EP0097561A1 - Procédé et installation de brassage électromagnétique de brames métalliques, notamment d'acier, coulées en continu - Google Patents

Procédé et installation de brassage électromagnétique de brames métalliques, notamment d'acier, coulées en continu Download PDF

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EP0097561A1
EP0097561A1 EP83401148A EP83401148A EP0097561A1 EP 0097561 A1 EP0097561 A1 EP 0097561A1 EP 83401148 A EP83401148 A EP 83401148A EP 83401148 A EP83401148 A EP 83401148A EP 0097561 A1 EP0097561 A1 EP 0097561A1
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EP
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strand
slab
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liquid metal
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EP0097561B1 (fr
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Jean-Pierre Birat
Patrick Neu
Denis Senaneuch
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Rotelec SA
Original Assignee
Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Rotelec SA
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    • 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
    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/122—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ using magnetic fields

Definitions

  • the present invention relates to the electromagnetic stirring of metallic slabs, in particular of steel, continuously cast. It more precisely relates to electromagnetic stirring operations Me- t al molten in the secondary cooling zone of a continuous casting machine slabs.
  • the electromagnetic stirring operations consist, as is known, of subjecting the cast product to one or more mobile magnetic fields, sliding in a determined direction, and whose action on the liquid metal is then manifested by a drive of the latter identical, in direction and direction, to the displacement of the magnetic field.
  • the mobile magnetic field is generally created by a polyphase static inductor preferably placed in the immediate vicinity of the cast product and which may have different designs: for example a monobloc inductor, similar to a linear induction motor stator, placed either behind the holding rollers and guiding the slab during casting, either in substitution for one or more of these rollers (French patent n ° 2,068,308, German patent n ° 2,401,145), or even in spaces made available between two rollers consecutive (French Patent No. 2,187,468). It has also been proposed an inductor of cylindrical structure introduced inside the same of one or more rollers, made tubular for this purpose (English patent n ° 1.405.312).
  • the question which then arises, and to which the present invention aims to answer, consists in knowing whether there is an optimal type of stirring making it possible to achieve surely, jointly with a very wide central equiaxial zone, a level of the lowest possible macro-segregation, and in any case significantly more reduced than that obtained by the usual technique of electromagnetic stirring.
  • Another aim is to achieve the above-mentioned result with a minimum of mixing inducers.
  • the invention relates to a method of electromagnetic stirring of metallic slabs, in particular of steel, continuously cast, according to which, in the part of the liquid well located downstream of the mold in the direction of extraction of the slab, the latter is subjected to at least one mobile magnetic field, sliding along the width of the slab and creating a movement of entrainment of the liquid metal, process characterized in that a plurality of sliding magnetic fields are made to act so as to stir the liquid metal over the portion of the metallurgical height between 3 and 4 meters approximately below the free surface of the metal in the mold and approximately 3 meters from the bottom of the solidification well, in that said magnetic fields are produced by electromagnetic inductors which are offset between them along the metallurgical height by a separation distance of 1 to 2 meters approximately and in that the magnetic field created by an inductor onque slides in a direction opposite to that of the magnetic fields created by the closest offset inductors on both sides.
  • the solidification well the depth of which determines the "metallurgical height" is defined as the distance between the level of the free surface of the metal in the mold and the level downstream of it in the direction of extraction. of the product, where the entire section of the cast product is solidified (closing of the solidification well).
  • the latter are arranged in a staggered configuration on either side of the two large faces of the slab.
  • the electromagnetic inductor closest to the ingot mold is placed on the upper surface of the slab, that is to say facing the large face placed opposite the center of curvature of the machine. continuous casting.
  • the invention consists, in its fundamental features, in distributing the electromagnetic stirring energy transmitted to the cast metal over the major part of the metallurgical height so as to create convective movements which s '' establish in almost all of the solidification well.
  • the portion of the metallurgical height to be subjected to electromagnetic stirring in accordance with the invention lies between an upper limit, approximately 3 to 4 meters below the free surface of the metal in the mold, and a lower limit which can be situated approximately 2 or 3 meters from the closing point of the solidification well.
  • the action of the magnetic field closest to the ingot mold is located approximately 5 to 7 meters below the free surface of the liquid metal, and the action of the last field is located magnetic in the vicinity or bottom or solidification well, at a distance of about 4 to 5 meters above said bottom.
