FR2485411A1 - Lingotiere de coulee continue electromagnetique de produits metalliques a section rectangulaire allongee - Google Patents

Abstract

LA LINGOTIERE PRESENTE AU MOINS UNE GRANDE FACE EQUIPEE EXTERIEUREMENT D'UN INDUCTEUR ELECTROMAGNETIQUE STATIQUE DE STRUCTURE PLANE COMPORTANT UNE PLURALITE DE CONDUCTEURS ELECTRIQUES PARALLELES ENTRE EUX ET ALIMENTES PAR UNE SOURCE POLYPHASEE. SELON L'INVENTION, LES CONDUCTEURS 15 SONT ORIENTES PARALLELEMENT A L'AXE DE COULEE 5 ET L'INDUCTEUR 12 EST CONSTITUE D'UNITES INDUCTRICES ELEMENTAIRES SUCCESSIVES SUR LA LARGEUR DE LA FACE ET PRODUISANT CHACUNE UN CHAMP MAGNETIQUE GLISSANT DANS UN SENS OPPOSE A CELUI DU CHAMP PRODUIT PAR LE OU LES UNITES INDUCTRICES QUI LUI SONT IMMEDITATEMENT VOISINES, CHAQUE UNITE INDUCTRICE COMPRENANT UN NOMBRE DE CONDUCTEURS ELECTRIQUES CONSECUTIFS 15 AU MOINS EGAL AU NOMBRE DE PHASES DE LA SOURCE D'ALIMENTATION. LA MISE EN OEUVRE DE L'INVENTION PERMET D'ATTEINDRE, DANS LE CAS DE LA COULEE CONTINUE DE FORMATS ALLONGES, TELS QUE LES BRAMES, UNE QUALITE DE RESULTATS METALLURGIQUES EN TOUT POINT EQUIVALENTE A CELLE OBTENUE PAR CENTRIFUGATION ELECTROMAGNETIQUE DE PETITS FORMATS COMME LES BLOOMS OU LES BILLETTES.

Description

LINGOTIERE DE COULEE CONTINUE ELECTR014AGNETIQUE DE PRODUITS
METALI.IQUES A SECTION RECTANGULAIRE ALLONGEE
La présente invention se rapporte à la coulée continue électromagnétique de produits métalliques à section droite quadrangulaire allongée, tels que les brames d'acier. Elle concerne plus précisément le brassage électromagnétique du métal en fusion au sein de la lingotière de coulée.

On sait que l'on peut améliorer la qualité métallurgique des produits coulés en continu en les soumettant à un brassage contrôlé en lingotière
On sait également que le brassage peut être obtenu au moyen d'un champ magnétique mobile qui, en agissant sur le métal liquide, llentralne avec lui dans son mouvement.

Il est connu de produire ce champ magnétique par un inducteur statique polyphasé placé au voisinage immédiat de la lingotière et, de préférence, dans le corps même de celle-ci.

Dans le cas de la coulée continue de produits à petites sections, tels que les billettes ou les blooms, ronds ou carrés, il est connu de mettre en rotation le métal liquide en utilisant un inducteur tubulaire entourant la lingotière et produisant un champ magnétique tournant autour de son axe (brevet français nO 2 315 344 - IRSID).

Dans l'état actuel des connaissances propres à ce domaine, on sait que cette technique de centrifugation ne peut etre transposée avec la réussite souhaitée au cas de la coulée continue de produits à section rectangulaire allongée (formats allongés), tels que les brames. La raison essentielle tient aux difficultés à mettre en rotation un contenu liquide dans un contenant de forme nettement non-circulaire. Ces difficultés se traduisent non seulement par l'absence d'un vortex en surface, lequel constitue le critère observable de la rotation, mais encore par des risques de projection ou de débordements du métal en fusion par-dessus les petites faces de la lingotière, ce qui pose de surcroit des problèmes de sécurité.

Une solution connue consiste à soumettre le métal liquide à un brassage vertical le long du front de solidification au moyen d'un champ magnétique mobile, glissant le long des grandes faces de la lingotière parallèlement à l'axe de coulée.

