au format billettes, à savoir de petites dimensions (200 x 200 mm2 maximum) et de sections symétriques (carrés, hexagones ou ronds). Une lingotière pour billettes ou produits longs est généralement caractérisée par une section circulaire, carrée ou rectangulaire avec un rapport largeur sur épaisseur n'excédant pas 2.
[0013] Dans l'application pour produits longs, on procède à une précontrainte d'un joint monobloc, ayant par exemple la forme d'un carré de 150 mm de côté, par frettage à chaud, pour éviter la fissuration due principalement aux chocs thermiques en début de coulée.
[0014] Par ailleurs, la Demanderesse a déjà proposé une solution de ce type dans le cadre d'une coulée continue en charge verticale de produits plats en acier, communément appelés brames. Les caractéristiques de grandes dimensions des lingotières de coulée continue de brames, par exemple une épaisseur de 200 à 240 mm sur une largeur de 1200 à 2000 mm, ne permettent plus d'utiliser, pour l'élaboration de l'élément de jonction, la technologie définie dans le
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cas de la coulée continue en charge verticale dans le format billettes. Vu la configuration des composants, on ne peut plus procéder à un frettage à chaud dans un cadre métallique pour solidariser des réfractaires monobloc.
[0015] Selon une forme d'exécution de cette invention, l'élément de jonction entre la lingotière et la rehausse est constitué d'au moins quatre éléments allongés, essentiellement de forme parallélipipédique, désignés ci- après par le terme "barreaux", disposés bout à bout pour former un rectangle dont les dimensions correspondent à la lingotière correspondante, de grandes dimensions.
[0016] Dans le cas du dispositif de coulée continue de produits plats, on utilise un système de maintien de l'élément de jonction basé sur des butées et des clames.
Des barreaux parallélipipédiques de réfractaire non précontraints sont disposés côte à côte, par leurs faces latérales, et clamés, notamment longitudinalement. Le clamage longitudinal, de par son caractère "élastique" (ressorts de pression), permet de leur assurer une certaine liberté de dilatation. En vue de favoriser la résistance à la fissuration de cet élément de joint au cours de la montée en régime thermique en début de coulée, on a revendiqué dans la demande antérieure un dimensionnement de ces barreaux tel que : h.l3/L3 > 0, 025 mm, où h, 1 et L représentent respectivement la hauteur, la largeur et la longueur du barreau.
Approche problème-solution [0017] Les essais de coulée continue réalisés par la Demanderesse ont permis d'affiner les données relatives à la fissuration au choc thermique, en vue de mettre au point une technique permettant d'éviter toute fissure parallèle à
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la face des barreaux de réfractaire constituant l'élément de jonction précité, laquelle face est au contact de l'acier en fusion.
[0018] On a ainsi pu observer une certaine tendance à la fissuration parallèlement à la face qui est au contact de l'acier, prenant la forme de grandes "écailles" ou "strates", dans le cas où h.l3/L3 # 0,025 mm.
[0019] Cette tendance touche, de manière aléatoire, environ 40% des barreaux de réfractaire dont le rapport h.13/L3 est compris entre 0,08 et 0,16. Cette tendance disparaît complètement pour un rapport h.l3/L3 supérieur à 0,26. Pour h.l3/L3 compris entre 0,16 et 0,26, la tendance est de 25% de fissuration.
[0020] L'augmentation du rapport h.13/L3 s'obtient soit en augmentant la section des barreaux, soit en diminuant leur longueur. La première solution induit un surcoût de matière et la deuxième solution induit un surcoût d'usinage et complique les opérations de montage.
[0021] Dès lors, la présente invention a essentiellement pour objet de trouver une solution non- évidente pour l'homme de métier au problème technique posé dans le cas où les barreaux présentent un rapport h.13/L3 < 0,26.
Buts de l'invention [0022] La présente invention vise à fournir une solution qui permette de s'affranchir des problèmes inhérents à l'état de la technique.