  • the average distance separating a direct entrainment zone from a recirculation zone depends first of all on the electromagnetic force to which the liquid metal is subjected, that is to say essentially on the intensity of the magnetic field. acting on the metal, since the sliding speed of the field (ie frequency of the electric current in the inductor) is necessarily low, around 1 to 5 Hz approximately, to limit the weakening of the field between the active surface of the inductor and liquid metal.
  • electromagnetic inductors compatible with a continuous slab casting installation under normal operating conditions make it possible to deliver magnetic fields which are strong enough for the difference between the direct entrainment zone of the liquid metal and the recirculation zone is around 2 meters approximately, or even beyond.
  • the depth at which these different negative segregation zones are located in the product relative to its surface depends on the local operating conditions of the casting machine and in particular on the initial overheating of the metal feeding the ingot mold, the extraction speed slab and speed of solidification of the product, that is to say the adjustment of the cooling system. Knowledge of these various parameters therefore makes it possible to easily link the depth of localization of negative segregation zones to the levels on the metallurgical height where the direct circulation and recirculation movements of liquid metal take place under the action of magnetic fields.
  • the upper and lower limit levels defining the portion of the metallurgical height subject to stirring according to the invention make it possible to approach fairly finely, in each case, the upper and lower limit levels defining the portion of the metallurgical height subject to stirring according to the invention.
  • this can range from approximately 0.7 meters / minute to more than 3 meters / minute, that is to say - say vary in a ratio of 1 to 5 between different installations, or flowing different steel grades.
  • FIGS. 1 and 2 There is shown diagrammatically in FIGS. 1 and 2, a mold 1, a nozzle 2 supplying the mold with liquid metal, the slab 3 during casting and having a solidified outer layer 4 and a core in the liquid state 5.
  • the line plotted at 6 defines the closure of the solidification well by joining the increasing solidification fronts on the large faces of the product.
  • the metallurgical height "H" that is to say the distance separating the surface of the liquid metal 7 in the mold from the closure 6 of the solidification well, can be read directly in meters in FIG. 1 thanks to the marks placed on the small left side of the slab.
  • the regions of direct action of the sliding magnetic fields have been represented by the two hatched zones 9 and 10.
  • zones define the regions for direct entrainment of the liquid metal whose lines of current were represented by the loops 13 in thick lines in FIG. 1.
  • the directions of sliding of the magnetic fields acting according to the width of the slab are indicated by arrows on the left of the direct drive zones 9 and 10 of the Figure 1 and by the conventional symbols in fig. 2.
  • the minimum configuration representative of the distribution of the action of the magnetic field over the metallurgical height is characterized here, as can be seen, by the installation of a first pair of brewer rollers 11, 11 'on the upper surface of the slab, downstream of the ingot mold, at an average distance of 6 meters from the free surface 7 of the cast metal, and a second pair of rollers 12, 12' offset downward relative to the pair 11, 11 'with an average distance of 1.50 meters. Furthermore, the direction of sliding of the magnetic field created by the pair 11, 11 'is opposite to that created by the pair 12, 12'.
  • this movement in "butterfly wings” comprises, as can be seen, a central body 13 with relatively intense circulation because it is generated by the combined effect of the two direct drive zones 9 and 10 and, on both sides. 'Other of this central body 13, recirculation regions 14, 15, which flourish respectively upwards and downwards to the levels, on the metallurgical height, of 3.5 meters and 10 meters approximately.
  • the metallographic analyzes carried out show that the slabs poured and stirred continuously in the manner which has just been described have a very large equiaxed solidification zone which is already initiated at a skin depth corresponding to the level, over the metallurgical height, about 3.5 meters.
  • these analyzes also show that the core of the slabs is practically free of macrosegregation phenomena.
  • the negative segregation ring corresponding to the low recirculation region 15 is not observable on the metallographic section, since we are located at this level in a region where the proportion of solid in the liquid is very important and therefore forms a rigid skeleton and where, consequently, the sweeping of the solidification front by the forced convection movements of the liquid metal, responsible for the formation negative segregation zone, no longer operates in this respect significantly.
  • the staggered arrangement of the mixing inductors defining the direct drive zones is justified if the number of available inductors is limited. If not, it is quite possible to couple the inductors next to each other at the level of the direct drive zones, the important thing in this case being understood that the magnetic fields created by the matched inductors at the level of a determined direct drive zone in the same way.