Ce champ est généralement produit par un inducteur électromagnétique statique, de structure plane et de fonctionnement similaires à ceux d'un stator de moteur linéaire à induction et dont la face active présente une pluralité de conducteurs électriques parallèles alimentés par une source polyphasée, et orientés perpendiculairement à l'axe de la lingotière.

Habituellement, on utilise ces inducteurs par paire, chacun équipant extérieurement l'une des deux grandes faces de la lingotière et s'détendant sur la totalité de la largeur de celles-ci (brevet français nO 2 324 395 et n 2 324 397).

Il a toutefois été constaté qu'au plan métallurgique, le brassage vertical en lingotière de brames dans son état actuel de développement permettait difficilement d'atteindre la qualité des résultats obtenus par brassage rotatif en lingotière de billettes ou de blooms. Les analyses métallographiques ont révélé en effet une santé interne généralement de moins bonne qualité, notamment en ce qui concerne les ségrégations axiales, encore que les propretés superficielle et sous-cutanée soient, elles, de qualité tout-à-fait comparable.

Le but de la présente invention est de parvenir, par coulée continue de produits de format allongé, à une qualité de résultats métallurgiques en tout point équivalente à celle obtenue par centrifugation électromagnétique des blooms ou des billettes.

A cet effet, l'invention a pour objet une lingotière de coulée continue de produits métalliques à section droite quadrangulaire allongée et dont au moins une grande face est équipée extérieurement d'un inducteur électromagnétique statique plan présentant une pluralité de conducteurs électriques parallèles alimentés par une source polyphasée, lingotiere caractérisée en ce que lesdits conducteurs sont orientés parallèlement à l'axe de coulée,en ce que l'inducteur est constitué d'unités inductrices élementaires successives sur la largeur de la grande face et produisant chacune un champ magnétique glissant dans un sens opposé à celui du champ produit par les unités qui lui sont immédiatement voisines de part et d'autre, et en ce que la largeur de chaque unité inductrice est telle que son rapport avec la largeur des petites faces de la lingotière présente une valeur comprise entre 0,5 et 2 environ.

Comme on l'aura déjà compris, l'invention consiste donc, dans ses ca ractéristiques essentielles à orienter l'inducteur par rapport à la lingo tière de façon à pouvoir produire un champ magnetique susceptible de glisser selon une direction perpendiculaire à l'axe de coulée -c'est-à-dire selon la largeur des grandes faces de la lingotière- puis à diviser électriquement cet inducteur en une pluralité de "mini-inducteurs" ou, si l'on préfère, d'unités inductrices élémentaires successives, fonctionnant de façon indépendante les unes des autres et produisant des champs magnétiques glissant dans des sens opposés deux à deux.

L'action combinée de ces champs magnétiques sur le métal liquide en lingotière se traduit alors par la formation d'un "chapelet" de mouvements rotatifs juxtaposés, tournant dans des sens opposés deux à deux et dont chacun reste localisé au niveau de l'unité inductrice élémentaire qui lui a donné naissance.

Pour renforcer ces mouvements rotatifs, il est avantageux, conformément à une variante de réalisation préférée, de disposer de deux inducteurs, chacun équipant extérieurement une grande face de la lingotière et fonctionnant de manière que chaque unité inductrice de l'un produise un champ magnétique mobile dont le sens de glissement soit opposé au sens de glissement du champ produit par l'unité inductrice de même rang, disposée en regard sur l'autre inducteur.

A plan du brassage électromagnétique, on peut donc dire que l'invention consiste à "morceler" la section droite allongée du produit coulé en sous-sections de format réduit, ou, exprimé différemment, à représenter le produit coulé comme le résultat d'une juxtaposition de plusieurs produits élémentaires de petit format, tels que des billettes et dont chacun est le siège d'un mouvement de rotation qui se manifeste à l'observateur par la formation de vortex en surface.