[0023] En particulier, l'invention a pour but de proposer un élément de jonction en réfractaire entre la lingotière et la rehausse pour un dispositif de coulée continue en charge verticale d'un métal en fusion sous forme de produits plats, où l'élément de jonction se
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présentant sous forme de barreaux clamés longitudinalement est exempt de fissures lorsque le dispositif est en service aux différents régimes thermiques habituels.
Principaux éléments caractéristiques de l'invention [0024] La présente invention se rapporte à un dispositif pour la coulée continue en charge verticale d'un acier en fusion sous forme de brames, mettant en #uvre une lingotière en cuivre qui est prolongée par une rehausse constituée d'une matière réfractaire, ladite rehausse étant positionnée au-dessus de ladite lingotière de telle sorte que le niveau d'acier liquide, ou ménisque, soit situé lors de l'opération de coulée continue dans la rehausse précitée en réfractaire et non plus dans la lingotière en cuivre proprement dite, ledit dispositif comportant en outre un élément de jonction en réfractaire disposé entre ladite lingotière en cuivre et la rehausse en réfractaire précitée et constitué d'un assemblage d'une pluralité d'éléments allongés, appelés barreaux,
ledit assemblage, maintenu de préférence par des butées et clames, ayant une forme intérieure identique, de préférence rectangulaire, à celle de la lingotière et dont les faces intérieures sont dans le prolongement des faces intérieures correspondantes de la lingotière, caractérisé en ce que chaque barreau est tel qu'il présente : - un rapport h.l3/L3 inférieur à 0,5, et de préférence inférieur à 0,35, où h, 1 et L sont les dimensions du barreau, à savoir respectivement la hauteur ou dimension de section du barreau sensiblement parallèle au sens de progression de la brame, la largeur ou dimension de section du barreau sensiblement perpendiculaire au sens de progression de la brame et la longueur du barreau, ces trois dimensions étant exprimées en mm ;
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- un usinage sur chacune de ses deux faces latérales, situé du côté au contact de l'acier liquide, deux de ces usinages situés sur des barreaux positionnés de façon contiguë dans ledit assemblage coopérant pour former une gorge également située du côté au contact de l'acier liquide.
[0025] Avantageusement, la matière utilisée pour réaliser un barreau est une céramique technique et comprend préférentiellement de l'oxynitrure d'aluminium et de silicium (SiAlON).
[0026] Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, l'usinage réalisé dans la face latérale du barreau a une largeur comprise entre 0,01 et 0,03 mm, de préférence 0,02 mm et une profondeur comprise entre 5 et 15 mm, la gorge correspondante formée par deux barreaux contigus ayant une largeur comprise entre 0,02 et 0,06 mm, de préférence 0,04 mm.
[0027] Selon une caractéristique particulière de l'invention, chaque barreau est appuyé sur une butée arrière, qui a pour fonction de le positionner dans un alignement parfait, aux jeux de montage mécanique près, avec la face de la lingotière dont il est le prolongement et d'éviter que le barreau ne soit repoussé vers l'arrière par la brame.
[0028] De préférence, chaque barreau est en outre usiné pour recevoir une clame de maintien, celle-ci assurant la double fonction d'une part, de presser verticalement le barreau pour qu'il reste en contact avec le bord supérieur de la lingotière au cours d'un mouvement d'oscillation de cette dernière, et d'autre part, d'éviter que le barreau ne s'écarte de l'alignement de la face de la lingotière qu'il prolonge en se déplaçant vers le centre de la brame, éventuellement ne tombe dans l'acier au cours du démarrage de l'opération de coulée continue.
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[0029] Selon une forme alternative d'exécution, on utilise pour le maintien des barreaux une clé de positionnement, insérée à la fois dans la face supérieure de la lingotière et la face inférieure des barreaux. Cette clé coopère avec une clame supérieure dont la fonction est d'assurer la pression verticale.
