CA2072952A1 - Procede permettant d'ameliorer l'etat de surface et la regularite d'epaisseur d'une bande mince metallique coulee sur une roue - Google Patents
Procede permettant d'ameliorer l'etat de surface et la regularite d'epaisseur d'une bande mince metallique coulee sur une roueInfo
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- CA2072952A1 CA2072952A1 CA002072952A CA2072952A CA2072952A1 CA 2072952 A1 CA2072952 A1 CA 2072952A1 CA 002072952 A CA002072952 A CA 002072952A CA 2072952 A CA2072952 A CA 2072952A CA 2072952 A1 CA2072952 A1 CA 2072952A1
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0611—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a single casting wheel, e.g. for casting amorphous metal strips or wires
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Abstract
Procédé permettant d'améliorer l'état de surface et la régularité d'épaisseur d'une bande mince coulée sur un cylindre. Le procédé consiste à observer la surface de la bande solidifiée avec des moyens permettant de détecter des ondulations ou des variations d'épaisseur d'une amplitude d'au moins 10 .mu.m, à former au dessus de la surface libre de métal liquide placé dans l'injecteur et la surface du ménisque un coussin de gaz à l'aide d'un corps poreux amovible placé en regard desdites surfaces puis, à ajuster la pression de gaz du coussin et/ou la position du corps poreux par rapport auxdites surfaces jusqu'à disparition des ondulations ou des variations d'épaisseur. Ce procédé trouve son application, notamment dans l'obtention de bandes aptes au laminage.
Description
2 t~ r~ 2 PROC~D~ PERMETTANT D'AMELIORER L' ETAT DE SURFACE ET
LA REGULARITE D'EPAISSEUR D'UNE BANDE MINCE COULER
SUR UN CYLINDRE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION.-L'~nvention est relative ~ la coul~e de métaux ~ l/e~at10 fondu sur un cyllndre tournant rafroidl afln dlobtenir une bande mince.
Il e~t connu de 1 ' homme de l'art de la mise en forme des . m~aux de pouvoir obtenir directement et en continu une ~ande solide d'~paisseur voisine du milllm~tre par mise en contact des dlts m~taux ~ tat fondu avec la parol ext~rieure d'un cylindre m~tallique, refroidi qui tourne autour d'un axe horizontal.
Cette mise en contact e~t r~alis~e au moyen d'un injecteur de m~tal llquide muni ~ son e~tr~mit~ d'une ouverture en forme de U qui s'allonge parall~lement ~ la gén~ratrice du dit cylindre de mani~re qu~ la surface llbre du m~t~l contenu dans l'in~ecteur effleure la surface du cylindre et forme ~ son contact un m~nisque.
Dans cas conditions, le m~tal llquide se solldifie sur la paroi rolde du cyllndre sou~ orme d'un produit de ~aible ~pai~seur ~ui, ~ou~ l'effet d~ la rotation, entraîne par l'intermédiaire du m~ni~gue une quantit~ supplémentaire de llguide de sorte qu'on obtlent finalement une bande m~talllque continue~
Un tel proc~d~ a ~t~ d~cr~t, par esemple, dans le brevet fran~ais 426993.
, ~ : , : ' ' , 2~7~
PROBLEMES POSES.-Ce proc~d~ de coul~e directe en continu, encore appel~ dansle langage anglo-saxon : " melt overflow casting process ", s'il est simple dans son principe, présente méamoins certaines difficultés d'application industrielle quand on veut notamment fabriquer des bandes de largeur relativement grande, c'est-~-dire supérleure ~ quelques cm.
En effet, le plus souvent, la bande large ~labor~e suivant ce procéd~ presente notamment les defauts suivants :
-un mauvais aspec~ de la surface opposée au cyllndre ;
-une ~paisseur irr~guli~re dans les sen~ long et travers ;
-un profil transversal o~ paisseur e~t plu~ importante ~ur les rives qu'au centra.
Ces d~fauts rendent alors la bande di~ficilemenk utillsable soit directement solt apras qu~elle ait ~ubi des traitements m~caniques et~ou ~hermique~ tels que le lam~nage, par e~emple.
C'e~t en vue de remédier ~ ces d~fauts que la demanderesse a mis au point un proo~dé, ob~et de la pr~sente inven~ion.
ETAT DE LA TECHNIQUE.-Certe~, deQ solutions plu8 OU molns valables ont d~J~ ~t~propo~e~ pour remedler ~ de tel~ d~aut~.