  • the inducing units paired on the same face of the slab such as 11, 11 ′ to 12, 12 ′ and / or paired at the same level on the two faces opposite, constitute one and the same inductor, because they are intended to produce one and the same direct entrainment zone of the liquid metal.
  • the direction of sliding of the magnetic field is uniform for these inducing units.

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Abstract

Procédé de brassage électromagnétique de brames métalliques, notamment d'acier, coulées en continu. Selon l'invention, on soumet le métal liquide en aval de la lingotière à des mouvements de brassage qui s'étendent entre 3m environ sous la surface libre (7) du métal et 2m environ du fond (6) du puits de solidification à l'aide d'une pluralité de champs magnétiques mobiles glissants selon la largeur de la brame et créés par des inducteurs électromagnétiques (11, 11' ; 12, 12'), étagés entre 5m environ de la surface libre (7) et 4m environ du fond (6) en étant séparés les uns des autres d'une distance de l'ordre de 2m et délivrant chacun un champ magnétique glissant dans un sens opposé de ceux délivrés par ses plus proches voisins de part et d'autre. La mise en oeuvre du procédé permet d'obtenir une structure de solidification à large zone de solidification équiaxe et dénuée de macroségrégations et porosités axiales gênantes.

Description

  • La présente invention concerne le brassage électromagnétique des brames métalliques, notamment d'acier, coulées en continu. Elle se rapporte plus précisément aux opérations de brassage électromagnétique du mé- tal en fusion dans la zone du refroidissement secondaire d'une machine de coulée continue de brames.
  • Les opérations de brassage électromagnétique, dont il est question ici, consistent, comme il est connu, à soumettre le produit coulé à un ou plusieurs champs magnétiques mobiles, glissant dans une direction déterminée, et dont l'action sur le métal liquide se manifeste alors par un entrainement de ce dernier identique, en sens et direction, au déplacement du champ magnétique.
  • Dans le cas de produits de section allongée, telle que les brames, coulés en continu, il est connu d'entrainer le métal liquide de la façon indiquée ci-dessus dans un mouvement de translation horizontale, parallèle aux grandes faces du produit.
  • Le champ magnétique mobile est généralement créé par un inducteur statique polyphasé disposé de préférence au voisinage immédiat du produit coulé et pouvant présenter différentes conceptions : par exemple un inducteur monobloc, similaire à un stator de moteur linéaire à induction, placé soit derrière les rouleaux de maintien et de guidage de la brame en cours de coulée, soit en substitution d'un ou plusieurs de ces rouleaux (brevet français n° 2.068.308, brevet allemand n° 2.401.145), soit encore dans des espaces rendus disponibles entre deux rouleaux consécutifs (brevet français n° 2.187.468). Il a été également proposé un inducteur de structure cylindrique introduit à l'intérieur même d'un ou plusieurs rouleaux, rendus tubulaires à cette fin (brevet anglais n° 1.405.312).
  • L'intérêt du brassage contrôlé du métal liquide en cours de coulée, intérêt que l'on connaît maintenant de longue date, réside dans l'amélioration systématique de la qualité interne du produit brassé par rapport au produit non brassé. Cette qualité améliorée, qui se caractérise en particulier par une réduction de la porosité centrale, ainsi que par une diminution sensible des macro-ségrégations axiales, résulte de l'influence favorable du brassage sur la structure de solification. Cette dernière en effet reflète, dans le cas de produits brassés, une interruption précoce de la croissance cristalline périphérique de type "basaltique" (croissance dendritique) au profit de la formation et du développement d'une zone centrale à structure de solidification non-orientée, dite de type "équiaxe", corrélativement plus étendue.
  • Cependant, bien que la relation de cause à effet entre une large zone équiaxe et une faible ségrégation axiale soit désormais indiscutable, les nombreuses observations métallographiques effectuées par les inventeurs montrent que la ségrégation axiale peut quand même demeurer relativement importante malgré une zone équiaxe bien développée.
  • La question qui se pose alors, et à laquelle la présente invention a pour but de répondre, consiste à savoir s'il existe un type de brassage optimal permettant d'obtenir à coup sur, conjointement avec une zone équiaxe centrale très large, un niveau de macro-ségrégation axiale le plus faible possible, et en tout cas sensiblement plus réduit que celui obtenu par la technique habituelle de brassage électromagnétique.
