EP0403411A1 - Procédé et dispositif de mise en vibration d'une lingotière de coulée continue des métaux - Google Patents

Procédé et dispositif de mise en vibration d'une lingotière de coulée continue des métaux Download PDF

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EP0403411A1
EP0403411A1 EP90470033A EP90470033A EP0403411A1 EP 0403411 A1 EP0403411 A1 EP 0403411A1 EP 90470033 A EP90470033 A EP 90470033A EP 90470033 A EP90470033 A EP 90470033A EP 0403411 A1 EP0403411 A1 EP 0403411A1
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EP
European Patent Office
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mold
continuous casting
vibrations
crown
axis
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EP90470033A
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Michel Nogues
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Sollac SA
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Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Unimetal SA
Sollac SA
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/0401—Moulds provided with a feed head
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/053—Means for oscillating the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to the vibration of a mold for continuous casting of metals, of the type comprising transmitters transmitting ultrasonic vibrations to the wall of the mold.
  • the surface quality of a metal product, in particular steel, continuously cast depends very largely on the way in which the first skin of this product solidifies from the free surface of the liquid metal in the mold (generally called meniscus).
  • meniscus the free surface of the liquid metal in the mold
  • one of the problems encountered in the continuous casting of metals, in particular steel, whether it is of the "free jet” or “submerged nozzle” type, is that of attachment or bonding. on the internal face of the ingot mold, of the solidified crust resulting from the peripheral freezing of the metal bar cast in contact with the energetically cooled wall of the ingot mold. Due to this attachment, it may occur, during the progression of the bar in the mold, tears in the solidified crust, which are the source of breakthroughs.
  • One of the techniques known to date for improving this surface quality and avoiding these breakthroughs consists in reducing the coefficient of friction between the solidified crust and the internal face of the wall of the mold, by transmitting to this wall, in particular in the meniscus region, ultrasonic vibrations.
  • this wall in particular in the meniscus region
  • piezoelectric ultrasonic transmitters are used.
  • These ultrasonic vibrations can be transmitted by means of one or more transmitters applied against the external faces of the side walls of the mold.
  • the vibrations follow a direction substantially perpendicular to the pouring axis and the transverse pressure wave which propagates in the wall of the ingot mold deforms it by bending in this same direction.
  • This or these transmitters can also be applied against the upper edge or the lower edge of the mold.
  • the vibrations transmitted to the mold in a direction parallel to the casting axis propagate in the mold a longitudinal pressure wave in this same direction, generally stationary, and which causes deformations by local swelling of the wall.
  • European Patent EP 0178967 in the name of the Applicant presents an example of such a configuration.
  • the excitation of the ingot mold in a purely transverse direction with respect to its axis encounters certain difficulties.
  • the ultrasonic emitters must be installed as close as possible to the internal surface of the ingot mold so that a sufficient part of the vibratory energy that they produce is effectively transmitted to the level of the surface in contact with the cast product.
  • the transmitters must pass through the jacketed part used for cooling the ingot mold, the construction of which is thus made more complex. It is even common to have to locally reduce the thickness of the wall of the mold in the area where the transmitter is located, as is the case in the document FR 2497130 already cited. On the other hand, it is thus much less easy to equip the mold with an electromagnetic stirrer for stirring the liquid metal.
  • the vibration of the ingot mold according to a mode of propagation of the waves in the longitudinal direction makes it possible to overcome this high sensitivity to variations meniscus and amé level thus improving the reproducibility of the metallurgical results of the process.
  • a ingot mold of classic design is quite suitable for this use.
  • the transmitters can be easily adapted to an existing ingot mold without the need to modify it profoundly. But if they are placed vertically on the upper edge of the mold, they fill part of the space which is normally free between the mold and the lower part of the distributor which supplies it with liquid metal.
  • the transmitters are thus exposed to metal projections coming from the meniscus. If they are placed on the lower edge of the mold, the above problems no longer arise.
  • the emitters are exposed to the radiation of the product leaving the ingot mold.
  • the latter has every chance of damaging the emitters.
