Procédé et dispositif de fabrication de
lingots plaqués La présente invention concerne un procédé de fabrication
de lingots plaqués, en particulier de brames plaquées, selon lequel
on réalise un corps creux correspondant aux dimensions de la brame terminée, en soudant en un corps creux tubulaire, au moins une
plaque latérale en matériau de plaquage avec d'autres tôles latérales minces, on introduit ce corps creux dans une lingotière plus grande, entre le fond de laquelle et l'extrémité inférieure du corps creux ainsi qu'entre les côtés de laquelle et les côtés du corps
creux est disposée une couche de matériau isolant réfractaire en poudre fine, et on remplit ensuite le corps creux en y coulant le métal de base.
Dans ce procédé connu par le brevet allemand n[deg.] 736.672
pour le plaquage par soudage ou fusion, le soudage souhaité sur
toute la surface n'est pas obtenu durant la coulée. Lorsque, lors
de la coulée de ce corps creux connu, l'afflux d'acier (métal de
base) n'est pas extrêmement surchauffé, les plaques latérales épaisses, constituées du matériau de plaquage, se comportent comme une paroi de lingotière. Le métal de base coulé s'écarte en bloc
des plaques latérales dans la lingotière lors du refroidissement
et du retrait, si bien qu'un intervalle apparaît. Cet intervalle
est encore accru du fait que les plaques latérales sont échauffées pour leur part par l'acier en fusion et se voilent par conséquent
vers l'extérieur, se déformant en forme de coussin.
Durant le refroidissement du corps creux rempli de métal
de base dans la lingotière et lors du réchauffement dans le four de préchauffage, les tendances au retrait et à la dilatation du métal
de base se refroidissant (acier normal) et du matériau de plaquage s'échauffant (la plupart du temps de l'acier fin) se superposent
et se croisent. La formation de l'intervalle est ainsi encore
accrue. Les intervalles sont ouverts du côté de l'extrémité, de
sorte que l'atmosphère normale peut pénétrer entre le matériau de plaquage et le métal de base. Il en résulte ainsi une oxydation
des surfaces de l'intervalle, qui est encore favorisée par la température accrue. Une liaison ultérieure lors du laminage n'est
plus possible en raison des couches d'oxydation en résultant.
Une liaison intime, résultant de la coulée, entre le matériau de plaquage et le métal de base ne peut normalement être obtenue que difficilement et n'est possible que par une surchauffe importante du métal de base, en raison de la capacité thermique importante des plaques latérales en comparaison de celle du métal de base. La dissolution est en outre, en raison de la différence d'évacuation de chaleur, plus faible 1 proximité des bords qu'au centre des surfaces. Le matériau de base est contaminé par la dissolution du plaquage. Des contaminations du métal de base en chrome, nickel, carbone ou manganèse conduisent! des défauts même dans le cas de faibles quantités de dissolution. En outre, le plaquage est alors plus mince et irrégulier.
Afin d'assurer après le laminage ultérieur des brames plaquées, une couche suffisamment épaisse du matériau de plaquage,
<EMI ID=1.1>
de l'épaisseur totale des brames plaquées, dans le cas du procédé connu par le brevet allemand n[deg.] 736.672, ce rapport d'épaisseur
se trouvant même au-delà de la limite supérieure indiquée. Pour
un tel rapport, un échauffement et une fusion suffisants des plaques latérales, initialement à température normale, ne peuvent être que difficilement obtenus exclusivement par la capacité calorique du métal de base en fusion.
On a également tenté et proposé de couler de l'acier en fusion entre deux panneaux de plaquage. Le but était toujours de réaliser une liaison intime après la coulée par la fusion du matériau de plaquage des plaques latérales. Si l'on opère avec de l'acier hautement surchauffé, et donc à des températures de coulée élevées, il s'avère difficile dans la pratique d'adapter la température et les épaisseurs de matériau du corps creux les unes aux autres, pour pouvoir opérer de façon sûre dans la plage étroite entre solution, dissolution et trempe. Les tôles latérales, et donc les surfaces latérales du corps creux sans plaque de plaquage se dissoudraient selon le brevet allemand n[deg.] 736.672, car elles sont constituées uniquement de tôles minces. Une surchauffe importante du métal de base est en outre coûteuse en énergie.
On connaît en outre par le brevet allemand n[deg.] 2.333.359 de la demanderesse, un procédé de fabrication de lingots plaqués, selon lequel des panneaux de plaquage sont appliqués dans un moule de coulée de façon ajustée contre la paroi de celui-ci, les petites surfaces latérales demeurant cependant accessibles. Ces petites surfaces latérales sont liées intimement, lors de la coulée ulté-
<EMI ID=2.1>
chéité latérale, lorsque l'intervalle entre le panneau de plaquage et le métal de base se forme.
