EP0499563A1 - Lingotière pour coulée continue de produits métalliques - Google Patents

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EP0499563A1 EP92470005A EP92470005A EP0499563A1 EP 0499563 A1 EP0499563 A1 EP 0499563A1 EP 92470005 A EP92470005 A EP 92470005A EP 92470005 A EP92470005 A EP 92470005A EP 0499563 A1 EP0499563 A1 EP 0499563A1
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Jean-Marc Jolivet
Michel Niederlander
Jacques Petegnief
Dominique Rocchi
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Saarstahl AG
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Saarstahl AG
Unimetal 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
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/0401—Moulds provided with a feed head
    • 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
    • B22D11/07—Lubricating the moulds

Definitions

  • the present invention relates to an ingot mold for continuous casting of metal products.
  • Document JP-A-60-221 156 shows an ingot mold for continuous casting comprising lubricant flow orifices, for example of mineral oil, opening on its internal face forming a mold.
  • a first series of orifices is disposed above the meniscus formed by the liquid metal which flows in the mold.
  • a second series of orifices is placed under this meniscus.
  • the internal face of the lower part of the mold is subjected to friction on the part of the metal product which leaves by the lower end of the mold, this friction being all the more intense as the mold has, in general, a section lower transverse at the bottom than at the top.
  • edges delimiting the edges of the lubrication orifices on the internal face of the ingot mold risk catching the surface of the metal which solidifies along this internal face and of affecting the quality thereof.
  • Known lubrication devices generally do not ensure sufficient diffusion of the lubricant to allow the metal to slide in the ingot mold at the speed usually required in a continuous casting process.
  • the object of the invention is in particular to remedy these various drawbacks and to improve the efficiency of lubrication in an ingot mold.
  • a continuous casting ingot mold comprising lubrication means comprising lubricant flow holes, in particular of mineral oil, opening into its internal face forming a mold and regularly spaced apart between them around the periphery of this internal face, characterized in that the lubricant flow orifices open into concave recesses formed in this internal face and whose surface is substantially greater than the cross section of said orifices.
  • FIG. 1 shows an ingot mold 10 for forming metallic products, such as blooms, slabs or billets, of which a wall portion 12 has been shown.
  • the internal face 14 of the wall 12 forms a mold for liquid metal 16 which is introduced from above the ingot mold 10.
  • the upper surface of the liquid metal in the mold 10 forms a meniscus 18.
  • a skin of solidified metal 19, for example of a billet in formation, is in contact with the internal face 14 of the wall 12. This skin 19 will thicken, from the surface of the meniscus 18, adjacent to the internal face 14 towards the lower end 20 of the mold 10.
  • the wall 12 of the mold 10 is of greater thickness at its lower end 20 than at its upper end 21.
  • the internal face 14 of the wall 12 delimits a volume whose section decreases.
  • lubrication orifices 22 regularly spaced apart along the circumference of the internal face 14, are arranged at the same height between the first third and the second third of the height of the mold. .
  • Each orifice opens into a concave recess 24 on the internal face 14.
  • Each concave recess 24 is centered on the orifice 22 which opens into it and has, for example, a frustoconical shape so that its edges form a slight angle with the internal face 14.
  • Grooves 26, hollowed out in the internal face 14, extend substantially vertically, from each concave recess 24 to the lower end 20 of the mold 10.
  • lubricant for example mineral oil
  • Secondary conduits 32 connect each orifice 22 to the distribution chamber 30.
  • the chamber 30 was produced by digging a groove 34 all around the mold 10 and closing this groove at the level of the external face 36 of the wall 12, for example using elements 38 welded to the face 36 of the wall 12.
  • the orifices 22 For an ingot mold used for the production of billets with a cross section of 170 mm on a side, the orifices 22 have, for example, a diameter of between 0.5 and 1 mm, and are spaced apart from each other by 5 mm.
  • the grooves are, for example, 1 mm wide.
  • the lubrication means described above are used to lubricate the lower part of the mold 10.
  • This usually comprises lubrication means at the level of its meniscus, which are known and which have therefore not been described, which are used in a complementary manner with the lubrication means according to the invention.
  • the lubrication means are supplied with lubricant according to the invention via the lower end 20 of the mold, thanks to the main conduit 28.
  • the lubricant flows at the level of the internal surface 14 through the orifices 22.
  • the recesses concaves 24 ensure good distribution of the lubricant.
  • the grooves 26 make it possible to evacuate the excess of lubricant emerging from the orifices 22 as well as the gases produced by the cracking of the oil on contact with the hot metal.
  • the lubrication of the lower part of the mold 10 is much more effective than in known arrangements.
  • the sliding of the cast metal is improved in such a way that it is possible to envisage eliminating the means for oscillating the ingot mold. Wrinkles on the surface of the cast metal, due to these oscillations, are therefore avoided or at least attenuated and the mold has an increased service life.

