"Moule de coulée continue" 1
La présente invention se rapporte à un moule de coulée continue pour des métaux et plus spécialement à un moule du type ouvert dans le haut pour la coulée continue verticale de métaux.
Des procédés de coulée continue ont récemment été adoptés dans une large mesure en particulier dans l'industrie de l'acier pour la mécanisation des procédés de solidification de l'acier, l'amélioration du rendement des produits et la réduction du coût de la fabrication. Toutefois, divers problèmes se posent, lesquels restent encore à résoudre, y compris, par exemple, l'amélioration de la qualité de la surface des pièces coulées.
Au cours de la coulée, une pièce d'acier en traitement tend à se fixer ou à s'attacher par suite de la chaleur. Dès lors, il se produit une fissure lorsque la partie fixée est tirée vers le bas par les cylindres pinceurs inférieurs. Ensuite, l'acier fondu gicle par la fissure et peut provoquer un sérieux accident. Pour empêcher cette fixation, il s'est révélé utile jusqu'ici d'utiliser une agent empêchant la fixation autour de la pièce d'acier
ou de faire vibrer le moule en plus de l'application de cet agent.
Cependant, dans le cas d'une vibration communiquée au moule, la pièce d'acier a tendance à présenter des défauts superficiels qui abaissent le rendement. Le problème ainsi posé par le procédé classique est expliqué clairement ci-après à l'aide de la description qui suit, établie en liaison avec les dessins ci-annexés.
Conformément au procédé de coulée continue classique de l'a- cier, représenté à la figure 1 des dessins joints au présent mémoire, l'acier fondu 101 provenant d'un convertisseur ou autre est introduit dans la poche 2 et est versé dans une cuve réfrac-
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d'immersion 5 dans un moule 6 refroidi par de l'eau qui passe par
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perd sa chaleur par suite de la basse température dudit moule 6
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Ensuite, une couche solidifiée 71 commence aussi à se former à
ce point. L'acier fondu continue à descendre en raison de la trac-
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La température de l'acier fondu 71 continue à s'abaisser à mesure qu'il poursuit sa descente. La couche solide 71 augmente ainsi jusqu'à ce que la partie fluide de l'acier disparaisse et la totalité de l'acier se solidifie en une pièce coulée. Néanmoins, la
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chaleur à un point où l'acier commence à se solidifier et n'est
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nexés est une vue agrandie de la partie supérieure du moule 6 et d'une zone autour de celui-ci et montre ladite fixation et les perturbations résultant de cette dernière. Comme mentionné précédemment, l'acier fondu 71 versé par le tube d'immersion perd sa
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L'acier fondu 70 commence alors à se solidifier immédiatement. Toutefois, sa couche de solidification tend à s'attacher au point
75 à la surface du moule. Lorsque l'acier solidifié à l'état atta-
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mince 76 se forme dans la couche de solidification 71 et une fissure 77 peut apparaître dans cette partie 76. L'acier fondu 70 gicle à partir de l'intérieur par cette fissure 77. L'opération de coulée continue n'est plus possible dans ces conditions et l'a- cier fondu jaillit autour de l'apparaillage et risque de provo- quer un sérieux accident.
Pour empêcher cet accident, il faut éliminer la possibilité de voir se former un point de fixation 75 ou il faut arrêter la
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cylindres pinceurs 9 est cependant absolument nécessaire pour pou-
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continue classique, les deux mesures préventives suivantes ont été appliquées :
1) une troisième substance 14 est disposée sur la surface de la couche de solidification 71 pour l'empêcher d'entrer en contact directement avec le moule 6, comme le montre la figure 3; et
2) une vibration verticale 16 est communiquée au moule 6
(voir figure 4) pour empêcher la couche de solidification 71 de subsister trop longtemps et de provoquer ainsi une fixation dans
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D'autres détails de ces deux mesures empêchant l'agglomération sont donnés ci-dessous.
En ce qui concerne la première mesure reproduite à la figure 3, une poudre fine 13 (dénommée ci-après "poudre" dans le présent mémoire) est répandue sur la surface supérieure de l'acier fondu du moule 6. La poudre 13 pénètre par un espace entre l'acier fondu 70 et le moule 6 et recouvre la surface de l'acier fondu 70 sous la forme d'un revêtement 14 lorsque cet acier fondu 70 commence à se solidifier. Dès lors, les atomes de la surface de solidification 71 peuvent être empêchés de se lier aux atomes de la surface du moule 6.
Concernant la deuxième mesure représentée à la figure 4,
une vibration verticale 16 est communiquée au moule 6. Ainsi, on produit un mouvement vertical relatif entre la couche de solidi-
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soit trop longtemps en contact avec un point de la couche de solidification 71. En supposant que le point de la surface du moule 6, auquel une vibration verticale est communiquée, est A, ce point A est en contact à un moment donné avec le point Ao de la couche de solidification 71. Puis, le point de la couche de solidifica-
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modifie en points Al, A2, A3, etc., à mesure que le moule 6 se dé-place vers le haut relativement à la couche de solidification 71.
Inversement, si le moule se déplace vers le bas par rapport à la <EMI ID=18.1> cation 71 en contact avec le point A du moule 6 se modifie en points Al', A2', A3', etc. En d'autres termes, les points de contact du moule 6 et de la couche de solidification 71 varient constamment. Ce système ne permet pas au moule 6 et à la couche de solidification 71 de se lier l'un à l'autre, si bien que la fixation peut efficacement être empêchée.
Comme décrit dans le texte qu précède, la fixation entre le moule 6 et la couche de solidification 71 due à la chaleur a été empêchée par l'emploi de la poudre 13 en combinaison avec l'ap-
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ces deux mesures, l'application d'une vibration mécanique 16 au moule 6 pose un problème, en ce sens que ces vibrations tendent
à produire des défauts superficiels de la pièce d'acier 12 et tendent ainsi à abaisser le rendement. En effet, dès que la vibration est appliquée, des évidements 20 se produisent à la surface de la pièce d'acier coulée à des intervalles réguliers 26 dans la direction longitudinale, comme le montre la photographie de la figure
16. Les intervalles 16 de ces évidements sont déterminés par la fréquence des vibrations mécaniques 16 et la vitesse de traction
\
de l'opération de coulée continue. Cette inégalité est dite marque d'oscillation. La marque d'oscillation indique que la pellicule de solidification se forme par intermittence à des intervalles périodiques coïncidant avec la fréquence de la vibration mécanique verticale.du moule. La profondeur des évidements est déterminée conjointement par la viscosité et la température de fusion de la poudre utilisée, la quantité d'addition de poudre, la
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lée, la fréquence de vibration du moule et l'amplitude de la vibration, etc. La formation des marques d'oscillation indique donc que la surface de la pièce coulée est inégale. Un problème sérieux particulier consiste en ce que la poudre tend à être emprisonnée dans la pièce d'acier coulée aux évidements. Au surplus, comme il existe une différence à l'état de refroidissement entre une partie saillante et une partie évidée, cette différence tend à provoquer des fissures. La figure 5 est un exemple où la poudre est emprisonnée dans une partie évidée d'une pièce d'acier coulée. Une fissure
se produit parfois à partir de ce point. Dès qu'une fissure est présente, elle est rarement éliminée par la pression exercée sur celle-ci durant un laminage subséquent et reste à l'état de défaut de surface dans le produit. Ces fissures abaissent le rendement des produits dans une large mesure. En outre, dans le cas de produits où les états des surfaces doivent être soumis à une inspection sévère, même si la:poudre 13 reste simplement fixée sur la surface sans provoquer une fissure quelconque, la surface entière
de la pièce d'acier coulée doit quelquefois être dressée par fusion pour en éliminer la couche contenant la poudre ainsi fixée.
