CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES -
CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE METALLURGIE,
Association sans but lucratif -
Vereniging zonder winstoogmerk
à BRUXELLES, (Belgique) .
Procédé pour la coulée continue des métaux.
La présente invention concerne un procédé pour:la coulée continue des métaux, en particulier de l'acier.
La coulée continue est une technique qui consiste à couler le métal liquide, en l'occurrence l'acier, à partir d'un récipient tel qu'une poche dans une lingotière sans fond, refroidie énergiquement. La couche d'acier venant en contact avec la lingotière froide se solidifie sur une certaine épaisseur, et le métal peut être extrait, par le bas de la lingotière, sous la forme d'un lingot continu. A la sortie de la lingotière, le coeur du lingot est encore liquide, et sa solidification se produit progressivement à
<EMI ID=1.1> froidissement secondaire. Le long de ce parcours, .le lingot présente donc un coeur liquide dont la section diminue progressivement et qui constitue le puits liquide. La plus grande longueur de puits liquide que l'on peut réaliser sur une machine de coulée continue est appelée "longueur métallurgique" de cette machine.
La vitesse de coulée, c'est-à-dire la vitesse avec laquelle le lingot continu est extrait de la lingotière est actuellement limitée par les risques de percée ou d'apparition de défauts de surface. Les percées sont des déchirures de la peau solidifiée, en raison d'un point faible de celle-ci, par lesquelles l'acier liquide du coeur s'échappe vers l'extérieur; les défauts de surface sont des irrégularités dues par exemple au collage de l'acier dans la lingotière ou à la présence de particules de scorie.
Actuellement, les vitesses de coulée sont généralement comprises entre 0,8 m/min et 1,8 m/min pour les brames et entre 2,5 m/min et 3 m/min pour les billettes. Dans certains types de machines et moyennant des précautions particulières, ces vitesses peuvent atteindre respectivement 2,2 m/min et 4 m/min. Dans la pratique, la vitesse maximum de coulée est le plus souvent fixée par la nécessité d'assurer, à la sortie de la lingotière, une épaisseur solidifiée de 8 mm à 10 mm pour les brames et de 5 mm à 6 mm pour les billettes, qui est considérée comme suffisante pour limiter raisonnablement le risque de percées.
Dans le but de répondre aux exigences de la clientèle, tant au point de vue qualitatif que quantitatif, les producteurs d'acier cherchent à accroître leur production et
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Un moyen intéressant d'atteindre cet objectif peut consister en un relèvement de la vitesse de coulée, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des précautions particulières qui sont toujours coûteuses.
Il existe donc dans l'industrie un besoin d'un procédé de coulée continue permettant d'atteindre des vitesses de coulée sensiblement supérieures à celles que l'on peut réaliser par les procédés connus, sans influencer défavorablement la qualité ou le prix des produits obtenus.
La présente invention propose un procédé de coulée continue répondant à ce besoin.
Le procédé de l'invention est basé sur un principe profondément différent de celui qui a régi jusqu'à présent la coulée continue des métaux, et notamment de l'acier.
La méthode classique consiste en effet à couler l'acier alors qu'il se trouve à une température supérieure à sa température de liquidus. Celle-ci varie notamment avec la teneur en carbone de l'acier mais, pour les aciers courants, elle se situe entre 1450[deg.]C et 1535[deg.]C. En général d'ailleurs, on pratique une surchauffe de 2o[deg.]C à 40[deg.]C
pour éviter le risque d'incidents tels que la formation
de fonds de poche ou le bouchage des busettes.
Contrairement à cette pratique antérieure, le procédé de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que l'on coule le métal à une température comprise
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On sait en effet que lors de son refroidissement, un métal liquide tel que l'acier ne se solidifie pas instantanément et entièrement lorsque sa température franchit le point du liquidus correspondant à sa composition. En fait, il apparaît à ce moment des petites particules solidifiées, qui augmentent en nombre et en taille au fur et à mesure du refroidissement; la présence et la croissance de ces particules rendent le métal de plus en plus pâteux, jusqu'à atteindre la solidification complète lorsque la température a entièrement traversé l'intervalle de solidification.
A titre d'exemple, on rappellera que pour un acier contenant 0,2 % de carbone, la température de liquidus est d'environ 1525[deg.]C, alors qu'il n'est complètement solidifié que vers 1475[deg.]C. L'intervalle de solidification s'étend donc, dans ce cas, entre ces deux températures de 1525[deg.]C et
1475[deg.]C.
Dans cet intervalle de solidification, le métal se trouve dès lors en phase pâteuse plus ou moins accentuée selon
sa température.
La présente invention porte précisément sur la coulée du métal, notamment de l'acier, en phase pâteuse.
Selon l'invention, le métal pâteux peut, au moment de la coulée, contenir jusqu'à 70 % en volume de métal solidifié, le reste étant du métal liquide.
Egalement selon l'invention, on règle la température de coulée du métal pâteux en fonction de l'importance de la fraction solide désirée.
Au sens de la présente invention, il faut comprendre que le métal se trouve en phase pâteuse dans la poche ou le panier de coulée, c'est-à-dire avant de pénétrer dans la lingotière.
Le procédé de l'invention offre plusieurs avantages d'ordre métallurgique autant qu'économique.
Les structures brutes de coulée que l'on obtient par le procédé de l'invention sont fines et homogènes, et sont susceptibles d'être utilisées avec un corroyage très faible, ce qui peut être intéressant pour la production de tôles fortes notamment.
En outre, ces structures fines suppriment pratiquement tout phénomène de ségrégation macroscopique et mésoscopique. cet effet est particulièrement intéressant pour la coulée d'aciers de qualité, tels que les aciers alliés ou les aciers à haute teneur en carbone.
Par ailleurs, toutes autres conditions étant égales, et en particulier la vitesse de coulée, la coulée de métal en phase pâteuse conformément à l'invention conduit à une plus forte épaisseur de peau solidifiée à la sortie de
la lingotière.
A titre d'exemple, on a obtenu, avec une fraction solide de 40 % dans le métal pâteux, une épaisseur de peau supérieure d'environ 60 % à celle que l'on obtient en coulée continue classique.
Dans ces conditions, on peut donc modifier d'autres para-
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peau solidifiée à une valeur moindre, suffisante pour éviter les percées. Un exemple de telles valeurs est mentionné plus haut.
Il est notamment possible de réduire la longueur de la lingotière. Cependant, il ne semble pas qu'une telle modification ait une influence marquée sur la qualité du métal coulé.
plus avantageuse est une augmentation de la vitesse de coulée, car elle permet un accroissement sensible de la production de la machine de coulée continue.
par exemple, une brame coulée à une vitesse de 1,6 m/min. dans les conditions usuelles c'est-à-dire avec une surchauffe d'environ 25[deg.]C, peut être coulée à une vitesse de 2,3 m/min si le métal contient une fraction solide de 40 % en volume. Il en résulte donc une augmentation de la vites-
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Revendications.
1. Procédé pour la coulée continue d'un métal, en particulier de l'acier, caractérisé en ce que l'on coule le dit métal en phase pâteuse, c'est-à-dire à une température comprise dans son intervalle de solidification.