CA2370437C - Traitement pour ameliorer la coulabilite des aciers calmes a l'aluminium coules en continu - Google Patents
Traitement pour ameliorer la coulabilite des aciers calmes a l'aluminium coules en continu Download PDFInfo
- Publication number
- CA2370437C CA2370437C CA002370437A CA2370437A CA2370437C CA 2370437 C CA2370437 C CA 2370437C CA 002370437 A CA002370437 A CA 002370437A CA 2370437 A CA2370437 A CA 2370437A CA 2370437 C CA2370437 C CA 2370437C
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- treatment
- ppm
- bath
- steel
- magnesium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- 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
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- 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
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0056—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
Selon ce traitement, dans lequel, à un bain d'acier ultra bas ou bas carbone calmé à l'A1 (ou en cours de calmage) on ajoute du calcium afin de former des inclusions non métalliques de désoxydation ayant un point de fusion inférieur à la température de coulée, on maintient le bain métallique à une teneur minimale basse en magnésium, voisine de 2 ppm, dans la chaîne de traitement qui va de l'installation d'affinage en poche à la lingotière de coulée. La mise en oeuvre de l'invention procure un élargissement du domaine de fusibilité de la population inclusionnaire des aciers et améliore ainsi la coulabilité des nuances ultra bas carbone fortement calmées à l'Aluminium sans nécessiter de bullage argon.
Description
Traitement pour améliorer la coulabilité
des aciers calmés à l'aluminium coulés en continu.
La présente invention a trait à la coulée continue de l'acier. Elle concerne plus particulièrement la prévention des bouchages de la busette de coulée lors de la coulée de brames, ou de bandes, d'acier calmé, notamment d'acier à bas ou ultra bas carbone (aciers dits UBC ou IFS).
On sait que la coulée continue de demi-produits à large section droite (brames, brames minces, bandes...) impose classiquement l'usage d'une busette immergée pour lo l'alimentation en métal en fusion de la lingotière de coulée depuis le répartiteur placé
au-dessus.
On sait aussi que ces busettes sont sujettes à engraissement conduisant, à
plus ou moins long terme, à leur bouchage total et, par conséquent, à l'arrêt immédiat de la coulée en cours.
On rappelle que l'engraissement est un phénomène de rétrécissement progressif, depuis la périphérie vers le centre, du conduit qu'offre la busette au métal liquide pour son passage en lingotière. L'origine de ce phénomène est le dépôt sur la paroi intérieure de la busette de particules solides, que sont les inclusions non métalliques de désoxydation du métal liquide. Ces inclusions sont déjà présentes au sein du bain métallique suite aux traitements métallurgiques subits précédemment par celui-ci, ou se forment lors de la traversée même de la busette, si celle-ci n'est pas suffisamment étanche à l'égard de l'oxygène de l'atmosphère ambiante. Selon les nuances d'acier coulées, ces inclusions non métalliques sont plus ou moins nombreuses, plus ou moins volumineuses, plus ou moins solidifiées à la température du métal en fusion.
Il est connu que des difficultés sérieuses de coulabilité à cet égard peuvent se rencontrer particulièrement dans le cas de la coulée d'aciers bas ou ultra bas carbone (du type IFS par exemple), donc sur des aciers fortement calmés.
Le calmage de ce type d'aciers s'opère classiquement en poche d'affinage par ajout d'aluminium, désoxydant couramment utilisé en sidérurgie. La réaction de désoxydation produit des aluminates qui décantent majoritairement à la surface du bain métallique, en poche d'abord, dans le répartiteur ensuite. Néanmoins, une partie de ces inclusions non métalliques restent inévitablement en suspension au sein de la masse métallique liquide au moment de la coulée. Ce sont en particulier ces particules qui, lors de leur transit dans la busette, s'accrochent à la paroi du tube et, par phénomène d'accrétion au cours du temps, finissent par obturer le passage.
Il est connu de lutter contreces bouchages en faisant passer un courant de gaz inerte de balayage (de l'argon notamment) dans la busette. Le, ou plus vraisemblablement, les mécanismes par lesquels un tel balayage gazeux lutte contre l'engraissement ne sont pas encore parfaitement élucidés, mais le résultat est généràlement plutôt satisfaisant si le bullage est mis en place dès le début de la
des aciers calmés à l'aluminium coulés en continu.
La présente invention a trait à la coulée continue de l'acier. Elle concerne plus particulièrement la prévention des bouchages de la busette de coulée lors de la coulée de brames, ou de bandes, d'acier calmé, notamment d'acier à bas ou ultra bas carbone (aciers dits UBC ou IFS).
On sait que la coulée continue de demi-produits à large section droite (brames, brames minces, bandes...) impose classiquement l'usage d'une busette immergée pour lo l'alimentation en métal en fusion de la lingotière de coulée depuis le répartiteur placé
au-dessus.
On sait aussi que ces busettes sont sujettes à engraissement conduisant, à
plus ou moins long terme, à leur bouchage total et, par conséquent, à l'arrêt immédiat de la coulée en cours.