Ce procédé connu convient cependant uniquement pour des panneaux de plaquage relativement épais, car le degré d'étanchéité souhaitée, et donc l'étanchéité de frettage entre les petites surfaces latérales de panneaux de plaquage et le métal de base dépend de la superficie de ces petites surfaces latérales et est améliorée pour une superficie croissante. Mais comme le matériau de plaquage est sensiblement plus cher que le métal de base et qu'on a par conséquent toujours tendance à maintenir la plus faible possible la quantité de matériau de plaquage, ce procédé connu n'a été que relativement rarement utilisé dans le cas de panneaux de plaquage plus minces. En outre, il est coûteux en énergie.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des procédés connus et de perfectionner sensiblement le procédé du type indiqué dans le préambule, par le fait qu'on évite la formation d'un intervalle ouvert, en communication avec l'atmosphère entre le matériau de plaquage et le métal de base, de sorte que lors de l'opération de laminage, une liaison suffisante entre les deux matériaux peut être obtenue, tout en économisant l'énergie.
Ce but est atteint par le fait que le corps creux, avant son introduction dans la lingotière, est fermé vers le bas au moyen d'une tôle de fond soudée à son extrémité inférieure et qu'une tôle de couverture est appliquée sur la zone d'extrémité supérieure du corps creux.
Grâce à ces deux tôles, la tôle de fond et la tôle de couverture, on obtient que l'intervalle se formant entre le matériau de plaquage et le métal de base n'a aucun accès à l'atmosphère extérieure. Ainsi, ses surfaces internes ne peuvent pas s'oxyder, et la liaison des deux matériaux s'effectuant durant
le laminage ultérieur n'est ainsi pas empêchée. Dans le cas du procédé selon l'invention, la plaque latérale se cintre en forme de coussin vers l'extérieur durant la coulée, mais demeure cependant liée sur les bords latéraux avec les tôles latérales, le fond et la tôle de couverture, de sorte qu'aucun intervalle ouvert n'apparaît.
Contrairement à un simple plaquage par laminage, une réalisation particulière de la surface tournée vers le métal de base des plaques latérales n'est pas nécessaire ; en particulier cette surface n'a pas besoin d'être parfaitement plane. Lors de
la coulée du métal de base, celui-ci remplit toutes les inégalités des plaques latérales et forme, lors du retrait ultérieur, l'empreinte de ces plaques latérales. Les plaques latérales et le
métal de base sont par conséquent déjà adaptés l'un à l'autre quant à la forme pour la liaison effectuée plus tard lors du laminage.
Il est cependant particulièrement avantageux que, dans le procédé de l'invention, le lingot plaqué solidifié peut être laminé à chaud économiquement du point de vue énergie, de préférence à la température de laminage la plus élevée possible. Ainsi les brames plaquées peuvent être laminées à chaud sans échauffement intermédiaire par utilisation de la chaleur encore présente. Au total, ceci représente une économie considérable d'énergie,
car on évite un réchauffage des lingots à la température de laminage.
Du fait de l'isolation thermique du matériau isolant réfractaire, le métal de base se solidifie relativement lentement et sensiblement plus lentement que dans le cas d'une coulée normale en lingotière. Le refroidissement peut être contrôlé dans une large mesure par l'isolation. Le lingot peut être amené très progressivement à la température de laminage souhaitée ou peut être également maintenu pendant des heures à une température suffisamment élevée pour le laminage. Un réchauffage est ainsi superflu même dans le cas d'engorgements du train de laminage, dans le cas d'une panne
de celui-ci ou lorsque des transports vers le train de laminage sont nécessaires. On obtient ainsi des réserves suffisantes de temps et de température pour l'étirage des lingots plaqués en
vue du laminage.
Tandis que la tôle de fond est soudée sur les bords de façon hermétique à l'extrémité inférieure du corps creux, la tôle de couverture peut ou bien être soudée également de façon hermétique sur les bords à l'extrémité supérieure du corps creux, une ouverture de coulée étant alors nécessaire, ou bien la tôle de couverture est placée après le remplissage du corps creux en métal de base sur la surface du métal en fusion. Du fait que la tôle de couverture, comme toutes les autres tôles, doit présenter une épaisseur de paroi minimale, et est juste suffisamment épaisse
pour ne pas être dissoute, une liaison intime entre la tôle de couverture (et les autres tôles) et le métal de base est déjà obtenue lors de l'opération de coulée. Les tôles relativement minces n'opposent qu'une faible résistance au mouvement de retrait du lingot en métal de base, si bien qu'aucun intervalle n'apparaît.