De cette façon, on obtient au plan métallurgique, des résultats globaux quant à la santé interne du produit coulé, tout à fait comparables à ceux obtenus pour les billettes ou les blooms centrifugés, à savoir notamment une interruption précoce et définitive de la croissance dentritique de type basaltique au profit d'une cristallisation de type équiaxe, ce qui a pour effet, en particulier, de réduire les ségrégations et la porosité centrales.

Sans vouloir préjuger des mécanismes réels intervenant dans le produit coulé, on peut raisonnablement penser que la cause essentielle tient au fait que les mouvements de rotation imprimés au métal liquide en lingotière se poursuivent par inertie en-dessous de celle-ci, alors que, dans le cas du brassage de type connu par champ magnétique glissant verticalement, les mouvements de convection créés dans le métal liquide restent sensiblement localisés en lingotière.

La mise en oeuvre de l'invention doit cependant satisfaire à la condition essentielle suivante
le diamètre des vortex, (c'est-à-dire également la largeur de chaque unité inductrice élémentaire), doit être compris entre une limite inférieure et une limite supérieure qui dépendent de l'épaisseur du produit coulé et à l'extérieur desquelles la rotation n'est plus correctement assurée, car on se trouve alors dans une situation analogue à celle relative à des formats trop allongés, telle qu'évoquée précédemment, avec notamment les risques de projection et de débordements de métal en fusion qui en résultent.

L'expérience montre en effet que de tels risques doivent être pris en compte sérieusement dès que le rapport des dimensions de la section droite du produit coulé dépasse une valeur voisine de 2, ou inversement, devient inférieur à 0,5 environ.

En conséquence, la condition de mise en oeuvre de la présente invention s'exprime par la double relation d'inégalité
e < d < 2e (1) e2 < d < 2e (1) où d représente la largeur d'une unité inductrice élémentaire et e l'épais- seur du produit coulé.

n
Si L est la largeur du produit coulé, on a L = Z di où n est le nombre d'unités inductrices élémentaires composant l'inducteur (n est bien entendu aussi égal au nombre de vortex apparaissant à la surface du produit coulé). Dans le cas où tous les di sont égaux, on déduit immédiatement que n doit être encadré selon
< n < (2)
2e e ce qui donne les valeurs du nombre d'unités élémentaires pouvant être prises en fonction du format du produit coulé.

Bien entendu, les valeurs limites des relations précédentes ne sont pas rigoureuses, mais dépendent avant tout de l'appréciation que l'on a du niveau de risque acceptable. De ce fait, dans ces expressions, les grandeurs relatives au produit coulé (e, L) peuvent, avec une bonne approximation, etre remplacées par les dimensions transversales définissant le gabarit de la lingotière, puisque celle-ci présente généralement une épaisseur de faible valeur devant la largeur du produit coulé. L'erreur commise ne dépasse guère 10 %.

L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages res- sortiront plus clairement au vu de la description qui suit donnée en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles
la figure 1 est une vue schématique en perspective du dessus, partiellement arrachée, d'une lingotière pour la coulée continue de brames d'acier équipée d'une paire d'inducteurs conforme à l'invention.

les figures 2a, 2b, 2c, 2d et 2e sont des schémas de principe montrant diverses variantes de mise en oeuvre de 1 invention dans le cas d'une alimentation électrique diphasée.

les figures 3a, 3b, 3c et 3d sont des schémas de principe analogues à ceux des figures précédentes ; mais dans le cas d'une alimentation électrique triphasée.

La lingotière 1, représentée sur la première figure, comprend une partie tubulaire interne 2 de forme rectangulaire allongée et deux boites à eau de refroidissement 3 et 3' placées contre les grands côtés de la partie 1. On rappelle que cette dernière définit un passage d'axe vertical 5 pour le métal coulé et qu'elle est constituée à cet effet de quatre plaques en cuivre ou alliage de cuivre deux deux petites (dont une seule est visible en 6) et deux grandes (ou grandes faces) 4 et 4' énergiquement refroidies par circulation d'eau des rainures 7 prévues sur leur face extérieure. La boite à eau 3 (ou 3') est rapportée sur une grande face 4 (4') par l'intermédiaire d'une plaque métallique 8 fermant latéralement les rainures 7.L'assemblage est réalisé au moyen de tirants, non représentés, vissés dans des bossages 9 qui délimitent les rainures 7 et traversent la boite 3 (3') de façon à etre accessible par leurs extrémités dépassant de l'enveloppe extérieure 10.

