Procédé pour contrôler la coulée continue des métaux.
La présente invention est relative à un procédé pour contrôler 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
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amorce la solidification du métal coulé qui sort régulièrement par l'extrémité inférieure ouverte de la dite lingo-:
tière.
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.
Ces techniques ont tendance actuellement à'
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couler des produits dont la section est de plus en plus importante, ainsi qu'à réaliser des vitesses de coulée de
<EMI ID=3.1> .En ce qui concerne la vitesse de coulée, on s'est rapidement.aperçu qu'on ne pouvait pas modifier sa valeur unilatéralement sans courir le risque d'altérer sensiblement la qualité de la production.
En effet, 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
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nent 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
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dissement 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 procédé de contrôle de la coulée continue permettant de modifier la quantité d'eau débitée dans le circuit de refroidissement . secondaire en fonction des variations de la vitesse de coulée, de manière à réduire très fortement les inconvénients décrits ci-dessus.
Bien entendu, il s'agit de variations de la vitesse de coulée dans les limites permises par les conditions opératoires relevant de la géométrie de là machine. Ces limites sont imposées par exemple par le fait que la vitesse de coulée ne doit pas être trop élevée pour éviter une percée du lingot à la sortie de la lingotière de coulée continue. Une autre valeur limitative de la vitesse de coulée est celle assurant une solidification complète du lingot lorsque ce dernier atteint l'installation de découpage.
Ce procédé est basé sur les considérations suivantes. Contrairement à l'usage courant en coulée continue, le promoteur de la présente invention a fait la constatation étonnante qu'il convient de réduire fortement la quantité d'eau utilisée dans le circuit de refroidissement secondaire (litres d'eau par kilo de métal coulé) au fur et à mesure que la vitesse de coulée augmente. Si on n'effectue pas un tel réglage de façon appropriée, on constate l'apparition de plus en plus fréquente de défauts internes ou su-
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la vitesse de coulée avec pour conséquence la possibilité de contrôler, de préférence automatiquement, l'opération de coulée continue.
Cette relation dépend des caractéristiques de l'installation et du métal; elle doit donc faire l'objet d'une nouvelle détermination chaque fois que l'un ou l'autre de ces facteurs subit un changement.
Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on modifie la quantité spécifique d'eau utilisée dans le circuit de refroidissement secondaire, c'est-à-dire le nombre de litres d'eau secondaire par kilo de métal coulée dans le sens d'une diminution, au fur et à mesure que la vitesse de coulée augmente, conformément à la relation existant entre ces deux grandeurs, la dite relation ayant été préalablement établie pour l'installation utilisée et le métal à couler.
Suivant l'invention, il est avantageux d'asservir la commande de la quantité spécifique d'eau de refroidissement secondaire à un régulateur destiné à convertir la valeur de l'écart entre les vitesses de coulée en valeur de quantité d'eau, conformément à la relation existant entre ces deux grandeurs, ce qui assure le contrôle automatique du processus.
Lea chiffres suivants sont donnés à titre d' exemple non limitatif, pour bien faire comprendre le procédé faisant l'objet de la présente invantion.
On a effectué une coulée continue d'acier calmé à 0,15 % de carbone avec production de carrés de
la? mm de côté...
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On a choisi alors une vitesse de coulée de 1,6 m/min. et le régulateur faisant partie de la boucle fermée de régulation par réciprocité a modifié automatique-ment le débit spécifique d'eau de refroidissement secondaire de 0,80 1/kg à 0,62 1/kg.
On est ainsi parvenu à augmenter la vitesse de coulée de 33 % sans produire des carrés défectueux pour cause de défauts internes ou superficiels.
La relation existant entre la vitesse de coulée et le débit spécifique d'eau de refroidissement secondaire est donnée à la figure annexée et est à la base de la régulation décrite ci-dessus. Sur cette figure, le débit spécifique d'eau de refroidissement secondaire (en 1/kg) est repris en ordonnée et la vitesse de coulée du métal (en m/min.) est reprise en abscisse. Cette relation n'est évidemment quantitativement valable que pour l'installation utilisée et l'acier coulé pris comme exemple.
REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle de la coulée continue des métaux et en particulier de l'acier, caractérisé en ce que l'on modifie la quantité spécifique d'eau utilisée dans le circuit de refroidissement secondaire, c'est-à-dire le nombre de litres d'eau secondaire par kilo de métal coulé, dans le sens d'une diminution,au fur et à mesure que la vitesse de coulée augmente, conformément à la relation existant entre ces deux grandeurs, la dite relation ayant été préalablement établie pour l'installation utilisée et le métal à couler.