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Abstract

L'invention concerne une lingotière (10) pour coulée continue de produits métalliques, par exemple, des billettes, des blooms ou des brames, comportant des orifices d'écoulement (22) de lubrifiant ménagés dans sa face interne (14) formant moule. Ces orifices (22) sont régulièrement espacés entre eux suivant le pourtour de cette face interne et débouchent dans des évidements concaves (24) ménagés dans cette face interne et dont la surface est sensiblement supérieure à la section desdits orifices. De préférence, des rainures (26) verticales s'étendent entre chaque évidement concave (24) et l'extrémité inférieure (20) de la lingotière (10) pour assurer l'évacuation du lubrifiant en excès et des gaz dûs au craquage du lubrifiant. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne une lingotière pour coulée continue de produits métalliques.
  • Le document JP-A-60-221 156 montre une lingotière pour coulée continue comportant des orifices d'écoulement de lubrifiant, par exemple d'huile minérale, débouchant sur sa face interne formant moule.
  • Ces orifices sont répartis sur le pourtour et à différentes hauteurs de la face interne de la lingotière.
  • Une première série d'orifices est disposée au-dessus du ménisque formé par le métal liquide qui s'écoule dans la lingotière. Une seconde série d'orifices est disposée sous ce ménisque.
  • Dans ce cas, la lubrification de la surface des produits métalliques qui sont moulés dans la lingotière, par exemple des billettes ou des blooms, se fait sensiblement dans la partie haute de celle-ci.
  • La face interne de la partie basse de la lingotière est soumise à des frottements de la part du produit métallique qui sort par l'extrémité inférieure de la lingotière, ces frottements étant d'autant plus intenses que la lingotière a, en général, une section transversale plus faible en partie basse qu'en partie haute.
  • Par ailleurs, les arêtes délimitant les bords des orifices de lubrification sur la face interne de la lingotière risquent d'accrocher la surface du métal qui se solidifie le long de cette face interne et d'en affecter la qualité.
  • Les dispositifs de lubrification connus n'assurent généralement pas une diffusion du lubrifiant suffisante pour permettre le glissement du métal dans la lingotière à la vitesse habituellement requise dans un procédé de coulée continue.
  • C'est pourquoi, il est connu d'améliorer le glissement du métal dans la lingotière en soumettant celle-ci à des oscillations dirigées suivant sa hauteur.
  • Outre sa complexité et son coût, ce procédé a l'inconvénient de faire apparaître des rides à la surface des produits métalliques mis en forme par la lingotière.
  • L'invention a notamment pour but de remédier à ces divers inconvénients et d'améliorer l'efficacité de la lubrification en lingotière.
  • Elle a pour objet une lingotière de coulée continue comportant des moyens de lubrification comprenant des orifices d'écoulement de lubrifiant, notamment d'huile minérale, débouchant dans sa face interne formant moule et régulièrement espacés entre eux suivant le pourtour de cette face interne, caractérisée en ce que les orifices d'écoulement du lubrifiant débouchent dans des évidements concaves ménagés dans cette face interne et dont la surface est sensiblement supérieure à la section desdits orifices.
  • Selon d'autres caractéristiques de l'invention:
    • la lingotière comporte dans sa face interne des rainures dont chacune s'étend sensiblement verticalement entre un évidement concave et l'extrémité inférieure de la lingotière ;
    • les orifices sont situés à une hauteur comprise entre un tiers et deux tiers de la hauteur de la lingotière ;
    • les évidements concaves ont une forme tronconique;
    • le lubrifiant est alimenté, à partir de l'extrémité inférieure de la lingotière, par au moins un conduit principal reliant cette extrémité inférieure à une chambre annulaire de répartition du lubrifiant, ménagée dans l'épaisseur de la paroi de la lingotière, sensiblement à la hauteur des orifices, et reliée par des conduits secondaires à chacun des orifices d'écoulement;
    • Les conduits secondaires sont orientés sensiblement perpendiculairement à la face interne de la lingotière.
  • L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:
    • la figure 1 est une vue partielle en coupe d'une lingotière selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue suivant la ligne 2-2 de la figure 1, la face interne de la lingotière étant représentée en vue développée.
  • On voit à la figure 1 une lingotière 10 pour former des produits métalliques, comme des blooms, des brames ou des billettes, dont on a représenté une portion de paroi 12.
  • La face interne 14 de la paroi 12 forme moule pour du métal liquide 16 qui est introduit par le dessus de la lingotière 10.
  • La surface supérieure du métal liquide dans la lingotière 10 forme un ménisque 18.
  • Une peau de métal solidifié 19, par exemple d'une billette en formation, est en contact avec la face interne 14 de la paroi 12. Cette peau 19 va s'épaississant, depuis la surface du ménisque 18, adjacente à la face interne 14, vers l'extrémité inférieure 20 de la lingotière 10.
  • La paroi 12 de la lingotière 10 est d'épaisseur plus importante à son extrémité inférieure 20 qu'à son extrémité supérieure 21. Ainsi, la face interne 14 de la paroi 12 délimite un volume dont la section va en décroissant.
  • Comme on le voit sur les figures 1 et 2, des orifices de lubrification 22 régulièrement espacés entre eux suivant le pourtour de la face interne 14, sont disposés à une même hauteur comprise entre le premier tiers et le deuxième tiers de la hauteur de la lingotière.
  • Chaque orifice débouche dans un évidement concave 24 de la face interne 14.
  • Chaque évidement concave 24 est centré sur l'orifice 22 qui y débouche et a, par exemple, une forme tronconique de manière que ses bords forment un angle faible avec la face interne 14.
  • Des rainures 26, creusées dans la face interne 14, s'étendent sensiblement verticalement, à partir de chaque évidement concave 24 jusqu'à l'extrémité inférieure 20 de la lingotière 10.
  • Un conduit principal 28 d'alimentation en lubrifiant, par exemple d'huile minérale, ménagé dans l'épaisseur de la paroi 12, relie l'extrémité inférieure de la lingotière 10 à une chambre annulaire de répartition 30, ménagée dans l'épaisseur de la paroi 12, sensiblement à la hauteur des orifices 22.
  • Des conduits secondaires 32 relient chaque orifice 22 à la chambre de répartition 30.
  • Pour des commodités de fabrication, la chambre 30 a été réalisée en creusant une gorge 34 tout autour de la lingotière 10 et en fermant cette gorge au niveau de la face externe 36 de la paroi 12, par exemple à l'aide d'éléments 38 soudés sur la face 36 de la paroi 12.
  • Sur les figures, les proportions des organes de lubrification comme les orifices 22, les évidements concaves 24, les rainures 26, ont été exagérées par rapport à la dimension de la lingotière, pour mieux montrer leur disposition.
  • Pour une lingotière utilisée pour la fabrication de billettes de section transversale de 170 mm de côté, les orifices 22 ont, par exemple, un diamètre compris entre 0,5 et 1 mm, et sont espacés entre eux de 5 mm. Les rainures font, par exemple, 1 mm de large.
  • Les moyens de lubrification décrits ci-dessus servent à lubrifier la partie basse de la lingotière 10. Celle -ci comporte habituellement des moyens de lubrification au niveau de son ménisque, qui sont connus et que l'on n'a donc pas décrits, qui sont utilisés de façon complémentaire avec les moyens de lubrification selon l'invention.
  • L'alimentation en lubrifiant des moyens de lubrification selon l'invention se fait par l'extrémité inférieure 20 de la lingotière, grâce au conduit principal 28. Le lubrifiant s'écoule au niveau de la surface interne 14 par les orifices 22. Les évidements concaves 24 assurent une bonne diffusion du lubrifiant.
  • Les rainures 26 permettent d'évacuer l'excès de lubrifiant débouchant des orifices 22 ainsi que les gaz produits par le craquage de l'huile au contact du métal chaud.
  • La lubrification de la partie basse de la lingotière 10 est beaucoup plus efficace que dans les agencements connus. Le glissement du métal coulé est amélioré de telle manière que l'on peut envisager de supprimer les moyens de mise en oscillation de la lingotière. Les rides à la surface du métal coulé, dues à ces oscillations, sont donc évitées ou au moins atténuées et la lingotière a une durée de vie accrue.
  • On appréciera également que ces résultats sont obtenus par des moyens simples et relativement peu onéreux dont la mise en oeuvre est particulièrement aisée.