Conformément aux dispositions habituelles, la boite 3 (3') est séparée intérieurement en deux compartiments (ou chambres) superposés servant l'un à l'introduction de liteau de refroidissement, l'autre à son évacuation, et les canaux 7 communiquent avec chacun d'eux par leurs extrémités respectives.

Comme on le voit, les chambres supérieures 11 et 11' sont équipées intérieurement d'un inducteur électromagnétique statique 12 (et 12'), de structure plane, relié à une alimentation électrique polyphasée non représentée.

On voit également que chaque inducteur est constitué d'une culasse magnétique en tôle feuilletée 13 présentant, sur sa grande face tournée vers la partie tubulaire interne 2, des encoches parallèles 14 dans lesquelles sont logés des conducteurs électriques 15, tels que des barres de cuivre. La technologie des inducteurs 12 et 12' est désormais bien connue dans le domaine de la coulée continue (voir par exemple la demande de brevet français nO 2 317 258).

Conformément à l'invention, les conducteurs 15 sont orientés parallèlement à l'axe de coulée 5.

Ces conducteurs, régulièrement espacés entre eux, sont avantageusement positionnés en regard des rainures 7, ceci afin de réduire l'épaisseur des éléments métalliques interposés entre l'inducteur et le métal coulé, et qui, on le sait, constituent un écran magnétique pour le champ magnétique les traversant. Pour la meme raison, la plaque 8 de fermeture des canaux 7 est préférentiellement en acier inoxydable amagnétique et présente une épaisseur la plus faible possible, de l'ordre de quelques millimètres, compatible avec une bonne tenue mécanique sous l'effet de la pression hydraulique dans les canaux 7.

Selon l'invention, un nombre déterminé de conducteurs consécutifs 15, de préférence égal au nombre de phases de l'alimentation électrique (ou à un multiple de ce nombre), définit une unité inductrice élémentaire. Celleci est reliée à l'alimentation polyphasée de façon appropriée -et bien connue en soi- pour produire un champ magnétique mobile, qui glisse selon une direction perpendiculaire aux conducteurs 15, donc également à l'axe de coulée 5, et dont la distance de propagation reste limitée à la longueur de l'unité inductrice.

Ainsi, chaque inducteur est électriquement divisé en une pluralité d'unités inductrices élémentaires, juxtaposées, et chaque unité est reliée à l'alimentation électrique de façon à produire un champ magnétique mobile, glissant perpendiculairement à l'axe de coulée, mais dans un sens opposé à celui des champs créés par les deux unités les plus proches voisines situées de part et d'autre. De plus, les unités inductrices élémentaires situées en regard l'une de l'autre sur chacun des deux inducteurs, produisent des champs magnétiques qui glissent dans des sens opposés entre eux.

De cette façon, toute portion de métal liquide situé entre deux unités inductrices est soumise à un couple de forces parallèles aux grandes plaques 4 et 4' et de moment parallèle à l'axe de coulée 5. Comme le sens de ce moment s'inverse quand on passe d'une unité inductrice à sa voisine, ladite portion de métal liquide devient le siège d'un mouvement de rotation (vortex) et ainsi, il se développe sur la largeur de la brame, un "chapelet" de mouvements de rotation consécutifs tournant dans des sens contraires deux à deux.

Bien entendu, la vigueur et donc l'efficacité de ses mouvements au plan métallurgique dépendent de l'amplitude de l'induction magnétique agissant sur le métal liquide. A cet égard, on rappelle que l'intensité du courant électrique devant passer dans les conducteurs 15 est élevée, de l'ordre de 2 000 A. eff. ou plus, et que ceux-ci doivent donc être dimensionnés en conséquence.

On rappelle également que cette intensité est délivrée à basse fréquence (en générale comprise entre 2 et 15 Hz) pour les raisons précédemment évoquées d'absorbtion magnétique dans les éléments métalliques interposées entre l'inducteur et le métal liquide.

