FR2547518A1 - Method and installation for manufacturing steel sheets by means of continuous casting - Google Patents
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Abstract
Description
La presente invention a pour objets un procéder et une installation de fabrication continue d'une tôle d'acier à partir d'un bain d'acier. The present invention relates to a process and an installation for the continuous manufacture of a steel sheet from a steel bath.
Actuellement, les tôles sont fabriquées par laminage de brames d'acier, obtenues par coulPes d'acier liquide dans des lingotières (coulée verticale, coulée cintrée, coulée en lingotière courbe) et ensuite stockées. Pour fabriquer des tales d'acier, on est obligé de réchauffer préalablement ces brames dans un four à une température d'environ 12000C, puis on leur fait subir un laminage jusqu'à obtention d'une épaisseur d'environ 6 mm (tôles dites fortes). Pour obtenir des tôles minces (épaisseur de 2 à 0,6 mm), on fait subir à ces tôles fortes un laminage à froid. Currently, the sheets are manufactured by rolling steel slabs, obtained by casting liquid steel in molds (vertical casting, curved casting, casting in a curved mold) and then stored. To make steel sheets, it is necessary to heat these slabs beforehand in an oven at a temperature of around 12000C, then they are subjected to rolling until a thickness of about 6 mm is obtained (sheets known as strong). To obtain thin sheets (thickness of 2 to 0.6 mm), these heavy sheets are subjected to cold rolling.
Ces opérations de coulée et de laminage impliquent donc des frais importants au niveau des équipements, de la main d'oeuvre et de la consommation d'énergie.These casting and rolling operations therefore involve significant costs in terms of equipment, labor and energy consumption.
Pour rioudre ce problème, des études ont été faites pour tenter de fabriquer des tôles directement et en continu à partir de l'acier liquide, ce qui présenterait l'avantage, d'une part, de supprimer les opérations intermédiaires de coulée et de réchauffage et laminage des brames, d'autre part, d'obtenir des tôles présentant de bonnes propriétés mécaniques compte tenu de la rapidité de la solidification du-métal. Aucun des essais réalisés en ce sens ne se sont révélés satisfaisants jusqu'à présent. To solve this problem, studies have been made to try to manufacture sheets directly and continuously from liquid steel, which would have the advantage, on the one hand, of eliminating the intermediate operations of casting and reheating and rolling the slabs, on the other hand, to obtain sheets having good mechanical properties taking into account the speed of solidification of the metal. None of the tests carried out in this direction have proved satisfactory so far.
Parmi les procédés de fabrication de tôles directement à partir d'un bain de métal liquide que l'on a tenté de mettre en oeuvre jusqu'à présent, on peut citer le procédé décrit dans le brevet américain nO 3.540.517. Ce procédé consiste à immerger partiellement dans un bain de métal fondu un cylindre rotatif refroidi et à extraire du bain le ruban de métal solidifié ainsi formé. Or ce ruban de métal présente des défauts de surface qui proviennent du fait que les échanges thermiques entre la cylindre et le bain de métal liquide sont irréguliers. Pour atténuer ces défauts, et également protéger le cylindre contre ltérosion par le métal liquide, on applique préalablement sur le cylindre une couche d'un oxyde réfractaire.Mais, la présence de cet oxyde réfractaire entrasse de mauvaises propriétés métallurgiques de la tôle obtenue. Among the methods of manufacturing sheets directly from a bath of liquid metal that we have tried to implement up to now, mention may be made of the method described in American patent No. 3,540,517. This process consists in partially immersing in a bath of molten metal a cooled rotary cylinder and in extracting from the bath the solidified metal strip thus formed. However, this metal strip has surface defects which arise from the fact that the heat exchanges between the cylinder and the liquid metal bath are irregular. To reduce these defects, and also protect the cylinder against erosion by liquid metal, a layer of refractory oxide is applied to the cylinder beforehand, but the presence of this refractory oxide overpowers the poor metallurgical properties of the sheet obtained.
L'invention a pour objet un procéda qui permet de fabri quer des tôles directement à partir d'un bain d'acier liquide, to en évitant les inconvénients rappelés ci-dessus. The subject of the invention is a procedure which makes it possible to manufacture sheets directly from a bath of liquid steel, to while avoiding the drawbacks mentioned above.