  • the invention proposes to reconcile these two modes of excitation of the ingot mold so as to increase the efficiency of its vibration, while benefiting from advantages which are not found in any of the two known modes.
  • the subject of the invention is a process for the continuous casting of metals, in particular steel, of the type according to which ultrasonic vibrations are applied to the wall of the mold, characterized in that said vibrations comprise both a component oriented parallel and a component oriented perpendicular to the axis of the mold.
  • the invention also relates to a device for vibrating a mold for the continuous casting of metals of the type comprising at least one ultrasonic emitter capable of emitting in a determined direction and placed at one of the ends of the ingot mold, characterized in that it comprises at least one surface integral with the ingot mold and having an angle of inclination relative to the axis of the latter, and against which said transmitter is applied, the direction of which of the ultrasound is emitted is perpendicular to said surface.
  • this surface is constituted by a bevelled edge of a crown traversing the perimeter of one end of the mold.
  • This crown can be attached to the mold, or be incorporated into the mold during manufacture.
  • the invention consists in orienting the ultrasonic vibrations communicated to the ingot mold obliquely so that they propagate both in the longitudinal direction of the ingot mold and in its transverse direction.
  • the vibrations of the ingot mold therefore themselves have a longitudinal component and a transverse component, in contrast to the vibrations imparted by means of conventional devices, which have noticeably only one or the other of these two components.
  • the ultrasonic emitters By placing the ultrasonic emitters obliquely to the casting axis, the vertical size of the device for vibrating the ingot molds is reduced. If they are located on the upper edge of the mold, the disadvantages of this location are minimized. On the other hand, by transmitting these oblique vibrations to the ingot mold, a movement is imparted to it which is a compromise between that provided by purely transverse vibrations and purely longitudinal vibrations.
  • the inventors have found that, by choosing the angle of inclination of the emitters relative to the casting axis, it was possible to achieve a better distribution of the vibrational energy in the mold than in the case where this angle was zero, while retaining a good transmission efficiency of the transmitters vibrations to the mold. In most cases, the value optimum of this angle of inclination, open towards the upstream part of the continuous casting machine, is approximately 60 or 120 °.
  • the ingot mold 1 has an internal wall 2 made of a material which is a good conductor of heat, such as copper or a copper alloy, surrounded by a jacket 3 ensuring vigorous cooling of the wall 2 by circulation of a coolant, such as water.
  • the mold can be of any section, square, rectangular or round. It is supplied with liquid metal 5 by a nozzle 4 of refractory material connected to a distributor 14. The liquid metal 5 begins to solidify against the wall 2 and to form a solid crust 6 whose thickness croft as and the product 7 is extracted from the mold in the direction indicated by the arrow 8.
  • the purpose of the vibration of the mold is to improve the surface condition of the product and to prevent this solid crust 6 from adhering to wall 2 and won't tear.
  • the mold is provided at one of its ends with a crown 9.
  • a crown 9 In the configuration shown, it is the upper end of the mold which is equipped with it.
  • This ring runs around the perimeter of the mold, which it is made integral with fixing means as symbolized by screws 10,10 ′.
  • the contact between the crown and the mold must be ensured in such a way that vibrations communicated to the crown are transmitted to the mold with such high efficiency. as possible.
  • the upper edge of the crown 9 is bevelled, so that the crown has a surface there against which one or, preferably, several emitters 12,12 ′ of ultrasound are applied.
  • the surface 11 is oriented in such a way that the axis of the transmitters 12,12 ′, perpendicular to the surface, is inclined relative to the axis of the ingot mold at an acute angle ⁇ open towards the upstream part of the machine continuous casting.
  • the transmitters communicate to the crown and, consequently, to the entire mold, vibrations oriented along their axis, and therefore having both a horizontal and a vertical component.
  • Part of the vibrational energy is thus used to vibrate the wall of the mold in a direction perpendicular to the axis of casting.
  • the rest of the vibrational energy causes the mold to vibrate in a direction parallel to the casting axis.
  • the device described makes it possible to reduce the vertical size of the apparatus. It also removes emitters from the meniscus and thus reduces their exposure to liquid metal splashes from the meniscus. To improve this protection and to house the emitters of the radiation from the nozzle 4, it is also possible to install a cover which would not hinder accessibility too much inside the mold.