En réalité, si la poudre reste fixée, il est très probable qu'un produit ainsi obtenu présente un aspect général rayé ou strié,
ce qui conduit donc à une dégradation de la qualité du produit.
Par conséquent, ceci réduit parfois le rendement de 2%.
Dans ces conditions, un but général de l'invention est de réaliser un moule de coulée continue qui permet d'éliminer les in-
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voyant un moyen nouveau selon lequel chacune des parties du moule correspondant au point où l'acier fondu commence à se solidifier au cours de sa coulée continue, est conçue de façon à avoir une
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autres parties du moule; des oscillations haute fréquence sont en- suite appliquées aux parties localement amincies du moule pour empêcher toute fixation de la pièce d'acier coulée due à sa chaleur et pour améliorer la qualité de la surface de la pièce d'acier
i coulée ainsi obtenue.
Conformément à la présente invention, la fixation est empêchée en rendant chaque partie du moule, où cette fixation se produit
le plus vraisemblablement, plus mince que les autres parties de ce moule (la parite amincie étant située au point où l'acier fondu commence à se solidifier et au.voisinage de ce point, par exemple, dans une zone de 300 mm à partir de l'extrémité supérieure du moule) et en appliquant des oscillations haute fréquence à la mince partie du moule.
Les buts précités, ainsi que d'autres objectifs et caractéristiques de l'invention, se dégagent de la description détaillée ci-après, établie en liaison avec les dessins ci-annexés, dans lesquels :
la figure 1 est une représentation schématique du système de coulée continue classique; la figure 2 est une représentation schématique montrant un point de fixation produit par la chaleur à un endroit où l'acier fondu commence à se solidifier, ainsi qu'une fissure résultant de ce point de fixation; la figure 3 est une représentation schématique d'un procédé de formation de. matière empêchant la fixation entre une couche d'acier qui se solidifie et un moule; la figure 4 est une représentation schématique du procédé classique pour la vibration du moule; la figure 5 montre une poudre emprisonnée à l'endroit d'une marque d'oscillation; la figure 6a est une vue en plan schématique d'un exemple de réalisation d'un moule assemblé dont la surface vibre le long des côtés orientés vers le métal coulé et ce, par l'application d'oscillations haute fréquence;
la figure 6b est une vue en coupe du moule de la figure 6a; la figure 7 est une vue de la relation position-amplitude d'une pièce d'acier; la figure 8 est une représentation schématique montrant la vibration du moule de la figure G lorsque que des oscillations haute fréquence sont appliquées; la figure 9 reproduit, à titre d'exemple, un dispositif dans lequel une plaque transmettant des vibrations est munie d'une rainure, fait saillie latéralement et comprend un oscillateur; la figure lOa est un graphique représentant la relation de la position horizontale du moule de la figure 9 avec son amplitude lorsque des oscillations d'une fréquence de 15 kHz et une entrée de puissance de 500 W sont appliquées; la figure lOb est un autre graphique montrant la relation de la position verticale du même moule avec l'amplitude;
la figure 11 eft un exemple dans lequel un oscillateur est fixé directement sur le fond d'une partie rainurée du moule;
les figures 12a, b, c, d, e et f sont des vues schématiques montrant un exemple de réalisation de l'invention appliqué à un système de coulée continue du type courbé où est utilisé un moule de cuivre refroidi à l'eau et ouvert dans le haut; la figure 13 est une vue schématique montrant un côté longitudinal du moule classique dans un but de comparaison avec le moule de l'invention; la figure 14 est une vue schématique montrant un côté longitudinal du moule de l'invenion; la figure 15 est une vue schématique montrant un dispositif d'essai incorporant le moule de l'invention et le moule classique en vue d'une comparaison; et la figure 16 est une photographie montrant une marque d'oscil lation.
Comme on le sait, il est difficile de faire vibrer d'une manière stable un corps lourd à une haute fréquence. Ainsi que le montre la figure 1, le moule 6 à utiliser pour la coulée continue d'acier est unifié en un corps avec une chemise de refroidissement 21 raccordée hermétiquement à l'arrière du moule à l'aide de boulons. De plus, de l'eau de refroidissement non représentée circule à l'intérieur de la chemise de refroidissement 21. Le poids du moule assemblé, monté de cette façon, atteint 15 à 20 tonnes. Il est à peine possible de faire vibrer le moule à une haute fréquence dans ces conditions.
Toutefois, si l'épaisseur de la paroi du moule 6 est amincie en partie, comme le montre la figure 6 où la partie amincie est désignée par la référence numérique 22, cette dernière peut être soumise à une vibration en appliquant des osccillations haute fréquence au moule, tandis que les autres parties
221 et 222 du moule vibrent très peu en réponse auxdites oscillations haute fréquence. Autrement dit, comme le montre la figure lOb, l'énergie oscillante imprimée est confinée à la partie amincie 22 et n'est pas transmise aux parties plus épaisses 221 et 222. Ce n'est qu'une partie du moule 6 qui vibre à une haute fréquence.
