PROCEDE POUR LE REFROIDISSEMENT SECONDAIRE D'UNE BRAME COULEE EN CONTINU ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE
Objet de l'invention
[0001] La présente invention concerne un procédé pour le refroidissement secondaire d'une brame métallique, en particulier d'une brame d'acier, coulée en continu, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre.
Domaine d'application et état de la technique
[0002] Le domaine d'application préférentiel de l'invention est la coulée en continu de brames métalliques, plus particulièrement de brames en acier.
[0003] La description qui va suivre y fera plus spécialement référence mais il va de soi que l'invention est également applicable à la coulée en continu d'autres métaux, comme par exemple le cuivre ou l'aluminium,
susceptibles d'être coulés en continu sous forme de brames dans des conditions analogues à celles rencontrées dans la coulée en continu de brames en acier.
[0004] Il est connu dans le contexte de la coulée des métaux, et plus particulièrement de l'acier, de mettre en oeuvre un procédé de coulée en continu pour produire des brames.
[0005] L'acier est coulé dans une lingotière sans fond, dite de coulée continue, dont est extrait un brin, dont la peau est solidifiée et le coeur partiellement encore liquide, formant en continu une brame qui est soumise à un refroidissement, dit refroidissement secondaire,
après sortie de la lingotière et pendant qu'elle progresse le long du train de rouleaux de support.
[0006] Ce refroidissement secondaire est réalisé par aspersion d'eau et il a pour objet d'accélérer la solidification du métal en vue de consolider la carcasse solidifiée ainsi que de refroidir la machine de coulée en continu.
[0007] Actuellement, ce refroidissement secondaire est réalisé au moyen de pulvérisateurs d'eau logés dans le sens vertical entre les rouleaux de support de la brame et en retrait par rapport à ces derniers vis-à-vis de la surface de là brame et répartis sur la longueur arrosée de celle-ci.
Les coefficients de transfert thermique réalisés dans la zone d'impact des pulvérisateurs sont de l'ordre de 0,8 kw/m2[deg.]C à
1000[deg.]C de température de surface.
[0008] La figure 1 illustre de manière schématique une longueur, comprise entre deux paires de rouleaux de support consécutives, d'un dispositif classique de refroidissement secondaire dans une installation de coulée en continu. [0009] La figure 1 représente une portion verticale de la brame (B) issue de la lingotière de coulée en continu (non représentée) et progressant vers le bas suivant la flèche représentée.
On y distingue :
- la brame (B) coulée en continu;
- les différents rouleaux de support (R1 ), (R2), (R3), (R4), qui sont en général de même diamètre, et enfin,
- les pulvérisateurs (P1), (P2) délivrant le liquide de refroidissement sous forme des jets (J1 ), (J2).
[0010] On prendra comme base unitaire pour situer la présente invention et la décrire l'ensemble compris entre les rouleaux (R1), (R2), (R3), (R4), les considérations techniques développées pouvant être étendues à l'une ou l'autre partie de l'ensemble formant le refroidissement secondaire d'une brame coulée en continu. [0011] La méthode classique décrite par la figure 1 présente un inconvénient majeur en ce que le refroidissement appliqué est extrêmement hétérogène.
En effet, de par les moyens mis en oeuvre, il provoque une succession rapide de nombreux cycles de refroidissement - réchauffage en chaque point de la surface de la brame au cours du défilement de cette dernière devant les pulvérisateurs présents dans la zone de refroidissement secondaire. Il en résulte une importante fatigue thermique qui donne lieu à l'apparition et à la propagation de fissures superficielles dans la brame, effet d'autant plus marqué que la quantité d'eau pulvérisée est grande et que l'épaisseur de la peau solidifiée est faible. [0012] Un autre inconvénient constaté dans les installations industrielles lors d'opérations de coulée en continu classiques consiste en un refroidissement inadapté des bords des brames.
En effet, vu la manière dont les jets sont émis vers la brame, le métal sis près des bords minces subit un refroidissement beaucoup plus intense que le métal qui en est plus éloigné, donc plus vers la partie centrale de la brame, et il s'en suit des déformations qui nuisent à la qualité du produit coulé en continu.