  • the crown 9 is not attached to the mold, but is an integral part thereof. On the other hand, it is not the upper edge of the crown 9 which is bevelled, but its lower edge. There is thus formed on the crown a turned surface 13 down from the continuous casting machine.
  • the ultrasonic emitters (12,12 ′) are applied to the face 13.
  • the angle ⁇ open towards the upstream of the machine, is therefore this time an obtuse angle.
  • This configuration is particularly advantageous because thus, the vertical size of the vibrating device is limited to the excess thickness introduced by the crown 9.
  • the ultrasonic emitters are even better sheltered from projections of liquid metal than in the configuration previous, and are no longer exposed to radiation from the nozzle 4.
  • the vibrations emitted by the transmitters are preferably power ultrasound, with a frequency greater than or equal to 16 kHz to avoid excessive noise pollution.
  • Ultrasonic transmitters are of any type known per se, such as piezoelectric transducers, which are to be recommended because of their ability to provide long-lasting high power levels.
  • the number of ultrasonic emitters must be chosen so as to ensure good symmetry of the vibration of the ingot mold, to guarantee a reduction of the friction forces sufficiently uniform over all the portions of the ingot mold.
  • the presence of at least one transmitter per face is recommended.
  • each large face can be equipped with several transmitters, in the case where the vibrations emitted by a single transmitter placed in the middle of the large face undergo too great damping before reaching the lateral ends of the big face.
  • two transmitters placed in diametrically opposite positions may be sufficient, if the diameter of the ingot mold is not too large.
  • the invention is not limited to the examples which have just been described and shown. It is applicable to conventional continuous casting molds of all types, straight or curved, vertical or horizontal, for the production of products of all formats: billets, blooms, slabs, or even for the direct casting of thin products.
  • a variant of this device would consist in not using a continuous crown, but a plurality of bevelled pieces, each of which would carry at least one oriented transmitter as has just been described.
  • fluttering phenomena may be established, which could be detrimental to a proper installation.
  • the particular orientation of the ultrasonic vibrations can be obtained by any means inde pendants of the mold and integrated into the ultrasonic transmitters. These would therefore communicate the mold an excitation oriented obliquely to the axis of the transmitters. The parts of the mold supporting the transmitters would not necessarily be oriented obliquely with respect to the axis of the mold.
  • This method and this device can be used alone or in conjunction with other means of reducing the risks of sticking of the solidified skin to the walls of the mold, such as low frequency mechanical oscillations and lubrication of the walls with oil. or a meniscus covering slag.

Landscapes

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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de coulée continue des métaux du type selon lequel on applique des vibrations ultrasonores à la paroi (2) de la lingotière (1), caractérisé en ce que lesdites vibrations comportent à la fois une composante orientée parallèlement et une composante orientée perpendiculairement à l'axe de la lingotière.
Ce procédé est mis en oeuvre préférentiellement en appliquant au moins un émetteur d'ultrasons (12) contre une surface solidaire (11) de l'une des extrémités de la lingotière (1) et présentant un angle d'inclinaison par rapport à l'axe de cette dernière.
L'invention s'applique principalement à la coulée continue de produits en acier de tous formats.

Description

  • La présente invention concerne la mise en vibration d'une lingotière de coulée continue des métaux, du type comprenant des émetteurs transmettant des vibrations ultrasonores à la paroi de la lingotière.
  • La qualité de surface d'un produit métallique, notamment en acier, coulé en continu dépend très largement de la manière dont s'effectue la solidification de la première peau de ce produit à partir de la surface libre du métal liquide en lingotière (surface généralement appelée ménisque). De même, l'un des problèmes rencontrés dans la coulée continue des métaux, notamment de l'acier, que celle-ci soit du type "en jet libre" ou à "busette immergée", est celui de l'accrochage ou du collage à la face interne de la lingotière, de la croûte solidifiée résultant du figeage périphérique de la barre métallique coulée au contact de la paroi énergiquement refroidie de la lingotière. Du fait de cet accrochage, il peut se produire, lors de la progression de la barre dans la lingotière, des déchirements de la croûte solidifiée, qui sont à l'origine de percées.