On peut niter~ par exemple, celle~ d~crltes dans :
-la demande europ~enne publi~e 90US le n 174765 qui enseigne 1'utili~ation de barrage~ immerg~s partiellement .
, -" ~072~
dans le bain de matériau fondll que contient l'injecteur en vue d~obtenlr un débit uniorme de ma~ériau sur ~ou~ la largeur de 1 ' ouverture de l'in~ecteur et par suite une épaisseur r~gulière de la bande.
Mais, ce moyen a l'inconv~nierlt d'introduire au sein du bain d~s corps ~trangers qui peuvent ~tre une source de pollution du produit élabor~ ou d~s obstacles au cheminement r~gulier du mat~riau dans l'inJecteur.
-le brevet U.S. n 4,771,819 ~an~ laquel on ~et en oeuvre un rouleau rota~if, refroidi et de petit dlam~tre qul plonge par~iellement dans la partie supérieure du bain de matériau fondu contenu dans l'inJecteur et dont ll~cartement avec le cylindre de coul~e sert à determlr.er l'épais3eur de la bande.
Mals, ce moyen peut entra~ner de~ probl~mes de structure de la bande obtenue notamment au niveau du raccordement entre la partie du mat~riau d~J~ solidlfi~ et la partle llquide circulant sou~ le rouleau, inconv~nien-t auquel peut s'a~outer'l'apparitlon de ten~ions et de contraintes dans la ` ,' bande, en partlculier quand 11 y a une différence de vitesse entre le cyllndre et le rouleau. Enfln, les couches de mat~rlau qui se déposent sur le~ surfaces rotatives se rencontrent dans des directions diff~rentes, ce qui peut nuire a l'homog~neité de la bande élabor~e.
-la demande de brevet WO 87/02285 qul propose l'applica~ion en continu d'un ~et de gaz a la surface du m~tal liqulde et sur toute la largeur de la bande.
On peut lire dans la descriptlon qu'il s'agit d'un Je~ mince qul e~t dirig~ le long de la llgne d'intersection de la surface du m~tal et de la surface de coul~e c'est-à-dire à
l'endro~t où la bande ~merge du bàin, le dit ~et cr~ant une d~pression ~ la surfaoe du m~tal et produisant une ondulation ad~acente ~ la d~pression.
~ ' ,':
4 ~ ~ 7 ~ 2 En cons~quence, outre le ~al~ qu'un tel syst~me necessite des quan~lt~s importantes de gaz, il apparaît que le jet de ga~ peut avoir un rôle tr~ n~fas~e du fait qu'il Crae des remous dans la masse de mat~riau contenu dans l'injecteur et provoque ~ la fois l'apparit~on de vagues et, dans le cas où
le matériau est un métal oxydable, une dispersion des peaux d'oxyde qui flottent à la sur~ace du bain.
Tous ces ph~nomènes sont nuislbles à la qualit~ du produit ~laboré~.
EXPOSE DE L'INVENTION.~
Le but de l'inventlon est d'obtenir des bandes métalliques, notamment en aluminium ou en un de ses alliages, ayant -un bon aspect de surface, c'est-~-dire une rugoslt~ faible sur ses deux faces.
-une épaisseur r~gulière sur toute leur longueur .
-un proil ~ransversal d'~pai~seur tel que l'~palsseur au centre solt au plus de 2% plus ~lev~e que sur les rives.
Ce sont 1~ autant de conditions nécessaires ~ une bonne aptitude au laminage.
Les moyens mis en oeuvre par l'lnvention perme-ttent d'~viter les inconv~nients de l'art antérieur et sont bas~ sur les ob~ervation~ suivante~ faltes par la demanderesse.
Les facteur~ qui influent sur la qualit~ de~ bande~ sont en partlculier, dans le cas de l'aspect de ~urface, les mouvements macro ou microscopiques de la surface libre du bain m~tallique et dans le cas de la r~gularit~ de l'~palsseur, outre le~ dlt~ mouvements, les conditions d'échange therm~que bande-roue ( temp~rature de la roue, du m~tal en fusion et r~gularité du coefficient d'échange thermique ).
~ 2 ~ ~ ~
Il y a donc lieu de connaitre les ph~nom~nes qui r~glssent la surface libre du m~tal que ce soit dans sa partie horizontale ou au niv~au du m~nisque at de voir dans quelle mesure ils influent sur sa stabilit~ afin de pouvoir parsr à
5 leurs effets.
Ces ph~nomènes sont au moins de trois types différents .
l~le~ vlbratlons mécaniques, le fau~ rond du cylindre de coul~e et una alimentation ixr~guli~re de 1 ' in~ecteur en mat~riau ondu.
