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 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-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.
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 fissuration qui entraînent la percée ou l'apparition de défauts internes ou superficiels.
Les contraintes thermiques résultent des gradients de -température qui existent dans les 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 le point de transformation austénite-ferrite 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).
Pour remédier à ces inconvénients, le demandeur a déjà préconisé un procédé dans lequel on impose des consignes à une grandeur de sortie représentative du processus (constituée en l'occurrence par la température superfi-cielle du produit en cours de solidification) 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. Dans ce procédé, la grandeur d' entrée ou d'action est constituée par les quantités totales d'eau à utiliser dans le circuit de refroidissement secondaire et 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.
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'optimiser le contrôle décrit ci-dessus.
Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on introduit dans un calculateur les données spécifiques de la coulée pour chaque poche, à savoir notamment : le poids d'acier en poche, le temps de coulée désiré, le nombre de lignes en service, le format du lingot par ligne, la nuance de l'acier et la température de l'acier en poche, en ce que l'on effectue un calcul prévisionnel, d'une part de la vitesse de coulée possible par ligne et d'autre part de la vitesse de coulée maximum* compatible avec des consignes de qualité préalablement déterminées, en ce que l'on adopte la valeur la plus petite de ces deux vitesses de coulée pour la mise en marche de la machine de coulée, ce qui fixe la durée de la coulée, en ce qu'à partir de ces dernières données,
on effectue également un calcul prévisionnel des quantités totales d'eau à utiliser dans le circuit de refroidissement secondaire, sur la base d'un profil thermique choisi, ce qui fixe la quantité d'eau spécifique par ligne, en ce que l'on met la machine de coulée en marche, en respectant ces valeurs prévisionnelles de vitesse de coulée et de quantités d'eau de refroidissement secondaire, en ce que, périodiquement,l'on mesure la vitesse de coulée, en ce que l'on en déduit une valeur adéquate des débits d'eau se-condaire par zone sur la base d'une température superficielle du produit en cours de solidification, température mesurée au même moment que la vitesse de coulée, et en ce que l'on agit sur le positionnement des vannes d'eau de refroidissement secondaire si c'est nécessaire.
Evidemment quand on a choisi une valeur prévisionnelle pour la vitesse de coulée par ligne (m/min.), il y correspond une valeur de la durée de la coulée (min.) que le calculateur donne également.
De même, quand on a obtenu une valeur prévisionnelle des quantités totales d'eau à utiliser dans le circuit de refroidissement secondaire c'est-à-dire des débits d' eau secondaire par zone (1/min.), il y correspond un arrosage spécifique par ligne (1/kg) que le calculateur fournit en même temps.
Suivant l'invention, le programme établi pour le calculateur tient compte des perturbations prévisibles telles que la limitation du débit d'acier due au bouchage des busettes de coulée, ou d'autres accidents.
Encore suivant l'invention, l'action sur le positionnement des vannes d'eau de refroidissement secondaire est, dé préférence, réalisée automatiquement en asservissant la commande des dites vannes au signal émis par le calculateur.
Egalement suivant l'invention, en plus des calculs prévisionnels de la vitesse de coulée par ligne et des débits d'eau secondaire par zone, on effectue des calculs d' ajustement de ces grandeurs, par exemple sur la base des données supplémentaires suivantes : température de l'acier dans le panier, nombre de lignes en service et heure d'arrivée de la poche suivante.
Suivant une autre modalité de l'invention, le programme établi pour le calculateur est destiné à informer continuellement l'opérateur sur l'état d'avancement de la coulée, par exemple à partir de la mesure de la vitesse de coulée, le calculateur fait connaître le poids d'acier coulé et le temps restant à couler.
La figure annexée est donnée à titre d'exemple non limitatif, pour bien faire comprendre 1'..objet de 1' invention. Cette figure représente le schéma de régulation d' une installation de coulée continue, conformément à ce qui a été décrit ci-dessus.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour contrôler la coulée continue
de métaux, et plus spécialement de l'acier, caractérisé en ce que l'on introduit dans un calculateur les données spécifiques de la coulée pour chaque poche, à savoir : le poids d'acier
en poche; le temps de coulée désiré, le nombre de lignes en service, le format du lingot par ligne, la nuance de l'acier
et la température de l'acier en poche, en ce que l'on effectue un calcul prévisionnel, d'une part de la vitesse de coulée possible par ligne et d'autre part de la vitesse de coulée maximum compatible avec des consignes de qualité préalablement déterminées, en ce que l'on adopte la valeur la plus petite de ces deux vitesses de coulée pour la mise en marche
de la machine de coulée, en ce qu'à partir de ces dernières données, on effectue également un calcul prévisionnel des quantités totales d'eau à utiliser dans le circuit de refroidissement secondaire sur la base d'un profil thermique choisi,en ce que l'on met la machine de coulée en marche, en respectant ces valeurs prévisionnelles de vitesse de coulée et de quantités d'eau de refroidissement secondaire, en ce que,périodiquement, l'on mesure la vitesse de coulée, en ce que l'on en déduit
une valeur adéquate des débits d'eau secondaire par zone sur
la base d'une température superficielle du produit en cours
de solidification, température mesurée au même moment que la vitesse de coulée, et en ce que l'on agit sur le positionnement des vannes d'eau de refroidissement secondaire si c'est nécessaire.