Par conséquent, comme le montre la figure 6b, la partie du moule 6 en contact avec l'acier fondu 70, c'est-à-dire la partie située au voisinage du point où l'acier fondu commence à sa solidifier, est plus mince que les autres parties du moule. Un effet empêchant la fixation, à exercer avec le dispositif pour appliquer des oscillations haute fréquence 18 sur la partie amincie du moule 6 dans une direction perpendiculaire à sa surface 61, est réalisé comme indiqué ci-dessous. On se réfère à présent à la figure 8 qui est une vue agrandie de la partie amincie B visible à la figure 6b et où la face 61 de la paroi interne du moule 6 se trouve à un point neutre 180 lorsque le moule 6 ne vibre pas. Toute- <EMI ID=23.1>
de la paroi interne répète un mouvement alternatif entre les positions 181 et 182. Lorsque la face 61 de la paroi interne du moule 6 se déplace de la position 182 à l'autre position 181, vers la couche de solidification 71 de l'acier fondu, cette couche 71, qui est en contact avec la face 61 de la paroi interne du moule, effectue un mouvement de contraction dans la même direction que celle
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la face interne 61 du moule 6 se déplace de la position 181 à la position 182 dans le sens de la dilatation, le lourd poids de la couche de solidification 71 ne permet pas de suivre la face interne 61. Par conséquent, si le moule 6 vibre à une haute fréquence, la couche de solidification 71 du moule 6 ne fait pas le même mouvement que celui du moule 6, mais prend la forme 711 qui
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de la paroi interne du moule 6 occupe lorsque son mouvement vibrant atteint le point le plus intérieur. En conséquence, la couche de solidification 71 est autorisée à entrer en contact avec
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temps bref avant et après que la face 61 de la paroi interne occupe la position 181 à l'amplitude maximale de sa vibration. A l'exception de ce temps, la couche de solidification 71 reste écartée
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de contact bref empêche la formation d'un point de fixation 75
dû à la chaleur.
Comme mentionné ci-avant, une fissure superficielle tend à
se former par suite d'une marque d'oscillation. Ceci est dû au fait
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partiellement concentré à la surface de la couche de solidification. L'état inégal, partiellement concentré de la poudre 13 résulte du fait que l'afflux de poudre 13 descendant par l'espace entre le moule 6 et l'acier fondu 70 a lieu en synchronisme avec l'opération oscillante exercée sur ce moule 6. Par conséquent, la vibration basse fréquence 16, se manifestant plusieurs fois par seconde ou presque, contraint inévitablement la poudre 13 à être répartie inégalement sur la surface de la pièce d'acier coulée 12.
Dès lors, conformément à la présente invention, le moule vibre à une fréquence beaucoup plus élevée que la basse fréquence mentionnée ci-dessus. Ainsi, le temps d'écoulement de la poudre est en pratique uniformisé. La poudre 13 est donc répartie uniformément
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L'emplacement de la partie où le moule est plus mince, conformément à la présente invention, est déterminé comme suit. L'effet des oscillations haute fréquence se manifeste par la non-apparition d'un point de fixation et par un nombre diminué de défauts de surface du type fissure de la pièce d'acier coulée. Cet effet des oscillations haute fréquence varie avec l'emplacement de la partie amincie du moule. Puisque les apparitions de défauts superficiels du type fissure peuvent être minimisées en contraignant la poudre
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l'acier fondu 70, la vibration doit être contrainte également de prendre place au voisinage du niveau de la surface du bain fondu.
Au surplus, puisque le point de fixation dû à la chaleur peut être empêché et que le temps pendant lequel la couche de solidification 71 est en contact avec la face 61 de la paroi interne du moule 6 est raccourci par les oscillations haute fréquence, l'effet le plus grand peut être exercé en appliquant les oscillations à un point où la vibration a lieu le plus aisément à l'intérieur de la couche de solidification 71. D'autre part, comme mentionné ci-avant la couche de solidification 71 commence à se former au point 8 proche du niveau de la surface du bain fondu, l'épaisseur de la couche de solidification s'accroît et sa température diminue dans la mesure où la couche continue à descendre. Par consé- quent, la partie supérieure de la couche de solidification est plus aisément déplaçable que sa partie inférieure.
Lorque les oscillations sont appliquées dans les mêmes conditions, la répartition de l'amplitude de la couche de solidification est similaire 1
à celle reproduite à la figure 7.
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fréquence sont appliquées au moule de préférence dans une direction perpendiculaire à la face de la paroi interne dudit moule, bien qu'elles ne doivent pas être perpendiculaires à cette face de la paroi interne.
Comme décrit ci-avant, l'effet empêchant la fixation est exercé par l'application d'oscillations perpendiculairement à la face
61 de la paroi interne du moule. Dans ce cas, la vibration de cette face 61 de la paroi interne du moule se compose principalement d'une composante perpendiculaire à la face de la paroi interne du moule et de diverses petites composantes dans d'autres directions, pour autant qu'elles se présentent. Tel que ceci se dégage de la description ci-avant, en utilisant le moule conforme à l'invention, les oscillations sont appliquées sur celui-ci de préférence dans une direction autre que la direction verticale. Toutefois, il est aussi efficace d'appliquer les oscillations dans la direction verticale, tel que ceci est expliqué ci-après.
Pour que la poudre 13 adopte l'état inégal partiellement concentré par le mécanisme mentionné en liaison avec la marque d'oscillation, un temps d'au moins 0,1 seconde ou environ est nécessaire. Dès lors, conformé-
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quence que dépasse cette vitesse de réponse. Par conséquent, même si la vibration a lieu dans la direction verticale, la couche de solidification 71 et la poudre 13 ne disposent pas d'un temps suffisant pour le déplacement, de sorte que la poudre peut être répartie uniment sans partie localement concentrée quelconque.
Au surplus, il est préférable que les oscillations haute fréquence appliquées sur le moule 6 varient selon un cycle donné. Si les oscillations exercées sur ce moule 6 à partir de l'extérieur ont un état stable tel que des ondes sinusoïdales, la vibration qui a lieu à la face 61 de la paroi interne du moule [pound] passe à 1
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<EMI ID=36.1> la figure 8), une partie de la couche de solidification 71 entrant en contact avec la crête, reçoit fortement l'effet de l'invention, tandis que l'autre partie de la couche de solidification 71 entrant en contact avec le creux de l'onde (position 189 à la figure 8), reçoit légèrement l'effet. La surface de la pièce coulée
12 comprend donc certaines parties qui reçoivent fortement l'effet de l'invention, tandis que d'autres parties reçoivent faiblement cet effet. Ces parties influencées fortement et faiblement apparaissent selon un modèle semblable à des bandes verticales à des intervalles d'une demi-longueur d'onde des ondes stationnaires. Ceci peut être empêché en variant continuellement la fréquence des oscillations appliquées sur le moule 6 dans les limites <EMI ID=37.1>
trictif imposé à la partie amincie du moule 6 de façon à modifier les emplacements des crêtes et des creux des onde" stationnaires se manifestant sur la face 61 de la paroi interne du moule.
Conformément à la présente invention, la vibration du moule est confinée à la partie amincie par suite de la diminution partielle de l'épaisseur de la paroi du moule 6 et de l'application des oscillations haute fréquence à ladite partie amincie. Ceci se dégage de la description ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention. On se réfère à présent à la figure 9 où est représenté un moule de cuivre 6 d'une épaisseur de 65 mm. Une rainure 22 est formée sur la face extérieure du moule 6 et l'épaisseur de la paroi à l'endroit de cette rainure 22 est amincie à 20 mm. Une chemise de refroidissement est raccordée au moule au moyen de nombreux boulons non représentés, mais serrés sur le moule à des endroits autres que la partie rainurée ou amincie.