  • Un autre but est de parvenir au résultat précité avec un minimum d'inducteurs de brassage.
  • Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de brassage électromagnétique des brames métalliques, notamment d'acier, coulées en continu, selon lequel, dans la partie du puits liquide située en aval de la lingotière dans le sens d'extraction de la brame, on soumet cette dernière à au moins un champ magnétique mobile, glissant selon la largeur de la brame et créant un mouvement d'entrainement du métal liquide, procédé caractérisé en ce qu'on fait agir une pluralité de champs magnétiques glissant de façon à brasser le métal liquide sur la portion de la hauteur métallurgique comprise entre 3 et 4 mètres environ sous la surface libre du métal en lingotière et 3 mètres environ du fond du puits de solidification, en ce que lesdits champs magnétiques sont produits par des inducteurs électromagnétiques qui sont décalés entre-eux le long de la hauteur métallurgique d'une distance de séparation de 1 à 2 mètres environ et en ce que le champ magnétique créé par un inducteur quelconque glisse dans un sens opposé de celui des champs magnétiques créés par les inducteurs décalés les plus proches voisins de part et d'autre.
  • On rappelle que le puits de solidification, dont la profondeur détermine la "hauteur métallurgique", se définit comme la distance comprise entre le niveau de la surface libre du métal en lingotière et le niveau en aval de celle-ci dans le sens d'extraction du produit, où toute la section du produit coulé est solidifiée (fermeture du puits de solidification).
  • Conformément à une mise en oeuvre particulière, utilisant un minimum d'inducteurs électromagnétiques, on dispose ces derniers selon une configuration en quinconce de part et d'autre des deux grandes faces de la brame.
  • Conformément à une variante préférée, on place l'inducteur électromagnétique le plus proche de la lingotière sur l'extrados de la brame c'est-à-dire en regard de la grande face placée à l'opposé du centre de courbure de la machine de coulée continue.
  • Comme on l'aura sans doute déjà compris, l'invention consiste, dans ses traits fondamentaux, à répartir l'énergie électromagnétique de brassage transmise au métal coulé sur la majeure partie de la hauteur métallurgique de manière à créer des mouvements de convection qui s'établissent dans la quasi-intégralité du puits de solidification.
  • Ceci étant, il n'est pas nécessaire de brasser sur toute la hauteur du puits liquide pour les raisons suivantes :
    • - d'une part, il est inutile de faire agir le champ magnétique au voisinage de l'extrémité de fermeture du puits de solidification, car en cet endroit le métal est déjà suffisamment pris en masse pour que l'on ne puisse y créer des mouvements de convection et ceci même avec des puissances électromagnétiques très importantes.
    • - d'un autre côté, il n'est pas souhaitable de brasser trop haut sur la hauteur métallurgique, c'est-à-dire au voisinage immédiat de la lingotière, car le jet d'alimentation du métal liquide en lingotière crée naturellement des mouvements de convection favorables qui s'étendent dans le puits liquide jusqu'à une distance égale à 2 ou 3 fois environ la hauteur de la lingotière et qu'il n'est pas opportun de perturber.
  • Dans ces conditions, on comprend que la portion de la hauteur métallurgique devant être soumise à un brassage électromagnétique conformément à l'invention, se situe entre une limite supérieure, à environ 3 à 4 mètres sous la surface libre du métal en lingotière, et une limite inférieure que l'on peut situer environ à 2 ou 3 mètres du point de fermeture du puits de solidification.
  • Pour déterminer maintenant la localisation des inducteurs assurant un tel brassage, il faut tenir compte, en outre, du fait que l'action directe d'entrainement du champ magnétique à un niveau quelconque de la hauteur métallurgique induit des mouvements de recirculation du métal liquide (entrainement indirect) assurant le bouclage des lignes de courant, et qui s'épanouissent de part et d'autre de la zone d'entrainement direct jusqu'à une distance d'environ 2 à 3 mètres de cette dernière.
  • Compte tenu de ces précisions, on localise l'action du champ magnétique le plus voisin de la lingotière à environ 5 à 7 mètres sous la surface libre du métal liquide, et on localise l'action du dernier champ magnétique au voisinage ou fond ou puits oe solidification, à une distance d'environ 4 à 5 mètres au-dessus dudit fond.
