FR2460735A1 - METHOD AND DEVICE FOR STARTING THE CONTINUOUS CASTING OF METALS BY MEANS OF A FIXED RADIATION RECEIVER - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé pour la coulée continue de métaux, au moyen d'un récepteur de rayonnement fixe, correspondant à un spectre de rayonnement déterminé, qui commande un dispositif d'actionnement d'un bouchon obturant l'orifice de sortie de la poche de cou lée ou du récipient intermédiaire. Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.The present invention relates to a process for the continuous casting of metals, by means of a fixed radiation receiver, corresponding to a determined radiation spectrum, which controls a device for actuating a plug closing the outlet of the outlet. neck pocket or intermediate container. It also relates to a device for implementing this method.
De façon connue, en vue de la coulée continue de métaux, on met en place dans la coquille une tête de commencement de coulée. Sur cette tête de commencement de coulée, on dispose une couche de ferraille de refroidissement.In known manner, with a view to the continuous casting of metals, a casting start head is placed in the shell. A layer of cooling scrap is placed on this start-of-casting head.
Après l'ouverture de l'arrivée d'acier en provenance du réservoir intermédiaire, le niveau de l'acier liquide monte dans la coquille. La hauteur du bain dans la coquille est réglée à vue, de façon manuelle, par commande directe de la fermeture (bouchon ou tiroir) du récipient intermédiaire.After opening the steel inlet from the intermediate tank, the level of liquid steel rises in the shell. The height of the bath in the shell is adjusted visually, manually, by direct control of the closure (stopper or drawer) of the intermediate container.
Lorsque l'on atteint une hauteur de bain dans la coquille, qui,de façon générale,correspond à environ 100 millimètres en dessous du bord supérieur en cuivre de la coquille, la tête de commencement, c'est-à-dire le fonds de la coquille, est extraite de celle-ci au moyen de la barre froide. Ce processus est realisé par le personnel chargé du fonctionnement de l'installation. A ce moment, le processus d'initialisation, c' est-à-dire la coulée dans la coquille fermée, se termine et la coulée conti- nue commence.L'alimentation d'acier résulte, dans un processus de coulée continue normale, du réglage du niveau de coulée Ces réglages sont basés sur l'utilisa tiob de rayonnement magnétique, optique, thermique ou radio-actif (voir les demandes de brevets allemands 2 757 052, 1 458 181, 2 736 227),la mesure étant effecv tuée angulairement par rapport la direction d'extraction de la barre.When one reaches a bath height in the shell, which generally corresponds to about 100 millimeters below the upper copper edge of the shell, the starting head, i.e. the bottom of the shell, is extracted from it by means of the cold bar. This process is carried out by the personnel responsible for the operation of the installation. At this point the initialization process, i.e. casting in the closed shell, ends and continuous casting begins. The steel feed results, in a normal continuous casting process, of the setting of the pouring level These settings are based on the use of magnetic, optical, thermal or radioactive radiation (see German patent applications 2 757 052, 1 458 181, 2 736 227), the measurement being effected angularly killed with respect to the direction of extraction of the bar.
Tous les dispositifs connus sont exclusivement conçus pour le déroulement normal de la coulée, le démarrage de celleci devant toujours être effectué par l'intervention du personnel.All the known devices are exclusively designed for the normal progress of the casting, the start of the latter always having to be carried out by the intervention of the personnel.
-L'objet de la présente invention est un dispositif et un procédé pour démarrer la coulée continue de métaux, grà- ce auxquels on évite une initialisation manuelle du processus et qui permettent d'obtenir un processus de coulée automatisé , et donc reproductible
A cette fin, selon l'invention, le procédé pour la coulée continue de métaux, au moyen d'un récepteur de rayonnement fixe, correspondant à un spectre de rayonnement déterminé, qui commande un dispositif d'actionnement d'un bouchon obturant l'orifice de sortie de la poche de coulée ou du récipient intermédiaire, est caractérisé en ce que l'intensité du rayonnement est mesuré perpendiculairement à la tête de commencement de coulée ou parallèlement à la direction de sortie de la barre de coulée, en ce que la distance R de la source de rayonnement (masse métallique en fusion) au récepteur est déterminée à partir de l'expression c = 2
dans laquelle
E est l'intensité du rayonnement mesuré et
I l'intensité du rayonnement émis et en ce que l'introduction du métal dans la coquille et le début de la descente de la tête de commencement de coulée sont fonction de la dite distance R et du temps.The object of the present invention is a device and a method for starting the continuous casting of metals, thanks to which manual initialization of the process is avoided and which make it possible to obtain an automated casting process, and therefore reproducible.
