Procédé de contrôle du processus de la coulée continue des
métaux.
La présente invention se rapporte à un procédé pour améliorer le contrôle du processus de la coulée continue des métaux et en particulier de l'acier.
La description ci-après est axée sur le cas plus spécifique de la coulée continue de l'acier, mais c'est là uniquement à titre d'exemple, l'invention se rapportant en fait à la coulée continue des métaux en général.
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coulée continue de l'acier, et spécialement dans le cas de coulée de lingots de grosses sections, tels que par exemple des brames, la surface supérieure liquide du lingot en cours de coulée est recouverte d'une poudre de composition appropriée. La mise en contact permanente de la poudre avec du métal sans cesse renouvelé est généralement obtenue par une configuration appropriée de l'extrémité de la busette de coulée, laquelle dirige continuellement une partie au moins du métal qui la traverse vers la dite poudre.
La poudre en question est en général composée de
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coke. en proportions variant avec les caractéristiques du lingot
à couler et de la coulée. Son rôle est multiple, notamment assurer vis-à-vis de l'air, une bonne isolation thermique de la surface supérieure du lingot et la protéger contre l'oxydation, capter les inclusions présentes dans l'acier, servir de lubrifiant entre le lingot et la lingotière, assurer au mieux le transfert calorifique du lingot vers la lingotière, le tout en s'accommodant d'une oscillation imposée à celle-ci.
Le contrôle du processus de coulée s'effectue de façon courante en observant l'aspect et le comportement de la face extérieure du lingot au cours de son refroidissement depuis l'endroit où celui-ci sort de la zone d'aspersion de la machine de coulée jusqu'à l'endroit où sa solidification complète est certaine.
Cette méthode présente toutefois l'inconvénient que certains défauts de surface ne sont décelés qu'assez tardivement et que les mesures destinées à les combattre ne peuvent éviter
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pêcher que des tronçons parfois importants du lingot coulé ne doivent être rebutés ou à tout le moins déclassés.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de déceler et prévenir les principaux défauts de surface d'un lingot de coulée continue de macère également continue
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et à l'intérieur même de la lingotière de coulée. Elle permet également de déceler une anomalie géométrique de la lingotière.
Ce procédé est basé sur la découverte inattendue qu'il existe une relation entre les mouvements réels de la lingotière pendant la coulée continue et la qualité de la lubrification de celle-ci par la poudre de couverture.
Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que, pour une poudre de composition donnée, on observe l'aspect extérieur du métal sortant de la machine et on enregistre les mouvements réels de la lingotière,en ce que l'on modifie la composition de la poudre dans le sens approprié jusqu'à ce que la qualité de la peau du lingot puisse être considérée comme optimale, à quoi correspondent la lubrification optimale de la lingotière et un signal électrique considéré comme idéal, obtenu en sélectionnant, suivant au moins deux bandes de fréquence, les composantes du dit mouvement enregistré, et en ce qu'ensuite, on continue à enregistrer le mouvement de la lingotière d'où l'on tire le signal ci-dessus défini que l'on compare avec celui considéré comme idéal, et on modifie dans le sens approprié,
pour résorber tout écart constaté entre les deux signaux, soit la composition de la poudre, soit tout autre paramètre ayant une influence sur la qualité du lingot au moment où il se forme dans la lingotière, par exemple la vitesse d'extraction dû lingot.
Il va de soi que, selon l'invention, on peut faire usage d'un signal idéal préalablement déterminé au cours d'une coulée antérieure de caractéristiques analogues; dans ce cas, la comparaison entre le signal instantané et le signal idéal peut commencer dès le début de la coulée, sans qu'il soit à nouveau nécessaire de procéder à des observations de la peau du lingot.
De cette façon, il est possible d'avoir des informations instantanées sur la qualité du lingot et de prendre sans aucun délai
les dispositions appropriées qui s'imposeraient au cas où cette qualité ne serait pas jugée satisfaisante.