Ce8 pexturbation~ 80nt ~acilzment obsarvables et on peut trouver ais~ment les moyens pour y remédler.
2-la pr~ence ~ la urace du bain et au voisina~e du m~nis~ue d'un film d'oxyde qul est entra~n~ p~riodiquement par la ~ande solide suivant une fr~quence qui peut varier ~ntre 50 et 200 Hz dans les condition~ normales de coulée.
Cet entrainement s'accompagne d'une ondula~ion du m~nlsque 20 qui en~ra~ne des varlations d'~paisseur de la bande solide pouvant atte~ndre 20 ~ 100 ~m.
LA REGULARITE D'EPAISSEUR D'UNE BANDE MINCE COULER
SUR UN CYLINDRE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION.-L'~nvention est relative ~ la coul~e de métaux ~ l/e~at10 fondu sur un cyllndre tournant rafroidl afln dlobtenir une bande mince.
Il e~t connu de 1 ' homme de l'art de la mise en forme des . m~aux de pouvoir obtenir directement et en continu une ~ande solide d'~paisseur voisine du milllm~tre par mise en contact des dlts m~taux ~ tat fondu avec la parol ext~rieure d'un cylindre m~tallique, refroidi qui tourne autour d'un axe horizontal.
Cette mise en contact e~t r~alis~e au moyen d'un injecteur de m~tal llquide muni ~ son e~tr~mit~ d'une ouverture en forme de U qui s'allonge parall~lement ~ la gén~ratrice du dit cylindre de mani~re qu~ la surface llbre du m~t~l contenu dans l'in~ecteur effleure la surface du cylindre et forme ~ son contact un m~nisque.
Dans cas conditions, le m~tal llquide se solldifie sur la paroi rolde du cyllndre sou~ orme d'un produit de ~aible ~pai~seur ~ui, ~ou~ l'effet d~ la rotation, entraîne par l'intermédiaire du m~ni~gue une quantit~ supplémentaire de llguide de sorte qu'on obtlent finalement une bande m~talllque continue~
Un tel proc~d~ a ~t~ d~cr~t, par esemple, dans le brevet fran~ais 426993.
, ~ : , : ' ' , 2~7~
PROBLEMES POSES.-Ce proc~d~ de coul~e directe en continu, encore appel~ dansle langage anglo-saxon : " melt overflow casting process ", s'il est simple dans son principe, présente méamoins certaines difficultés d'application industrielle quand on veut notamment fabriquer des bandes de largeur relativement grande, c'est-~-dire supérleure ~ quelques cm.
En effet, le plus souvent, la bande large ~labor~e suivant ce procéd~ presente notamment les defauts suivants :
-un mauvais aspec~ de la surface opposée au cyllndre ;
-une ~paisseur irr~guli~re dans les sen~ long et travers ;
-un profil transversal o~ paisseur e~t plu~ importante ~ur les rives qu'au centra.
Ces d~fauts rendent alors la bande di~ficilemenk utillsable soit directement solt apras qu~elle ait ~ubi des traitements m~caniques et~ou ~hermique~ tels que le lam~nage, par e~emple.
C'e~t en vue de remédier ~ ces d~fauts que la demanderesse a mis au point un proo~dé, ob~et de la pr~sente inven~ion.
ETAT DE LA TECHNIQUE.-Certe~, deQ solutions plu8 OU molns valables ont d~J~ ~t~propo~e~ pour remedler ~ de tel~ d~aut~.
On peut niter~ par exemple, celle~ d~crltes dans :
-la demande europ~enne publi~e 90US le n 174765 qui enseigne 1'utili~ation de barrage~ immerg~s partiellement .
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dans le bain de matériau fondll que contient l'injecteur en vue d~obtenlr un débit uniorme de ma~ériau sur ~ou~ la largeur de 1 ' ouverture de l'in~ecteur et par suite une épaisseur r~gulière de la bande.
Mais, ce moyen a l'inconv~nierlt d'introduire au sein du bain d~s corps ~trangers qui peuvent ~tre une source de pollution du produit élabor~ ou d~s obstacles au cheminement r~gulier du mat~riau dans l'inJecteur.
-le brevet U.S. n 4,771,819 ~an~ laquel on ~et en oeuvre un rouleau rota~if, refroidi et de petit dlam~tre qul plonge par~iellement dans la partie supérieure du bain de matériau fondu contenu dans l'inJecteur et dont ll~cartement avec le cylindre de coul~e sert à determlr.er l'épais3eur de la bande.