[0013] Enfin, on est amené à changer de plus en plus souvent, les dimensions des brames coulées en continu sur une même machine de coulée en continu. Habituellement, l'épaisseur de la brame reste sensiblement la même et c'est sa largeur qui est modifiée. Dans ce cas précis, les dispositifs de refroidissement secondaire classiques deviennent inadaptés car ils sont souvent peu flexibles en terme de largeur arrosée par les gicleurs ou même simplement de largeur fixe.
Dans le cas de refroidissement secondaire classique, soit le refroidissement est trop intense au niveau des bords latéraux de la brame si la largeur de brame a été diminuée, soit le refroidissement est trop faible sur lesdits bords si on a augmenté cette largeur de brame.
[0014] Enfin, globalement, il s'est avéré que la pratique actuelle classique des pulvérisateurs pose problème car des zones apparaissent dans la partie arrosée où une partie de la surface à refroidir de la brame n'est pas mise en contact avec le liquide de refroidissement de manière optimale. Dans les zones en question, le liquide ne présente pas les caractéristiques d'écoulement ou de température, principalement d'agitation, qui favorisent les transferts de chaleur et donc effectuent un refroidissement optimalisé de la brame.
Inconvénient principalement lié à la position des pulvérisateurs (P1), (P2), par rapport à la surface de la brame. [0015] Pour tenter de remédier aux différents inconvénients précités constatés à l'heure actuelle dans bon nombre d'installations industrielles de coulée en continu de brames en acier, on a proposé diverses solutions qui sont toutes basées sur un meilleur contrôle des moyens d'aspersion tant en nombre qu'en type de jets.
Cependant, on constate que ces systèmes ne donnent pas satisfaction en application industrielle car ils sont soit complexes et coûteux, soit peu performants, éléments économiques non négligeables dans la pratique industrielle.
But de l'invention
[0016] La présente invention permet de réaliser dans une installation de coulée en continu de métal liquide un refroidissement secondaire de la brame qui apporte une solution aux problèmes précités.
En outre, le procédé de l'invention est aussi facilement utilisable quand on est amené à couler des brames de dimensions différentes, habituellement de largeurs différentes, dans une même installation de coulée en continu.
[0017] La présente invention a aussi pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de refroidissement d'une brame coulée en continu.
[0018] La figure 2 illustre de manière schématique une longueur d'un dispositif de refroidissement secondaire selon la présente invention dans une installation de coulée en continu.
[0019] La figure 2 représente une portion verticale de la brame (B) issue d'une lingotière de coulée en continu (non représentée) et progressant vers le bas suivant la flèche représentée.
On y distingue :
- la brame (B) coulée en continu;
- les différents rouleaux de support (R1 ), (R2), (R3), (R4), et enfin, - les rampes de refroidissement (Q1 ), (Q2) délivrant le liquide de refroidissement sous forme de plusieurs jets qui sont désignés schématiquement de manière globale en tant que jets (K1) et jets (K2).
[0020] La suite de la description pour expliciter la présente invention et la décrire a pour base unitaire l'ensemble compris entre les rouleaux (R1 ), (R2), (R3) et (R4).
Il va de soi que les considérations techniques établies ci-après peuvent être appliquées à l'une ou l'autre partie de l'ensemble formant le refroidissement secondaire d'une brame coulée en continu ou même le refroidissement final, Les considérations de la description peuvent aussi être extrapolées pour être appliquées à toute opération de refroidissement d'un produit placé dans des conditions d'élaboration analogues. [0021] En outre, en vue de simplifier la suite de la description de la présente invention, on considérera que les rouleaux de support (R1), (R2), (R3) et (R4) sont d'un diamètre identique.
Cependant, pour pallier à toute controverse et en vue de lever toute ambiguïté dans le cas de rouleaux de support de diamètres différents, le diamètre considéré comme pertinent dans un critère est le plus petit des diamètres des 2 rouleaux entre lesquels est placée la rampe de refroidissement telle que (Q1) ou (Q2) pour laquelle le critère en question est défini.