La partie amincie est prolongée à l'extérieur pour former une plaque de transmission de vibrations 30 qui est plus mince que la partie amincie. Un os-cillateur 31 est monté pour osciller verticalement et est raccordé
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une fréquence de 15 kHz. Dès lors, le moule vibre comme le montren' les figures 10a et lOb qui représentent l'amplitude de la vibration du moule 6 dans la direction de la rainure et également dans une direction perpendiculaire à cette rainure. Tel que ceci se dégage de ces figures, la partie rainurée ou amincie vibre à une amplitude de 3 à 5 /un, tandis que la vibration diminue à une amplitude de moinds de lA.un dans d'autres parties du moule. Ceci indique clairement que la vibration induite est confinée à la partie rainurée. On a cinformé, par des expériences, que des résultats semblables à celui-ci peuvent être obtenus dans les limites d'un
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Conformément à 1 ' invention, le moule 6 peut vibrer dans sa partie rainurée par diverses méthodes. Dans le cas de l'exemple donné ci-avant, la vibration est communiquée par la plaque de transmission de vibrations 30. Selon une autre méthode reproduite à la figure 11, la même vibration peut être obtenue en utilisant un dispositif d'entrée directe 32. Dans ce cas, une rainure 22 d'une profondeur de 25 mm est formée dans un moule 6 d'une épaisseur de 40 mm. Un oscillateur 31 est attaché directement à la partie rainurée 22. Grâce à ce dispositif, des oscillations d'une fréquence de 18 kHz sont appliquées.
La partie amincie ou rainurée du moule conçu conformément à la présente invention a de préférence la forme suivante et est disposée préférablement à l'emplacement ci-après. L'épaisseur préférée de la partie rainurée est de 5 à 30 mm. Comme mentionné dans le texte ci-avant, de bons résultats peuvent être obtenus lorsque l'épaisseur de la partie rainurée se situe à une valeur comprise entre 15 et 20 mm. Une épaisseur inférieure à 5 mm n'est pas pratique parce que la transmission de chaleur ne varie pas d'une manière frappante avec l'emplacement, l'usinage devient très
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30 mm a un degré moindre d'amplitude et, tel que ceci a été confirmé par des essais, ne donne pas l'effet désiré. Eu égard à ceci, l'épaisseur de la partie rainurée de moule se situe de préférence entre 5 et 30 mm. Au surplus, la partie rainurée peut être pourvue d'une ou de plusieurs nervures de renforcement disposées dans la direction de la rainure ou perpendiculairement à celle-ci.
La rainure est située de préférence dans les limites de 300 mm à partir de l'extrémité supérieure du moule. Ainsi, à la lumière du principe, la rainure doit être formée dans la direction horizontale et son emplacement préféré se trouve dans les limites de 300 mm à partir du sommet du moule, puisque, si l'on considère ceci qualitativement, l'effet maximum des vibrations se produit au voisinage du point 8 de démarrage de la solidification. Toutefois, en appréciant les résultats des essais effectués pour trouver la répartition de température dans les directions verticales du moule, le point 8 de démarrage de la solidification semble se situer à 150-250 mm à partir du sommet du moule. Simultanément, la position de la surface du bain fondu est contrôlable dans une mesure de l'ordre de + 10 mm.
Par conséquent, en observant les tolérances, on estime que l'emplacement appropriée de la rainure réside dans les limites de 300 mm à partir du sommet du moule. D'autre part, la rainure est formée dans chacun des côtés longitudinaux du moule uniquement ou dans les deux côtés longitudinaux et latéraux.
La largeur de la rainure est de préférence de 50 à 150 mm. Des essais ont été effectués en utilisant deux moules différents à base de cuivre, dont l'épaisseur était de 32 mm. Un moule a été doté d'une rainure d'une largeur de 100 mm, tandis que l'autre moule a présenté une rainure de 80 mm de largeur. En utilisant le dis-positif d'entrée du type oscillateur et plaque de transmission de vibrations, on a appliqué à ces moules des oscillations de 10 kH2 et une entrée de puissance de 500 W. Tous deux ont donné une ampl
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entre eux. Cependant, dans les cas où la largeur de la rainure es de moins de 50 mm, la rainure peut venir se situer à l'extérieur de l'ordre de variation du niveau du bain fondu. D'autre part, lorsque la largeur de la rainure dépasse 150 mm, 1 ' énergie de la vibration est dispersée trop fortement pour exercer un effet de vibration suffisant.
Quant à la fréquence de la vibration, aucune limite particulière ne lui est imposée. Toutefois, à une fréquence supérieure à 30 kHz, la présente technique de fabrication de l'oscillateur ne permet pas d'obtenir un degré d'amplitude suffisant pour une application pratique. D'autre part, une fréquence inférieure à 10 kHz engendre un certain bruit qui a un effet défavorable sur les travailleurs. Une mise en action à une fréquence de moins de 10 kHz n'est donc pas désirable.
Les caractéristiques et les avantages de l'invention se dégagent encore de la description ci-après d'un exemple de réalisatior de l'invention.
Les figures 12a, b, c, d, e et f représentent un moule réalisé conformément à l'invention et utilisable dans un système de cou lée continue du type courbé, ainsi que conçu pour une utilisation dans un moule de cuivre ouvert dans le haut et refroidi à l'eau. Comme le montre la figure 12f, le moule de l'invention est du type, à l'état assemblé, à quatre côtés et se compose de deux pa-
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est constitué d'une plaque de cuivre 303 mesurant 60 x 80 mm et d'une plaque de renforcement d'acier 306. A l'intérieur du moule, on a prévu des conduits d'eau de refroidissement 304 formant chacun une admission d'eau de refroidissement 301 à une extrémité et �
une émission d'eau de refroidissement à l'autre extrémité. Une partie amincie 307 se trouve à un emplacement situé à 100 mm audessous de l'extrémité supérieure des plaques de cuivre 303, la partie amincie 307 ayant une largeur de 120 mm dans la direction verticale. Un oscillateur 311 est fixé sur la partie amincie 307 par une plaque de base 308 au moyen d'un vis de jonction 309. Un
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que de renforcement 306 et entre l'oscillateur 311 et la paroi d'un trou percé dans la plaque de renforcement. Le tableau 1 compare le moule de l'invention au moule classique.
Tableau 1
Disposition structurale et dimensions des moules
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Conduit d'eau de re- plaque de cuivre partie amincie sans froidissement rainurée, rainure fente, conduit d'eau
de 5 x 45 mm de 2 mm.