  • L'une des techniques connues à ce jour pour améliorer cette qualité de surface et éviter ces percées, consiste à réduire le coefficient de frottement entre la croûte solidifiée et la face interne de la paroi de la lingotière, en transmettant à cette paroi, notamment dans la région du ménisque, des vibrations ultrasonores. De préférence, en raison des niveaux de puissance requis, on utilise des émetteurs piézoélectriques d'ultrasons.
  • Ces vibrations ultrasonores peuvent être transmises au moyen d'un ou de plusieurs émetteurs appliqués contre les faces externes des parois latérales de la lingotière. Dans ce cas, les vibrations suivent une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de coulée et l'onde transversale de pression qui se propage dans la paroi de la lingotière la déforme par flexion selon cette même direction. C'est par exemple le cas dans le document FR 2 497 130. Ce ou ces émetteurs peuvent également être appliqués contre le bord supérieur ou le bord inférieur de la lingotière. Les vibrations transmises à la lingotière selon une direction parallèle l'axe de coulée propagent dans la lingotière une onde de pression longitudinale selon cette même direction, généralement stationnaire, et qui provoque des déformations par gonflements locaux de la paroi. Le Brevet Européen EP 0178967 au nom de la Demanderesse présente un exemple d'une telle configuration.
  • L'excitation de la lingotière selon une direction purement transversale par rapport à son axe se heurte à certaines difficultés. Les émetteurs ultrasonores doivent être implantés aussi près que possible de la surface interne de la lingotière pour qu'une part suffisante de l'énergie vibratoire qu'ils produisent soit effectivement transmise au niveau de la surface en contact avec le produit coulé. Le plus souvent, les émetteurs doivent traverser la partie chemisée servant au refroidissement de la lingotière, dont la construction est ainsi rendue plus complexe. Il est même courant de devoir réduire localement l'épaisseur de la paroi de la lingotière dans la zone où est implanté l'émetteur, comme c'est le cas dans le document FR 2497130 déjà cité. D'autre part, il est ainsi bien moins aisé d'équiper la lingotière d'un brasseur électromagnétique pour l'agitation du métal liquide. Quant à l'adaptation de tels émetteurs à une lingotière existante, elle n'est que difficilement envisageable. En outre, l'efficacité métallurgique de ces vibrations est fortement liée à la stabilité du niveau du ménisque, qui doit être en permanence maintenu en regard des émetteurs pour que l'influence de leur action sur l'état de surface du produit soit optimale.
  • La mise en vibration de la lingotière selon un mode de propagation des ondes dans la direction longitudinale, au moyen par exemple d'un dispositif tel que décrit dans le Brevet Européen EP 0178967 déjà cité, permet de s'affranchir de cette forte sensibilité aux variations de niveau du ménisque et d'amé­ liorer ainsi la reproductibilité des résultats métallurgiques du procédé. Une lingotière de conception classique est tout fait appropriée à cet usage. D'autre part, les émetteurs peuvent être adaptés aisément à une lingotière existante sans qu'il soit nécessaire de la modifier profondément. Mais s'ils sont placés en position verticale sur le bord supérieur de la lingotière, ils comblent une partie de l'espace qui est normalement libre entre la lingotière et la partie inférieure du répartiteur qui l'alimente en métal liquide. Cela peut gêner l'accès au ménisque, notamment pour les dispositifs de régulation de son niveau par voie optique, pour son alimentation en poudre de couverture et pour son observation par les opérateurs. D'autre part, les émetteurs sont ainsi exposés aux projections de métal en provenance du ménisque. S'ils sont placés sur le bord inférieur de la lingotière, les problèmes précédents ne se posent plus. Mais en contrepartie, les émetteurs sont exposés au rayonnement du produit sortant de la lingotière. De plus, en cas de déchirure de la peau solidifiée en sortie de la lingotière entraînant un écoulement de métal liquide, celui-ci a toutes les chances de détériorer les émetteurs.