Des tôles de fond et de couverture convexes sont avantageuses. Elles permettent une adjonction de matériau aux endroits du lingot plaqué, qui montrent normalement des strictions lors du laminage. La quantité globale utilisable du lingot plaqué est ainsi accrue.
En particulier, dans le cas d'une tôle de couverture soudée avant la coulée et munie d'une ouverture de coulée, il est avantageux de poser une coiffe sur le corps creux ou sur la tôle de couverture, et de noyer la tôle de couverture lors de la coulée. La quantité de métal de base se trouvant au-dessus de la tôle de couverture remplit une poche se formant au-dessous de l'ouverture de coulée. Afin que cela puisse se produire la région de la coiffe doit être mieux isolée vers le côté et vers le haut que le reste de la zone de fond.
Si la tôle de couverture n'est appliquée sur la surface du métal de base en fusion qu'après le remplissage du corps creux par celui-ci, une poche se formant n'est certes pas remplie, mais demeure fermée en raison de la tôle de couverture, en particulier vis-à-vis de l'atmosphère extérieure.
L'épaisseur de paroi des plaques latérales en matériau de plaquage est comprise approximativement entre 5 et 15% de l'épaisseur correspondante de la brame. On obtient ainsi que, même dans le cas de tôles finement laminées, un plaquage suffisamment épais est encore assuré.
L'épaisseur de paroi des tôles, à savoir des tôles latérales, de la tôle de fond et de la tôle de couverture est adaptée à la chaleur de surchauffe de la brame, et par des revêtements de coulée appropriés sur leur côté interne ainsi que par d'autres mesures on assure que les tôles ne forment pas de scories, ne se calaminent ni ne s'oxydent durant la coulée.
Afin d'empêcher, après la coulée du métal de base, une perte de chaleur également vers le haut, une couche du matériau isolant réfractaire est appliquée également en haut après la coulée. L'épaisseur de cette couche, de même que l'épaisseur de la couche latérale et de la couche de fond sont adaptées aux différents paramètres de l'opération de coulée. Sont prises en considération en particulier, la conductibilité thermique spécifique du matériau isolant, la capacité calorifique du matériau isolant et de la lingotière environnante et la capacité calorique du métal de base.
Le but est de régler l'évacuation de chaleur de sorte que les tem-
<EMI ID=3.1>
obtenues de façon sûre.
Comme matériau isolant réfractaire, on peut utiliser en particulier du sable fluide, parce qu'il est normalement disponible
<EMI ID=4.1> de la chamotte, de l'alumine ou d'autres matériaux en vrac rëfractaires fluides usuels. Il est uniquement important que les tempéra-
<EMI ID=5.1>
tuellement, une légère pression latérale peut être exercée par l'intermédiaire du matériau isolant sur les tôles latérales et les plaques latérales, afin d'empêcher, lors du refroidissement, la formation d'un intervalle entre le matériau isolant et la surface extérieure du corps creux.
Afin d'empêcher que les parois extérieures du corps creux puissent se calaminer, on ajoute au matériau isolant un peu de charbon fin, de préférence jusqu'à 1% en poids, ou on recouvre le matériau isolant d'une poudre d'isolation contenant du carbone.
De préférence sur les tôles latérales dans un premier temps après la coulée, le refroidissement est accéléré par mouillage
<EMI ID=6.1>
et dans la plage de température de laminage, la température est maintenue uniquement par le produit isolant sec.
Bien que fondamentalement la totalité de l'espace intermédiaire entre la lingotière extérieure et le corps creux puisse être rempli exclusivement de matériau isolant réfractaire finement pulvérisé, il est avantageux afin d'économiser du temps et de la main d'oeuvre, de réaliser l'espace intermédiaire entre le corps creux et la lingotière de façon stratifiée, par exemple de prévoir extérieurement une couche d'isolation permanente et d'utiliser uniquement le matériau isolant réfractaire à grains fins pour la couche venant directement au contact du corps creux.