To this end, according to the invention, the method for the continuous casting of metals, by means of a fixed radiation receiver, corresponding to a determined radiation spectrum, which controls a device for actuating a plug closing the outlet orifice of the casting ladle or intermediate container, is characterized in that the intensity of the radiation is measured perpendicular to the starting casting head or parallel to the exit direction of the casting bar, in that the distance R from the radiation source (molten metal mass) to the receiver is determined from the expression c = 2
in which
E is the intensity of the measured radiation and
I the intensity of the radiation emitted and in that the introduction of the metal into the shell and the start of the descent of the start-of-casting head are a function of said distance R and of time.
De préférence, le récepteur est agencé au-dessus de la coquille et un système de lentilles est disposé entre le dit récepteur et le bain en fusion. Preferably, the receiver is arranged above the shell and a lens system is placed between said receiver and the molten bath.
Ainsi, grâce au procédé selon l'invention, on évite les inconvénients, qui correspondent à une mise en marche manuelle et la coulée peut s'effectuer selon des programmes pré-déterminés, par- exemple linéaires ou proportionnels.Thus, by virtue of the method according to the invention, the drawbacks, which correspond to manual start-up, and the casting can be carried out according to predetermined programs, for example linear or proportional, are avoided.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.The figures of the appended drawing will make it easier to understand how the invention can be implemented.
La figure 1 est une vue schématique de l'agencement selon l'invention.Figure 1 is a schematic view of the arrangement according to the invention.
La figure 2 est un diagramme donnant l'intensité du ra-- yonnement en fonction de la distance.FIG. 2 is a diagram showing the intensity of the radiation as a function of the distance.
La figure 3 est un diagramme de fonctionnement donnant l'intensité de rayonnement en fonction de la distance de la température et du temps.FIG. 3 is an operating diagram giving the intensity of the radiation as a function of the distance of the temperature and of the time.
Comme le montre la figure 1, le dispositif selon la présente invention comporte un élément 1, sensible aux rayonnements, agencé à l'extérieur de la coquille 3, à une distance définie de celle-ci et donc de la tête de commencement de coulée 2. La disposition de ces éléments est telle que,entre l'élément 1 et la tête de commencement de coulée 2,il yait une distance R. Des liaisons connues en soi sont prévues, d'une part entre l'élément 1 et la régulation 4 de l'alimentation à partir de la poche de coulée intermédiaire 5, et d'autre part entre cet élément 1 et la régulation 7 de l'extraction de la tête de commencement de coulée 2 hors de la coquille 3.As shown in Figure 1, the device according to the present invention comprises an element 1, sensitive to radiation, arranged outside the shell 3, at a defined distance from the latter and therefore from the starting head 2. The arrangement of these elements is such that, between the element 1 and the casting start head 2, there is a distance R. Links known per se are provided, on the one hand between the element 1 and the regulator. 4 of the supply from the intermediate casting ladle 5, and on the other hand between this element 1 and the regulation 7 of the extraction of the casting start head 2 from the shell 3.
Comme il est représenté en pointillés sur la figure 1, entre l'élément sensible 1 et la masse en fusion, peut être disposé un système de lentilles 11, à une distance déterminée de la tête de commencement de coulée 2. La représentation du rayonnement est transmise par le système de lentilles 11 à l'élément sensible 1, qui est par exemple une caméra de télévision. Cette représentation donne des renseignements sur la distance du niveau du bain au système de lentilles et est utilisée pour la détermination et la mesure de la mise en marche.As shown in dotted lines in FIG. 1, between the sensitive element 1 and the molten mass, a lens system 11 can be placed, at a determined distance from the casting start head 2. The representation of the radiation is transmitted by the lens system 11 to the sensitive element 1, which is for example a television camera. This representation gives information about the distance from the bath level to the lens system and is used for the determination and measurement of the switch on.
L'intensité de la source d'énergie peut être déterminéé par la loi de Stephan Boltzmann, c'est-à-dire :
4
E = 6 x F x T4 , dans laquelle E est l'énergie totale d'un corps noir, F la surface du corps rayonnant, T la température absolue et 6 une constante de rayonnement.The intensity of the energy source can be determined by Stephan Boltzmann's law, i.e .:
4
E = 6 x F x T4, where E is the total energy of a black body, F the surface area of the radiating body, T the absolute temperature and 6 a radiation constant.