2. Forme du côté latéral
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Conduit d'eau de re- semblable au côté semblable au côté froidissement longitudinal longitudinal
3. Raccordement de la vissée à la pla- fixée sur la partie
tige d'oscillation que de cuivre amincie par la plaque de base.
Des expériences ont été effectuées en utilisant les moules précités. Dans chacune de ces expériences, la surface du bain fondu s'est toujours située à 150 mm au-dessous de l'extrémité supérieure du moule. La coulée a été exécutée en appliquant des oscillations haute fréquence dans les conditions d'entrée données au tableau 2. L'état superficiel de chaque brame ainsi obtenue a été examiné et exprimé en grandeur de surface exigeant un meulage superficiel. Les résultats de cet examen sont aussi cités au tableau 2.
Tableau 2
Pourcentage de brames requérant un meulage superficiel
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Etat d'entrée haute fréquence, fréquence de 18 kHz.
Côté longitudinal : 1,9 kW/côté x 2 côtés
Côté latéral : 0,5 kW/côté x 2 côtés.
Notes :
- Indice 1 : grandeur de surface exigeant un meulage superficiel de moins de 1%;
- Indice 2 : grandeur de surface exigeant un meulage superficiel de 1 à 5%; et
- Indice 3 : grandeur de surface exigeant un meulage superficiel de plus de 5%.
Pour confirmer davantage l'effet de la présente invention, un côté longitudinal du moule conforme à ladite invention est conçu comme le montre la figure 14 et un côté longitudinal du moule classique est aussi préparé comme reproduit à la figure 13 pour un but de comparaison. Ces côtés sont assemblés comme indiqué à la figure 15. Ensuite, des oscillations sont appliquées à la plaque de transmission de vibrations de chacun des côtés à une fréquence de 15 kHz et selon une entrée de puissance de 500 W pour obtenir une brame d'acier mesurant 200 x 1980 mm. Les oscillations ne sont appliquées que sur les côtés longitudinaux et non sur les côtés latéraux de l'assemblage. A l'exception de la forme du moule, la coulée a lieu dans les mêmes conditions que celles de l'opération de coulée classique.
Le tableau 3 donne l'état superficiel de la pièce coulée ain-
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tion de l'acier fondu. Au tableau, le moule de l'invention est représenté par le côté N (figure 15) et l'amplitude est comparée à celle du moule classique représenté par le côté S (figure 15).
Tableau 3
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que
Tel que ceci apparaît dans les résultats des expériences mentionnées ci-dessus, la brame d'acier obtenue en utilisant le moule conforme à l'invention a une qualité de surface excellente.
REVENDICATIONS
1.- Moule de coulée continue pour un métal fondu, caractérisé en ce qu'il comprend des organes dont des parties localement amincies sont situées au point de démarrage de la solidification du métal fondu, ainsi que des organes pour appliquer des oscillations auxdites parties localement amincies.
"Continuous casting mold" 1
The present invention relates to a continuous casting mold for metals and more particularly to a mold of the open top type for vertical continuous casting of metals.
Continuous casting processes have recently been adopted to a large extent especially in the steel industry for the mechanization of steel solidification processes, the improvement of product performance and the reduction of manufacturing costs . However, various problems arise which remain to be resolved, including, for example, improving the quality of the surface of the castings.
During casting, a piece of steel being treated tends to become fixed or attached due to heat. Consequently, a crack occurs when the fixed part is pulled down by the lower pinch rolls. Then the molten steel spurts out of the crack and can cause a serious accident. To prevent this fixation, it has hitherto been useful to use an agent preventing the fixation around the piece of steel.
or to vibrate the mold in addition to the application of this agent.
However, in the case of a vibration communicated to the mold, the piece of steel tends to have surface defects which lower the yield. The problem thus posed by the conventional method is explained clearly below with the aid of the description which follows, drawn up in conjunction with the attached drawings.
In accordance with the conventional continuous casting process for steel, shown in FIG. 1 of the drawings attached to this specification, the molten steel 101 from a converter or the like is introduced into the ladle 2 and is poured into a tank. refractive
<EMI ID = 1.1>
immersion 5 in a mold 6 cooled by water passing through
<EMI ID = 2.1>
loses its heat due to the low temperature of said mold 6
<EMI ID = 3.1>
<EMI ID = 4.1> /
Then, a solidified layer 71 also begins to form at
this point. The molten steel continues to descend due to the trac-
<EMI ID = 5.1>
The temperature of the molten steel 71 continues to drop as it continues to descend. The solid layer 71 thus increases until the fluid part of the steel disappears and all of the steel solidifies in one cast. However, the
<EMI ID = 6.1>
heat to a point where the steel begins to solidify and is not
<EMI ID = 7.1>
nexés is an enlarged view of the upper part of the mold 6 and of an area around it and shows said fixing and the disturbances resulting therefrom. As previously mentioned, the molten steel 71 poured through the immersion tube loses its
<EMI ID = 8.1>
The molten steel 70 then begins to solidify immediately. However, its solidification layer tends to attach to the point
75 on the surface of the mold. When the solidified steel in the atta-
<EMI ID = 9.1>
thin 76 forms in the solidification layer 71 and a crack 77 can appear in this part 76. The molten steel 70 spurts from the inside through this crack 77. The continuous casting operation is no longer possible in these conditions and the molten steel gushes around the peening and risks causing a serious accident.
To prevent this accident, the possibility of a fastening point 75 being formed must be eliminated or the
� ^
<EMI ID = 10.1>
pinch cylinders 9 is however absolutely necessary for
<EMI ID = 11.1>
<EMI ID = 12.1>
<EMI ID = 13.1>
<EMI ID = 14.1>
continuous classic, the following two preventive measures have been applied:
1) a third substance 14 is placed on the surface of the solidification layer 71 to prevent it from coming into direct contact with the mold 6, as shown in FIG. 3; and
2) a vertical vibration 16 is communicated to the mold 6
(see Figure 4) to prevent the solidification layer 71 from remaining too long and thus causing fixation in
<EMI ID = 15.1>
Other details of these two measures preventing agglomeration are given below.
With regard to the first measurement reproduced in FIG. 3, a fine powder 13 (hereinafter referred to as "powder" in the present specification) is spread over the upper surface of the molten steel of the mold 6. The powder 13 penetrates through a space between the molten steel 70 and the mold 6 and covers the surface of the molten steel 70 in the form of a coating 14 when this molten steel 70 begins to solidify. Consequently, the atoms of the solidification surface 71 can be prevented from binding to the atoms of the surface of the mold 6.