On va maintenant décrire en référence aux figures suivantes des exemples non-limitatifs de variantes de mise en oeuvre de l'invention. On a représenté schématiquement sur les figures des planches 2 et 3 une coupe transversale de la partie interne en cuivre 2 d'une lingotière de coulée continue de brames contenant du métal liquide. Pour ne pas surcharger inutilement les dessins, seule la première figure de chaque planche représente la partie 2 dans son entier, les figures suivantes étant limitées à la portion médiane.

L'échelle est de 1/10 . Le profil interne de la partie 2 présente une largeur L (direction horizontale sur les figures) valant 160 mm, et une
L épaisseur e (direction verticale) égale à 20 cm, d'où un rapport L = 8.

Un inducteur électromagnétique à champ glissant tel que précédemment décrit est disposé en regard de chaque grand côté 4 et 4' de la lingotière.

Dans les exemples considérés, chaque inducteur comporte dix-huit conducteurs parallèles entre eux et à l'axe de coulée indiqué en 5. Seules les section de ces conducteurs ont été schématisées sur les figures. Les conducteurs sont espacés les uns des autres d'une distance D égale à 9 cm.

Les intervalles entre les conducteurs ne sont pas nécessairement à l'échelle, car les sections ont été volontairement dimensionnées pour pouvoir y inscrire des symboles chiffrés 1, 2, 3, éventuellement surmontés d'une barre et indiquant le mode de connexion des conducteurs à la source d'ali- mentation polyphasée. Cette dernière n'a pas été représentée pour ne pas surcharger inutilement les figures.

Ainsi, dans le cas d'une alimentation triphasée par exemple, si l'on désigne arbitrairement par 1, 2 et 3 les trois phases dont les tensions sont décalées entre elles de 1200 dans le sens des chiffres croissants (la phase 1 étant la plus en avance des trois), les symboles 1, 2 ou 3 signifient que les conducteurs correspondant sont respectivement reliés aux phases 1, 2 et 3 de l'alimentation et que le courant électrique les traverse dans un sens déterminé, le même pour les trois, par exemple en direction du lecteur.

Inversement, les symboles T, 2 ou 3 signifient que, à l'instant considéré, le courant électrique parcoure les conducteurs concernés dans un sens opposé au précédent (dans ce cas, en s'éloignant du lecteur).

On rappelle, pour faciliter la compréhension des figures,
- que le champ magnétique glisse de gauche vers la droite dans une séquence (ou configuration) du type ...11, 3, 2, 1, 3, 2 ]... pour une alimentation triphasée, ou du type ... [1, 2, 1, 2] ... dans le cas d'une alimentation biphasée,
- que toute permutation circulaire des symboles conserve le sens de glissement du champ,
- mais que toute transposition de deux symboles (à l'exclusion des barres qui les surmontent le cas échéant) inverse le sens de glissement du champ. Par exemple, la transposition 2, 3 dans la configuration précédente donne la nouvelle configuration ... r 1, 2, 3, T, 2, 3} ... correspondant à un champ magnétique glissant de la droite vers la gauche.

Sur les figures, les sens de glissement des champs magnétiques sont indiqués par des flèches horizontales placées entre l'inducteur et la lingotière. Par ailleurs, les unités inductrices élémentaires sont séparées entre elles par des droites verticales en traits discontinus qui découpent le produit coulé en sous-sections dont chacune est le siège dtun mouvement de rotation.

En se reportant maintenant à la figure 2a, on voit que chaque unité inductrice référencée 25a engendre un champ magnétique glissant dans un sens opposé à celui des champs créés par les unités les plus proches voisines placées de part et d'autre et appartenant au même inducteur. Par ailleurs, on voit également que l'unité inductrice correspondante de même ordre 25 > a, disposée en regard sur l'autre inducteur, crée un champ magnétique glissant dans le sens contraire.Pour des raisons électromagnétiques évidentes, il est préférable que l'unité 25'a soit en continuité de phase avec son homologue 25a, ce qui se voit clairement sur la figure où la séquence [1, 2j de l'unité 25a se conjugue avec la séquence [2, 1] de l'unité 25'a pour former une configuration complète fi, 2/1, 2J traduisant une continuité de glissement du champ entre ces deux unités.