Présentation de l'invention
[0022] Conformément à la présente invention, un procédé de refroidissement secondaire d'une brame métallique coulée en continu, dans lequel une brame (B) est maintenue entre des rouleaux de supports (R1 ), (R2), (R3), (R4) et est soumise à l'action de rampes de refroidissement (Q1), (Q2), de projection d'un liquide de refroidissement (W) sous forme de jets (K1 ), (K2), est essentiellement caractérisé:
- en ce qu'on dispose des rampes de refroidissement respectivement (Q1 ) et (Q2) de projection d'un liquide de refroidissement (W) de manière à former une masse de liquide de refroidissement (W) qui est en contact avec au moins 20% de la surface de la brame (B), à savoir respectivement d'une part (S1) comprise entre les points d'appuis sur la brame des rouleaux (R1 ) et (R2) et d'autre part (S2) comprise entre les points d'appuis sur la brame des rouleaux (R3) et (R4);
- en ce qu'on génère des jets respectivement (K1) et (K2) couvrant chacun un angle respectivement (A1 ) et (A2) supérieur à 15[deg.];
- en ce que la production des jets (K1 ), (K2), a lieu dans l'espace défini par la surface de la brame (B) et les surfaces des rouleaux de support en contact à chaque extrémité de ladite surface de la brame, respectivement d'une part la surface (S1 ) de la brame (B) et les rouleaux (R1), (R2), et d'autre part la surface (S2) de la brame (B) et les rouleaux (R3), (R4), et ce de manière à provoquer une turbulence dans le liquide présent au niveau de la surface de la brame (B) dans les espaces précités;
- en ce qu'on contrôle les paramètres définissant tant la température que les caractéristiques d'écoulement du fluide de refroidissement pour obtenir un flux de refroidissement prédéterminé en fonction du produit coulé en continu. [0023] Dans le contexte de la présente invention, les paramètres définissant les conditions d'écoulement du fluide de refroidissement sont principalement la pression, la direction, le débit et la répartition spatiale des jets.
[0024] Suivant une modalité préférentielle de mise en oeuvre du procédé de refroidissement secondaire, objet de la présente invention, on positionne des rampes de refroidissement (Q1), (Q2), de création des jets (K1 ), (K2), de liquide de refroidissement de manière à situer l'endroit de naissance des jets (K1), (K2), à une distance de la surface de la brame inférieure ou égale au diamètre des rouleaux de support.
[0025] Le procédé de refroidissement secondaire, objet de la présente invention, de par la manière dont est projeté le fluide de refroidissement a pour effet positif que la surface globale, c'est-à-dire tant sur la brame que sur les rouleaux de support,
qui est en contact avec le liquide de refroidissement est beaucoup plus grande que dans les installations de refroidissement secondaires classiques actuelles et permet une gestion plus fine du contrôle du refroidissement secondaire d'une brame coulée en continu.
[0026] Au niveau de la surface en contact avec le liquide de refroidissement, les figures 3a, 3b, 3c, se réfèrent à un refroidissement secondaire classique connu et les figures 4a, 4b, 4c, se réfèrent à un refroidissement secondaire suivant la présente invention.
Les figures en question représentent une portion verticale de la brame (B) issue de la lingotière de coulée en continu et progressant vers le bas suivant la flèche représentée.
[0027] On distingue par comparaison entre les figures 3b, 3c, d'une part, et 4b, 4c, d'autre part, que la surface en contact avec le liquide (W) est beaucoup plus importante dans le refroidissement secondaire selon l'invention que dans le refroidissement secondaire classique car le liquide ne reste pas confiné dans un volume (E1 ) en refroidissement classique mais occupe un volume (E2) plus important dans le refroidissement selon la présente invention.
[0028] En ce qui concerne le positionnement des moyens pour projeter le fluide de refroidissement, respectivement (P1 ), (P2) dans un refroidissement secondaire classique et (Q1 ), (Q2) dans un refroidissement selon la présente invention,
les figures 5 et 6 illustrent la différence de conception entre un refroidissement secondaire classique connu (figure 5) et un refroidissement secondaire suivant la présente invention (figure 6). Les figures 5 et 6 représentent une coupe transversale suivant un plan horizontal de la brame (B) issue de la lingotière de coulée en continu et progressant vers le bas.
[0029] On déduit de l'examen des figures 5 et 6 que la zone de production des jets en mode de refroidissement classique (figure 5) est plus éloignée de la surface de la brame que dans le cas du refroidissement selon la présente invention (figure 6).