On rappelle que l'engraissement est un phénomène de rétrécissement progressif, depuis la périphérie vers le centre, du conduit qu'offre la busette au métal liquide pour son passage en lingotière. L'origine de ce phénomène est le dépôt sur la paroi intérieure de la busette de particules solides, que sont les inclusions non métalliques de désoxydation du métal liquide. Ces inclusions sont déjà présentes au sein du bain métallique suite aux traitements métallurgiques subits précédemment par celui-ci, ou se forment lors de la traversée même de la busette, si celle-ci n'est pas suffisamment étanche à l'égard de l'oxygène de l'atmosphère ambiante. Selon les nuances d'acier coulées, ces inclusions non métalliques sont plus ou moins nombreuses, plus ou moins volumineuses, plus ou moins solidifiées à la température du métal en fusion.
Il est connu que des difficultés sérieuses de coulabilité à cet égard peuvent se rencontrer particulièrement dans le cas de la coulée d'aciers bas ou ultra bas carbone (du type IFS par exemple), donc sur des aciers fortement calmés.
Le calmage de ce type d'aciers s'opère classiquement en poche d'affinage par ajout d'aluminium, désoxydant couramment utilisé en sidérurgie. La réaction de désoxydation produit des aluminates qui décantent majoritairement à la surface du bain métallique, en poche d'abord, dans le répartiteur ensuite. Néanmoins, une partie de ces inclusions non métalliques restent inévitablement en suspension au sein de la masse métallique liquide au moment de la coulée. Ce sont en particulier ces particules qui, lors de leur transit dans la busette, s'accrochent à la paroi du tube et, par phénomène d'accrétion au cours du temps, finissent par obturer le passage.
Il est connu de lutter contreces bouchages en faisant passer un courant de gaz inerte de balayage (de l'argon notamment) dans la busette. Le, ou plus vraisemblablement, les mécanismes par lesquels un tel balayage gazeux lutte contre l'engraissement ne sont pas encore parfaitement élucidés, mais le résultat est généràlement plutôt satisfaisant si le bullage est mis en place dès le début de la
2 séquence de coulée. Sinon des amas inclusionnaires peuvent se détacher et venir dramatiquement polluer le métal, faisant de cette pratique un remède alors pire que le mal.
Toutefois, la méthode, même correctement menée, n'est pas sans effets secondaires indésirables. Des défauts de type "boursouflures" sur bandes au cours de laminage ultérieur peuvent apparaître, dont on sait qu'ils résultent d'un phénomène d'emprisonnement de bulles de gaz dans le métal solidifié en lingotière.
Il est également connu de lutter contre les bouchages de la busette au moyen de mesures préventives, dont l'intérêt premier est de pouvoir se passer du "bullage argon".
lo L'une d'entre elles consiste à ajouter au bain métallique avant coulée, donc dans le répartiteur, ou de préférence déjà en poche d'affinage, un fondant, tel que du Ca (par exemple sous forme de Si-Ca ou de Ca-Fe) qui va complexer avec les aluminates de désoxydation pour former des inclusions plus fusibles, qui resteront donc en principe à
l'état liquide à la température de coulée. Un traitement préventif de ce type par ajout de calcium est décrit par exemple dans le document EP-A-O 512 118, dont on considérera l'enseignement général comme incorporé au présent mémoire par référence.
Cependant, ce type de traitement chimique du bouchage ne donne pas toujours les résultats escomptés. Il se trouve parfois, en effet, que les inclusions formées même en présence de calcium sont à l'état solide déjà dans le répartiteur, et ce même en cas 2o de coulée avec surchauffe importante du métal.
Le but de l'invention est précisément d'aboutir à une meilleure fluidité des inclusions de désoxydation que l'on a formées par traitement au calcium du bain métallique avant coulée.
A cet effet, l'invention a pour objet un traitement métallurgique en poche d'un acier devant être coulé en continu, selon lequel, à un bain d'acier en fusion ultra bas ou bas carbone, calmé à l'aluminium (ou en cours de calmage) pour atteindre une teneur donnée en oxygène, on ajoute du calcium afin de former des inclusions de désoxydation à point de fusion inférieur à la température de coulée de l'acier en lingotière, caractérisé
en ce que, dans la chaîne de traitement qui va de la poche à la lingotière de coulée, on maintient le bain métallique à une teneur en magnésium dissous voisine de 2 ppm au moins, sans excéder la teneur, dépendant de celle en oxygène du bain, au-delà
de laquelle des spinelles solides à base de magnésium peuvent se former.
Comme on l'aura compris, à la base de l'invention se trouve la découverte de l'action bénéfique du magnésium en faible quantité sur le maintien en phase liquide des inclusions de désoxydation présentes après calmage ou formées pendant la coulée en présence de calcium. On a pu observer en effet que la présence de magnésium en faible quantité au sein d'un bain métallique traité au calcium (à savoir de l'ordre de 2 ppm de Mg au moins,et pouvant aller jusqu'à 8-10 ppm pour les teneurs d'oxygène que l'on rencontre habituellement dans les aciers bas ou très bas carbone calmés aluminium) influait sur la nature physique de la population inclusionnaire de l'acier coulé: l'élément
Toutefois, la méthode, même correctement menée, n'est pas sans effets secondaires indésirables. Des défauts de type "boursouflures" sur bandes au cours de laminage ultérieur peuvent apparaître, dont on sait qu'ils résultent d'un phénomène d'emprisonnement de bulles de gaz dans le métal solidifié en lingotière.