De cette façon, l'action combinée de la paire 25a, 25'a sur le métal liquide, en association avec l'action des paires homologues les plus proches voisines, est analogue à celle d'un champ tournant classique, telle qu'on la connait en brassage électromagnétique de petits formats coulés en continu, et procure une centrifugation du métal liquide selon un mouvement de rotation autour d'un axe parallèle à l'axe 5, mouvement qui demeure localisé au niveau de la paire d'unités 25a et 25'a et que l'on a représenté par les courbes fléchées dans le produit coulé
Les indications précédentes sont générales et demeurent valables pour toutes les autres figures.

La figure 2a présente par contre les spécificités suivantes
- la source électrique alimentant les inducteurs est diphasée,
- la séquence définissant électromagnétiquement une unité inductrice élémentaire quelconque étant [1, ; ou [2, îj , cette dernière est donc constituée de deux conducteurs.

Chaque Inducteur comprend par conséquent neuf unités inductrices élémentaires telles que 25a (donc également neuf vortex), identiques entre elles et présentant une largeur d2a = 2D = 18 cm, soit d2a = 0,9 e. On vérifie que la condition (1) de mise en oeuvre est bien respectee.

A partir d'une telle configuration de base ([1, 2/1, 2]), il est possible d'augmenter ou de réduire le nombre de vortex simplement en modifiant les connexions électriques des conducteurs, comme cela est illustré respectivement sur les deux figures suivantes.

Conformément à la figure 2b, on a augmenté le nombre de vortex simplement en "banalisant" les conducteurs d'extrémités des unités inductrices, c'est-à-dire en rendant ces conducteurs communs avec les unités les plus proches voisines de part et d'autre d'une unité 25b (ou 25'b) quelconque.

La configuration de base est toujours [1, 2/1, 2] (ou sa symétrique [2, 1/2, i]) et le nombre de conducteurs définissant électriquement une unité inductrice reste égal à deux, mais le nombre d'unites, donc également de vortex, a pratiquement doublé.

On remarquera que, pour des raisons de longueur finie de l'inducteur, les conducteurs placés aux deux extrémités de celui-ci ne peuvent hêtre banalisés, de sorte qu'une dissymétrie de longueur apparat inévitablement entre les unités inductrices placées aux extrémités et les autres, donc également quant aux vortex correspondants.

Les conducteurs extrèmes de chaque unité étant "banalisés", ils n interviennent donc que pour une valeur de 1/2 chacun dans le calcul de la largeur d2b d'une unité inductrice quelconque. Dans ce cas, on a par conséquent d2b = (2-1)D = D = 18 cm, soit d2b = 0,45 e.

On observe donc que la relation (1) n'est pas correctement respectée, de sorte que l'invention ne peut, dans ces conditions, être mise en oeuvre de façon optimale.

Il n'en est plus de même pour la variante illustrée sur la figure 2c, où l'on a réduit le nombre d'unités inductrices en interposant entre deux unités consécutives de type 25a, un conducteur supplémentaire de meme symbole que celui de ses deux plus proches voisins. Comme on le voit, la configuration de base demeure ([1, 2/1, 2]) mais cette fois, chaque symbole de phase est dédoublé sur deux conducteurs consécutifs de sorte que le nombre de conducteurs définissant une unité inductrice élementaire quelconque, 25c (ou 25'c) a doublé. De plus, tout se passe comme si les conducteurs d'extrémités de chaque unité sont "banalises".

Dans ce cas, d2 vaut donc (4-1)D, soit 1,35 e, et l'on vérifie que l'inégalité (1) est correctement respectee.

Bien entendu, d'autres variantes sont possibles sur la base de la même configuration, soit en dédoublant systèmatiquement les conducteurs affectés par le même symbole, soit en "banalisant" certains conducteurs, soit en combinant ces deux possibilités, mais toujours dans la mesure où est respec tée la relation (1).