[0030] Il convient de faire remarquer que les critères principaux discriminatoires entre les modes de refroidissement secondaire d'une part classique et d'autre part selon l'invention, consistent en ce que, dans le cas de la présente invention,
les angles respectivement (A1) et (A2) suivant lesquels on projette le fluide de refroidissement sont beaucoup plus grands que dans le cas classique, et que la distance entre le lieu de création des jets respectivement (K1 ), (K2) et la surface de la brame est nettement plus petite que la distance entre la surface de la brame et les pulvérisateurs utilisés en refroidissement classique.
[0031] La présente invention a aussi trait à une procédure de modification et d'adaptation de la largeur occupée par le fluide de refroidissement en fonction de la largeur de la brame coulée en continu, laquelle peut varier selon les produits coulés en continu.
[0032] La figure 7 illustre schématiquement une rampe de refroidissement
(Q1 ) dans sa position relative entre des rouleaux de support non représentés (R1 ), (R2), et vis-à-vis de la surface de la brame (B);
une rampe de refroidissement (Q2) existe par symétrie en face de l'autre surface de la brame (B), laquelle rampe de refroidissement (Q2) n'est pas représentée.
[0033] Dans cette rampe de refroidissement (Q1), selon la présente invention, le fluide de refroidissement est amené en (I) selon le sens de la flèche et donne naissance à des jets (K1).
[0034] Suivant encore une autre modalité préférentielle de mise en oeuvre du procédé de refroidissement secondaire, objet de la présente invention, on varie la largeur de projection (L) du liquide de refroidissement en fonction de la largeur (Lb) de la brame (B) coulée en continu par un déplacement d'un élément obturateur (O) présent dans une rampe de refroidissement (Q1 ) de création des jets (K1 ) de fluide de refroidissement, préférentiellement, on met en oeuvre au moins 2 éléments obturateurs (O)
que l'on déplace en sens contraire, de préférence de manière symétrique par rapport à l'axe longitudinal de la brame (B). [0035] La figure 7 illustre schématiquement le principe de modification de la largeur de la zone arrosée par les jets (K1 ) que l'on obtient en rapprochant ou en éloignant, comme indiqué par les flèches à double sens sur la figure 7, les éléments obturateurs (O) qui permettent au fluide de refroidissement d'accéder ou non aux sorties de liquide dont (Q1) est pourvu.
Des obturateurs (O) sont montés dans toutes ou seulement dans certaines des rampes de refroidissement telles que (Q1 ) et (Q2). [0036] La présente invention a aussi trait à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de refroidissement secondaire de l'invention et on fera référence aux figures déjà précédemment décrites pour expliciter ce dernier.
[0037] Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de refroidissement secondaire d'une brame (B) coulée en continu, objet de la présente invention, laquelle est extraite verticalement d'une lingotière de coulée en continu et soumise à un refroidissement secondaire en étant supportée par des rouleaux (R1 ), (R2), (R3), (R4), comprenant des rampes de refroidissement (Q1 ), (Q2) de projection d'un fluide de refroidissement (W), est essentiellement caractérisé
- en ce qu'il comprend respectivement une rampe de refroidissement (Q1) placée dans l'espace défini entre la surface (S1 ) de la brame (B) et les surfaces les plus proches entre elles des rouleaux (R1) et (R2) et en ce qu'une rampe de refroidissement (Q2) est positionnée de manière symétrique vis-à-vis de la surface (S2) de la brame (B) et des rouleaux de support (R3) et (R4);
- en ce que les moyens qui donnent naissance aux jets (K1 ), (K2), de liquide de refroidissement sont situés à une distance maximale de la surface refroidie de la brame égale au diamètre des rouleaux (R1 ), (R2);
- en ce que chaque rampe de refroidissement (Q1), (Q2), de projection d'un fluide de refroidissement (W) comprend une enveloppe (E) remplie de fluide de refroidissement (W) et munie de moyens pour produire des jets (K1 ), (K2);
en ce que l'enveloppe (E) comprend un moyen (U) qui permet de déplacer des obturateurs (O), l'un à une extrémité et l'autre à l'autre extrémité de l'enveloppe (E), en sens inverse l'un de l'autre.
Description d'une mise en oeuyre préférentielle de l'invention
[0038] Une mise en oeuvre préférentielle de l'invention est décrite en faisant référence aux figures 2, 6 et 7.