  • Bien entendu, la distance moyenne séparant une zone d'entrainement direct d'une zone de recirculation dépend au premier chef de la force électromagnétique à laquelle est soumise le métal liquide, c'est-à-dire essentiellement de l'intensité du champ magnétique agissant sur le métal, puisque la vitesse de glissement du champ (i.e. fréquence du courant électrique dans l'inducteur) est nécessairement faible, autour de 1 à 5 Hz environ, pour limiter l'affaiblissement du champ entre la surface active de l'inducteur et le métal liquide.
  • On peut dire toutefois que, compte-tenu de la technologie dont on dispose actuellement, les inducteurs électromagnétiques compatibles avec une installation de coulée continue de brames dans des conditions d'exploitation normale permettent de délivrer des champs magnétiques suffisamment puissants pour que l'écart entre la zone d'entrainement direct du métal liquide et la zone de recirculation se situe autour de 2 mètres environ, voire au delà.
  • Il peut être utile de préciser que l'on parvient aisément à détecter les niveaux sur la hauteur métallurgique où se situent les zones de recirculation. Celles-ci apparaissent en effet à l'observation métallographique, sur coupe en section droite de la barre solidifiée, sous forme de couronnes plus claires que le reste de la matrice métallique (appelée également zones de ségrégation négative ou "zone blanche"), et dont la clarté est sensiblement plus estompée que celle des couronnes de ségrégation négative principale, qui se forment, elles, au niveau de l'entrainement direct du champ magnétique glissant. La profondeur à laquelle sont localisées ces différentes zones de ségrégation négative dans le produit par rapport à sa surface dépend des conditions locales d'exploitation de la machine de coulée et notamment de la surchauffe initiale du métal alimentant la lingotière, de la vitesse d'extraction de la brame et de la vitesse de solidification du produit c'est-à-dire du réglage du système de refroidissement. La connaissance de ces différents paramètres permet donc de relier facilement la profondeur de localisation des zones de ségrégation négative aux niveaux sur la hauteur métallurgique où interviennent les mouvements de circulation directs et de recirculation du métal liquide sous l'action des champs magnétiques.
  • Il doit être souligné que ces mêmes paramètres permettent d'approcher assez finement, dans chaque cas, les niveaux limites supérieur et inférieur définissant la portion de la hauteur métallurgique soumise au brassage conformément à l'invention. A titre indicatif, on pourra noter qu'en ce qui concerne par exemple la vitesse d'extraction des brames, celle-ci peut aller d'environ 0,7 mètre/minute à plus de 3 mètres/minute, c'est-à-dire varier dans une rapport de 1 à 5 entre des installations différentes, ou coulant des nuances d'acier différentes.
  • On va maintenant décrire, à titre illustratif, une configuration caractéristique du procédé selon l'invention utilisant un nombre minimum d'inducteurs de brassage et adaptée à la coulée continue de brames à faible vitesse d'extraction (0,7 mètre/minute) et dont le puits liquide présente une hauteur métallurgique réduite à environ 12 mètres.
  • La description de cet exemple sera faite en référence aux planches de figures annexées sur lesquelles :
    • - la figure 1 montre une brame coulée en continu selon une vue en coupe longitudinale médiane parallèle aux grandes faces de la brame,
    • - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 mais selon une coupe parallèle aux petites faces latérales de la brame,
    • - la figure 3 est une empreinte Baumann de la partie centrale d'une section droite de la brame solidifiée.
  • On a schématisé sur les figures 1 et 2, une lingotière 1, une busette 2 alimentant la lingotière en métal liquide, la brame 3 en cours de coulée et présentant une couche extérieure solidifiée 4 et un coeur à l'état liquide 5. La ligne tracée en 6 définit la fermeture du puits de solidification par jonction des fronts de solidification croissants sur les grandes faces du produit. La hauteur métallurgique "H", c'est-à-dire la distance séparant la surface du métal liquide 7 en lingotière de la fermeture 6 du puits de solidification, peut être lue directement en mètres sur la figure 1 grâce aux repères placés sur la petite face de gauche de la brame. Sur les figures, les régions d'action directe des champs magnétiques glissants ont été représentées par les deux zones hachurées 9 et 10. Ces zones, comme on l'a déjà dit, définissent les régions d'entraînement direct du métal liquide dont les lignes de courant ont été réprésentées par les boucles 13 en traits épais sur la figure 1. Les sens de glissement des champs magnétiques agissant selon la largeur de la brame sont indiqués par des flèches sur la gauche des zones d'entraînement direct 9 et 10 de la figure 1 et par les symboles conventionnels sur la fig. 2.