On aura cependant remarqué, au vu de la répartition des symboles, que dans toutes les séquences décrites jusqu'ici, le courant électrique circule dans un sens identique dans tous les conducteurs appartenant au même inducteur.

Les deux figures suivantes, 2d et 2e, illustrent des exemples de configuration différentes des précédentes sur ce point.

Comme on le voit sur la figure 2d, la séquence de base caractérisant une unité inductrice élémentaire 25d est cette fois : [1, 2, 1, 2J, ou sa symétrique [2, 1, 2, 1], donc une configuration complète. Chaque unité 25d est ainsi bien différenciée de ses deux plus proches voisines (pas de conducteurs banalisés) et sont donc chacune matériellement définies par une série de quatre conducteurs, lesquels se distinguent les uns des autres, soit par leur phase d'alimentation, soit par le sens du courant électrique qui les traverse.

Dans cette variante, chaque unité inductrice élémentaire 25d (ou 25'd) présente donc une largeur d2d = 4D, soit d2d = 1,80 e. On verifie par conséquent que dans ce cas également, la relation (1) est bien respectée.

Comme auparavant, il est possible, sur la base de la même configuration, d'augmenter ou de réduire le nombre de vortex respectivement en "banalisant" des conducteurs ou en dédoublant les symboles de phase.

A titre illustratif, la figure 2e montre un exemple de "banalisation" des conducteurs situés aux extrémités de chaque unité inductrice élémen- taire 25e (ou 25'e).

Dans ce cas, une unité électrique élémentaire quelconque est, comme précédemment, définie électriquement par quatre conducteurs mais dont les extrêmes sont banalisés, de sorte que l'on a d2e = (4-1)D = 3D, soit d2e = 1,35 e.

Là encore, on vérifie immédiatement que la relation (1) est toujours respectée.

L'un des avantages des configurations à circulation de courant non uniforme (figures 2d et 2e) par rapport aux précédentes (figures 2b et 2c) réside dans une diminution de la longueur des cablages, puisque deux conduc teurs alimentés par la même phase peuvent être connectés entre eux par des pontages. reliant leurs extrémités situées du même côté de l'inducteur.

Un autre avantage tient au fait que les unités inductrices, représentant alors individuellement une configuration complète, le glissement du champ magnétique est entretenu sur une plus longue distance. Inversement, pour une lingotière et un inducteur donné, le nombre maximum de vortex pouvant être obtenu est nécessairement inférieur.

Les figures suivantes illustrent différentes variantes de mise en oeuvre de l'invention dans le cas d'une alimentation électrique triphasée.

On voit sur la figure 3a, que l'unité inductrice élémentaire 35a est définie par la séquence t1, 3, 2], et son homologue associé 35'a par t2, 3, 13. La configuration de base est donc [î, 3, 2/1, 3, 2] (ou sa symétrique [2, 3, 1/2, 3, 13). Chaque unité inductrice comprend donc trois conducteurs, d'où d3a = 3D = 1,35 e, avec un nombre de vortex égal à six.

Comme précédemment, il est possible d'augmenter le nombre de vortex en "banalisant" les conducteurs d'extrémités de chaque unité inductrice, de manière à en diminuer la largeur. Cette variante est illustrée sur la figure 3b.

L'unité élémentaire de base 35b est encore définie par trois conducteurs, mais dont les extrêmes ne sont comptabilisés que pour 1/2 dans la détermination de la largeur de l'unité. Il vient donc d3b = (3-1) D = 0,90
On constate que la relation (1) est correctement vérifiée.

Il est également possible, comme le montre la figure 3c suivante, de diminuer le nombre de vortex en dédoublant chaque symbole de phase sur deux conducteurs consécutifs.

Dans ce cas, chaque unité inductrice élémentaire 35c est définie par six conducteurs, de sorte que l'on obtient, d3c = 6D = 2,7 1.

On observe que la relation (1) n'est pas respectée et que-, par con séquent, l'invention ne peut, dans ces conditions, être mise en oeuvre de façon satisfaisante.