En connaissant la surface de rayonnement, la surface irradiée et les constantes du matériau, l'énergie arrivant sur l'élément sensible par unité de temps ou la température qui en résulte peuvent être représentées en fonction de la distance à la source d'énergie.By knowing the radiating area, the irradiated area and the material constants, the energy arriving at the sensitive element per unit of time or the resulting temperature can be represented as a function of the distance from the energy source.
Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le métal provenant de la poche de coulée intermédiaire 5 à travers l'orifice de sortie plongeant 6 est amené sur la tête de commencement de coulée 2-dans la coquille 3 et le débit par unité de temps peut être déterminé par la mise en oeuvre de la loi de photométrie. Cette loi peut s'écrire
2 , dans laquelle est l'intensité du rayonnement reçu, I l'intensité du rayonnement émis et R la distance. During the implementation of the method according to the invention, the metal coming from the intermediate casting ladle 5 through the plunging outlet opening 6 is brought to the casting start head 2-into the shell 3 and the flow per unit of time can be determined by implementing the law of photometry. This law can be written
2, where is the intensity of the radiation received, I the intensity of the radiation emitted and R the distance.
L'intensité du rayonnement I peut être considéré comme constant pendant la coulée continue d'un métal, car la température de coulée de ce métal doit être maintenue elle-même constante pendant le processus de coulée.The intensity of the radiation I can be considered constant during the continuous casting of a metal, since the casting temperature of this metal must itself be kept constant during the casting process.
Grâce à l'agencement selon l'invention d'un élément sensible 1 à l'extérieur de la coquille 3, qui est directement au-dessus de la tête de commencement de cou lée 2, on peut obtenir le démarrage du fonctionnement de l'installation lorsque la hauteur de bain désirée est atteinte.Thanks to the arrangement according to the invention of a sensitive element 1 on the outside of the shell 3, which is directly above the start-of-casting head 2, it is possible to obtain the start of the operation of the. installation when the desired bath height is reached.
La figure 2 représente l'intensité de rayonnement reçu par l'élément 1 en fonction de la distance séparant cet élément 1 du niveau du bain. La fonction est lineaire en représentation logarithmique. Le diagramme montre de plus l'influence sur le rayonnement de 'addition d'une poudre de coulée sur la surface du bain. L'influence est représentée sur la figure 2 par la courbe b2. Les courbes a1 et a2 montrent la relation sans addition de poudre de coulée.FIG. 2 represents the intensity of radiation received by element 1 as a function of the distance separating this element 1 from the level of the bath. The function is linear in logarithmic representation. The diagram further shows the influence on the radiation of the addition of a casting powder to the surface of the bath. The influence is represented in FIG. 2 by the curve b2. Curves a1 and a2 show the relationship without addition of casting powder.
La figure 3 est un diagramme temporel représentant l'in tensité de rayonnement, la distance, la température et le temps. En choisissant un temps de coulée tl à tn et un programme de débit a, b, c, et d, on peut à l'aide de l'énergie de rayonnement déterminer la distance de l'é- lément sensible 1 à chaque moment du processus de coulée, par rapport au niveau supérieur du bain. Cette distance est représentée par R sur le diagramme. En conséquence, la distance entre l'élément sensible 1 et le niveau supérieur du bain peut être pré-déterminée à la fin du processus de mise en marche de la coulée. Cette distance est présentée dans le diagramme entre R1 et Rn. Pour des constantes déterminées de matière, en rapport avec l'élé- ment sensible, à chaque distance R, est associée une température.Fig. 3 is a timing diagram showing radiation intensity, distance, temperature and time. By choosing a casting time t1 to tn and a flow rate program a, b, c, and d, it is possible with the aid of the radiation energy to determine the distance of the sensitive element 1 at each moment of the casting process, relative to the upper level of the bath. This distance is represented by R on the diagram. Consequently, the distance between the sensitive element 1 and the upper level of the bath can be predetermined at the end of the process of starting the casting. This distance is shown in the diagram between R1 and Rn. For determined constants of matter, in relation to the sensitive element, at each distance R, a temperature is associated.
Par l'interposition d'un système de lentilles 11, la mesure de la distance peut être effectuée au moyen de la grandeur d'une image, au lieu de l'intensité d'un rayonnement. By the interposition of a lens system 11, the distance measurement can be effected by means of the magnitude of an image, instead of the intensity of radiation.
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