  • La mise en oeuvre de l'invention ne pose aucun problème particulier et on pourra avantageusement utiliser, ainsi que le montre très schématiquement la figure 2, des inducteurs électromagnétiques à champ glissant de structure cylindrique, placés à l'intérieur des rouleaux de soutien et de guidage de la brame coulée rendus tubulaires à cette fin. L'ensemble ainsi constitué par le rouleau et l'inducteur interne est un ensemble fonctionnel, livré prêt à l'emploi, et habituellement désigné dans le domaine technique considéré par l'expression "rouleau-brasseur". Ces rouleaux-brasseurs, ne faisant pas partie de l'objet propre de l'invention, ne seront pas ici décrits en détail. Si on le souhaite, on pourra trouver une description détaillée de leur conception et de leur technologie en se reportant à la demande de brevet anglais n° 1.405.312-IRSID.
  • Pour ne pas surcharger inutilement les figures, ces rouleaux-brasseurs n'ont pas été représentés sur la figure 1. Sur la figure 2, seul les rouleaux- brasseurs 11, 11' et 12, 12' ont été illustrés à l'exclusion de tous les autres rouleaux ordinaires qui jalonnent normalement en range serrés les grandes faces de la brame.
  • La configuration minimale représentative de la répartition de l'action du champ magnétique sur la hauteur métallurgique, conformément à l'invention, se caractérise ici, comme on le voit, par la mise en place d'une première paire de rouleaux-brasseurs 11, 11' sur l'extrados de la brame, en aval de la lingotière, à une distance moyenne de 6 mètres de la surface libre 7 du métal coulé, et une seconde paire de rouleaux 12, 12' décalée vers le bas par rapport à la paire 11, 11' d'une distance moyenne de 1,50 mètre . Par ailleurs, le sens de glissement du champ magnétique créé par la paire 11, 11' est à l'opposé de celui créé par la paire 12, 12'.
  • Dans ces conditions, le brassage électromagnétique provoqué par les champs glissants agissant sur les deux niveaux 9 et 10 décalés en hauteur crée au sein du métal liquide un mouvement de convection forcée sous forme de triple "0" ou, si l'on préfère, "d'ailes de papillon", qui se développe sur la majeure portion de la hauteur métallurgique, c'est-à-dire sur la portion comprise entre le niveau limite supérieur à la cote 3,5 mètres environ et le niveau limite inférieur voisin de la cote 10 mètres. Plus précisément ce mouvement en "ailes de papillon" comprend, comme on le voit, un corps central 13 à circulation relativement intense car elle est générée par l'effet conjugué des deux zones d'entraînement direct 9 et 10 et, de part et d'autre de ce corps central 13, des régions de recirculation 14, 15, qui s'épanouissent respectivement vers le haut et vers le bas jusqu'aux niveaux, sur la hauteur métallurgique, de 3,5 mètres et 10 mètres environ.
  • Les analyses métallographiques effectuées montrent que les brames coulées et brassées en continu de la manière qui vient d'être décrite, présentent une très large zone de solidification équiaxe qui s'initie déjà à une profondeur de peau correspondant au niveau, sur la hauteur métallurgique, de 3,5 mètres environ. Par ailleurs, ces analyses montrent également que le coeur des brames est pratiquement exempt de phénomènes de macroségrégation. Ces résultats peuvent être vus directement sur la figure 3 où l'on a représenté en 16 l'axe de la brame, (lequel se confond d'ailleurs avec l'axe de coulée) et où l'on a désigné en 17 la large zone de solidification équiaxe bordée de part et d'autre par une frange 18 de solidification basaltique orientée, assez difficilement discernable sur cette reproduction d'un tirage photographique. On voit cependant clairement sur cette dernière, au sein de la phase équiaxe 17 les deux cernes clairs concentriques 19 et 20 à distance rapprochée l'un de l'autre et caractérisant les zones de ségrégation négative formées par l'action de brassage dans les régions d'entraînement direct 9 et 10. On distingue également, autour et à distance de ces cernes, une autre couronne (21) de ségrégation négative, de contraste beaucoup plus atténué, et traduisant à cet endroit la présence de la région de recirculation supérieure référencée 14 sur la figure 1. Il est à noter que la couronne de ségrégation négative correspondant à la région de recirculation basse 15 n'est pas observable sur la coupe métallographique, car on se situe à ce niveau dans une région où la proportion de solide dans le liquide est très importante et forme donc un squelette rigide et où, par conséquent, le balayage du front de solidification par les mouvements de convection forcée du métal liquide, responsable de la formation de zone de ségrégation négative, n'opère plus à cet égard de façon significative.