Dans le procédé selon l'invention, la température de coulée peut être maintenue très basse, car en raison de l'isolation, une solidification prématurée n'est pas à craindre. Grace au refroidissement lent, on obtient une homogénéisation du métal de base, en même temps le métal de base peut encore être allié dans le moule creux grâce au faible refroidissement, au cas où il est ajouté avec une certaine température de surchauffe. L'effet moindre de trempe et la solidification plus lente du lingot permettent l'établissement d'un degré de pureté très satisfaisant du métal de base, car celuici reste liquide beaucoup plus longtemps, le flux thermique le parcourt plus lentement et ainsi des particules incluses peuvent mieux remonter et être séparées.
Avantageusement, avant la coulée, du charbon de bois ou des matériaux flottants analogues sont ajoutés sur la surface du bain de coulée. Ils s'élèvent avec le niveau du métal de base et limitant lui rayonnement thermique vers le haut. Ils créent en
outre une atmosphère réductrice dans le corps creux et lient des parties oxydées et des scories. Il est cependant supposé qu'ils n'influencent pas la composition du métal de base.
L'épaisseur des plaques latérales en matériau de plaquage est limitée par la capacité calorique du métal de base liquide coulé, lorsqu'on lamine à partir de la chaleur de coulée, et que les plaques latérales doivent recevoir leur chaleur de laminage à partir de la capacité calorique du métal de base. En fonction de la taille du lingot, des tailles de lingot entre 10 et 40 tonnes sont souhaitées, une épaisseur des plaques latérales comprise entre 5 et 15% est avantageuse. Pour des épaisseurs supérieures de la plaque latérale, le procédé de frettage selon le brevet allemand n[deg.] 2.333.359 peut être plus avantageux.
Les faces internes du corps creux doivent être métalliquement nues, les surfaces de plaquage'et éventuellement également les surfaces internes doivent être protégées par des laques de coulée, qui ne brûlent que lors du mouillage par l'acier. Un caisson de pulvérisation empêche l'apparition de croûtes lors de la coulée.
Un exemple de réalisation d'un dispositif en vue de la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus est représenté sur les figures et sera expliqué ci-après en détail. La figure 1 représente une coupe d'un corps creux dans une lingotière. La figure 2 est une vue éclatée d'un corps creux selon la figure 1 avec un trou de coulée dans la tôle de couverture. <EMI ID=7.1> figure 2 avec une tôle de couverture sans trou de coulée. La figure 4 est une coupe longitudinale du corps creux selon la figure 3 après la coulée.
Le corps creux servant de moule de coulée selon la figure 1 ou 2 se compose de deux plaques latérales 20, 21 en un matériau de plaquage, de deux tôles latérales 22, 23, d'une tôle de fond 24 et d'une tôle de couverture 25. Comme le montre la figure 2, les deux tôles latérales 22, 23 et la tôle de fond 24 sont réalisées d'une seule pièce par pliage en U d'une bande de tôle. Les plaques latérales 20, 21 sont, comme indiqué en pointillé sur la figure 2, introduites dans le profilé en U ainsi formé et soudées intérieurement ainsi qu'extérieurement. Les cordons de soudure correspondants
26 et 27 sont représentés sur la figure 1. La tôle de couverture 25 est soudée extérieurement ; elle possède une ouverture de coulée 28. La tôle de couverture 25 a ainsi pratiquement les mimes dimensions que la tôle de fond 24.
Avant la coulée, une coiffe 29 est appliquée en haut sur la tôle de couverture soudée 25. Elle permet de remplir l'ouverture de coulée 28 lors de l'opération de coulée et maintient, en raison de ses parois isolantes, la partie se trouvant au-dessus de la tôle de couverture 25 du métal de base fluide suffisamment longtemps, afin que la poche se formant au-dessous de l'ouverture de coulée 28 puisse être remplie.
<EMI ID=8.1>
soudée avant la coulée selon la figure 2, une variante de réalisation de la tôle de couverture 25 est représentée sur les figures
3 et 4. Comme il ressort de ces figures, la tôle de couverture 25 possède, dans cet exemple de réalisation, des dimensions inférieures
<EMI ID=9.1>
corps creux comme le montre la figure 4. Cette tôle de couverture
25 possède des crochets 30 qui sont réalisés de sorte que la tôle de couverture 25 soit maintenue à plusieurs centimètres au-dessous du bord supérieur du corps creux.
La tôle de couverture 25 selon les figures 3 et 4 est placée au-dessus du niveau du métal de base en fusion. Une certaine quantité de métal de base en fusion s'écoule vers le haut à travers les fentes latérales entre la tôle de couverture 25 et les plaques
<EMI ID=10.1>
chéité fiable sans que la tôle de couverture 25, comme dans l'exemple de réalisation selon les figures 1 et 2, ne doive être soudée avant la coulée.