Regarding the second measurement shown in Figure 4,
a vertical vibration 16 is communicated to the mold 6. Thus, a relative vertical movement is produced between the layer of solidification
<EMI ID = 16.1>
is too long in contact with a point of the solidification layer 71. Assuming that the point on the surface of the mold 6, to which a vertical vibration is communicated, is A, this point A is in contact at a given moment with the point Ao of the solidification layer 71. Then, the point of the solidification layer -
<EMI ID = 17.1>
changes in points A1, A2, A3, etc., as the mold 6 moves upward relative to the solidification layer 71.
Conversely, if the mold moves down relative to the <EMI ID = 18.1> cation 71 in contact with point A of mold 6 changes to points Al ', A2', A3 ', etc. In other words, the contact points of the mold 6 and of the solidification layer 71 vary constantly. This system does not allow the mold 6 and the solidification layer 71 to bond to each other, so that fixing can be effectively prevented.
As described in the preceding text, the fixing between the mold 6 and the solidification layer 71 due to the heat was prevented by the use of the powder 13 in combination with the ap-
<EMI ID = 19.1>
these two measurements, the application of a mechanical vibration 16 to the mold 6 poses a problem, in the sense that these vibrations tend
to produce surface defects of the steel piece 12 and thus tend to lower the yield. Indeed, as soon as the vibration is applied, recesses 20 occur on the surface of the cast steel part at regular intervals 26 in the longitudinal direction, as shown in the photograph of the figure
16. The intervals 16 of these recesses are determined by the frequency of the mechanical vibrations 16 and the traction speed
\
of the continuous casting operation. This inequality is called the oscillation mark. The oscillation mark indicates that the solidification film is formed intermittently at periodic intervals coinciding with the frequency of the vertical mechanical vibration of the mold. The depth of the recesses is determined jointly by the viscosity and the melting temperature of the powder used, the amount of powder addition, the
<EMI ID = 20.1>
mold vibration frequency and amplitude of vibration, etc. The formation of the oscillation marks therefore indicates that the surface of the casting is uneven. A particular serious problem is that the powder tends to be trapped in the piece of steel cast at the recesses. In addition, as there is a difference in the cooling state between a projecting part and a hollowed out part, this difference tends to cause cracks. FIG. 5 is an example where the powder is trapped in a hollowed out part of a piece of cast steel. A crack
sometimes occurs from this point. As soon as a crack is present, it is seldom eliminated by the pressure exerted on it during a subsequent rolling and remains in the state of surface defect in the product. These cracks lower the yield of the products to a large extent. In addition, in the case of products where the surface conditions must be subjected to a strict inspection, even if the powder 13 simply remains fixed on the surface without causing any crack, the entire surface
of the cast steel part must sometimes be straightened by fusion to remove the layer containing the powder thus fixed.
In reality, if the powder remains fixed, it is very likely that a product thus obtained has a general striped or striated appearance,
which therefore leads to a deterioration in the quality of the product.
Therefore, this sometimes reduces the yield by 2%.
Under these conditions, a general object of the invention is to produce a continuous casting mold which makes it possible to eliminate the
<EMI ID = 21.1>
seeing a new means according to which each of the parts of the mold corresponding to the point where the molten steel begins to solidify during its continuous casting, is designed so as to have a
<EMI ID = 22.1>
other parts of the mold; high frequency oscillations are then applied to the locally thinned parts of the mold to prevent any fixing of the cast steel part due to its heat and to improve the quality of the surface of the steel part
i casting thus obtained.
According to the present invention, fixing is prevented by making each part of the mold, where this fixing occurs
most likely, thinner than the other parts of this mold (the thinned parity being located at the point where the molten steel begins to solidify and in the vicinity of this point, for example, in a zone of 300 mm from the upper end of the mold) and applying high frequency oscillations to the thin part of the mold.
The aforementioned aims, as well as other objectives and characteristics of the invention, emerge from the detailed description below, drawn up in conjunction with the appended drawings, in which:
Figure 1 is a schematic representation of the conventional continuous casting system; Figure 2 is a schematic representation showing a fixing point produced by heat at a place where the molten steel begins to solidify, as well as a crack resulting from this fixing point; Figure 3 is a schematic representation of a method of forming. material preventing attachment between a solidifying steel layer and a mold; Figure 4 is a schematic representation of the conventional method for the vibration of the mold; Figure 5 shows a powder trapped at an oscillation mark; FIG. 6a is a schematic plan view of an exemplary embodiment of an assembled mold, the surface of which vibrates along the sides oriented towards the cast metal, this by the application of high frequency oscillations;
Figure 6b is a sectional view of the mold of Figure 6a; FIG. 7 is a view of the position-amplitude relationship of a piece of steel; Figure 8 is a schematic representation showing the vibration of the mold of Figure G when high frequency oscillations are applied; Figure 9 shows, by way of example, a device in which a vibration-transmitting plate is provided with a groove, projects laterally and comprises an oscillator; Figure 10a is a graph showing the relationship of the horizontal position of the mold of Figure 9 with its amplitude when oscillations of a frequency of 15 kHz and a power input of 500 W are applied; Figure 10b is another graph showing the relationship of the vertical position of the same mold with the amplitude;
FIG. 11 is an example in which an oscillator is fixed directly to the bottom of a grooved part of the mold;
Figures 12a, b, c, d, e and f are schematic views showing an exemplary embodiment of the invention applied to a continuous casting system of the curved type in which a water-cooled and open copper mold is used at the top; FIG. 13 is a schematic view showing a longitudinal side of the conventional mold for the purpose of comparison with the mold of the invention; Figure 14 is a schematic view showing a longitudinal side of the mold of the invention; FIG. 15 is a schematic view showing a test device incorporating the mold of the invention and the conventional mold for comparison; and Figure 16 is a photograph showing an oscillation mark.
As is known, it is difficult to make a heavy body vibrate in a stable manner at a high frequency. As shown in Figure 1, the mold 6 to be used for the continuous casting of steel is unified into a body with a cooling jacket 21 hermetically connected to the rear of the mold using bolts. In addition, cooling water, not shown, circulates inside the cooling jacket 21. The weight of the assembled mold, assembled in this way, reaches 15 to 20 tonnes. It is hardly possible to vibrate the mold at a high frequency under these conditions.
However, if the thickness of the wall of the mold 6 is partially thinned, as shown in FIG. 6 where the thinned part is designated by the reference numeral 22, the latter can be subjected to a vibration by applying high frequency oscillations to the mold, while the other parts
221 and 222 of the mold vibrate very little in response to said high frequency oscillations. In other words, as shown in FIG. 10b, the printed oscillating energy is confined to the thinned part 22 and is not transmitted to the thicker parts 221 and 222. It is only a part of the mold 6 which vibrates at a high frequency.