Claims (6)

  1. Lingotière pour coulée continue de produits métalliques, comportant des moyens de lubrification comprenant des orifices (22) d'écoulement de lubrifiant, notamment d'huile minérale, ménagés dans sa paroi (12) et débouchant dans sa face interne (14) formant moule, ces orifices étant régulièrement espacés entre eux suivant le pourtour de cette face interne, caractérisée en ce que les orifices (22) débouchent dans des évidements concaves (24) ménagés dans cette face interne et dont la surface est sensiblement supérieure à la section desdits orifices.
  2. Lingotière selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte dans sa face interne (14) des rainures (26) dont chacune s'étend sensiblement verticalement entre un évidement concave (24) et l'extrémité inférieure de lingotière (20).
  3. Lingotière selon la revendication 2, caractérisée en ce que les orifices (22) sont situés à une hauteur comprise entre un tiers et deux tiers de la hauteur de la lingotière.
  4. Lingotière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les évidements concaves (24) ont une forme tronconique.
  5. Lingotière selon la revendication 2, caractérisée en ce que le lubrifiant est alimenté, à partir de son extrémité inférieure (20), par au moins un conduit principal (28) reliant cette extrémité inférieure (20) à une chambre annulaire de répartition (30) du lubrifiant, ménagée dans l'épaisseur de la paroi (12) de la lingotière, sensiblement à la hauteur des orifices (22) et reliée par des conduits secondaires (32) à chacun des orifices (22) d'écoulement.
  6. Lingotière selon la revendication 5, caractérisée en ce que les conduits secondaires (32) sont orientés sensiblement perpendiculairement à la face interne (14) de la lingotière.
EP92470005A 1991-02-11 1992-02-07 Lingotière pour coulée continue de produits métalliques Expired - Lifetime EP0499563B1 (fr)

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DE69202776D1 (de) 1995-07-13
DE69202776T2 (de) 1995-11-23
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