Mals, ce moyen peut entra~ner de~ probl~mes de structure de la bande obtenue notamment au niveau du raccordement entre la partie du mat~riau d~J~ solidlfi~ et la partle llquide circulant sou~ le rouleau, inconv~nien-t auquel peut s'a~outer'l'apparitlon de ten~ions et de contraintes dans la ` ,' bande, en partlculier quand 11 y a une différence de vitesse entre le cyllndre et le rouleau. Enfln, les couches de mat~rlau qui se déposent sur le~ surfaces rotatives se rencontrent dans des directions diff~rentes, ce qui peut nuire a l'homog~neité de la bande élabor~e.
-la demande de brevet WO 87/02285 qul propose l'applica~ion en continu d'un ~et de gaz a la surface du m~tal liqulde et sur toute la largeur de la bande.
On peut lire dans la descriptlon qu'il s'agit d'un Je~ mince qul e~t dirig~ le long de la llgne d'intersection de la surface du m~tal et de la surface de coul~e c'est-à-dire à
l'endro~t où la bande ~merge du bàin, le dit ~et cr~ant une d~pression ~ la surfaoe du m~tal et produisant une ondulation ad~acente ~ la d~pression.
~ ' ,':
4 ~ ~ 7 ~ 2 En cons~quence, outre le ~al~ qu'un tel syst~me necessite des quan~lt~s importantes de gaz, il apparaît que le jet de ga~ peut avoir un rôle tr~ n~fas~e du fait qu'il Crae des remous dans la masse de mat~riau contenu dans l'injecteur et provoque ~ la fois l'apparit~on de vagues et, dans le cas où
le matériau est un métal oxydable, une dispersion des peaux d'oxyde qui flottent à la sur~ace du bain.
Tous ces ph~nomènes sont nuislbles à la qualit~ du produit ~laboré~.
EXPOSE DE L'INVENTION.~
Le but de l'inventlon est d'obtenir des bandes métalliques, notamment en aluminium ou en un de ses alliages, ayant -un bon aspect de surface, c'est-~-dire une rugoslt~ faible sur ses deux faces.
-une épaisseur r~gulière sur toute leur longueur .
-un proil ~ransversal d'~pai~seur tel que l'~palsseur au centre solt au plus de 2% plus ~lev~e que sur les rives.
Ce sont 1~ autant de conditions nécessaires ~ une bonne aptitude au laminage.
Les moyens mis en oeuvre par l'lnvention perme-ttent d'~viter les inconv~nients de l'art antérieur et sont bas~ sur les ob~ervation~ suivante~ faltes par la demanderesse.
Les facteur~ qui influent sur la qualit~ de~ bande~ sont en partlculier, dans le cas de l'aspect de ~urface, les mouvements macro ou microscopiques de la surface libre du bain m~tallique et dans le cas de la r~gularit~ de l'~palsseur, outre le~ dlt~ mouvements, les conditions d'échange therm~que bande-roue ( temp~rature de la roue, du m~tal en fusion et r~gularité du coefficient d'échange thermique ).
~ 2 ~ ~ ~
Il y a donc lieu de connaitre les ph~nom~nes qui r~glssent la surface libre du m~tal que ce soit dans sa partie horizontale ou au niv~au du m~nisque at de voir dans quelle mesure ils influent sur sa stabilit~ afin de pouvoir parsr à
5 leurs effets.
Ces ph~nomènes sont au moins de trois types différents .
l~le~ vlbratlons mécaniques, le fau~ rond du cylindre de coul~e et una alimentation ixr~guli~re de 1 ' in~ecteur en mat~riau ondu.
Ce8 pexturbation~ 80nt ~acilzment obsarvables et on peut trouver ais~ment les moyens pour y remédler.
2-la pr~ence ~ la urace du bain et au voisina~e du m~nis~ue d'un film d'oxyde qul est entra~n~ p~riodiquement par la ~ande solide suivant une fr~quence qui peut varier ~ntre 50 et 200 Hz dans les condition~ normales de coulée.
Cet entrainement s'accompagne d'une ondula~ion du m~nlsque 20 qui en~ra~ne des varlations d'~paisseur de la bande solide pouvant atte~ndre 20 ~ 100 ~m.
3-La fait que la fine couch~ de m~tal liquide entr~inée hors du bain par le défilement de la bande .~e des~abllise sous l'effet du frottement avec l'alr et la couche d'oxyde et provogue une ondulakion du m~ni3que avec les mêmes repercussions que ci-dessu~.