[0030] Toujours selon l'invention, on dispose des moyens pour que les différents barreaux restent en contact les uns avec les autres et ce indépendamment de la température de travail à laquelle ils sont, ces moyens exerçant une pression suivant l'axe longitudinal des différents barreaux juxtaposés le long d'une face de la lingotière de manière à garder en contact les différents barreaux.
[0031] Avantageusement, lesdits moyens exerçant une pression suivant l'axe longitudinal des différents barreaux sont des ressorts comprimés.
Brève description des figures [0032] La figure 1 représente schématiquement les dimensions d'un barreau individuel de l'élément de jonction pour lingotière de coulée continue en charge verticale.
[0033] La figure 2A représente schématiquement une séquence de barreaux de réfractaire, de préférence de SiAlON, clamés longitudinalement selon l'état de la technique, avant coulée.
[0034] La figure 2B représente schématiquement la même séquence présentant une dilatation différentielle caractéristique lors de la montée en régime thermique de la lingotière.
[0035] La figure 3 représente une vue en perspective de l'assemblage de deux barreaux de SiAlON usinés selon la présente invention.
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Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention [0036] Les dimensions d'un barreau 1 individuel de réfractaire, de préférence de type céramique technique tel que le SiAlON, sont représentées sur la figure 1. Les figures 2A et 2B représentent la forme que prend une séquence de barreaux clamés longitudinalement, respectivement avant et pendant la coulée, lors de la montée en régime thermique.
[0037] La fissuration parallèle à la face 3 du barreau observée doit être impérativement évitée car la "strate" formée risque de se détacher, ce qui entraînerait un arrêt quasi immédiat de la séquence de coulée par accrochage de l'acier en cours de solidification sur l'arête supérieure de la lingotière en cuivre, mise à découvert précisément du fait de l'enlèvement du morceau de barreau (céramique, SiAlON).
[0038] Une éventuelle fissuration perpendiculaire à la face 3 au contact de l'acier est quant à elle beaucoup plus acceptable. En effet, les moyens de clamage et de pression longitudinale 2, décrits dans une demande de brevet antérieure, permettent de maintenir en place de façon acceptable un barreau présentant une telle fissure.
[0039] La génération de fissures parallèles peut s'expliquer par le fait que la face au contact de l'acier liquide s'échauffe en premier. Elle se dilate donc plus vite que la partie arrière du barreau. Celui-ci acquiert en conséquence une forme trapézoïdale (voir figure 2B).
[0040] L'innovation apportée par la présente invention consiste à pratiquer un usinage 4 de préférence de 0,02 mm de large sur environ 10 mm de profondeur, au niveau des faces latérales 5 des barreaux (voir figure 3).
La valeur de 0,02 mm a été choisie pour éviter les pénétrations d'acier dans la gorge 6 ainsi créée par adjonction de deux barreaux contigus (gorge 6 dont
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l'épaisseur est de 2 x 0,02 = 0,04 mm). Une telle pénétration d'acier serait en effet fort dommageable à l'installation.
[0041] Selon les tests effectués, la solution proposée dans le cadre de la présente invention permet de : - s'affranchir de toute fissure, parallèle ou perpendiculaire, pour h.13/L3 supérieur à 0,16 ; - s'affranchir de toute fissure parallèle et induire un taux de seulement 20% de barreaux présentant une fissure perpendiculaire pour h.13/L3 compris entre 0,08 et 0,16.
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IMPROVED DEVICE FOR MANUFACTURING FLAT PRODUCTS BY
CONTINUOUS CASTING IN VERTICAL LOAD OF A FUSED METAL Object of the invention The present invention relates to an improvement of an existing device for the continuous casting of a molten metal, in particular in the context of continuous casting in vertical load of flat steel products.