Il est également connu de lutter contre les bouchages de la busette au moyen de mesures préventives, dont l'intérêt premier est de pouvoir se passer du "bullage argon".
lo L'une d'entre elles consiste à ajouter au bain métallique avant coulée, donc dans le répartiteur, ou de préférence déjà en poche d'affinage, un fondant, tel que du Ca (par exemple sous forme de Si-Ca ou de Ca-Fe) qui va complexer avec les aluminates de désoxydation pour former des inclusions plus fusibles, qui resteront donc en principe à
l'état liquide à la température de coulée. Un traitement préventif de ce type par ajout de calcium est décrit par exemple dans le document EP-A-O 512 118, dont on considérera l'enseignement général comme incorporé au présent mémoire par référence.
Cependant, ce type de traitement chimique du bouchage ne donne pas toujours les résultats escomptés. Il se trouve parfois, en effet, que les inclusions formées même en présence de calcium sont à l'état solide déjà dans le répartiteur, et ce même en cas 2o de coulée avec surchauffe importante du métal.
Le but de l'invention est précisément d'aboutir à une meilleure fluidité des inclusions de désoxydation que l'on a formées par traitement au calcium du bain métallique avant coulée.
A cet effet, l'invention a pour objet un traitement métallurgique en poche d'un acier devant être coulé en continu, selon lequel, à un bain d'acier en fusion ultra bas ou bas carbone, calmé à l'aluminium (ou en cours de calmage) pour atteindre une teneur donnée en oxygène, on ajoute du calcium afin de former des inclusions de désoxydation à point de fusion inférieur à la température de coulée de l'acier en lingotière, caractérisé
en ce que, dans la chaîne de traitement qui va de la poche à la lingotière de coulée, on maintient le bain métallique à une teneur en magnésium dissous voisine de 2 ppm au moins, sans excéder la teneur, dépendant de celle en oxygène du bain, au-delà
de laquelle des spinelles solides à base de magnésium peuvent se former.
Comme on l'aura compris, à la base de l'invention se trouve la découverte de l'action bénéfique du magnésium en faible quantité sur le maintien en phase liquide des inclusions de désoxydation présentes après calmage ou formées pendant la coulée en présence de calcium. On a pu observer en effet que la présence de magnésium en faible quantité au sein d'un bain métallique traité au calcium (à savoir de l'ordre de 2 ppm de Mg au moins,et pouvant aller jusqu'à 8-10 ppm pour les teneurs d'oxygène que l'on rencontre habituellement dans les aciers bas ou très bas carbone calmés aluminium) influait sur la nature physique de la population inclusionnaire de l'acier coulé: l'élément
3 magnésium élargit notablement le domaine d'existence des aluminates de chaux liquides à la température de coulée de l'acier (1520-1570 C environ). Il doit être souligné également la grande sensibilité d'un tel élargissement à la présence du magnésium même en très faibles quantités, une faible variation d'une très basse teneur en Mg (variation de moins de 1 ppm) pouvant entraîner comme on le verra un élargissement conséquent de la plage de fusibilité.
L'invention sera bien comprise et d'autres aspects apparaîtront au vu de la description qui suit, donnée à titre d'exemple en référence à la planche de dessins unique annexée sur laquelle:
- la figure 1 est un diagramme de phases montrant les domaines de précipitation inclusionnaire à 1 560 C (température de coulée) dans une nuance d'acier Ultra Bas Carbone en fonction de la teneur en calcium, mise en ordonnées, et en oxygène total (dissous et lié) mise en abscisses, et ce en l'absence de magnésium, autrement qu'à
l'état de traces (inférieur à 0. 1 ppm).
- la figure 2 est un diagramme analogue à celui de la figure 1 montrant la même situation, mais en présence d'une teneur en magnésium du bain métallique à
hauteur de 2 ppm.
(Ces deux diagranimes sont enrichis de symboles représentatifs de séquences de coulée pour lesquelles des bouchages ont eu lieu (symboles pleins) ou n'ont pas eu lieu (symboles vides));
- la figure 3 est un graphique montrant l'évolution de la teneur maximale permise en magnésium dissous dans le bain d'acier en fusion en fonction de la teneur de ce dernier en oxygène total (dissous et lié), sachant que la teneur en calcium considérée correspond à la valeur minimale requise pour avoir des oxydes liquides sans addition de magnésium.
L'acier UBC considéré ici a la composition pondérale suivante, donnée en millièmes de %, sauf pour l'Azote (N) qui est donnée en ppm:
C Mn P S Al Si Ti Cr Ni N
< 5 90-140 5-15 3-10 35-50 10-35 65-75 15-30 20 25-45 ppm Ce bain d'acier, issu d'un convertisseur à l'oxygène par exemple, subit d'abord un traitement de décarburation "sous vide" dans une station d'affinage (four-poche de mise à la nuance équipé d'une installation de mise sous dépression, ou dans une unité
RH). Puis, le bain métallique est calmé par addition d'aluminium. Cet élément est apporté en quantité suffisante pour atteindre les teneurs résiduelles voulues en oxygène total du bain, à savoir, compte tenu du temps nécessaire à la décantation des inclusions d'alumines, de l'ordre de 20 à 30 ppm d'oxygène total (dissous et lié) au niveau du répartiteur, donc juste avant la coulée.