Le corps creux représenté sur la figure 1 est entouré de toutes parts par deux couches d'un matériau isolant réfractaire, qui remplit l'intervalle entre le corps creux et une lingotiëre externe 31. Comme le montre la figure 1, deux couches 32, 33 de matériau isolant sont prévues. La couche externe 32 est réalisée
en tant que garnissage permanent en plaque d'amiante ou de pierre légère réfractaire. La couche interne 33 est en sable. Cette couche interne 33 est retirée après chaque opération de coulée et ensuite réintroduite après mise en place d'un nouveau corps creux.
Après enlèvement d'un corps creux rempli par coulée, la couche interne 33 glisse sur le fond de la lingotière externe 31. Une partie des plaques en pierre légère réfractaire tombe également.
e Ce matériau fluide doit, de façon souhaitable, être retiré de la lingotière externe 31. A cette fin, il est avantageux de réaliser le fond de la lingotière externe 31 en forme d'entonnoir à la manière d'une trémie pour produits en vrac, de sorte que par ouverture d'un volet inférieur, la partie fluide du matériau isolant réfractaire puisse s'écouler hors de l'extrémité inférieure en forme d'entonnoir. Le circuit du matériau isolant réfractaire est ainsi sensiblement simplifié.
Comme le montrent les figures, l'épaisseur des tôles 22
à 25 est sensiblement inférieure à l'épaisseur des deux plaques latérales 20, 21. L'épaisseur des plaques latérales 20, 21 est d'environ 10% de la largeur globale correspondante du corps creux.
<EMI ID=11.1>
la plus grande en coupe du corps creux. L'épaisseur de la couche isolante réfractaire est choisie en fonction des propriétés physiques des matériaux utilisés de sorte que le refroidissement du matériau coulé soit suffisamment lent et permette une homogénéisation satisfaisante de ce matériau. Des épaisseurs globales du matériau isolant réfractaire de 50 cm et plus sont souhaitées.
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de lingots plaqués, en particulier de brames plaquées, selon lequel :
a/ on réalise un corps creux correspondant aux dimensions de la brame terminée, en réunissant en un corps creux tubulaire au moins une plaque latérale en matériau de plaquage avec d'autres tôles latérales minces,
b/ on introduit ce corps creux dans une I1n90tiêre externe plus grande, entre le fond de laquelle et l'extrémité inférieure du corps ainsi qu'entre les côtés de laquelle et les côtés du corps creux est disposée une couche de matériau isolant réfractaire en poudre fine, et
c/ on remplit ensuite le corps creux en y coulant le métal de base,
caractérisé par le fait que le corps creux est fermé vers le bas, avant son introduction dans la lingotière externe, au moyen d'une tôle de fond soudée à son extrémité inférieure et qu'une tôle de couverture est appliquée sur la zone d'extrémité supérieure du corps creux.
Method and device for manufacturing
The present invention relates to a manufacturing process.
clad ingots, in particular clad slabs, according to which
a hollow body is produced corresponding to the dimensions of the finished slab, by welding into a tubular hollow body, at least one
side plate of plating material with other thin side plates, this hollow body is introduced into a larger mold, between the bottom of which and the lower end of the hollow body as well as between the sides of which and the sides of the body
a hollow layer of refractory insulating material is placed in a fine powder, and the hollow body is then filled by pouring the base metal into it.
In this process known from German patent n [deg.] 736,672
for welding or fusion plating, the desired welding on
the entire surface is not obtained during casting. When, when
of the casting of this known hollow body, the influx of steel (metal of
base) is not extremely overheated, the thick side plates, made of the plating material, behave like a mold wall. Cast base metal spreads as a block
side plates in the mold during cooling
and withdrawal, so that an interval appears. This interval
is further increased by the fact that the side plates are heated for their part by the molten steel and therefore veil
outward, deforming into a cushion.
During the cooling of the metal filled hollow body
in the ingot mold and during reheating in the preheating furnace, the tendencies for shrinkage and expansion of the metal
cooling base (normal steel) and heating plating material (mostly fine steel) overlap
and cross. Interval training is thus still
increased. The intervals are open on the end side,
so that the normal atmosphere can penetrate between the plating material and the base metal. This results in oxidation
of the interval surfaces, which is further favored by the increased temperature. Subsequent bonding during rolling is not
more possible due to the resulting oxidation layers.