STATE OF THE ART [0002] Continuous casting is a widely used technique which makes it possible to cast steel directly from a casting container, generally a distributor basket or a ladle, in a bottomless ingot mold, from which it is extracted in the form of a partially solidified continuous strand. Under the bottom of the distribution basket and coaxially with the tap hole is fixed a refractory pouring nozzle, which plunges freely into the upper part of the mold itself. Generally, the mold is made of copper and is cooled with water. The nozzle is submerged or not under the level of liquid steel, also called meniscus.
In operation, the liquid metal flowing from the distributor basket into the mold, via the refractory nozzle, creates turbulence at the free steel surface in the form of recirculation loops or meniscus waves. These turbulences
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are due to the oscillation movement that is generally printed on the mold to prevent the steel from sticking to its walls.
They may also be due to the fact that the flow rate is not constant following accidental changes in the casting speed or irregularities in incoming flow originating, for example, from the progressive deterioration of the nozzle.
These random phenomena which mainly create level fluctuations and irregular waves are thus superimposed on the "constant" phenomena mentioned above, in this case the recirculation loops and the regular meniscus waves resulting from the flow of liquid steel or the oscillation of the ingot mold.
It is therefore found in practice that it is very difficult to maintain a strictly constant level of steel in the mold, mainly when the steel flow is high and when the mold is of small section. The level of the steel fluctuates there typically in a range of 20mm for an ingot mold whose height is conventionally between 700 and 1000 mm, the free surface (meniscus) being typically positioned in a range of 100 to 150 mm relative to the upper surface of the mold. However, the fluctuation in the level of the steel is independent of the height of the mold.
The association of the preceding phenomenon with the fact that the solidification of the steel is initiated at the level of the meniscus, that is to say in contact with the liquid metal with the wall of the copper ingot mold, results in the appearance surface defects on the cast products.
This problem of surface quality is particularly acute in continuous casting of flat products, because a good number of products cast in this form are
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intended for applications with high quality requirements such as in the automobile for example.
An alternative to the conventional continuous casting process described above consists in dissociating the meniscus area from the area of first solidification. It has been found that the majority of surface defects on the product obtained by continuous casting are remedied by preventing the meniscus from being established in the same region as that where the solidification of the skin of said product begins.
A solution has been proposed which uses risers made of refractory material, the internal walls of which are arranged in perfect alignment, apart from the mechanical assembly clearance, with the internal walls of the ingot mold for vertical continuous casting. This solution makes it possible to decouple the level fluctuations from the free surface of the steel, which is now located in the refractory riser and the initiation of solidification on the side wall of the mold. This method of continuous casting of steel with refractory riser placed above the copper ingot mold is called continuous casting under load.
The constraints of resistance to liquid steel, resistance to thermal shock and thermal insulation of this refractory riser require the use of a so-called "junction" element, also refractory, between this riser and the copper ingot mold. The joining element must also be in alignment with these last two elements. It must also meet criteria for thermal conductivity and diffusibility, resistance to thermal shock, resistance to mechanical wear (contact with solidified steel) and chemical (contact with liquid steel) and machinability for its shaping.
The "enhancement" actually consists of two
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different refractory materials, one to which this patent application relates and the other to constitute a "liquid steel tank", extending the first upwards.
Generally used as a joining material a technical ceramic, preferably consisting of or containing SiAlON (aluminum and silicon oxynitride). This material is known to be very efficient in terms of its wear resistance properties and is used in particular in the valve heads of certain car engines.
The trials of industrial practice of the aforementioned technical developments have been mainly applied in the continuous casting under vertical load of long products similar to the billet format, namely small dimensions (200 x 200 mm2 maximum) and sections symmetrical (squares, hexagons or rounds). An ingot mold for billets or long products is generally characterized by a circular, square or rectangular section with a width to thickness ratio not exceeding 2.
In the application for long products, we proceed to a prestress of a one-piece joint, for example having the shape of a square of 150 mm side, by hot shrinking, to avoid cracking due mainly to shocks thermal at the start of casting.