L'invention sera bien comprise et d'autres aspects apparaîtront au vu de la description qui suit, donnée à titre d'exemple en référence à la planche de dessins unique annexée sur laquelle:
- la figure 1 est un diagramme de phases montrant les domaines de précipitation inclusionnaire à 1 560 C (température de coulée) dans une nuance d'acier Ultra Bas Carbone en fonction de la teneur en calcium, mise en ordonnées, et en oxygène total (dissous et lié) mise en abscisses, et ce en l'absence de magnésium, autrement qu'à
l'état de traces (inférieur à 0. 1 ppm).
- la figure 2 est un diagramme analogue à celui de la figure 1 montrant la même situation, mais en présence d'une teneur en magnésium du bain métallique à
hauteur de 2 ppm.
(Ces deux diagranimes sont enrichis de symboles représentatifs de séquences de coulée pour lesquelles des bouchages ont eu lieu (symboles pleins) ou n'ont pas eu lieu (symboles vides));
- la figure 3 est un graphique montrant l'évolution de la teneur maximale permise en magnésium dissous dans le bain d'acier en fusion en fonction de la teneur de ce dernier en oxygène total (dissous et lié), sachant que la teneur en calcium considérée correspond à la valeur minimale requise pour avoir des oxydes liquides sans addition de magnésium.
L'acier UBC considéré ici a la composition pondérale suivante, donnée en millièmes de %, sauf pour l'Azote (N) qui est donnée en ppm:
C Mn P S Al Si Ti Cr Ni N
< 5 90-140 5-15 3-10 35-50 10-35 65-75 15-30 20 25-45 ppm Ce bain d'acier, issu d'un convertisseur à l'oxygène par exemple, subit d'abord un traitement de décarburation "sous vide" dans une station d'affinage (four-poche de mise à la nuance équipé d'une installation de mise sous dépression, ou dans une unité
RH). Puis, le bain métallique est calmé par addition d'aluminium. Cet élément est apporté en quantité suffisante pour atteindre les teneurs résiduelles voulues en oxygène total du bain, à savoir, compte tenu du temps nécessaire à la décantation des inclusions d'alumines, de l'ordre de 20 à 30 ppm d'oxygène total (dissous et lié) au niveau du répartiteur, donc juste avant la coulée.
4 Dans le même temps, ou juste après l'apport d'aluminium, un ajout de calcium est effectué au moyen de l'introduction dans le bain de métal en fusion d'un fil fusible fourré au Si-Ca. Selon les besoins, et compte tenu du faible rendement de dissolution dans le bain d'un élément à forte tension de vapeur de ce type (rendement de l'ordre de 10-15% si l'on opère avec soins), l'apport de Ca est réglé de manière à
obtenir une teneur de l'ordre de 25 ppm en Ca total (dissous et lié sous forme d'aluminates et de sulfures).
Quant au magnésium, il peut être introduit à tout moment après désoxydation par l'aluminium, soit séparément, soit simultanément au calcium si celui-ci est apporté
après désoxydation.
L'ajout de magnésium en faible quantité conformément à l'invention peut s'opérer en poche, ou éventuellement au répartiteur, à l'aide d'un fil métallique fusible fourré, en un alliage de Ni-Mg par exemple, et qui fond dans le bain d'acier en fusion à
mesure qu'on l'y introduit.
La teneur minimale visée de 2 ppm en Mg dissous peut également être atteinte par équilibre métal-laitier à l'aide d'un laitier de composition appropriée qui est à former sur le bain métallique en poche. Par exepmple, pourra convenir un laitier basique contenant jusqu'à 10% de MgO en poids, et dont un exemple de constitution est donné
ci-après (les valeurs sont des pourcentages pondéraux): AI20;: 56 % - MgO: 3%-CaO: 41 %.
Les résultats obtenus, à la température de coulée de 1560 C, sur l'élargissement de la plage des inclusions fusibles grâce au traitement au magnésium présent avec sa teneur minimale de 2 ppm sont visibles sur la figure 2 par rapprochement avec la figure 1 qui, elle, consigne, toute chose égale par ailleurs, la situation sans traitement au magnésium.
La comparaison, simplement visuelle, entre les figures 1 et 2 révèle immédia-tement l'influence bénéfique de la présence de magnésium à faible teneur sur l'élargissement du domaine de fusibilité I des inclusions de désoxydation (aluminates de chaux) au sein d'un bain en fusion d'acier UBC. L'élargissement s'opère en fait par le bas, c'est-à-dire vers les teneurs en calcium de traitement les plus faibles, ou, exprimé
autrement, pour une teneur donnée en calcium, vers les teneurs les plus élevées en oxygène. On observe d'ailleurs, en même temps qu'un déplacement global vers le bas, un élargissement corrélatif du domaine voisin inférieur II (% Ca faible) dans lequel les oxydes sont partiellement liquides, alors que le domaine voisin supérieur IV
(% Ca élevé) demeure celui des oxydes liquides, mais conjointement avec un précipité
de sulfure de calcium. On notera que la limite haute de la plage de fusibilité
(passage de la zone I à la zone IV) dépend, non pas de la teneur en Mg, mais de celle en soufre, toutes choses égales par ailleurs bien entendu.