An intimate bond, resulting from the casting, between the plating material and the base metal can normally only be obtained with difficulty and is only possible by a significant overheating of the base metal, due to the high thermal capacity of the plates. side compared to that of the base metal. The dissolution is furthermore, due to the difference in heat dissipation, less near the edges than at the center of the surfaces. The base material is contaminated by the dissolution of the plating. Contamination of the base metal in chromium, nickel, carbon or manganese leads! defects even in the case of small amounts of dissolution. In addition, the plating is then thinner and irregular.
In order to ensure, after the subsequent rolling of the plated slabs, a sufficiently thick layer of the plating material,
<EMI ID = 1.1>
of the total thickness of the plated slabs, in the case of the process known from German patent n [deg.] 736,672, this thickness ratio
even beyond the indicated upper limit. For
such a ratio, sufficient heating and melting of the side plates, initially at normal temperature, can only be difficult to obtain exclusively by the calorific capacity of the molten base metal.
Attempts have also been made and proposed to pour molten steel between two cladding panels. The goal was always to achieve an intimate connection after casting by melting the plating material of the side plates. If one operates with highly superheated steel, and therefore at high casting temperatures, it proves difficult in practice to adapt the temperature and the thicknesses of material of the hollow body to each other, in order to be able to operate safely in the narrow range between solution, dissolution and quenching. The lateral sheets, and therefore the lateral surfaces of the hollow body without a cladding plate, would dissolve according to German patent n [deg.] 736,672, because they consist only of thin sheets. Significant overheating of the base metal is also costly in energy.
We also know from the German patent n [deg.] 2,333,359 of the applicant, a process for manufacturing plated ingots, according to which plating panels are applied in a casting mold in a manner adjusted against the wall thereof. ci, the small side surfaces, however, remaining accessible. These small side surfaces are intimately linked, during subsequent casting.
<EMI ID = 2.1>
lateral stiffness, when the gap between the cladding panel and the base metal is formed.
This known method is however only suitable for relatively thick cladding panels, since the desired degree of tightness, and therefore the hoop sealing between the small lateral surfaces of cladding panels and the base metal depends on the surface area of these small claddings. side surfaces and is improved for an increasing area. However, since the plating material is appreciably more expensive than the base metal and there is therefore always a tendency to keep the quantity of plating material as small as possible, this known method has only been relatively rarely used in the art. thinner veneer panels. In addition, it is costly in energy.
The object of the present invention is to remedy the drawbacks of known methods and to substantially improve the method of the type indicated in the preamble, by the fact that the formation of an open gap is avoided, in communication with the atmosphere between the material. plating and base metal, so that during the rolling operation, a sufficient bond between the two materials can be obtained, while saving energy.
This object is achieved by the fact that the hollow body, before its introduction into the ingot mold, is closed downwards by means of a bottom sheet welded at its lower end and that a cover sheet is applied to the area d 'upper end of the hollow body.
Thanks to these two sheets, the bottom sheet and the cover sheet, it is obtained that the gap forming between the plating material and the base metal has no access to the external atmosphere. Thus, its internal surfaces cannot oxidize, and the bonding of the two materials takes place during
subsequent rolling is thus not prevented. In the case of the method according to the invention, the side plate bends in the form of a cushion towards the outside during the casting, but remains however bound on the lateral edges with the side sheets, the bottom and the cover sheet, so that no open interval appears.
Contrary to a simple plating by rolling, a particular realization of the surface turned towards the base metal of the side plates is not necessary; in particular, this surface does not need to be perfectly flat. During
the casting of the base metal, this fills all the unevenness of the side plates and forms, during the subsequent removal, the imprint of these side plates. The side plates and the
As a result, the base metals are already adapted to one another in terms of shape for the bond made later during rolling.
It is however particularly advantageous that, in the process of the invention, the solidified plated ingot can be hot rolled economically from an energy point of view, preferably at the highest possible rolling temperature. Thus the plated slabs can be hot rolled without intermediate heating by using the heat still present. In total, this represents a considerable energy saving,
because heating of the ingots is avoided at the rolling temperature.
Due to the thermal insulation of the refractory insulating material, the base metal solidifies relatively slowly and substantially more slowly than in the case of normal casting in an ingot mold. Cooling can be largely controlled by insulation. The ingot can be brought very gradually to the desired rolling temperature or can also be kept for hours at a temperature high enough for rolling. Reheating is thus superfluous even in the case of blockages of the rolling train, in the case of a breakdown
from it or when transport to the rolling train is necessary. There is thus obtained sufficient time and temperature reserves for drawing the ingots plated in
view of rolling.
