BE820408A - Procede de controle de la coulee continue des metaux. - Google Patents

Description

  Procédé de contrôle de la coulée continue des métaux.

  
La présente invention est relative à un procédé

  
de contrôle de la coulée continue des métaux, et plus spécialement de l'acier.

  
Les processus de coulée continue des métaux consistent à verser le métal liquide à partir d'une poche de coulée, directement ou par l'intermédiaire d'un panier de coulée, dans une lingotière de coulée continue, refroidie à l'eau. Sous l'action de ce refroidissement dit primaire, s' amorce la solidification du métal coulé qui sort régulièrement par l'extrémité inférieure ouverte de la dite lingo- <EMI ID=1.1>  

  
Le lingot en cours de solidification sortant de façon continue hors de la lingotière est soumis également à un refroidissement par eau. Ce refroidissement dit secondaire, assure la solidification progressive et complète du métal.

  
Tout au long de la solidification, la peau du brin d'acier coulé en continu est soumise à des contraintes thermiques et mécaniques variables. Ces contraintes jointes à une faible résistance mécanique du produit peuvent être la cause de fissurations qui entraînent la percée ou l'apparition de défauts internes ou superficiels.

  
Les contraintes thermiques résultent des gradients de température qui existent dans des directions transversales et longitudinales. Bien que l'état de tension du brin à un endroit donné dépende des déformations antérieures, en général il existe des tensions de traction dans les parties les plus froides, qui se refroidissent le plus rapidement
(peau) et des tensions de compression dans les régions les plus chaudes (coeur). Cependant, le refroidissement de la surface du produit sous la point de transformation austéniteferrite ou le réchauffement superficiel du produit lors du passage d'une zone d'arrosage intense à une zone d'arrosage plus faible ou à la sortie de la tour de refroidissement peuvent complètement modifier la distribution des tensions et provoquer des tensions de traction au coeur du lingot, à proximité du front de solidification.

  
Il semble que cette situation soit responsable de la formation de fissures axiales ou à mi-épaisseur et des lignes noires (ségrégation). 

La présente invention a pour objet un procédépermettant de réduire très fortement de tels inconvénients.

  
Le procédé, objet de la présente invention, dans lequel on impose des consignes à une grandeur de sortie représentative du processus et on assure le respect de ces consignes par action d'une grandeur d'entrée qui est en liaison univoque et reproductible avec la grandeur de sortie précitée, est essentiellement caractérisé en ce que la grandeur de sortie est constituée par la température superficielle du produit en cours de solidification, en ce que la grandeur d'entrée ou d'action est constituée par les quantités totales d'eau à utiliser dans le circuit de refroidissement secondaire et en ce que les consignes consistent à maintenir la température superficielle du produit au-dessus du point de transformation austénite-ferrite et simultanément à éviter

  
 <EMI ID=2.1> 

  
zone de refroidissement à la suivante.

  
Suivant l'invention, les quantités totales d' eau à utiliser dans le circuit de refroidissement secondaire pour assurer le respect des consignes sont déterminées au moyen d'un calcul prévisionnel tenant compte des données particulières de l'installation, des propriétés physiques du métal et de la densité de flux calorifique dans la lingotière ou dans les zones d'arrosage.

  
Les données particulières de l'installation à prendre en considération, suivant l'invention, sont la longueur de la lingotière, la longueur des différentes zones de refroidissement secondaire, la longueur de la ligne de coulée, le niveau de remplissage de la lingotière, la section du produit coulé, la vitesse de coulée,

  
Les propriétés physiques du métal à prendre en considération, suivant l'invention, sont la densité, la chaleur spécifique, la conductibilité thermique et la chaleur de solidification.

  
La densité de flux calorifique dans la lingotière ou dans les zones d'arrosage est, suivant l'invention,

  
 <EMI ID=3.1> 

  

 <EMI ID=4.1> 
 

  
où Q est la quantité de chaleur emportée par l'eau de la

  
zone considérée;

  
h est le coefficient de transfert de chaleur;

  
T est la température superficielle du produit;

  
TE est la température de l'eau de refroidissement.

  
Egalement, suivant l'invention, l'échauffement permis lors du passage d'une zone de refroidissement à la suivante doit être moins important quand la structure du métal est plus grossière. Le réchauffement permis est d'autant plus faible que l'épaisseur solidifiée est relativement é levé e .

  
L'exemple suivant est donné à titre d'exemple non limitatif, pour bien faire comprendre l'objet de la présente invention.

  
On a calculé les débits d'eau secondaires à mettre en oeuvre lors de la coulée de carrés de 187 mm de côté pour que la température superficielle de ces produits soit supérieure à 885[deg.]C en tous points et simultanément que le réchauffement entre la zone I et la zone II soit égal. à

  
 <EMI ID=5.1> 

  
On a pu constater dans ces conditions, que la production de fissures axiales était réduite dana une pro. portion pouvant aller de 50 à 5. 

REVENDICATIONS

  
1. Procédé de contrôle de l'opération de coulée continue des métaux, et en particulier de l'acier, dans lequel on impose des consignes à une grandeur de sortie représentative du processus et on assure le respect de ces consignes par action d'une grandeur d'entrée qui est en liaison univoque et reproductible avec la grandeur de sortie précitée, caractérisé en ce que la grandeur de sortie est constituée par la température superficielle du produit en cours de solidification,

   en ce que la grandeur d'entrée ou d'action est constituée par les quantités totales d'eau à utiliser dans le circuit de refroidissement secondaire et en ce que les consignes consistent à maintenir la température superficielle du produit au-dessus du point de transformation austénite-ferrite et simultanément à éviter des réchauffements supérieurs à 100[deg.]C lors du passage d'une zone de refroidissement à la suivante.

Claims (1)

1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les quantités totales d'eau à utiliser dans le circuit de refroidissement secondaire pour assurer le respect des consignes mont déterminées au moyen d'un calcul prévisionnel tenant compte des données particulières de l'installation, des propriétés physiques du métal et de la densité de flux calorifique dans la lingotière ou dans les zones d'arrosage.

   3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les données particulières de l'installation à prendre en considération sont la longueur de la lingotière,

   la longueur des différentes zones de refroidissement secondaire, la longueur de la ligne de coulée, le niveau de remplissage de la lingotière, la section du produit coule, la vitesse de coulée. 4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les propriétés physiques du métal à prendre <EMI ID=6.1>

   conductibilité thermique et la chaleur de solidification.

   5. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la densité de flux calorifique dans la lingotière ou dans les zones d'arrosage est schématisée par la relation :

   <EMI ID=7.1>

   où Q est la quantité de chaleur emportée par l'eau de la

   zone considérée ;

   h est le coefficient de transfert de chaleur;

   T est la température superficielle du produit ;

   TE est la température de l'eau de refroidissement.

   6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'échauffement permis lors du passage d'une zone de refroidissement à la suivante est moins important quand la structure du métal est plus grossière.