Contrairement au premier, le8 ph~nom~nes 2 et 3 sont difficiiement détectables ~ l'oeil nu du fait de leur faible amplitude et de leur fr~quence élev~e. C'est pourquoi, ils ont échapp~ ~usqu'~ pr~sent ~ l'observation des utilisateurs des machines de coul~e sur roue.
Forte d'avoir mis en évidence ces ph~nom~nes, la d~manderesse a pu trouver un procéd~ permettant d'am~liorer 2~2 ~ 6 l'~tat de surface et la r~gularit~ d'~aisseur d'une bande mince m~tallique coulée sur cyllndre par stabilisakion de la surface libre du métal liquide plac~ dans l'injecteur et la surface du ménisque e~ contact avec le cylindre caratérisé
en ce que l'on observe la bande avec des moyens permett~nt de d~tecter des ondulatlons ou des variations d'epaisseur d'une amplitude d'au moins 10 ~m, on forme au dessus des dites surfaces un coussin de gaz à l~aide d'un corps poreux amovible plac~ en regard des dites surfaces pu18, on a~uste la pression de gaz du cous~in e~Jou la position du corps poreux par rapport aux dites surfaces ~usqu'à disparition des ondulations ou des variations d'~paisseur.
Aln~i, l'invention consiste en une combinaison de trois moyens :
1-le premier consis~e ~ ob~erver ~a surface de la bande non en contact avec le cylindre et de pr~rence le plus près po~sible de l'endroit où elle s'est form~e.
L'observa~ion 8 1 effectue a l'aide des moyens suivants :
-un dlspositlf de mesure de~ variations d'~paisseux de la bande sur toute ~a largeur.
De tels dlspositif~ sont bien connus de l'homme de l~ar~.
-une cam~ra rapide avec arrat sur l'image perme~tant de d~caler le~ ondulations de la surface.
2-le deuxi~me moyen consiste ~ ex~rcer ~ur le m~nl~que et à
son voisinage du cat~ de l'ln~ecteur une pres~ion d'un gaz ne r~agissant pas avec le m~tal de façon ~ ~viter toute ~ormation de peau à la surface du bain m~tallique et sa xepercussion sur la formation d'ondulations.
Cette pression ne 8 ' exerce pas directement ~ partir d'un a~utage quelconque ou sous forme d'un ~et mais, ~ travers un corps poreux. On a con~taté en e~fet qu'un t~l corps .~ ''~ ' .
2 ~
permettait de former un coussin de gaz assurant une bonne r~partition du gaz dans toute la r~gion du ménisque ~ans cr~ation de nouvelles ondulations.
Le corps poreux peut être en graphite ou en mousse c~ramique et a la forme soit d'un tube s'allongeant parall~lement à
l'axe du cylindre et dont les porosit~s s'étenden~ soit sur toute sa p~riphérie soit seulement sur la partie en regard du métal ou d'une cavit~ pr~sentan-t de~ faces épousant la forme du ménisque et de la surface libre du bain, seules les dites faces étant poreuses.
Le tube et la cavité sont reli~e~ ~ une source de gaz tel que l'argon ou l'azo~e par exemple dont on peut r~gler la ~5 pression ~ une valeur au plus égale ~ 0,5 MPa et sont mont~s sur un .~ystème permettant de r~gler l~ur position par rapport ~ la surface horizontale du baln et du cylindre.
Cette positlon est determ~née de mani~re ~ placer de pr~f~rence la surface poreuse au maximum ~ 10 mm de la surface m~tallique et lle r~glage doit pouvoir ~tre effectué
avec une pr~cl ion de 1/10 mm.
-le troisi~me moyen consiste :
so~t en un a~ustement de la pression de gaz alimentant le corps poreux, le dit a~ustement étant obtenu par un moyen connu de l'homme de l'art tel qu'un mano-d~tendeur, par exemple.
-~oit et/ou en un ajustemsnt de la position du corps poreux ~ l'aide du syst~ma de r~glage par rapport aux ~urfaces de m~tal ll~uide.
Ces aJustements sont effectués Jusqu'~ d$sparition des ondulatlons ou des variations d'~paisseur mises en ~vidence par les moyens de d~tection.
-` 2~72~.~2 Une fois établis, ces a;ustemenks peuvent ~tre repar~s e-t appliqu~s directement sans aucune mise au point preal~ble dans le cas de nouvelles op~ratlons de coulée effectuées dans d~s conditions identiques.