  • L'invention se propose de concilier ces deux modes d'excitation de la lingotière de manière à augmenter l'efficacité de sa mise en vibration, tout en bénéficiant d'avantages qui ne se retrouvent dans aucun des deux modes connus.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de coulée continue des métaux, notamment de l'acier, du type selon lequel on applique des vibrations ultrasonores à la paroi de la lingotière, caractérisé en ce que lesdites vibrations comportent à la fois une composante orientée parallèlement et une composante orientée perpendiculairement à l'axe de la lingotière.
  • L'invention a également pour objet un dispositif de mise en vibration d'une lingotière de coulée continue des métaux du type comprenant au moins un émetteur d'ultrasons capable d'émettre selon une direction déterminée et placé à l'une des extrémités de la lingotière, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une surface solidaire de la lingotière et présentant un angle d'inclinaison par rapport à l'axe de cette dernière, et contre laquelle est appliqué ledit émetteur dont la direction d'émission des ultrasons est perpendiculaire à ladite surface.
  • Préférentiellement, cette surface est constituée par une arête biseautée d'une couronne parcourant le périmètre d'une extrémité de la lingotière. Cette couronne peut être rapportée sur la lingotière, ou être incorporée de fabrication à la lingotière.
  • Comme on l'aura compris, l'invention consiste à orienter obliquement les vibrations ultrasonores communiquées à la lingotière de telle manière qu'elles se propagent à la fois selon la direction longitudinale de la lingotière et selon sa direction transversale. Les vibrations de la lingotière possèdent donc elles-mêmes une composante longitudinale et une composante transversale, contrairement aux vibrations imprimées au moyen des dispositifs classiques, qui ne possèdent de façon notable que l'une ou l'autre de ces deux composantes.
  • En disposant les émetteurs ultrasonores obliquement par rapport à l'axe de coulée, on réduit l'encombrement vertical du dispositif de mise en vibration de la lingotières. S'ils sont implantés sur le bord supérieur de la lingotière, les inconvénients de cette implantation s'en trouvent minimisés. D'autre part, en transmettant ces vibrations obliques à la lingotière, on lui imprime un mouvement qui est un compromis entre celui procuré par des vibrations purement transversales et des vibrations purement longitudinales. Les inventeurs ont constaté que, en choisissant convenablement l'angle d'inclinaison des émetteurs par rapport à l'axe de coulée, il était possible de parvenir à une meilleur répartition de l'énergie vibratoire dans la lingotière que dans le cas où cet angle était nul, tout en conservant un bon rendement de transmission des vibrations des émetteurs à la lingotière. Dans la plupart des cas, la valeur optimale de cet angle d'inclinaison, ouvert en direction de la partie amont de la machine de coulée continue, est de 60 ou 120° environ.
  • L'invention sera mieux comprise au vu de la description qui suit, faisant référence aux figures annexées :
    • - la figure 1 représente schématiquement, vue en section longitudinale, une lingotière de coulée continue des métaux équipée d'un dispositif de mise en vibration selon l'invention
    • - la figure 2 représente de la même façon la partie supérieure d'une lingotière équipée d'une variante du dispositif précédent.
  • Sur la figure 1, la lingotière 1 comporte une paroi interne 2 en un matériau bon conducteur de la chaleur, tel que le cuivre ou un alliage de cuivre, entourée par une chemise 3 assurant un refroidissement énergique de la paroi 2 par circulation d'un liquide refroidissant, tel que de l'eau. La lingotière peut être de section quelconque, carrée, rectangulaire ou ronde. Elle est alimentée en métal liquide 5 par une busette 4 en matériau réfractaire connectée à un répartiteur 14. Le métal liquide 5 commence à se solidifier contre la paroi 2 et à former une croûte solide 6 dont l'épaisseur croft au fur et à mesure que le produit 7 est extrait de la lingotière dans la direction indiquée par la flèche 8. Le but de la mise en vibration de la lingotière est d'améliorer l'état de surface du produit et d'éviter que cette croûte solide 6 n'adhère à la paroi 2 et ne se déchire.