While the bottom sheet is hermetically welded to the edges at the lower end of the hollow body, the cover sheet may or may also be hermetically welded to the edges at the top end of the hollow body, an opening casting is then necessary, or the cover sheet is placed after filling the hollow base metal body on the surface of the molten metal. Because the cover sheet, like all other sheets, must have a minimum wall thickness, and is just thick enough
so as not to be dissolved, an intimate bond between the cover sheet (and the other sheets) and the base metal is already obtained during the casting operation. The relatively thin sheets only offer little resistance to the withdrawal movement of the base metal ingot, so that no gap appears.
Convex bottom and cover sheets are advantageous. They allow an addition of material to the places of the plated ingot, which normally show necking during rolling. The overall usable quantity of the plated ingot is thus increased.
In particular, in the case of a cover sheet welded before casting and provided with a pouring opening, it is advantageous to place a cap on the hollow body or on the cover sheet, and to drown the cover sheet during casting. The quantity of base metal above the cover sheet fills a pocket forming below the pouring opening. In order for this to happen the cap area needs to be better insulated to the side and upward than the rest of the bottom area.
If the cover sheet is only applied to the surface of the molten base metal after it has filled the hollow body, a pocket forming is certainly not filled, but remains closed due to the sheet cover, in particular vis-à-vis the outside atmosphere.
The wall thickness of the side plates of plating material is approximately between 5 and 15% of the corresponding thickness of the slab. It is thus obtained that, even in the case of finely rolled sheets, a sufficiently thick plating is still ensured.
The wall thickness of the sheets, namely the side sheets, the bottom sheet and the cover sheet is adapted to the superheat heat of the slab, and by suitable casting coatings on their internal side as well as by other measures ensure that the sheets do not form slag, do not scale or oxidize during casting.
In order to prevent a loss of heat also upwards after the base metal has been poured, a layer of refractory insulating material is also applied at the top after casting. The thickness of this layer, as well as the thickness of the side layer and the base layer are adapted to the different parameters of the casting operation. In particular, the specific thermal conductivity of the insulating material, the calorific capacity of the insulating material and of the surrounding mold and the caloric capacity of the base metal are taken into consideration.
The goal is to regulate the heat dissipation so that the tem-
<EMI ID = 3.1>
obtained safely.
As refractory insulating material, fluid sand can be used in particular, because it is normally available
<EMI ID = 4.1> chamotte, alumina or other usual loose refractory bulk materials. It is only important that the temperatures
<EMI ID = 5.1>
In this case, a slight lateral pressure can be exerted through the insulating material on the side sheets and the side plates, in order to prevent, during cooling, the formation of a gap between the insulating material and the outer surface of the body. hollow.
In order to prevent the external walls of the hollow body from becoming contaminated, a little fine carbon, preferably up to 1% by weight, is added to the insulating material, or the insulating material is covered with an insulation powder containing carbon.
Preferably on the side sheets at first after casting, the cooling is accelerated by wetting
<EMI ID = 6.1>
and in the rolling temperature range, the temperature is maintained only by the dry insulation product.
Although basically the entire intermediate space between the external mold and the hollow body can be filled exclusively with finely sprayed refractory insulating material, it is advantageous in order to save time and manpower, intermediate space between the hollow body and the ingot mold in a stratified manner, for example to provide externally a layer of permanent insulation and to use only the fine-grain refractory insulating material for the layer coming directly into contact with the hollow body.
In the process according to the invention, the casting temperature can be kept very low, because due to the insulation, premature solidification is not to be feared. Thanks to the slow cooling, a homogenization of the base metal is obtained, at the same time the base metal can still be alloyed in the hollow mold thanks to the low cooling, in case it is added with a certain superheating temperature. The lower quenching effect and the slower solidification of the ingot allow the establishment of a very satisfactory degree of purity of the base metal, because it remains liquid much longer, the heat flow travels more slowly and thus of the particles included. can better go up and be separated.
Advantageously, before casting, charcoal or similar floating materials are added to the surface of the casting bath. They rise with the level of the base metal and limit its thermal radiation upwards. They create in
besides a reducing atmosphere in the hollow body and bind oxidized parts and slag. However, it is assumed that they do not influence the composition of the base metal.
The thickness of the side plates of plating material is limited by the calorific capacity of the molten liquid base metal, when laminated from the heat of casting, and that the side plates must receive their heat of rolling from the caloric capacity of the base metal. Depending on the size of the ingot, ingot sizes between 10 and 40 tonnes are desired, a thickness of the side plates of between 5 and 15% is advantageous. For greater thicknesses of the side plate, the shrinking method according to German patent n [deg.] 2,333,359 may be more advantageous.