Par ailleurs, en donnant au corps poreux une porosité
varlable parallèlement ~ l'axe du cylindre, on arrive à
exercer une pression variable e~ à donner à la bande un pro~il d'~paisseur part~culier. Ainsi, ce profil peut pr~senter une épa1sseur plus importante au milieu de la . bande ce qui permet d'obtenir une ~paisseur plu~ r~gulière de la bande apr~s laminage.
L'invention a ~galement pour av~ntage, en raison de l'utilisation de gaz non r~actif vis ~ vis du métal, de prot~ger le m~tal de toute oxydation et d'~viter ainsi ~ou~e ; formation de peaux g~nératrices de vibrakionsO
DESCRIP~ION DES DESSINS.-.-' I; Ji L'invention sera mieux comprl~e ~ l'aide des dessins ci-Joint qul repr~entent :
-flgure 1 : une vue sch~matlque suivant une coupe verticale 25 ~d'une machine de coul~e sur cylindre.
-figure 2 : une vue en coupe verticale d'un corps poreu~ de ~orme cylindrique ins~all~ sur una machlne de coul~e.
-figure 3 : une ~ue en coup~ vertlcale d'un corps poreux en forme de oavlt~ lnstall~ ~ur une machlne de coul~e.
De façon plus d~taill~e, on dl~tingue sur la figure 1, un cylindre de coulée 1 tournan~ dans le sen~ de la fl~che 2 re~ro~di intérieurement par une circulatlon d'eau non repr~sent~e, un inJecteur 3 d'alimentation en métal liqulde dont la surface libre 5 forme au contact de la roue "
,, 7 ~
g '~
.
un ménlsque 6. L'in~ecteur est muni d'une goulotte 7 et d'un capteur 8 de niveau. Sous l'effet de la rotation de la roue et du ref~oidissement, le m~tal liquide conkenu dans l'in~ecteur et en contact avec la roue est antraîné et forme une bande 9 continl-e qui se déplace dans le sens de la flèche 10 .
Sur la flgure 2, on retrouve une parti~ des ~l~ments de la figure 1 auxquels s'a~oute ~uivant l'lnvention 1~ corpS 11 poreux de forms cylindrique qui génére le coussin de gaz repr~sent~ par les flèches 12.
Sur la flgure 3, on voit les m~mes ~léments que sur la figure 2 sauf en ce qui concerne le corps poreux qui a la 15 ~orme d' une cavit~ allment~e par la tuyauterle 13 et pr~sente un bloa poreux 14 qui di~tribue le gaz suivant la directlon des 1~ches 12 par ses faces en rega~d du m~nisque et d'une partie de la surface libre du bain m~talli~ue.
~X~MPLE D'APPLICATION.-L'invention peut ~tre ~llu~tr~e ~ l'aide de l'exempled'appliGatlon suivant :
On a coul8 un alliage d'aluminlum du type 3003 sulvant les normes de l'Aluminlum Assoclatlon ~ur une roue en acier de 350 mm de rayon ; le~ conditions de coulee étaient les suivantas :
vite83e d~ rotation du cylindre : 1,5 m/s.
-hauteur de m~tal llquide dans l'in~ecteur : 40 mm.
~température du m~tal liqulde : 700C.
On a obtenu une bande de 300 mm de largeur et 0,75 mm d'epaisseur dont la surface opposee à celle du cylindre présental~ des ondulatlon~ d'amplitude moyenne de 30~ m.
La machlne de coulée ayant ~t~ équipée d'un tube en mousse '-, ., ~ , .
,:: .
2 ~ r~
c~ramique de diamètre ext~rieur de 30 mm dont la taille moyenne de pores est de 1 mm, pl~ce à 5 mm de la roue et à 5 ~m de la surface du bain, alimenté avec de 1 'azote sous une pression de 0,1 MPa, on a constat~ que la bande présentait des ondulations d'amplitude moyenne inf~rieure ~ 10 ~m.
L'invention trouve son applica~ion dans l'obtention par coul~e sur roue de feuilles d'~paisseur r~guli~re ayant un bon aspect de surface et un profil apte au laminage.
Contrairement au premier, le8 ph~nom~nes 2 et 3 sont difficiiement détectables ~ l'oeil nu du fait de leur faible amplitude et de leur fr~quence élev~e. C'est pourquoi, ils ont échapp~ ~usqu'~ pr~sent ~ l'observation des utilisateurs des machines de coul~e sur roue.