  • Dans le dispositif selon l'invention, la lingotière est munie à l'une des ses extrémités d'une couronne 9. Dans la configuration représentée, c'est l'extrémité supérieure de la lingotière qui en est équipée. Cette couronne parcourt le périmètre de la lingotière, dont elle est rendue solidaire par des moyens de fixation tels que symbolisés par des vis 10,10′. Le contact entre la couronne et la lingotière doit être assuré de telle manière que des vibrations communiquées à la couronne soient transmises à la lingotière avec un rendement aussi élevé que possible. L'arête supérieure de la couronne 9 est biseautée, de manière que la couronne présente une surface il contre laquelle sont appliqués un ou, de préférence, plusieurs émetteurs 12,12′ d'ultrasons. La surface 11 est orientée de telle manière que l'axe des émetteurs 12,12′, perpendiculaire à la surface, est incliné par rapport à l'axe de la lingotière selon un angle aigu α ouvert en direction de la partie amont de la machine de coulée continue. De cette manière, les émetteurs communiquent à la couronne et, par voie de conséquence, à la lingotière toute entière, des vibrations orientées selon leur axe, et possédant donc à la fois une composante horizontale et une composante verticale. Une partie de l'énergie vibratoire est ainsi employée à faire vibrer la paroi de la lingotière suivant une direction perpendiculaire à l'axe de coulée. Le restant de l'énergie vibratoire fait vibrer la lingotière suivant une direction parallèle à l'axe de coulée.
  • Du choix de la valeur de l'angle α dépendent les proportions de l'énergie vibratoire affectées aux mouvements transversaux et aux mouvements longitudinaux.
  • Par rapport au cas où les émetteurs ultrasonores sont appliqués directement et verticalement sur le bord supérieur de la lingotière, le dispositif décrit permet de diminuer l'encombrement vertical de l'appareillage. Il permet également d'éloigner les émetteurs du ménisque et de diminuer ainsi leur exposition aux projections de métal liquide issues du ménisque. Pour améliorer cette protection et pour abriter les émetteurs du rayonnement issu de la busette 4, on peut également installer un capot qui ne gênerait pas trop l'accessibilité à l'intérieur de la lingotière.
  • Selon la variante représentée sur la figure 2, la couronne 9 n'est pas rapportée sur la lingotière, mais constitue une partie intégrante de celle-ci. D'autre part, ce n'est pas l'arête supérieure de la couronne 9 qui est biseautée, mais son arête inférieure. On forme ainsi sur la couronne une surface 13 tournée vers le bas de la machine de coulée continue. On applique les émetteurs ultrasonores (12,12′) sur la face 13. L'angle α , ouvert en direction de l'amont de la machine, est donc cette fois un angle obtus. Cette configuration est particulièrement avantageuse car ainsi, l'encombrement vertical du dispositif de mise en vibration est limité à la surépaisseur introduite par la couronne 9. D'autre part, les émetteurs ultrasonores sont encore mieux abrités des projections de métal liquide que dans la configuration précédente, et ne sont plus exposés au rayonnement de la busette 4.
  • Si pour des raisons quelconques, il n'est pas possible ou souhaitable d'installer le dispositif de mise en vibration à la partie supérieure de la lingotière, on peut alors l'implanter dans sa partie inférieure. Un tel emplacement présenterait cependant les inconvénients cités plus haut, quoiqu'à un degré moindre que dans le cas des dispositifs classiques. En effet, comme l'un des effets du dispositif selon l'invention est d'écarter les émetteurs ultrasonores du produit coulé, il devient plus aisé de prévoir des moyens de protection des émetteurs contre le rayonnement du produit et les écoulements de métal liquide.
  • Les vibrations émises par les émetteurs sont de préférence des ultrasons de puissance, d'une fréquence supérieure ou égale à 16 kHz pour éviter une nuisance sonore trop importante. Les émetteurs ultrasonores sont de n'importe quel type connu en soi, tels que des transducteurs piézo-électriques, qui sont à recommander en raison de leur aptitude à fournir durablement des niveaux de puissance élevés.