Consequently, as shown in FIG. 6b, the part of the mold 6 in contact with the molten steel 70, that is to say the part situated in the vicinity of the point where the molten steel begins to solidify, is more thinner than the other parts of the mold. An effect preventing the fixation, to be exerted with the device for applying high frequency oscillations 18 to the thinned part of the mold 6 in a direction perpendicular to its surface 61, is produced as indicated below. We now refer to FIG. 8 which is an enlarged view of the thinned part B visible in FIG. 6b and where the face 61 of the internal wall of the mold 6 is at a neutral point 180 when the mold 6 does not vibrate . Any- <EMI ID = 23.1>
of the internal wall repeats an alternating movement between positions 181 and 182. When the face 61 of the internal wall of the mold 6 moves from position 182 to the other position 181, towards the solidification layer 71 of the molten steel , this layer 71, which is in contact with the face 61 of the internal wall of the mold, performs a contraction movement in the same direction as that
<EMI ID = 24.1>
the internal face 61 of the mold 6 moves from position 181 to position 182 in the direction of expansion, the heavy weight of the solidification layer 71 does not make it possible to follow the internal face 61. Consequently, if the mold 6 vibrates at a high frequency, the solidification layer 71 of the mold 6 does not make the same movement as that of the mold 6, but takes the form 711 which
<EMI ID = 25.1>
of the internal wall of the mold 6 occupies when its vibrating movement reaches the innermost point. As a result, the solidification layer 71 is allowed to come into contact with
<EMI ID = 26.1>
brief time before and after the face 61 of the internal wall occupies position 181 at the maximum amplitude of its vibration. With the exception of this time, the solidification layer 71 remains apart
<EMI ID = 27.1>
brief contact prevents the formation of a fixation point 75
due to heat.
As mentioned above, a surface crack tends to
form as a result of an oscillation mark. This is due to the fact
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
<EMI ID = 30.1>
partially concentrated on the surface of the solidification layer. The uneven, partially concentrated state of the powder 13 results from the fact that the inflow of powder 13 descending through the space between the mold 6 and the molten steel 70 takes place in synchronism with the oscillating operation exerted on this mold 6 Consequently, the low frequency vibration 16, manifesting itself several times per second or almost, inevitably forces the powder 13 to be distributed unevenly over the surface of the cast steel piece 12.
Therefore, in accordance with the present invention, the mold vibrates at a frequency much higher than the low frequency mentioned above. Thus, the flow time of the powder is in practice standardized. The powder 13 is therefore distributed uniformly
<EMI ID = 31.1>
The location of the part where the mold is thinner, in accordance with the present invention, is determined as follows. The effect of high frequency oscillations is manifested by the non-appearance of a fixing point and by a reduced number of surface defects of the crack type of the cast steel part. This effect of high frequency oscillations varies with the location of the thinned part of the mold. Since the appearance of crack-like surface defects can be minimized by constraining the powder
<EMI ID = 32.1>
molten steel 70, the vibration must also be forced to take place in the vicinity of the level of the surface of the molten bath.
Furthermore, since the fixing point due to heat can be prevented and the time during which the solidification layer 71 is in contact with the face 61 of the internal wall of the mold 6 is shortened by high frequency oscillations, the the greatest effect can be exerted by applying the oscillations to a point where the vibration takes place most easily inside the solidification layer 71. On the other hand, as mentioned above the solidification layer 71 begins to form at point 8 close to the level of the surface of the molten bath, the thickness of the solidification layer increases and its temperature decreases as the layer continues to descend. Consequently, the upper part of the solidification layer is more easily displaceable than its lower part.
When the oscillations are applied under the same conditions, the distribution of the amplification of the solidification layer is similar 1
to that shown in Figure 7.
<EMI ID = 33.1>
frequency are applied to the mold preferably in a direction perpendicular to the face of the inner wall of said mold, although they should not be perpendicular to this face of the inner wall.
As described above, the effect preventing the fixation is exerted by the application of oscillations perpendicular to the face
61 of the internal wall of the mold. In this case, the vibration of this face 61 of the internal wall of the mold mainly consists of a component perpendicular to the face of the internal wall of the mold and of various small components in other directions, provided that they present. As emerges from the above description, using the mold according to the invention, the oscillations are applied to it preferably in a direction other than the vertical direction. However, it is also effective to apply the oscillations in the vertical direction, as explained below.
In order for the powder 13 to adopt the uneven state partially concentrated by the mechanism mentioned in connection with the oscillation mark, a time of at least 0.1 seconds or so is required. Consequently,
<EMI ID = 34.1>
quence that exceeds this response speed. Consequently, even if the vibration takes place in the vertical direction, the solidification layer 71 and the powder 13 do not have sufficient time for movement, so that the powder can be distributed evenly without any locally concentrated part.
In addition, it is preferable that the high frequency oscillations applied to the mold 6 vary according to a given cycle. If the oscillations exerted on this mold 6 from the outside have a stable state such as sine waves, the vibration which takes place on the face 61 of the internal wall of the mold [pound] changes to 1
<EMI ID = 35.1>
<EMI ID = 36.1> FIG. 8), part of the solidification layer 71 coming into contact with the crest, strongly receives the effect of the invention, while the other part of the solidification layer 71 entering contact with the hollow of the wave (position 189 in Figure 8), slightly receives the effect. The surface of the casting
12 therefore comprises certain parts which strongly receive the effect of the invention, while other parts weakly receive this effect. These strongly and weakly influenced parts appear in a pattern similar to vertical bands at half-wavelength intervals of standing waves. This can be prevented by continuously varying the frequency of the oscillations applied to the mold 6 within the limits <EMI ID = 37.1>
trictive imposed on the thinned part of the mold 6 so as to modify the locations of the crests and hollows of the standing waves "manifesting on the face 61 of the internal wall of the mold.
According to the present invention, the vibration of the mold is confined to the thinned part as a result of the partial decrease in the thickness of the wall of the mold 6 and the application of high frequency oscillations to said thinned part. This emerges from the following description of an exemplary embodiment of the invention. Reference is now made to FIG. 9 which shows a copper mold 6 with a thickness of 65 mm. A groove 22 is formed on the outer face of the mold 6 and the thickness of the wall at the location of this groove 22 is thinned to 20 mm. A cooling jacket is connected to the mold by means of numerous bolts, not shown, but tightened on the mold at places other than the grooved or thinned part.