Process for controlling the continuous casting of metals.
The present invention relates to a process for controlling the continuous casting of metals and more especially of steel.
Continuous metal casting processes involve pouring liquid metal from a ladle, directly or through a basket. casting, in a continuous casting mold, cooled to
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initiates the solidification of the cast metal which comes out regularly through the open lower end of the said lingo-:
third.
The solidifying ingot continuously exiting from the ingot mold is also subjected to water cooling. This so-called secondary cooling ensures the progressive and complete solidification of the metal.
These techniques currently tend to '
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casting products with an increasingly large cross section, as well as achieving casting speeds of
<EMI ID = 3.1>. Regarding the casting speed, we quickly realized that we could not change its value unilaterally without running the risk of significantly altering the quality of the production.
In fact, throughout solidification, the skin of the continuously cast steel strand is subjected to variable thermal and mechanical stresses. These constraints, together with a low mechanical resistance of the
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nent the breakthrough or appearance of internal or superficial defects.
Thermal stresses result from temperature gradients that exist in transverse and longitudinal directions. Although the state of tension of the strand at a given location depends on previous deformations, in general there are tensile stresses in the colder parts, which cool down the fastest (skin) and compressive stresses in the regions the hottest (heart). However, the cooling of
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This can completely change the stress distribution and cause tensile stresses in the core of the ingot, near the solidification front.
It seems that this situation is responsible for the formation of axial or mid-thickness cracks and black lines (segregation).
The present invention relates to a continuous casting control method making it possible to modify the quantity of water delivered into the cooling circuit. secondary depending on the variations in the casting speed, so as to greatly reduce the drawbacks described above.
Of course, these are variations in the casting speed within the limits permitted by the operating conditions relating to the geometry of the machine. These limits are imposed, for example, by the fact that the casting speed must not be too high to prevent the ingot from breaking through at the exit of the continuous casting ingot mold. Another limiting value of the casting speed is that ensuring complete solidification of the ingot when the latter reaches the cutting installation.
This method is based on the following considerations. Contrary to current use in continuous casting, the promoter of the present invention has made the astonishing observation that it is necessary to greatly reduce the quantity of water used in the secondary cooling circuit (liters of water per kilo of metal cast ) as the casting speed increases. If such an adjustment is not carried out in an appropriate manner, the more and more frequent appearance of internal or excessive faults is observed.
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the casting speed with the consequence of the possibility of controlling, preferably automatically, the continuous casting operation.
This relationship depends on the characteristics of the installation and the metal; it must therefore be re-determined each time any of these factors undergo a change.
The method, object of the present invention, is essentially characterized in that one modifies the specific quantity of water used in the secondary cooling circuit, that is to say the number of liters of secondary water per kilogram. of metal cast in the direction of a decrease, as the casting speed increases, in accordance with the relationship between these two quantities, said relationship having been previously established for the installation used and the metal to be cast .
According to the invention, it is advantageous to control the control of the specific quantity of secondary cooling water to a regulator intended to convert the value of the difference between the casting speeds into a value of the quantity of water, in accordance with the relationship between these two quantities, which ensures automatic control of the process.
The following figures are given by way of non-limiting example, in order to make the process forming the subject of the present invention clearly understood.
A continuous casting of steel calmed to 0.15% carbon was carried out with production of squares of
the? mm side ...
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A casting speed of 1.6 m / min was then chosen. and the controller forming part of the reciprocal control closed loop automatically changed the specific flow rate of secondary cooling water from 0.80 1 / kg to 0.62 1 / kg.
It has thus been possible to increase the casting speed by 33% without producing defective squares due to internal or surface defects.
The relationship between the casting speed and the specific flow of secondary cooling water is given in the appended figure and is the basis of the regulation described above. In this figure, the specific flow of secondary cooling water (in 1 / kg) is shown on the ordinate and the metal casting speed (in m / min.) Is shown on the abscissa. This relation is obviously quantitatively valid only for the installation used and the cast steel taken as an example.
CLAIMS
1. A method of controlling the continuous casting of metals and in particular of steel, characterized in that the specific quantity of water used in the secondary cooling circuit, that is to say the number liters of secondary water per kilogram of metal cast, in the direction of a decrease, as the casting speed increases, in accordance with the relationship existing between these two quantities, the said relationship having been previously established for the installation used and the metal to be cast.