Furthermore, the Applicant has already proposed a solution of this type in the context of continuous casting with vertical load of flat steel products, commonly called slabs. The characteristics of large dimensions of the continuous casting molds of slabs, for example a thickness of 200 to 240 mm on a width of 1200 to 2000 mm, no longer allow to use, for the preparation of the joining element, the technology defined in the
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case of continuous casting in vertical load in billet format. Given the configuration of the components, it is no longer possible to heat shrink in a metal frame to secure one-piece refractories.
According to one embodiment of this invention, the junction element between the ingot mold and the extension consists of at least four elongated elements, essentially of parallelepiped shape, hereinafter designated by the term "bars", arranged end to end to form a rectangle whose dimensions correspond to the corresponding ingot mold, of large dimensions.
In the case of the continuous casting device for flat products, use is made of a system for holding the junction element based on stops and clamps.
Parallelipipedic non-prestressed refractory bars are arranged side by side, by their lateral faces, and clamped, in particular longitudinally. Longitudinal clamping, due to its "elastic" character (pressure springs), allows them to have a certain freedom of expansion. In order to promote the resistance to cracking of this joint element during the rise in thermal regime at the start of casting, we have claimed in the previous application a design of these bars such as: h.l3 / L3> 0, 025 mm, where h, 1 and L respectively represent the height, width and length of the bar.
Problem-solution approach The continuous casting tests carried out by the Applicant made it possible to refine the data relating to thermal shock cracking, with a view to developing a technique making it possible to avoid any crack parallel to
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the face of the refractory bars constituting the aforementioned joining element, which face is in contact with the molten steel.
We could thus observe a certain tendency to cracking parallel to the face which is in contact with the steel, taking the form of large "scales" or "strata", in the case where h.l3 / L3 # 0.025 mm.
This trend affects, randomly, about 40% of the refractory bars whose ratio h.13 / L3 is between 0.08 and 0.16. This trend disappears completely for an h.l3 / L3 ratio greater than 0.26. For h.l3 / L3 between 0.16 and 0.26, the tendency is 25% cracking.
The increase in the h.13 / L3 ratio is obtained either by increasing the cross-section of the bars, or by decreasing their length. The first solution induces an additional material cost and the second solution induces an additional machining cost and complicates the assembly operations.
Therefore, the present invention essentially aims to find a solution not obvious to those skilled in the art to the technical problem posed in the case where the bars have a ratio h.13 / L3 <0.26.
AIMS OF THE INVENTION The present invention aims to provide a solution which overcomes the problems inherent in the state of the art.
In particular, the invention aims to provide a refractory junction element between the mold and the extension for a continuous casting device in vertical load of a molten metal in the form of flat products, where the connecting element
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in the form of bars clamped longitudinally is free from cracks when the device is in service at the various usual thermal regimes.
Main characteristic elements of the invention The present invention relates to a device for the continuous casting under vertical load of molten steel in the form of slabs, using a copper ingot mold which is extended by a riser made of refractory material, said riser being positioned above said ingot mold so that the level of liquid steel, or meniscus, is located during the continuous casting operation in the aforementioned refractory riser and not more in the copper ingot mold proper, said device further comprising a refractory junction element disposed between said copper ingot mold and the aforementioned refractory extension and consisting of an assembly of a plurality of elongated elements, called bars,
said assembly, preferably maintained by stops and clamps, having an identical internal shape, preferably rectangular, to that of the mold and whose internal faces are in line with the corresponding internal faces of the mold, characterized in that each bar is such that it has: - a ratio h.l3 / L3 less than 0.5, and preferably less than 0.35, where h, 1 and L are the dimensions of the bar, namely respectively the height or dimension of section of the bar substantially parallel to the direction of progression of the slab, the width or dimension of section of the bar substantially perpendicular to the direction of progression of the slab and the length of the bar, these three dimensions being expressed in mm;
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a machining on each of its two lateral faces, located on the side in contact with the liquid steel, two of these machining operations located on bars positioned contiguously in said assembly cooperating to form a groove also located on the side in contact with the liquid steel.