[0039] On y distingue la brame (B) sortant verticalement suivant la flèche d'une lingotière de coulée en continu et qui est supportée par des rouleaux de support
(R1), (R2), (R3), (R4), et soumise à un refroidissement secondaire au moyen du fluide
(W). Les rampes de refroidissement (Q1 ), (Q2), de projection de fluide refroidissement (W) sont respectivement disposés entre les rouleaux (R1 ), (R2) et (R3), (R4).
Ces moyens de projection de fluide de refroidissement sont de forme et de dimension appropriées afin de se positionner, majoritairement en volume, en dedans de l'espace compris entre la surface de la brame (B), la surface des rouleaux (R1 ), (R2) ou (R3), (R4), qui leur est la plus proche et de manière telle que les moyens qui donnent naissance aux jets (K1 ), (K2), de liquide de refroidissement sont situés à une distance maximale de la surface refroidie de la brame égale au diamètre des rouleaux (R1 ), (R2). La figure 7 montre une rampe de refroidissement (Q1 ) de projection de fluide dans sa position relative vis-à-vis des rouleaux de support où un est représenté (R1) et vis-à-vis de la surface de la brame (B); une rampe de refroidissement (Q2) existe par symétrie en face de l'autre face de la brame qui n'est pas représentée.
Le fluide entre par l'orifice (I), il remplit l'enveloppe (E) et est projeté vers la surface de la brame (B) sous forme des jets (K1 ), (K2).
[0040] En outre, un avantage non négligeable consiste en ce qu'on peut aisément modifier la largeur de la brame soumise à l'action directe des jets (K1), (K2), au moyen d'un système de vis sans fin (U), ce dernier permettant d'adapter la longueur arrosée (L) en fonction de la largeur de la brame (Lb).
En plus, il est avantageux de procéder à l'adaptation de longueur arrosée précitée en déplaçant des obturateurs (O) en sens inverse l'un de l'autre et de manière symétrique par rapport à l'axe longitudinal de la brame.
[0041] Le procédé de refroidissement secondaire d'une brame coulée en continu, objet de la présente invention, permet d'assurer un transfert calorifique accru par rapport aux systèmes classiques en usage et permet d'obtenir un refroidissement plus homogène de la brame ce qui a pour effet bénéfique de diminuer les défauts liés aux fissurations de bord qui peuvent apparaître lors de la coulée en continu de nuances d'acier particulières.
[0042] En résumé,
le dispositif décrit ci-dessus pour sa mise en oeuvre présente l'avantage non négligeable de pouvoir être facilement incorporé dans les installations classiques existantes pour un coût raisonnable et de permettre une couverture plus grande de la surface refroidie tout en assurant une adaptation possible selon la largeur de la brame coulée en continu.
PROCESS FOR THE SECONDARY COOLING OF A CONTINUOUS CASTING ARRAY AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAID METHOD
Object of the invention
The present invention relates to a method for the secondary cooling of a metal slab, in particular of a steel slab, continuously cast, and a device for its implementation.
Field of application and state of the art
The preferred field of application of the invention is the continuous casting of metal slabs, more particularly steel slabs.
The following description will make more specific reference but it is obvious that the invention is also applicable to the continuous casting of other metals, such as copper or aluminum,
they can be continuously cast in the form of slabs under conditions similar to those encountered in the continuous casting of steel slabs.
It is known in the context of the casting of metals, and more particularly of steel, to implement a continuous casting process for producing slabs.
The steel is poured into a mold without bottom, said continuous casting, which is extracted a strand, the skin is solidified and the heart still partially liquid, continuously forming a slab which is subjected to cooling, said secondary cooling,
after exiting the ingot mold and as it progresses along the support roll train.
This secondary cooling is carried out by sprinkling water and it is intended to accelerate the solidification of the metal in order to consolidate the solidified carcass and to cool the casting machine continuously.
Currently, this secondary cooling is achieved by means of water sprayers housed in the vertical direction between the support rollers of the slab and recessed with respect to the latter vis-à-vis the surface of the slab and spread over the irrigated length of it.
The heat transfer coefficients achieved in the impact zone of the sprayers are of the order of 0.8 kw / m2 [deg.] C to
1000 [deg.] C of surface temperature.
Figure 1 schematically illustrates a length, between two pairs of consecutive support rollers, of a conventional secondary cooling device in a continuous casting plant. [0009] Figure 1 shows a vertical portion of the slab (B) from the continuous casting mold (not shown) and progressing downwardly along the arrow shown.