  • Le nombre d'émetteurs ultrasonores doit être choisi de manière à assurer une bonne symétrie de la mise en vibration de la lingotière, pour garantir une réduction des forces de frottement suffisamment uniforme sur toutes les portions de la lingotière. Ainsi, dans le cas des lingotières pour coulée de blooms ou de billettes, la présence d'au moins un émetteur par face est recommandée. Dans le cas des lingotières pour coulée de brames, chaque grande face peut être équipée de plusieurs émetteurs, dans le cas où les vibrations émises par un seul émetteur placé au milieu de la grande face subissent un amortissement trop important avant de parvenir aux extrémités latérales de la grande face. Dans le cas des lingotières de section circulaire, deux émetteurs placés dans des positions diamétralement opposées peuvent être suffisants, si le diamètre de la lingotière n'est pas trop important.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et représentés. Elle est applicable aux lingotières de coulée continue classique de tous types, droites ou courbes, verticales ou horizontales, pour la production de produits de tous formats : billettes, blooms, brames, ou même pour la coulée directe de produits minces. En particulier, une variante de ce dispositif consisterait à ne pas utiliser une couronne continue, mais une pluralité de pièces biseautées dont chacune porterait au moins un émetteur orienté comme on vient de le décrire. Cependant, du fait des différences inévitables entre les fréquences des émetteurs, entre les caractéristiques de ces différentes pièces biseautées, et entre les qualités de leur contact avec la lingotière, des phénomènes de battement risquent de s'établir, ce qui pourrait être préjudiciable à une bonne marche de l'installation. Toutefois, une telle variante peut être appliquée lorsque la construction particulière de la lingotière ne nécessite de minimiser son frottement avec le produit que sur une partie de son périmètre. C'est, par exemple, le cas dans les lingotières de coulée continue entre deux cylindres en rotation. Dans ce cas, seules les plaques fixes assurant la fermeture latérale de la lingotière se prêtent à une mise en vibration au moyen du dispositif qui vient d'être décrit.
  • D'autre part, l'orientation particulière des vibrations ultrasonores peut être obtenue par des moyens quelconques indé­ pendants de la lingotière et intégrés aux émetteurs ultrasonores. Ceux-ci communiqueraient donc la lingotière une excitation orientée obliquement par rapport à l'axe des émetteurs. Les parties de la lingotière supportant les émetteurs ne seraient alors pas nécessairement orientées obliquement par rapport à l'axe de la lingotière.
  • Ce procédé et ce dispositif peuvent être utilisés seuls ou conjointement à d'autres moyens de diminution des risques de collage de la peau solidifiée aux parois de la lingotière, tels que des oscillations mécaniques à basse fréquence et la lubrification des parois par de l'huile ou un laitier de couverture du ménisque.

Claims (9)

1) Procédé de coulée continue des métaux, notamment de l'acier, du type selon lequel on applique des vibrations ultrasonores à la paroi de la lingotière, caractérisé en ce que lesdites vibrations comportent à la fois une composante orientée parallèlement et une composante orientée perpendiculairement à l'axe de la lingotière.
2) Dispositif de mise en vibration de la paroi (2) d'une lingotière de coulée continue des métaux, du type comprenant au moins un émetteur (12,12′) d'ultrasons capable d'émettre selon une direction déterminée et placé à l'une des extrémités de la lingotière, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une surface (11,13) solidaire de la lingotière et présentant un angle d'inclinaison α par rapport à l'axe de cette dernière, et contre laquelle est appliquée ledit émetteur dont la direction d'émission des ultrasons est perpendiculaire à ladite surface.
3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite surface (11,13) est constituée par une arête biseautée d'une couronne 9 parcourant le périmètre d'une extrémité de la lingotière 1.
4) Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la valeur dudit angle α , ouvert en direction de l'amont de la machine de coulée continue, est d'environ 60°.
5) Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la valeur dudit angle α , ouvert en direction de l'amont de la machine de coulée continue, est d'environ 120°.
6) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite couronne 9 est rapportée sur la lingotière 1.
7) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite couronne 9 est incorporée de fabrication à la lingotière 1.
8) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est inclus dans les plaques de fermeture latérale d'une lingotière de coulée continue entre deux cylindres en rotation.
9) Dispositif selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'émetteur est un émetteur piézoéletrique d'ultrasons.
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