Forte d'avoir mis en évidence ces ph~nom~nes, la d~manderesse a pu trouver un procéd~ permettant d'am~liorer 2~2 ~ 6 l'~tat de surface et la r~gularit~ d'~aisseur d'une bande mince m~tallique coulée sur cyllndre par stabilisakion de la surface libre du métal liquide plac~ dans l'injecteur et la surface du ménisque e~ contact avec le cylindre caratérisé
en ce que l'on observe la bande avec des moyens permett~nt de d~tecter des ondulatlons ou des variations d'epaisseur d'une amplitude d'au moins 10 ~m, on forme au dessus des dites surfaces un coussin de gaz à l~aide d'un corps poreux amovible plac~ en regard des dites surfaces pu18, on a~uste la pression de gaz du cous~in e~Jou la position du corps poreux par rapport aux dites surfaces ~usqu'à disparition des ondulations ou des variations d'~paisseur.
Aln~i, l'invention consiste en une combinaison de trois moyens :
1-le premier consis~e ~ ob~erver ~a surface de la bande non en contact avec le cylindre et de pr~rence le plus près po~sible de l'endroit où elle s'est form~e.
L'observa~ion 8 1 effectue a l'aide des moyens suivants :
-un dlspositlf de mesure de~ variations d'~paisseux de la bande sur toute ~a largeur.
De tels dlspositif~ sont bien connus de l'homme de l~ar~.
-une cam~ra rapide avec arrat sur l'image perme~tant de d~caler le~ ondulations de la surface.
2-le deuxi~me moyen consiste ~ ex~rcer ~ur le m~nl~que et à
son voisinage du cat~ de l'ln~ecteur une pres~ion d'un gaz ne r~agissant pas avec le m~tal de façon ~ ~viter toute ~ormation de peau à la surface du bain m~tallique et sa xepercussion sur la formation d'ondulations.
Cette pression ne 8 ' exerce pas directement ~ partir d'un a~utage quelconque ou sous forme d'un ~et mais, ~ travers un corps poreux. On a con~taté en e~fet qu'un t~l corps .~ ''~ ' .
2 ~
permettait de former un coussin de gaz assurant une bonne r~partition du gaz dans toute la r~gion du ménisque ~ans cr~ation de nouvelles ondulations.
Le corps poreux peut être en graphite ou en mousse c~ramique et a la forme soit d'un tube s'allongeant parall~lement à
l'axe du cylindre et dont les porosit~s s'étenden~ soit sur toute sa p~riphérie soit seulement sur la partie en regard du métal ou d'une cavit~ pr~sentan-t de~ faces épousant la forme du ménisque et de la surface libre du bain, seules les dites faces étant poreuses.
Le tube et la cavité sont reli~e~ ~ une source de gaz tel que l'argon ou l'azo~e par exemple dont on peut r~gler la ~5 pression ~ une valeur au plus égale ~ 0,5 MPa et sont mont~s sur un .~ystème permettant de r~gler l~ur position par rapport ~ la surface horizontale du baln et du cylindre.
Cette positlon est determ~née de mani~re ~ placer de pr~f~rence la surface poreuse au maximum ~ 10 mm de la surface m~tallique et lle r~glage doit pouvoir ~tre effectué
avec une pr~cl ion de 1/10 mm.
-le troisi~me moyen consiste :
so~t en un a~ustement de la pression de gaz alimentant le corps poreux, le dit a~ustement étant obtenu par un moyen connu de l'homme de l'art tel qu'un mano-d~tendeur, par exemple.
-~oit et/ou en un ajustemsnt de la position du corps poreux ~ l'aide du syst~ma de r~glage par rapport aux ~urfaces de m~tal ll~uide.
Ces aJustements sont effectués Jusqu'~ d$sparition des ondulatlons ou des variations d'~paisseur mises en ~vidence par les moyens de d~tection.
-` 2~72~.~2 Une fois établis, ces a;ustemenks peuvent ~tre repar~s e-t appliqu~s directement sans aucune mise au point preal~ble dans le cas de nouvelles op~ratlons de coulée effectuées dans d~s conditions identiques.
Par ailleurs, en donnant au corps poreux une porosité
varlable parallèlement ~ l'axe du cylindre, on arrive à
exercer une pression variable e~ à donner à la bande un pro~il d'~paisseur part~culier. Ainsi, ce profil peut pr~senter une épa1sseur plus importante au milieu de la . bande ce qui permet d'obtenir une ~paisseur plu~ r~gulière de la bande apr~s laminage.