The thinned portion is extended outward to form a vibration transmitting plate 30 which is thinner than the thinned portion. An osillator 31 is mounted to oscillate vertically and is connected
<EMI ID = 38.1>
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a frequency of 15 kHz. Consequently, the mold vibrates as shown in FIGS. 10a and 10b which represent the amplitude of the vibration of the mold 6 in the direction of the groove and also in a direction perpendicular to this groove. As this emerges from these figures, the grooved or thinned part vibrates at an amplitude of 3 to 5 / one, while the vibration decreases at an amplitude of less than one in other parts of the mold. This clearly indicates that the induced vibration is confined to the grooved part. It has been argued by experiments that results similar to this can be obtained within the limits of one
<EMI ID = 40.1>
According to the invention, the mold 6 can vibrate in its grooved part by various methods. In the case of the example given above, the vibration is communicated by the vibration transmission plate 30. According to another method reproduced in FIG. 11, the same vibration can be obtained using a direct input device 32 In this case, a groove 22 with a depth of 25 mm is formed in a mold 6 with a thickness of 40 mm. An oscillator 31 is attached directly to the grooved portion 22. With this device, oscillations with a frequency of 18 kHz are applied.
The thinned or grooved part of the mold designed in accordance with the present invention preferably has the following shape and is preferably placed at the location below. The preferred thickness of the grooved part is 5 to 30 mm. As mentioned in the above text, good results can be obtained when the thickness of the grooved part is between 15 and 20 mm. A thickness of less than 5 mm is not practical because the heat transmission does not vary strikingly with the location, the machining becomes very
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30 mm has a lesser degree of amplitude and, as confirmed by tests, does not give the desired effect. In view of this, the thickness of the grooved part of the mold is preferably between 5 and 30 mm. In addition, the grooved part can be provided with one or more reinforcing ribs arranged in the direction of the groove or perpendicular thereto.
The groove is preferably located within 300 mm from the upper end of the mold. Thus, in light of the principle, the groove must be formed in the horizontal direction and its preferred location is within 300 mm from the top of the mold, since, if we consider this qualitatively, the maximum effect vibration occurs in the vicinity of point 8 of starting solidification. However, by assessing the results of the tests carried out to find the temperature distribution in the vertical directions of the mold, the point 8 of starting of the solidification seems to be 150-250 mm from the top of the mold. Simultaneously, the position of the surface of the molten bath can be controlled to a measure of the order of + 10 mm.
Therefore, observing the tolerances, it is estimated that the proper location of the groove lies within the limits of 300 mm from the top of the mold. On the other hand, the groove is formed in each of the longitudinal sides of the mold only or in the two longitudinal and lateral sides.
The width of the groove is preferably 50 to 150 mm. Tests were carried out using two different copper-based molds, the thickness of which was 32 mm. One mold was provided with a 100 mm wide groove, while the other mold had an 80 mm wide groove. Using the oscillator type input device and vibration transmission plate, we applied to these molds oscillations of 10 kH2 and a power input of 500 W. Both gave an ampl
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between them. However, in cases where the width of the groove is less than 50 mm, the groove can be located outside the order of variation of the level of the molten bath. On the other hand, when the width of the groove exceeds 150 mm, the energy of the vibration is dispersed too strongly to exert a sufficient vibration effect.
As for the frequency of the vibration, no particular limit is imposed on it. However, at a frequency greater than 30 kHz, the present technique of manufacturing the oscillator does not allow a sufficient degree of amplitude to be obtained for practical application. On the other hand, a frequency below 10 kHz generates some noise which has an unfavorable effect on workers. Activation at a frequency of less than 10 kHz is therefore not desirable.
The characteristics and advantages of the invention also emerge from the description below of an exemplary embodiment of the invention.
Figures 12a, b, c, d, e and f show a mold produced according to the invention and usable in a continuous casting system of the curved type, as well as designed for use in a copper mold open at the top. and cooled with water. As shown in Figure 12f, the mold of the invention is of the type, in the assembled state, with four sides and consists of two parts.
<EMI ID = 44.1>
consists of a copper plate 303 measuring 60 x 80 mm and a steel reinforcement plate 306. Inside the mold, cooling water conduits 304 are provided, each forming an intake for cooling water 301 at one end and �
a cooling water emission at the other end. A thinned portion 307 is located 100 mm below the upper end of the copper plates 303, the thinned portion 307 having a width of 120 mm in the vertical direction. An oscillator 311 is fixed to the thinned part 307 by a base plate 308 by means of a connecting screw 309. A
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reinforcement 306 and between the oscillator 311 and the wall of a hole drilled in the reinforcement plate. Table 1 compares the mold of the invention to the conventional mold.
Table 1
Structural layout and dimensions of molds
<EMI ID = 46.1>
Copper plate water pipe thinned part without grooved cooling, slot groove, water pipe
5 x 45 mm 2 mm.
2. Shape of the lateral side
<EMI ID = 47.1>
Water pipe similar to the side similar to the longitudinal longitudinal cooling side
3. Connection of the screwed to the plate on the part
swing rod than copper thinned by the base plate.
Experiments were carried out using the aforementioned molds. In each of these experiments, the surface of the molten bath was always 150 mm below the upper end of the mold. The casting was carried out by applying high frequency oscillations under the input conditions given in Table 2. The surface state of each slab thus obtained was examined and expressed in surface area requiring surface grinding. The results of this review are also listed in Table 2.
Table 2
Percentage of slabs requiring surface grinding
<EMI ID = 48.1>
High frequency input state, 18 kHz frequency.
Longitudinal side: 1.9 kW / side x 2 sides
Lateral side: 0.5 kW / side x 2 sides.
Notes:
- Index 1: surface size requiring surface grinding of less than 1%;
- Index 2: surface size requiring surface grinding from 1 to 5%; and
- Index 3: surface size requiring surface grinding of more than 5%.
To further confirm the effect of the present invention, a longitudinal side of the mold according to said invention is designed as shown in Figure 14 and a longitudinal side of the conventional mold is also prepared as shown in Figure 13 for comparison purposes. These sides are assembled as shown in Figure 15. Then, oscillations are applied to the vibration plate on each side at a frequency of 15 kHz and at a power input of 500 W to obtain a steel slab measuring 200 x 1980 mm. Oscillations are only applied on the longitudinal sides and not on the lateral sides of the assembly. With the exception of the shape of the mold, casting takes place under the same conditions as those of the conventional casting operation.
Table 3 gives the surface state of the casting as well
<EMI ID = 49.1>
<EMI ID = 50.1>
tion of molten steel. On the board, the mold of the invention is represented by the N side (FIG. 15) and the amplitude is compared to that of the conventional mold represented by the S side (FIG. 15).
Table 3
<EMI ID = 51.1>
than
As appears from the results of the above-mentioned experiments, the steel slab obtained using the mold according to the invention has an excellent surface quality.
CLAIMS
1.- Continuous casting mold for a molten metal, characterized in that it comprises members of which locally thinned parts are located at the point of starting the solidification of the molten metal, as well as members for applying oscillations to said parts locally thinned.