Afin d'éviter toute équivoque sur le sens à attribuer au mot "mouvement" tel qu'employé ci-dessus, il faut considérer qu'il procède de deux causes qui agissent simultanément, à savoir :
- un mouvement d'oscillation, généralement sinusoïdal, à très basse fréquence (par exemple un cycle/sec.) imposé mécaniquement à la lingotière,
- des perturbations qui prennent naissance aussitôt que le processus de coulée continue démarre et qui sont dues aux inévitables phénomènes de frottement, essentiellement variables localement et dans le temps. Ces perturbations altèrent le mouvement théorique de la lingotière, ce qui fait apparaître des modifications instantanées dans un sens ou dans l'autre, de la vitesse de celle-ci.
Les mouvements de la lingotière sont mesurés préférentiellement par le biais des accélérations de celle-ci, ce qui n'exclut nullement une mesure directe du déplacement ou de la vitesse.
Suivant une première variante du procédé de l' invention, les deux bandes sélectionnées sont étroites et situées dans le domaine de très basses fréquences, la première entourant la fondamentale (c'est-à-dire la fréquence mécaniquement imposée à la lingotière), la seconde étant voisine de la première, tout en lui étant nettement distincte.
A titre d'exemple, la première de ces bandes s'étale de 0,1 à 3 fois la fréquence imposée, tandis que la seconde s'étale de 4 à 10 fois cette même fréquence.
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invention, la seconde bande s'étale de 3 à 1000 fois la fréquence fondamentale.
Suivant l'invention, on obtient un signal électrique en relation directe avec l'importance des forces de frottement entre lingotière et lingot, en divisant l'un par l'autre, les signaux représentatifs des intensités du mouvement de la lingotière dans les deux bandes considérées.
Egalement suivant l'invention, on obtient un signal en relation directe avec l'importance des forces de frottement entre lingotière et lingot, en soustrayant l'un de l'autre, les signaux représentatifs des intensités du mouvement de la lingotière, dans les deux bandes considérées.
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REVENDICATIONS
1. Procédé pour améliorer le contrôle du processus de coulée continue des métaux, dans lequel la surface supérieure de métal liquide dans la lingotière est recouverte d'une poudre de protection de composition appropriée, caractérisé en
ce que l'on enregistre les mouvements réels de la lingotière, en ce que l'on modifie la composition de la poudre dans le sens approprié, jusqu'à ce que la qualité de la peau du lingot puisse être considérée comme optimale, à quoi correspond la lubrification optimale de la lingotière et un signal électrique considéré comme idéal, obtenu en sélectionnant, suivant au moins deux bandes de fréquence, les composantes du dit mouvement enregistré, et en ce qu'ensuite, on continue à enregistrer le mouvement de la lingo-
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avec celui considéré comme idéal et en ce qu'on modifie, dans le sens approprié, pour résorber tout écart constaté entre les deux signaux, soit la composition de la poudre, soit tout autre paramètre ayant une influence sur la qualité du lingot au moment où il se forme dans la lingotière, par exemple la vitesse d'extraction du lingot.
Process control method of continuous casting of
metals.
The present invention relates to a method for improving the control of the continuous casting process of metals and in particular of steel.
The following description is focused on the more specific case of the continuous casting of steel, but this is only by way of example, the invention actually relating to the continuous casting of metals in general.
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continuous casting of steel, and especially in the case of casting ingots of large sections, such as for example slabs, the upper liquid surface of the ingot being cast is covered with a powder of suitable composition. The permanent contact of the powder with the constantly renewed metal is generally obtained by a suitable configuration of the end of the casting nozzle, which continuously directs at least part of the metal which passes through it towards said powder.
The powder in question is generally composed of
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coke. in proportions varying with the characteristics of the ingot
pouring and pouring. Its role is multiple, in particular to ensure, vis-à-vis the air, a good thermal insulation of the upper surface of the ingot and to protect it against oxidation, to capture the inclusions present in the steel, to serve as a lubricant between the ingot. and the mold, ensuring the best heat transfer from the ingot to the mold, while accommodating an oscillation imposed on the latter.
The control of the casting process is carried out routinely by observing the appearance and behavior of the outside face of the ingot during its cooling from the point where it leaves the spraying zone of the casting machine. pouring to the point where its complete solidification is certain.