We distinguish:
- The slab (B) continuously cast;
the different support rollers (R1), (R2), (R3), (R4), which are generally of the same diameter, and finally
- Sprayers (P1), (P2) delivering the cooling liquid in the form of jets (J1), (J2).
We will take as unitary basis to locate the present invention and describe the set between the rollers (R1), (R2), (R3), (R4), the developed technical considerations that can be extended to one or the other part of the assembly forming the secondary cooling of a continuously cast slab. The conventional method described in Figure 1 has a major drawback in that the applied cooling is extremely heterogeneous.
Indeed, by the means used, it causes a rapid succession of many cooling cycles - reheating at each point of the surface of the slab during the run of the latter in front of the sprayers present in the secondary cooling zone. This results in significant thermal fatigue which gives rise to the appearance and propagation of superficial cracks in the slab, an effect all the more marked that the amount of water spray is large and that the thickness of the solidified skin is low. Another disadvantage found in industrial installations during conventional continuous casting operations is unsuitable cooling of the edges of the slabs.
Indeed, considering the way the jets are emitted towards the slab, the metal located near the thin edges undergoes a cooling much more intense than the metal which is more distant, thus more towards the central part of the slab, and it s It follows deformations that affect the quality of the product poured continuously.
Finally, it is necessary to change more and more often, the dimensions of slabs continuously cast on the same continuous casting machine. Usually, the thickness of the slab remains substantially the same and its width is changed. In this case, conventional secondary cooling devices become unsuitable because they are often not flexible in terms of width sprayed by nozzles or even simply fixed width.
In the case of conventional secondary cooling, either the cooling is too intense at the side edges of the slab if the slab width has been decreased, or the cooling is too low on said edges if the slab width has been increased.
Finally, overall, it has been found that the current conventional practice of sprayers is problematic because areas appear in the watered part where part of the surface to be cooled of the slab is not brought into contact with the liquid optimally cooling. In the areas in question, the liquid does not have the characteristics of flow or temperature, mainly stirring, which promote heat transfer and therefore perform optimized cooling of the slab.
Disadvantage mainly related to the position of the sprayers (P1), (P2), with respect to the surface of the slab. In an attempt to overcome the aforementioned various disadvantages noted at present in many industrial plants for continuous casting steel slabs, various solutions have been proposed which are all based on better control of the means of spray in both number and type of jets.
However, we note that these systems are unsatisfactory in industrial applications because they are either complex and expensive, or poor performance, economic elements not negligible in industrial practice.
Purpose of the invention
The present invention allows for a continuous liquid metal casting installation secondary cooling of the slab that provides a solution to the aforementioned problems.
In addition, the method of the invention is also easily used when it is necessary to cast slabs of different sizes, usually of different widths, in the same continuous casting plant.
The present invention also relates to a device for carrying out the cooling process of a continuously cast slab.
[0018] Figure 2 schematically illustrates a length of a secondary cooling device according to the present invention in a continuous casting plant.
[0019] Figure 2 shows a vertical portion of the slab (B) from a continuous casting mold (not shown) and progressing downwardly along the arrow shown.
We distinguish:
- The slab (B) continuously cast;
the different support rollers (R1), (R2), (R3), (R4), and finally, - the cooling ramps (Q1), (Q2) delivering the cooling liquid in the form of several jets which are designated schematically globally as jets (K1) and jets (K2).
The following description to explain the present invention and describe it has unitary basis all between the rollers (R1), (R2), (R3) and (R4).
It goes without saying that the technical considerations set out below can be applied to any part of the assembly forming the secondary cooling of a continuously cast slab or even the final cooling, The considerations of the description can also be extrapolated to be applied to any cooling operation of a product placed under similar processing conditions. In addition, in order to simplify the following description of the present invention, it will be considered that the support rollers (R1), (R2), (R3) and (R4) are of identical diameter.
However, to overcome any controversy and to remove any ambiguity in the case of support rolls of different diameters, the diameter considered relevant in a criterion is the smallest of the diameters of the 2 rollers between which is placed the cooling ramp such that (Q1) or (Q2) for which the criterion in question is defined.