En revanche, toute la zone III des diagrammes située en dessous du domaine de transition II, à savoir celle où les inclusions de désoxydation sont en phase solide, est largement amputée par un effet d'élargissements conjugués du domaine liquide I
et du domaine voisin inférieur de transition II.
En portant son attention à présent sur les petits symboles circulaires placés sur chacune de ces deux figures, on pourra se rendre compte de la bonne corrélation qui
obtenir une teneur de l'ordre de 25 ppm en Ca total (dissous et lié sous forme d'aluminates et de sulfures).
Quant au magnésium, il peut être introduit à tout moment après désoxydation par l'aluminium, soit séparément, soit simultanément au calcium si celui-ci est apporté
après désoxydation.
L'ajout de magnésium en faible quantité conformément à l'invention peut s'opérer en poche, ou éventuellement au répartiteur, à l'aide d'un fil métallique fusible fourré, en un alliage de Ni-Mg par exemple, et qui fond dans le bain d'acier en fusion à
mesure qu'on l'y introduit.
La teneur minimale visée de 2 ppm en Mg dissous peut également être atteinte par équilibre métal-laitier à l'aide d'un laitier de composition appropriée qui est à former sur le bain métallique en poche. Par exepmple, pourra convenir un laitier basique contenant jusqu'à 10% de MgO en poids, et dont un exemple de constitution est donné
ci-après (les valeurs sont des pourcentages pondéraux): AI20;: 56 % - MgO: 3%-CaO: 41 %.
Les résultats obtenus, à la température de coulée de 1560 C, sur l'élargissement de la plage des inclusions fusibles grâce au traitement au magnésium présent avec sa teneur minimale de 2 ppm sont visibles sur la figure 2 par rapprochement avec la figure 1 qui, elle, consigne, toute chose égale par ailleurs, la situation sans traitement au magnésium.
La comparaison, simplement visuelle, entre les figures 1 et 2 révèle immédia-tement l'influence bénéfique de la présence de magnésium à faible teneur sur l'élargissement du domaine de fusibilité I des inclusions de désoxydation (aluminates de chaux) au sein d'un bain en fusion d'acier UBC. L'élargissement s'opère en fait par le bas, c'est-à-dire vers les teneurs en calcium de traitement les plus faibles, ou, exprimé
autrement, pour une teneur donnée en calcium, vers les teneurs les plus élevées en oxygène. On observe d'ailleurs, en même temps qu'un déplacement global vers le bas, un élargissement corrélatif du domaine voisin inférieur II (% Ca faible) dans lequel les oxydes sont partiellement liquides, alors que le domaine voisin supérieur IV
(% Ca élevé) demeure celui des oxydes liquides, mais conjointement avec un précipité
de sulfure de calcium. On notera que la limite haute de la plage de fusibilité
(passage de la zone I à la zone IV) dépend, non pas de la teneur en Mg, mais de celle en soufre, toutes choses égales par ailleurs bien entendu.
En revanche, toute la zone III des diagrammes située en dessous du domaine de transition II, à savoir celle où les inclusions de désoxydation sont en phase solide, est largement amputée par un effet d'élargissements conjugués du domaine liquide I
et du domaine voisin inférieur de transition II.
En portant son attention à présent sur les petits symboles circulaires placés sur chacune de ces deux figures, on pourra se rendre compte de la bonne corrélation qui
5 existe entre l'élargissement du domaine de fusibilité I grâce au magnésium en faible quantité, conformément à l'invention, et le phénomène de bouchage de la busette de coulée. Les petits symboles géométriques vides consignent les coulées réussies, donc sans bouchage, alors que les symboles pleins noirs pointent les coulées ayant subi des bouchages importants. Il est précisé que ces symboles traduisent des analyses en 1o calcium et oxygène total d'échantillons d'analyse prélevés à mi-coulée au sein du répartiteur .
Comme on le voit, le niveau de calcium dissous au delà duquel on forme des oxydes liquides correspond bien au niveau de calcium dissous au delà duquel on améliore la coulabilité de l'acier.
Conformément à l'invention, l'obtention d'une faible valeur de la teneur en magnésium, et son maintien à ce niveau depuis la poche de coulée (lieu où se fait la métallurgie secondaire d'ajustement à la nuance finale et le calmage) jusqu'à
la lingotière de coulée, confèrent dès lors :
- une souplesse accrue au traitement par le calcium en poche, puisque la plage en teneurs admissibles est plus grande en présence de magnésium, notamment vers les bas calcium comme on l'a vu;
- ainsi qu'une meilleure reproductibilité des résultats: l'effet du magnésium même en très faible quantité, étant très sensible sur le domaine de précipitation inclusionnaire, on peut aisément passer à côté du domaine des oxydes en phase liquide, si on ne le contrôle pas.
Il va de soi que l'invention ne saurait se limiter à l'exemple décrit, mais s'étend à de multiples variantes ou équivalents dans la mesure où est respectée sa définition donnée par les revendications jointes.