La figure 3d illustre une variante conjuguant un dédoublement de symboles de phase avec une banalisation de conducteurs, laquelle porte cette fois sur les deux conducteurs à chaque extrémité des unités inductrices élémentaires. Dans ce cas, tout se passe comme si chaque unite élémen- taire 35d (ou 35'd) était matériellement constituée par quatre conducteurs.

On notera cependant que les conducteurs placés aux deux extrémités de chaque inducteur ne peuvent bien entendu être "banalisés". Il résulte que les deux unités inductrices élémentaires terminales présentent, par rapportaux unités intermédiaires, un surcroît de largeur correspondant à un conducteur supplémentaire, c'est-à-dire une largeur égale à 5D, soit 2,25 e et qui, on le voit, ne respecte pas les limites de la relation (1).

Dans cette variante, on remarque donc que, si la relation (1) est correctement respectée pour les unités inductrices élémentaires intérieures, elle ne l'est que médiocrement pour les unités d'extrémités.

Les exemples précédents, dont l'énumération n'a aucun caractère exhaustif, reflètent la grande souplesse de l'invention, laquelle permet, au moyen d'un inducteur donné, de choisir librement le nombre de mouvements de rotation qu'il souhaite, simplement en modifiant les connexions entre conducteurs ou le nombre de phases de l'alimentation, dans la mesure toutefois où sont respectées les limites dimensionnelles des unités inductrices élémentaires, telles qu'elles ont été définies précédemment.

Bien que non obligatoire, il est néanmoins souhaitable que l'utilisateur détermine son choix en fonction d'un critère supplémentaire l'équilibre électrique entre les phases d'alimentation. Il est en effet préférable, pour le bon fonctionnement de l'installation électrique, que chaque phase de l'alimentation alimente un même nombre de conducteurs.

A cet égard, on peut facilement constater, en se reportant aux figures, que les variantes 2a, 2b, 2c, 2d, et les variantes 3a et 3c sont parfaitement équilibrées au niveau de chacun des deux inducteurs. On constate par contre que les variantes 3b et 3d entraînent un déséquilibre électrique, puisque la phase (3, 3) est plus chargée que les deux autres, lesquelles d'ailleurs, sont à égalité de charge sur l'ensemble des deux inducteurs.

Il doit être noté qu'un tel déséquilibre, au niveau de la source d'alimentation électrique, peut être corrigé en appliquant l'invention sur un nombre de lignes de coulée égal à celui des phases de l'alimentation électrique disponible, en l'occurence trois dans le cas présent, et en passant d'une lingotière à la suivante par permutation circulaire des phases définissant une unité inductrice élémentaire donnée.

Claims (3)

REVENDICATIONS

10 Lingotière de coulée continue de produits métalliques à section droite quadrangulaire allongée et dont au moins une grande face est équipée extérieurement d'un inducteur électromagnétique statique de structure plane comportant une pluralité de conducteurs électriques parallèles entre eux et alimentés par une source polyphasée, caractérisée en ce que lesdits conducteurs sont orientés parallèlement à l'axe de coulée, en ce que l'inducteur est électriquement divisé en unités inductrices élémentaires successives sur la largeur de la grande face et produisant chacune un champ magnétique glissant dans un sens opposé à celui du champ produit par le ou les unités qui lui sont immédiatement voisines et en ce que la largeur de chaque unité inductrice est telle que son rapport avec la largeur des petites faces de la lingotière présente une valeur comprise entre 0,5 et 2 environ.

20 Lingotière selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacune des deux grandes faces est équipée extérieurement dsun tel inducteur, et en ce que chaque unité élémentaire dun inducteur produit un champ magnétique glissant dans un sens opposé à celui du champ produit par unité élémen- taire de même rang disposée en regard sur le second inducteur.

3Q Lingotière selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les unités inductrices élémentaires présentent entre elles des conducteurs d'extrémité banalisés électriquement.

40 Lingotière selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que les unités inductrices élémentaires présentent des conducteurs dédoublés électriquement.