Presentation of the invention
According to the present invention, a method of secondary cooling of a continuously cast metal slab, in which a slab (B) is held between rolls of supports (R1), (R2), (R3), ( R4) and is subjected to the action of cooling ramps (Q1), (Q2), of projection of a cooling liquid (W) in the form of jets (K1), (K2), is essentially characterized:
in that the cooling ramps (Q1) and (Q2) for cooling liquid (W) are arranged so as to form a mass of coolant (W) which is in contact with at least one 20% of the surface of the slab (B), namely respectively on the one hand (S1) between the bearing points on the slab of the rollers (R1) and (R2) and on the other hand (S2) included between the bearing points on the slab of rollers (R3) and (R4);
in that jets respectively (K1) and (K2) are respectively generated, each covering an angle (A1) and (A2) respectively greater than 15 [deg.];
in that the production of the jets (K1), (K2) takes place in the space defined by the surface of the slab (B) and the surfaces of the support rolls in contact at each end of said surface of the slab respectively on the one hand the surface (S1) of the slab (B) and the rollers (R1), (R2), and on the other hand the surface (S2) of the slab (B) and the rollers (R3) , (R4), and this so as to cause turbulence in the liquid present at the surface of the slab (B) in the aforementioned spaces;
in that the parameters defining both the temperature and the flow characteristics of the cooling fluid are controlled to obtain a predetermined cooling flow as a function of the continuously cast product. In the context of the present invention, the parameters defining the flow conditions of the cooling fluid are mainly the pressure, the direction, the flow and the spatial distribution of the jets.
According to a preferred embodiment of the secondary cooling method, object of the present invention, is positioned cooling ramps (Q1), (Q2), creating jets (K1), (K2), coolant so as to locate the birth place of the jets (K1), (K2) at a distance from the surface of the slab less than or equal to the diameter of the support rollers.
The secondary cooling method, object of the present invention, by the manner in which the coolant is sprayed has the positive effect that the overall surface, that is to say, both on the slab and on the rollers. support,
which is in contact with the coolant is much larger than in the current conventional secondary cooling systems and allows for finer management of the secondary cooling control of a continuously cast slab.
At the level of the surface in contact with the cooling liquid, FIGS. 3a, 3b, 3c, refer to a known conventional secondary cooling and FIGS. 4a, 4b, 4c, refer to a secondary cooling according to the present invention. invention.
The figures in question represent a vertical portion of the slab (B) from the casting mold continuously and progressing downwardly along the arrow shown.
It is distinguished by comparison between Figures 3b, 3c, on the one hand, and 4b, 4c, on the other hand, that the surface in contact with the liquid (W) is much larger in the secondary cooling according to the invention. invention in the conventional secondary cooling because the liquid does not remain confined in a volume (E1) in conventional cooling but occupies a larger volume (E2) in the cooling according to the present invention.
With regard to the positioning of the means for projecting the cooling fluid, respectively (P1), (P2) in a conventional secondary cooling and (Q1), (Q2) in a cooling according to the present invention,
Figures 5 and 6 illustrate the design difference between known conventional secondary cooling (Figure 5) and secondary cooling according to the present invention (Figure 6). Figures 5 and 6 show a cross section along a horizontal plane of the slab (B) from the casting mold continuously and progressing downwards.
It can be deduced from the examination of FIGS. 5 and 6 that the production zone of the jets in the conventional cooling mode (FIG. 5) is further from the surface of the slab than in the case of the cooling according to the present invention (FIG. Figure 6).
It should be noted that the discriminatory main criteria between the secondary cooling modes on the one hand conventional and secondly according to the invention consist in that, in the case of the present invention,
the angles (A1) and (A2), respectively, at which the cooling fluid is projected are much greater than in the conventional case, and the distance between the location of the jets respectively (K1), (K2) and the surface the slab is significantly smaller than the distance between the slab surface and the sprayers used in conventional cooling.
The present invention also relates to a procedure for modifying and adapting the width occupied by the cooling fluid as a function of the width of the continuously cast slab, which may vary depending on the continuously cast products.
[0032] Figure 7 schematically illustrates a cooling ramp
(Q1) in its relative position between unrepresented support rollers (R1), (R2), and vis-à-vis the surface of the slab (B);
a cooling ramp (Q2) exists symmetrically opposite the other surface of the slab (B), which cooling ramp (Q2) is not shown.