En partiçulier, on aura compris que si les résultats visés par l'invention peuvent être obtenus déjà à partir d'une nûse en oeuvre de celle-ci avec une teneur minimale du bain métallique de 2 ppm en magnésium environ, cette valeur n'est qu'une limite inférieure qui, compte tenu des teneurs habituelles en oxygène du bain final, garantit à
coup sûr une amélioration de la coulabilité. Autrement dit, l'invention pourra produire des résultats encore meilleurs sur l'élargissement de la plage de fusibilité I
des inclusions si l'on prend soin d'ajuster la teneur en Mg en fonction de la teneur réelle en oxygène du bain métallique de manière à s'approcher, mais en prenant garde de ne pas l'atteindre, la valeur à laquelle le Mg commence à former des spinelles solides de MgO, dont la présence alors au sein du métal à couler annihilerait alors les bienfaits de l'invention sur la prévention des bouchages de busette.
Comme on le voit, le niveau de calcium dissous au delà duquel on forme des oxydes liquides correspond bien au niveau de calcium dissous au delà duquel on améliore la coulabilité de l'acier.
Conformément à l'invention, l'obtention d'une faible valeur de la teneur en magnésium, et son maintien à ce niveau depuis la poche de coulée (lieu où se fait la métallurgie secondaire d'ajustement à la nuance finale et le calmage) jusqu'à
la lingotière de coulée, confèrent dès lors :
- une souplesse accrue au traitement par le calcium en poche, puisque la plage en teneurs admissibles est plus grande en présence de magnésium, notamment vers les bas calcium comme on l'a vu;
- ainsi qu'une meilleure reproductibilité des résultats: l'effet du magnésium même en très faible quantité, étant très sensible sur le domaine de précipitation inclusionnaire, on peut aisément passer à côté du domaine des oxydes en phase liquide, si on ne le contrôle pas.
Il va de soi que l'invention ne saurait se limiter à l'exemple décrit, mais s'étend à de multiples variantes ou équivalents dans la mesure où est respectée sa définition donnée par les revendications jointes.
En partiçulier, on aura compris que si les résultats visés par l'invention peuvent être obtenus déjà à partir d'une nûse en oeuvre de celle-ci avec une teneur minimale du bain métallique de 2 ppm en magnésium environ, cette valeur n'est qu'une limite inférieure qui, compte tenu des teneurs habituelles en oxygène du bain final, garantit à
coup sûr une amélioration de la coulabilité. Autrement dit, l'invention pourra produire des résultats encore meilleurs sur l'élargissement de la plage de fusibilité I
des inclusions si l'on prend soin d'ajuster la teneur en Mg en fonction de la teneur réelle en oxygène du bain métallique de manière à s'approcher, mais en prenant garde de ne pas l'atteindre, la valeur à laquelle le Mg commence à former des spinelles solides de MgO, dont la présence alors au sein du métal à couler annihilerait alors les bienfaits de l'invention sur la prévention des bouchages de busette.
6 La figure 3 montre précisément, sous forme d'un graphique, la valeur limite supérieure de la teneur en Mg en fonction de celle en oxygène total du bain à
partir de laquelle ces spinelles indésirables vont se former au sein du bain d'acier en fusion à la température de coulée. On rappelle que la teneur en Ca considérée correspond à
la valeur minimale pour avoir des oxydes à l'état liquide sans addition de Mg.
Comme on le voit, la courbe représentative de cette valeur limite supérieure est régulièrement croissante avec les teneurs montantes en oxygène. Grâce aux caractéristiques de son origine basse, on voit bien qu'une teneur de 2 ppm environ en Mg permet d'être toujours en deca du seuil limite de formation de spinelles quelle que soit le niveau d'oxygénation du bain métallique. On voit également, en portant son attention à la mi-courbe, qu'à des teneurs en oxygène total de 20 à 30 ppm, qui sont des valeurs ordinairement atteintes de nos jours pour des aciers Ultra Bas Carbone, la valeur limite à ne pas dépasser se situe autour de 6 ppm, à plus ou moins 2 ppm si l'on se trouve proche des 30 ppm d'oxygène, ou proche des 20 ppm.
partir de laquelle ces spinelles indésirables vont se former au sein du bain d'acier en fusion à la température de coulée. On rappelle que la teneur en Ca considérée correspond à
la valeur minimale pour avoir des oxydes à l'état liquide sans addition de Mg.
Comme on le voit, la courbe représentative de cette valeur limite supérieure est régulièrement croissante avec les teneurs montantes en oxygène. Grâce aux caractéristiques de son origine basse, on voit bien qu'une teneur de 2 ppm environ en Mg permet d'être toujours en deca du seuil limite de formation de spinelles quelle que soit le niveau d'oxygénation du bain métallique. On voit également, en portant son attention à la mi-courbe, qu'à des teneurs en oxygène total de 20 à 30 ppm, qui sont des valeurs ordinairement atteintes de nos jours pour des aciers Ultra Bas Carbone, la valeur limite à ne pas dépasser se situe autour de 6 ppm, à plus ou moins 2 ppm si l'on se trouve proche des 30 ppm d'oxygène, ou proche des 20 ppm.
