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BREVET BELGE Procédé de traitement de billettes à l'exté- rieur de la lingotière d'une installation de coulée continue.
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L'invention se rapporte à un procédé de traitement de billettes à l'extérieur de la lingotière d'une installation de coulée continue, notamment de billettes façonnées, par exemple subissant une réduc- tion par étirage avant ou après leur solidification complète.
Dans la mise en oeuvre des procédés de -coulée continue de matériaux à point de fusion élevé, tels que l'acier, le métal fondu coulé dans la lingo- tière refroidie suoit initialement un refroidissement suffisant à provoquer la solidification d'une zone su- perficielîe. Lorsque la tillette est sortie de la lin- gotière, le refroidissement de la zone superficielle solidifiée ou croûte est poursuivi dans un secteur équi- pé d'ajutages de pulvérisation, la zone superficielle solidifiée s'épaisissant progressivement jusqu'à ce que finalement la oillette soit complètement solidifiée.
Par ce mode opératoire, la zone superficielle ou croûte balayée directement par le réfrigérant est toujours plus froide que le coeur dans lequel un noyau liquide subsiste jusqu'à ce que la billette soit complètement-solidifiée.
Il est connu de régler le refroidissement dans le secteur correspondant situé en aval de la lingotière de manière que la température de la zone superficielle reste sensiblement constante ou tombe au maximum progressivement d'environ 200 C de la sortie de la lingotière jusqu'à so- lidification complète du noyau.
Ce ralentissement du refroi- dissement permet de réduire les tensions provoquées par les
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différences de température entre la zone superficielle et le noyau liquide afin que le risque d'apparition de cr: - ques reste faible si aucune déformation ou autre -ne pro- voque des tensions supplément-aires-; -si, - cependant la. bil- lette coulée ayant encore éventuellement un noyau liquide doit être usinée.,-- par exemple courbée ou soumise à réduc- tion par étirage immédiatement à sa sortie de l' installa- lion de coulée continue, ce procédé connu de réglage du refroidissement est insuffisant.
Il s'est avéré que -dans ces cas, l'hétérogénéité de la température sur la section de la billette et les tensions qui en résultent ont pour conséquence une augmentation des risques de formation de criques.
L'invention, destinée à éviter ces inccnvé- nients et difficultés, a pour objet un procédé de traite- , ment de billettes à l'extériear de la lingotière d'une ins- tallation àe coulée continue, en particulier de billettes, façonnées avant ou après leur solidification complète, un réfrigérant évacuant de la billette, dans un secteur corres- pondant situé en aval de la lingotière refroidie, une quan- tité de chaleur telle que la température à la surface de la billette reste sensiblement constante ou tombe au maximum d'environ 200 C ;
selon une particularité essentielle de l'invention, la billette quittant le secteur de refroidis- sement et ayant encore un noyau liquide-est dirigée à tra- vers un secteur d'égalisation non refroidi, éventuellement réchauffé, disposé en aval du secteur de refroidissement, de manière que le réchauffement produit par le coeur fasse remonter la température à la surface de la-billette à une valeur supérieure à celle d'entrée dans¯la zone d'égalisa- tion.
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Le procédé de l'invention consiste donc à interrompre prématurément, c'est-à-dire avant solidifi- cation complète de la billette, le refroidissement réglé des procédés connus, destinés à empêcher la température de surface de tomber de plus de 2000C, de manière à per- mettre aux différences de température et de tension de s'équilibrer sur la section de la billette avant que celle-ci ne soit soumise à des efforts mécaniques supplé- mentaires tels que flexion ou réduction par étirage.
Le refroidissement est interrompu de préférence dès que la billette est solidifiée sur environ 85 à 95% de la sur-- face de sa section- La température de la croûte est alors d'environ 950 à 1 000 C et celle du noyau liquide, d'en- viron 1 500 C. Cette température du noyau liquide suffit encore à abandonner suffisamment de chaleur à la zone su- perficielle solidifiée pendant son passage à travers le secteur-d'égalisation pour que sa température remonte à environ 1 100 C ou légèrement plus.
D'autres objets et avantages de l'invention serent mieux coppris à l'aide de la description Jétaillée qui va suivre et au dessin sur lequel : - la figure 1 est une vue en élévation latérale schématique d'une installation de-coulée continue pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, - la figure a est un diagramme des courbes de température dans'le coeur of dans la croûte de la billette, et - la -figure 3 cet un diagramme de la répartition des tempéra- tures sur la section de la billette.
La figure 1 illustre schématiquement une installation dans laquelle la bilette coulée, ayant une mince croate solidifiée, sort de la lingotière refroidie 1. Le refroidissement primaire
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a donc lieu à l'intérieur de la lingotière. La référence 2 désigne le secteur de refroidissement secondaire, dans lequel des ajutages de pulvérisation refroidissent la billette par l'extérieur. Le refroidissement est interrompu au point 3 et la billette pénètre dans le secteur d'égali- sation 4 qui est prolongé jusqu'au point 5. La chaleur abandonnée par le noyau encore partiellement liquide fait remonter la température de la croûte de la billette dans ce secteur d'égalisation.
Les références 6 et 6' désignent une installation de façonnage, en particulier une installation de réduction de section par étirage, disposée en aval du secteur d'égalisation. L'installation de réduction peut être également remplacée par une cage de dressage.
Sur la figure 2, la référence 7 désigne la courbe de température dans le noyau et la référence 8, la courbe de température dans la croûte solidifiée. On remarque que la température du noyau reste sensiblement constante à environ 1 500 C dans le secteur 2 de refroidissement secon- daire et dans le secteur 4 d'égalisation et ne retombe fai- blement que tout à la fin. La température de la croûte tom- be dans le secteur 2 de refroidissement secondaire d'environ 1 100 à environ 900 C et refonte dans le secteur d'égalisation à environ 1 100 C par absorption de la chaleur de fusion abandonnée par le noyau liquide.
La figure 3 illustre la répartition des tempéra- tures sur la section totale de la billette. Les courbes sont reproduites pour une billette 9 de section carrée. Le noyau interne 10 est liquide et la zone extérieure 11 est complète- ment solidifiée. La courbe 12 reproduit la répartition des températures sur la section de la billette à son entrée dans le secteur d'égalisation, donc au point 3 du schéma de la @ figure 1. La courbe 13 reproduit la répartition des tempéra-
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tures à la fin du secteur d'égalisation, donc au point 5 du schéma de la figure 1.
Selon une variante du procédé de l'invention, le secteur d'égalisation est de plus réchauffé, par exemple par des brûleurs,'des dispositifs à induction ou à résistance et la répartition des tempé- ratures au point 5 correspond à la courbe 14. On remarque, en comparant les courbes 12 et 13 ou 12 et 14 qu'à la fin du secteur d'égalisation, la répartition des température dans la billette est très régulière à l'exception d'une petite zone du noyau.
Le procédé de l'invention permet donc d'équi- librer pratiquement les tensions thermiques et de réduire les risques de formation de criques lors d'un façonnage, par exemple, d'un cintrage ou d'une réduction de section- par étirage,- effectué à la sortie de l'installation de coulée continue, la qualité du produit fini étant ainsi améliorée.
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