The internal faces of the hollow body must be metallically naked, the plating surfaces and possibly also the internal surfaces must be protected by lacquers, which burn only when wetted by steel. A spray box prevents the appearance of crusts during pouring.
An exemplary embodiment of a device for implementing the method described above is shown in the figures and will be explained below in detail. Figure 1 shows a section of a hollow body in an ingot mold. Figure 2 is an exploded view of a hollow body according to Figure 1 with a tap hole in the cover sheet. <EMI ID = 7.1> Figure 2 with a cover plate without tap hole. Figure 4 is a longitudinal section of the hollow body according to Figure 3 after casting.
The hollow body serving as a casting mold according to FIG. 1 or 2 consists of two side plates 20, 21 made of plating material, two side plates 22, 23, a bottom plate 24 and a sheet of cover 25. As shown in FIG. 2, the two side sheets 22, 23 and the bottom sheet 24 are made in one piece by bending a strip of sheet metal into a U shape. The side plates 20, 21 are, as shown in dotted lines in FIG. 2, introduced into the U-shaped section thus formed and welded internally as well as externally. The corresponding weld beads
26 and 27 are shown in Figure 1. The cover sheet 25 is welded externally; it has a pouring opening 28. The cover sheet 25 thus has practically the same dimensions as the bottom sheet 24.
Before casting, a cap 29 is applied at the top to the welded cover plate 25. It makes it possible to fill the casting opening 28 during the casting operation and maintains, because of its insulating walls, the part lying above the cover sheet 25 of the fluid base metal long enough, so that the pocket forming below the casting opening 28 can be filled.
<EMI ID = 8.1>
welded before casting according to Figure 2, an alternative embodiment of the cover sheet 25 is shown in the figures
3 and 4. As can be seen from these figures, the cover sheet 25 has, in this embodiment, smaller dimensions
<EMI ID = 9.1>
hollow body as shown in Figure 4. This cover sheet
25 has hooks 30 which are made so that the cover sheet 25 is held several centimeters below the upper edge of the hollow body.
The cover sheet 25 according to Figures 3 and 4 is placed above the level of the molten base metal. A certain quantity of molten base metal flows upwards through the lateral slots between the cover sheet 25 and the plates
<EMI ID = 10.1>
reliable stiffness without the cover sheet 25, as in the embodiment according to Figures 1 and 2, having to be welded before casting.
The hollow body shown in Figure 1 is surrounded on all sides by two layers of refractory insulating material, which fills the gap between the hollow body and an external mold 31. As shown in Figure 1, two layers 32, 33 insulation material are provided. The outer layer 32 is produced
as permanent lining in asbestos or light refractory stone. The inner layer 33 is made of sand. This internal layer 33 is removed after each casting operation and then reintroduced after placing a new hollow body.
After removal of a hollow body filled by casting, the internal layer 33 slides on the bottom of the external ingot mold 31. Part of the light refractory stone plates also falls.
e This fluid material must, desirably, be removed from the external mold 31. For this purpose, it is advantageous to make the bottom of the external mold 31 in the form of a funnel in the manner of a hopper for bulk products. , so that by opening a lower flap, the fluid part of the refractory insulating material can flow out of the lower end in the form of a funnel. The circuit of the refractory insulating material is thus considerably simplified.
As the figures show, the thickness of the sheets 22
at 25 is substantially less than the thickness of the two side plates 20, 21. The thickness of the side plates 20, 21 is approximately 10% of the corresponding overall width of the hollow body.
<EMI ID = 11.1>
the largest in section of the hollow body. The thickness of the refractory insulating layer is chosen according to the physical properties of the materials used so that the cooling of the cast material is sufficiently slow and allows satisfactory homogenization of this material. Overall thicknesses of the refractory insulating material of 50 cm and more are desired.
CLAIMS
1. Method for manufacturing plated ingots, in particular plated slabs, according to which:
a / a hollow body corresponding to the dimensions of the finished slab is produced, by bringing together in a tubular hollow body at least one side plate of plating material with other thin side sheets,
b / this hollow body is introduced into a larger external I1n90tiêre, between the bottom of which and the lower end of the body as well as between the sides of which and the sides of the hollow body is disposed a layer of powdery refractory insulating material fine, and
c / then fill the hollow body by pouring the base metal into it,
characterized by the fact that the hollow body is closed downwards, before its introduction into the external mold, by means of a bottom plate welded to its lower end and that a cover sheet is applied to the end zone upper part of the hollow body.