Claims (3)
1. Procédé de traitement métallurgique en poche d'un acier devant être coulé
en continu, selon lequel, à un bain d'acier en fusion ultra bas ou bas carbone, calmé (ou en cours de calmage) à l'aluminium pour atteindre une teneur donnée en oxygène, on ajoute du calcium afin de former des inclusions de désoxydation à point de fusion inférieur à la température de coulée de l'acier en lingotière, caractérisé en ce que, dans la chaîne de traitement qui va de la poche à la lingotière de coulée, on maintient le bain métallique à une teneur en magnésium dissous comprise entre une valeur minimum de 2 ppm environ et une valeur maximale de 10 ppm.
en continu, selon lequel, à un bain d'acier en fusion ultra bas ou bas carbone, calmé (ou en cours de calmage) à l'aluminium pour atteindre une teneur donnée en oxygène, on ajoute du calcium afin de former des inclusions de désoxydation à point de fusion inférieur à la température de coulée de l'acier en lingotière, caractérisé en ce que, dans la chaîne de traitement qui va de la poche à la lingotière de coulée, on maintient le bain métallique à une teneur en magnésium dissous comprise entre une valeur minimum de 2 ppm environ et une valeur maximale de 10 ppm.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit du magnésium dans la poche de coulée et que l'on maintient sa teneur au sein du bain métallique par échange métal-laitier à l'aide d'un laitier basique pouvant titrer jusqu'à
10 % de MgO en poids.
10 % de MgO en poids.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit du magnésium sous forme de fil fusible fourré.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR99/04703 | 1999-04-15 | ||
FR9904703A FR2792234B1 (fr) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | Traitement pour ameliorer la coulabilite d'acier calme a l'aluminium coule en continu |
PCT/FR2000/000779 WO2000062957A1 (fr) | 1999-04-15 | 2000-03-29 | Traitement pour ameliorer la coulabilite des aciers calmes a l'aluminium coules en continu |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CA2370437A1 CA2370437A1 (fr) | 2000-10-26 |
CA2370437C true CA2370437C (fr) | 2008-10-14 |
Family
ID=9544416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CA002370437A Expired - Fee Related CA2370437C (fr) | 1999-04-15 | 2000-03-29 | Traitement pour ameliorer la coulabilite des aciers calmes a l'aluminium coules en continu |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6685763B1 (fr) |
EP (1) | EP1194255B1 (fr) |
JP (1) | JP2002542034A (fr) |
KR (1) | KR100676656B1 (fr) |
AT (1) | ATE231758T1 (fr) |
AU (1) | AU3661700A (fr) |
BR (1) | BR0009724A (fr) |
CA (1) | CA2370437C (fr) |
DE (1) | DE60001320T2 (fr) |
ES (1) | ES2191615T3 (fr) |
FR (1) | FR2792234B1 (fr) |
WO (1) | WO2000062957A1 (fr) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2240351T3 (es) * | 2001-11-13 | 2005-10-16 | Fundacion Inasmet | Procedimiento de fabricacion de productos hechos de materiales metalicos estructurales reforzados con carburos. |
EP1715065A3 (fr) * | 2005-04-20 | 2007-08-15 | Corus Staal BV | Fil fourré pour traiter l'acier en fusion et procédé pour le traitement en utilisant ce fil |
US8585684B2 (en) * | 2005-11-09 | 2013-11-19 | The Invention Science Fund I, Llc | Reaction device controlled by magnetic control signal |
FR2928153B1 (fr) * | 2008-03-03 | 2011-10-07 | Affival | Nouvel additif pour le traitement des aciers resulfures |
CN102211155B (zh) * | 2011-06-01 | 2012-10-10 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种csp条件下低碳低硅铝镇静钢的钙处理方法 |
CN103305659B (zh) * | 2012-03-08 | 2016-03-30 | 宝山钢铁股份有限公司 | 磁性优良的无取向电工钢板及其钙处理方法 |
CN102653810A (zh) * | 2012-05-07 | 2012-09-05 | 本钢板材股份有限公司 | 冶炼低硅低碳钢用的硅锰铁合金 |
CN116673453A (zh) * | 2023-08-03 | 2023-09-01 | 东北大学 | 一种控制连铸过程非金属夹杂物液析的方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5214511A (en) * | 1975-07-25 | 1977-02-03 | Hitachi Cable Ltd | Process for producing a linear additive |
DE2948636A1 (de) * | 1979-12-04 | 1981-06-11 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Drahtfoermiges mittel zum behandeln von metallschmelzen |
JPS58100952A (ja) * | 1981-12-10 | 1983-06-15 | Daido Steel Co Ltd | 浸漬ノズルを用いて鋼を連続的に鋳造する方法 |
JPS611457A (ja) * | 1984-06-12 | 1986-01-07 | Kawasaki Steel Corp | 含チタンアルミキルド鋼の連続鋳造方法 |
JP2559692B2 (ja) * | 1985-05-31 | 1996-12-04 | 川崎製鉄株式会社 | 極低炭素冷延鋼板のフクレ欠陥防止方法 |
JPH0199761A (ja) * | 1987-10-13 | 1989-04-18 | Kawasaki Steel Corp | アルミキルド鋼の連続鋳造方法 |
JPH0699737B2 (ja) * | 1989-02-01 | 1994-12-07 | 株式会社メタル・リサーチ・コーポレーション | 清浄鋼の製造方法 |
DE69125823T2 (de) * | 1990-11-28 | 1997-07-31 | Kawasaki Steel Co | Verfahren zum stranggiessen von aluminiumberuhigtem stahl mit extrem niedrigem kohlenstoffgehalt |
JP2887535B2 (ja) * | 1991-05-02 | 1999-04-26 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼中介在物の無害化方法 |