L'invention a ~galement pour av~ntage, en raison de l'utilisation de gaz non r~actif vis ~ vis du métal, de prot~ger le m~tal de toute oxydation et d'~viter ainsi ~ou~e ; formation de peaux g~nératrices de vibrakionsO
DESCRIP~ION DES DESSINS.-.-' I; Ji L'invention sera mieux comprl~e ~ l'aide des dessins ci-Joint qul repr~entent :
-flgure 1 : une vue sch~matlque suivant une coupe verticale 25 ~d'une machine de coul~e sur cylindre.
-figure 2 : une vue en coupe verticale d'un corps poreu~ de ~orme cylindrique ins~all~ sur una machlne de coul~e.
-figure 3 : une ~ue en coup~ vertlcale d'un corps poreux en forme de oavlt~ lnstall~ ~ur une machlne de coul~e.
De façon plus d~taill~e, on dl~tingue sur la figure 1, un cylindre de coulée 1 tournan~ dans le sen~ de la fl~che 2 re~ro~di intérieurement par une circulatlon d'eau non repr~sent~e, un inJecteur 3 d'alimentation en métal liqulde dont la surface libre 5 forme au contact de la roue "
,, 7 ~
g '~
.
un ménlsque 6. L'in~ecteur est muni d'une goulotte 7 et d'un capteur 8 de niveau. Sous l'effet de la rotation de la roue et du ref~oidissement, le m~tal liquide conkenu dans l'in~ecteur et en contact avec la roue est antraîné et forme une bande 9 continl-e qui se déplace dans le sens de la flèche 10 .
Sur la flgure 2, on retrouve une parti~ des ~l~ments de la figure 1 auxquels s'a~oute ~uivant l'lnvention 1~ corpS 11 poreux de forms cylindrique qui génére le coussin de gaz repr~sent~ par les flèches 12.
Sur la flgure 3, on voit les m~mes ~léments que sur la figure 2 sauf en ce qui concerne le corps poreux qui a la 15 ~orme d' une cavit~ allment~e par la tuyauterle 13 et pr~sente un bloa poreux 14 qui di~tribue le gaz suivant la directlon des 1~ches 12 par ses faces en rega~d du m~nisque et d'une partie de la surface libre du bain m~talli~ue.
~X~MPLE D'APPLICATION.-L'invention peut ~tre ~llu~tr~e ~ l'aide de l'exempled'appliGatlon suivant :
On a coul8 un alliage d'aluminlum du type 3003 sulvant les normes de l'Aluminlum Assoclatlon ~ur une roue en acier de 350 mm de rayon ; le~ conditions de coulee étaient les suivantas :
vite83e d~ rotation du cylindre : 1,5 m/s.
-hauteur de m~tal llquide dans l'in~ecteur : 40 mm.
~température du m~tal liqulde : 700C.
On a obtenu une bande de 300 mm de largeur et 0,75 mm d'epaisseur dont la surface opposee à celle du cylindre présental~ des ondulatlon~ d'amplitude moyenne de 30~ m.
La machlne de coulée ayant ~t~ équipée d'un tube en mousse '-, ., ~ , .
,:: .
2 ~ r~
c~ramique de diamètre ext~rieur de 30 mm dont la taille moyenne de pores est de 1 mm, pl~ce à 5 mm de la roue et à 5 ~m de la surface du bain, alimenté avec de 1 'azote sous une pression de 0,1 MPa, on a constat~ que la bande présentait des ondulations d'amplitude moyenne inf~rieure ~ 10 ~m.
L'invention trouve son applica~ion dans l'obtention par coul~e sur roue de feuilles d'~paisseur r~guli~re ayant un bon aspect de surface et un profil apte au laminage.
Claims (3)
1.-Procédé permettant d'améliorer l'état de surface et la régularité d'épaisseur d'une bande (9) mince métallique coulée sur un cylindre (1) par stabilisation de la surface (5) libre du métal liquide placé dans l'injecteur (3) et la surface du ménisque (6) en contact avec le cylindre caratérisé en ce que l'on observe la bande avec des moyens permettant de détecter des ondulations ou des variations d'épaisseur d'une amplitude d'au moins 10 µm, on forme au dessus des dites surfaces un coussin (12) de gaz non réactif avec le métal à l'aide d'un corps (11) ou (14) poreux amovible placé en regard des dites surfaces puis, on ajuste la pression du gaz du coussin et/ou la position du corps poreux par rapport aux dites surfaces jusqu'à disparition des ondulations ou des variations s'épaisseur.
2.-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le corps poreux est placé à une distance des surfaces de métal liquide au plus égale à 10 mm.
3.-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le corps est alimente avec un gaz sous une pression au plus égalé à 0,5 MPa.
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