  • Il va de soi que l'invention ne s'aurait se limiter à l'exemple décrit et s'étend à de nombreuses variantes et équivalents dans la mesure où sont respecté les caractéristiques énoncées dans les revendications jointes.
  • Il en est ainsi notamment du nombre de champs magnétiques glissants, c'est-à-dire du nombre de zones d'entraînement direct qui s'étagent sur la hauteur métallurgique, à condition toutefois que le sens de glissement des champs s'inverse entre deux zones d'entraînement directs consécutives.
  • De même la disposition en quinconce des inducteurs de brassage définissant les zones d'entraînement direct se justifie dans le cas où le nombre d'inducteurs disponibles est limité. Si non, il est tout à fait possible de coupler les inducteurs les uns en regard des autres au niveau des zones d'entrainement direct, l'important dans ce cas étant bien entendu que les champs magnétiques créés par les inducteurs appariés au niveau d'une zone d'entrainement direct déterminée glissent dans le même sens.
  • De même, le fait que les zones d'entraînement direct 9 et 10 sont créées chacunes par un jumellage de deux inducteurs électromagnétiques 11, 11' et 12, 12', ne saurait en aucun cas constituer une limite de la présente invention. Ces dispositions ne s'expliquent en effet que par la volonté de travailler au cours des essais avec des puissances électromagnétiques de l'ordre de 250 KVA pour chaque zone d'entraînement direct, alors que la puissance nominale des inducteurs disponibles s'élevait à 125 KVA.
  • Dans ces conditions, on considéra, pour l'intelligence de l'invention, que les unités inductrices jumelées sur une même face de la brame telles que 11, 11' au 12, 12' et/ou appariées au même niveau sur les deux faces opposées, constituent un seul et même inducteur, car elles sont destinées à produire une seule et même zone d'entraînement direct du métal liquide. En particulier le sens de glissement du champ magnétique est uniforme pour ces unités inductrices.

Claims (5)

10) Procédé de brassage électromagnétique de brames métalliques,' notamment d'acier, coulées en continu, selon lequel, dans la partie du puits de solidification située en aval de la lingotière dans le sens d'extraction de la brame, ou soumet cette dernière à au moins un champ magnétique mobile, glissant selon la largeur de la brame et créant un mouvement d'entrainement du métal liquide, procédé caractérisé en ce qu'on fait agir une pluralité de champs magnétiques glissants de façon à brasser le métal liquide sur la portion de la hauteur métallurgique (H) comprise entre 3 à 4m environ sous la surface libre (7) du métal en lingotière et 2 à 3m environ du fond (6) du puits de solidification ; en ce que lesdits champs sont produits par des inducteurs électromagnétiques (11), (12), que l'on dispose de façon étagée sur la hauteur métallurgique en les espaçant l'un de l'autre d'une distance de 1 à 2m environ, et en ce que l'on règle les inducteurs de façon que le champ magnétique créé par un inducteur quelconque glisse dans un sens opposé de celui des champs magnétiques créés par les inducteurs décalés les plus proches voisins de part et d'autre.
2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que on localise l'action de l'inducteur le plus voisin de la lingotière à environ 5 à 7m sous la surface libre (7) du métal liquide, et en ce que on localise l'action de l'inducteur le plus voisin du fond (6) du puits de solidification à environ 4 à 6m dudit fond.
3°) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on dispose les inducteurs étagés sur la hauteur métallurgique selon une configuration en quinconce de part et d'autre des deux grandes faces de la brame.
4°) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on dispose l'inducteur le plus proche de la lingotière sur l'extrados de la brame.
5°) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on utilise, de façon connue pour le brassage du métal liquide, des inducteurs électromagnétiques polyphasés de forme cylindrique placé longitudinalement à l'intérieur des rouleaux de soutien et de guidage de la brame, rendus tubulaires à cette fin.
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