JP3230070B2 (ja) * | 1993-08-04 | 2001-11-19 | 新日本製鐵株式会社 | 溶鋼へのMg添加方法 |
JPH08225822A (ja) * | 1995-02-17 | 1996-09-03 | Nippon Steel Corp | 溶鋼中アルミナ系介在物の改質方法 |
JPH091303A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-01-07 | Nippon Steel Corp | 溶接熱影響部ctod特性の優れた低温用鋼材の製造方法 |
JPH09217109A (ja) * | 1996-02-13 | 1997-08-19 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶鋼の同時脱酸脱硫剤および同時脱酸脱硫方法 |
JPH09225601A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-02 | Nippon Steel Corp | 連続鋳造継ぎ目片の品質制御方法 |
JP3626278B2 (ja) * | 1996-03-25 | 2005-03-02 | Jfeスチール株式会社 | クラスターのないAlキルド鋼の製造方法 |
JP3647969B2 (ja) * | 1996-04-22 | 2005-05-18 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼中有害介在物の微細化方法 |
JPH1034300A (ja) * | 1996-07-22 | 1998-02-10 | Nippon Steel Corp | 溶鋼のCa処理方法 |
-
1999
- 1999-04-15 FR FR9904703A patent/FR2792234B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-29 JP JP2000612084A patent/JP2002542034A/ja active Pending
- 2000-03-29 US US09/936,300 patent/US6685763B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-29 ES ES00915236T patent/ES2191615T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-29 AU AU36617/00A patent/AU3661700A/en not_active Abandoned
- 2000-03-29 WO PCT/FR2000/000779 patent/WO2000062957A1/fr active IP Right Grant
- 2000-03-29 BR BR0009724-1A patent/BR0009724A/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-03-29 KR KR1020017013039A patent/KR100676656B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-03-29 DE DE60001320T patent/DE60001320T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-29 CA CA002370437A patent/CA2370437C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-29 EP EP00915236A patent/EP1194255B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-29 AT AT00915236T patent/ATE231758T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU3661700A (en) | 2000-11-02 |
CA2370437A1 (fr) | 2000-10-26 |
EP1194255A1 (fr) | 2002-04-10 |
KR100676656B1 (ko) | 2007-01-31 |
FR2792234A1 (fr) | 2000-10-20 |
BR0009724A (pt) | 2002-01-02 |
ES2191615T3 (es) | 2003-09-16 |
KR20010113797A (ko) | 2001-12-28 |
DE60001320D1 (de) | 2003-03-06 |
JP2002542034A (ja) | 2002-12-10 |
ATE231758T1 (de) | 2003-02-15 |
WO2000062957A1 (fr) | 2000-10-26 |
DE60001320T2 (de) | 2004-01-22 |
FR2792234B1 (fr) | 2001-06-01 |
EP1194255B1 (fr) | 2003-01-29 |
US6685763B1 (en) | 2004-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2370437C (fr) | Traitement pour ameliorer la coulabilite des aciers calmes a l'aluminium coules en continu | |
EP0123632B2 (fr) | Procédé de fabrication d'aciers à haute usinabilité | |
EP0196952B1 (fr) | Procédé d'obtention d'un acier calmé à faible teneur en azote | |
EP2252712B1 (fr) | Nouvel additif pour le traitement des aciers resulfures | |
EP0342082B1 (fr) | Procédé de réfroidissement d'un produit métallique coulé en continu | |
EP0190089B1 (fr) | Procédé de traitement de métaux liquides par fil fourre contenant du calcium | |
FR2552107A1 (fr) | Procede de traitement de l'acier par le calcium permettant d'obtenir une grande aptitude a la mise en forme a froid et une basse teneur en silicium | |
FR2654961A1 (fr) | Procede de traitement au magnesium et dispositif de mise en óoeuvre de ce procede. | |
FR2493201A1 (fr) | Procede de coulee d'un metal, notamment pour la realisation de lingots | |
EP2918688B1 (fr) | Procédé de désulfuration d'une fonte liquide, et fil fourré pour sa mise en oeuvre | |
RU2713770C1 (ru) | Способ производства стали с нормируемым содержанием серы | |
EP0156706B1 (fr) | Procédé de purification des métaux par insufflation | |
RU2312903C2 (ru) | Способ производства псевдокипящей стали | |
RU2102499C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали при получении заготовок непрерывной разливкой | |
RU2151199C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали | |
FR2576320A1 (fr) | Procede de traitement de metaux ferreux liquides par fil fourre contenant du calcium | |
BE503905A (fr) | ||
FR2917096A1 (fr) | Nouvel additif comprenant du plomb et/ou un alliage de plomb destine a traiter les bains d'acier liquide. | |
RU2183680C1 (ru) | Способ производства стали | |
RU2440423C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали | |
Chattopadhyay et al. | Thermodynamic Evaluation of Inclusion Formation and Nozzle Clogging During Slab Casting [C] | |
FR2463188A1 (fr) | Procede et cubilot pour l'introduction de produits de traitement dans la fonte de cubilot liquide | |
SU1742340A1 (ru) | Способ производства стали | |
Watanabe et al. | Improvement in the production of high grade wire rods and bars by using a billet caster | |
Zhordaniya et al. | Refining of liquid steel during injection processing of the metal in the ladle through the casting device with the sliding gate valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EEER | Examination request | ||
MKLA | Lapsed |