Advantageously, the material used to make a bar is a technical ceramic and preferably comprises aluminum and silicon oxynitride (SiAlON).
According to a preferred embodiment of the invention, the machining carried out in the lateral face of the bar has a width between 0.01 and 0.03 mm, preferably 0.02 mm and a depth between 5 and 15 mm, the corresponding groove formed by two contiguous bars having a width of between 0.02 and 0.06 mm, preferably 0.04 mm.
According to a particular characteristic of the invention, each bar is supported on a rear stop, which has the function of positioning it in perfect alignment, apart from the mechanical assembly clearance, with the face of the mold of which it is the extension and to prevent the bar from being pushed back by the slab.
Preferably, each bar is further machined to receive a retaining clamp, the latter ensuring the dual function on the one hand, of pressing the bar vertically so that it remains in contact with the upper edge of the mold. during an oscillating movement of the latter, and on the other hand, to prevent the bar from deviating from the alignment of the face of the ingot mold which it extends by moving towards the center of the slab, possibly does not fall into the steel during the start of the continuous casting operation.
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According to an alternative embodiment, one uses for positioning the bars a positioning key, inserted both in the upper face of the mold and the lower face of the bars. This key cooperates with an upper clamp whose function is to ensure vertical pressure.
Still according to the invention, there are means so that the different bars remain in contact with each other and this regardless of the working temperature at which they are, these means exerting a pressure along the longitudinal axis of different bars juxtaposed along one face of the mold so as to keep the different bars in contact.
Advantageously, said means exerting a pressure along the longitudinal axis of the various bars are compressed springs.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 schematically represents the dimensions of an individual bar of the junction element for a mold for continuous casting under vertical load.
FIG. 2A schematically represents a sequence of refractory bars, preferably of SiAlON, proclaimed longitudinally according to the state of the art, before casting.
Figure 2B schematically shows the same sequence showing a characteristic differential expansion during the rise in thermal regime of the mold.
3 shows a perspective view of the assembly of two bars of SiAlON machined according to the present invention.
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Description of a preferred embodiment of the invention The dimensions of an individual refractory bar 1, preferably of the technical ceramic type such as SiAlON, are shown in FIG. 1. FIGS. 2A and 2B represent the form taken by a sequence of bars claimed longitudinally, respectively before and during casting, during the rise in thermal regime.
Cracking parallel to the face 3 of the bar observed must be imperatively avoided because the "stratum" formed may come off, which would cause an almost immediate stop of the casting sequence by catching the steel being solidified. on the upper edge of the copper ingot mold, exposed precisely due to the removal of the piece of bar (ceramic, SiAlON).
A possible cracking perpendicular to the face 3 in contact with the steel is much more acceptable. In fact, the clamping and longitudinal pressure means 2, described in an earlier patent application, make it possible to hold in place an acceptably a bar having such a crack.
The generation of parallel cracks can be explained by the fact that the face in contact with the liquid steel heats up first. It therefore expands faster than the rear part of the bar. This therefore acquires a trapezoidal shape (see Figure 2B).
The innovation provided by the present invention is to practice a machining 4 preferably 0.02 mm wide and about 10 mm deep, at the side faces 5 of the bars (see Figure 3).
The value of 0.02 mm was chosen to avoid the penetration of steel into groove 6 thus created by adding two adjoining bars (groove 6 of which
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the thickness is 2 x 0.02 = 0.04 mm). Such steel penetration would indeed be very damaging to the installation.
According to the tests carried out, the solution proposed in the context of the present invention makes it possible to: - overcome any crack, parallel or perpendicular, for h.13 / L3 greater than 0.16; - get rid of any parallel crack and induce a rate of only 20% of bars with a perpendicular crack for h.13 / L3 between 0.08 and 0.16.