In this cooling ramp (Q1), according to the present invention, the cooling fluid is supplied in (I) in the direction of the arrow and gives rise to jets (K1).
According to yet another preferred embodiment of the secondary cooling method, which is the subject of the present invention, the projection width (L) of the coolant is varied as a function of the width (Lb) of the slab (FIG. B) continuous casting by a displacement of a shutter member (O) present in a cooling ramp (Q1) for creating the jets (K1) of cooling fluid, preferably at least two shutter elements (O) being used; )
that is moved in the opposite direction, preferably symmetrically with respect to the longitudinal axis of the slab (B). FIG. 7 diagrammatically illustrates the principle of modifying the width of the zone sprayed by the jets (K1) obtained by moving closer or further away, as indicated by the two-way arrows in FIG. shutter elements (O) which allow the cooling fluid to access or not to the liquid outlets of which (Q1) is provided.
Shutters (O) are mounted in all or only in some of the cooling ramps such as (Q1) and (Q2). The present invention also relates to a device for implementing the secondary cooling method of the invention and reference will be made to the figures already described above to explain the latter.
The device for implementing the secondary cooling method of a slab (B) continuously cast, object of the present invention, which is extracted vertically from a casting mold continuously and subjected to secondary cooling by being supported by rollers (R1), (R2), (R3), (R4), comprising cooling booms (Q1), (Q2) for projecting a cooling fluid (W), is essentially characterized
- in that it comprises respectively a cooling ramp (Q1) placed in the space defined between the surface (S1) of the slab (B) and the surfaces closest to each other of the rollers (R1) and (R2) and in that a cooling ramp (Q2) is positioned symmetrically with respect to the surface (S2) of the slab (B) and the support rollers (R3) and (R4);
in that the means which give rise to the jets (K1), (K2), of coolant are situated at a maximum distance from the cooled surface of the slab equal to the diameter of the rollers (R1), (R2);
in that each cooling fluid cooling (W) cooling ramp (Q1) comprises an envelope (E) filled with cooling fluid (W) and provided with means for producing jets ( K1), (K2);
in that the envelope (E) comprises means (U) for moving shutters (O), one at one end and the other at the other end of the envelope (E), in the direction reverse one another.
Description of a preferred embodiment of the invention
A preferred embodiment of the invention is described with reference to FIGS. 2, 6 and 7.
It distinguishes the slab (B) coming out vertically following the arrow of a continuous casting mold and which is supported by support rollers
(R1), (R2), (R3), (R4), and subjected to secondary cooling by means of the fluid
(W). Cooling fluid cooling (W) cooling (Q1), (Q2) ramps are respectively arranged between the rollers (R1), (R2) and (R3), (R4).
These cooling fluid spraying means are of appropriate shape and size in order to position themselves, predominantly in volume, within the space between the surface of the slab (B), the surface of the rollers (R1), ( R2) or (R3), (R4), which is the closest to them and in such a way that the means which give rise to the jets (K1), (K2), coolant are located at a maximum distance from the surface cooled slab equal to the roll diameter (R1), (R2). FIG. 7 shows a fluid spray cooling ramp (Q1) in its relative position with respect to the support rollers where one is shown (R1) and opposite the slab surface (B) ; a cooling ramp (Q2) exists symmetrically opposite the other face of the slab which is not shown.
The fluid enters through the orifice (I), it fills the envelope (E) and is projected towards the surface of the slab (B) in the form of the jets (K1), (K2).
In addition, a significant advantage is that it can easily change the width of the slab subjected to the direct action of the jets (K1), (K2), by means of a worm system (U), the latter to adapt the watered length (L) according to the width of the slab (Lb).
In addition, it is advantageous to proceed to the adaptation of the aforementioned irrigated length by moving shutters (O) in opposite directions from one another and symmetrically with respect to the longitudinal axis of the slab.
The secondary cooling method of a continuously cast slab, which is the subject of the present invention, makes it possible to ensure an increased heat transfer compared with conventional systems in use and makes it possible to obtain a more homogeneous cooling of the slab. which has the beneficial effect of reducing the defects related to edge cracks that may occur during the continuous casting of particular steel grades.
In summary,
the device described above for its implementation has the significant advantage of being easily incorporated into existing conventional facilities for a reasonable cost and to allow greater coverage of the cooled surface while ensuring a possible adaptation according to the width of the slab cast continuously.