However, this method has the drawback that certain surface defects are not detected until quite late and that the measures intended to combat them cannot avoid.
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fishing that sometimes large sections of the cast ingot should not be scrapped or at least downgraded.
The present invention relates to a process for detecting and preventing the main surface defects of a continuous casting ingot also continuous maceration.
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and even inside the casting mold. It also makes it possible to detect a geometric anomaly in the mold.
This process is based on the unexpected discovery that there is a relationship between the actual movements of the mold during continuous casting and the quality of the lubrication thereof by the covering powder.
The method, object of the present invention, is essentially characterized in that, for a powder of given composition, the external appearance of the metal leaving the machine is observed and the actual movements of the mold are recorded, in that the the composition of the powder is modified in the appropriate direction until the quality of the skin of the ingot can be considered optimal, to which correspond the optimal lubrication of the mold and an electrical signal considered ideal, obtained by selecting, following at least two frequency bands, the components of said recorded movement, and in that then, the movement of the mold from which the signal defined above is taken and compared with that considered as ideal, and we modify in the appropriate direction,
in order to absorb any difference observed between the two signals, either the composition of the powder, or any other parameter having an influence on the quality of the ingot at the time when it is formed in the ingot mold, for example the speed of extraction of the ingot.
It goes without saying that, according to the invention, it is possible to make use of an ideal signal determined beforehand during a previous casting of similar characteristics; in this case, the comparison between the instantaneous signal and the ideal signal can begin at the start of the casting, without it being again necessary to carry out observations of the skin of the ingot.
In this way, it is possible to have instant information about the quality of the ingot and to take without any delay
the appropriate arrangements which would be necessary in the event that this quality is not considered satisfactory.
In order to avoid any ambiguity on the meaning to be attributed to the word "movement" as used above, it must be considered that it proceeds from two causes which act simultaneously, namely:
- an oscillating movement, generally sinusoidal, at very low frequency (for example one cycle / sec.) mechanically imposed on the mold,
- disturbances which arise as soon as the continuous casting process starts and which are due to the inevitable phenomena of friction, which are essentially variable locally and over time. These disturbances alter the theoretical movement of the mold, which reveals instantaneous modifications in one direction or the other, in the speed of the latter.
The movements of the mold are preferably measured by means of the accelerations thereof, which in no way excludes a direct measurement of the displacement or of the speed.
According to a first variant of the method of the invention, the two selected bands are narrow and located in the very low frequency domain, the first surrounding the fundamental (that is to say the frequency mechanically imposed on the mold), the second being close to the first, while being clearly distinct from it.
By way of example, the first of these bands is spread out from 0.1 to 3 times the imposed frequency, while the second is spread out from 4 to 10 times this same frequency.
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invention, the second band extends from 3 to 1000 times the fundamental frequency.
According to the invention, an electrical signal is obtained in direct relation to the importance of the friction forces between the mold and the ingot, by dividing one by the other, the signals representative of the intensities of the movement of the mold in the two bands. considered.
Also according to the invention, a signal is obtained which is directly related to the magnitude of the friction forces between the mold and the ingot, by subtracting from each other the signals representative of the intensities of the movement of the mold, in both bands considered.
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CLAIMS
1. A method for improving the control of the continuous metal casting process, wherein the upper surface of liquid metal in the ingot mold is coated with a protective powder of suitable composition, characterized by
that the actual movements of the ingot mold are recorded, in that the composition of the powder is changed in the appropriate direction, until the quality of the skin of the ingot can be considered optimal, to which corresponds to the optimal lubrication of the mold and an electrical signal considered ideal, obtained by selecting, according to at least two frequency bands, the components of said recorded movement, and in that then, the movement of the ingo continues to be recorded -
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with that considered as ideal and in that one modifies, in the appropriate direction, to reduce any discrepancy observed between the two signals, either the composition of the powder, or any other parameter having an influence on the quality of the ingot at the time when it forms in the mold, for example the speed of extraction of the ingot.