Le procédé conforme à l'invention est du genre selon le quel on forme une tôle d'acier à Dartir dun bain d'acier liquide avec conformation à l'aide dtau moins un cylindre conformateur pourvu de moyens de refroidissement internes particulièrement ada tés, et rotatif autour de son axe disposé horizontalement, de faç à extraire dudit bain une nappe de métal progressivement solidifi et dégagée dudit cylindre.Ce procédé se caractérise en ce qu'on applique contre le cylindre conformateur un feuillard métallique protecteur déroulé d'un dévidoir de stockage et entraîné par ledit cylindre, en ce que l'on assure un refroidissement latéral circonférentiellement prédéterminé du cylindre conformateur sur un secteur dit d'élaboration de façon à obtenir, dans une premièr zone de passage dudit feuillard dans ledit bain, un refroidisseme restreint provoquant une amorce de fusion de la surface dudit feu lard en contact avec le bain, et dans une seconde zone de passage dudit feuillard dans ledit bain, suivant immédiatement la premièr un refroidissement plus accentué provoquant une resolidification avec apport métallique en provenance du bain, le tout de façon à obtenir l'épaisseur désirée de tale à la sortie du bain. The process according to the invention is of the type according to which a steel sheet is formed from a bath of liquid steel with conformation using at least one shaping cylinder provided with particularly suitable internal cooling means, and rotatable around its axis arranged horizontally, so as to extract from said bath a sheet of metal progressively solidified and released from said cylinder. This process is characterized in that a protective metal strip is applied against the shaping cylinder unwound from a storage reel and driven by said cylinder, in that a circumferentially predetermined lateral cooling of the shaping cylinder is provided on a so-called working sector so as to obtain, in a first zone of passage of said strip in said bath, a limited cooling causing a initiation of fusion of the surface of said lard fire in contact with the bath, and in a second zone of passage of said strip in said bath, s immediately following the first, a more accentuated cooling causing a resolidification with metallic contribution coming from the bath, the whole so as to obtain the desired thickness of tale at the exit of the bath.
Selon un mode de réalisation préféré du procédé, on met en oeuvre deux cylindres conformateurs refroidis, d'axes parallèles et au même niveau, rotatifs en sens inverse l'un de l'autre et vers la direction d'extraction, l'espacement entre lesdits cylindres étant conditionné par I'épaissur de la tôle à obtenir, on applique contre chacun des cylindres conformateurs un feuillar métallique protecteur, chacun desdits feuillards étant déroulé d' dévidoir de stockage, l'ensemble des deux feuillards enserrant un nappe de métal solidifié étant extrait verticalement dudit bain. According to a preferred embodiment of the method, two cooled shaping cylinders are used, with axes parallel and at the same level, rotating in opposite directions to each other and towards the direction of extraction, the spacing between said cylinders being conditioned by the thickness of the sheet to be obtained, a protective metallic film is applied against each of the shaping cylinders, each of said strips being unwound from a storage reel, the set of two strips enclosing a sheet of solidified metal being vertically extracted from said bath.
Selon une première variante de réalisation, on immerge partiellement les cylindres conformateurs dans le bain d'acier liquide et on extrait la telle ainsi formée vers le haut. Selon une deuxième variante de réalisation, on confine le bain d'acier liquide e surplomb des cylindres conformateurs avec étanchéité dynamique de déplacement du ou des feuillards et on extrait la tôle ainsi formée vers le bas
Selon l'inventionR on assure le refroidissement latéral des cylindres conformateurs de façon telle que le refroidissement restreint s'effectue sur une zone de 30 % à 10 % du sec tsur dit d'élaboration et le refroidissement accentué sur une zone de 70 % à 90 % dudit secteur d'élaboration.According to a first alternative embodiment, the shaping cylinders are partially immersed in the bath of liquid steel and the so formed is extracted upwards. According to a second alternative embodiment, the bath of liquid steel is confined and overhangs the shaping cylinders with dynamic sealing of movement of the strip (s) and the sheet metal thus formed is extracted downwards.
According to the invention, lateral shaping of the shaping rollers is ensured in such a way that the restricted cooling takes place over an area of 30% to 10% of the dry process said and the enhanced cooling over an area of 70% to 90 % of said production sector.
Comme on le comprend, l'interposition des feuillards métalliques entre les cylindres conformateurs et le bain d'acier liquide, lesdits cylindres étant pourvus de moyens de refroidis sement réglables, permet, d'une part, d'assurer une protection efficace des cylindres et, d'autre part, d'obtenir un échange thermique contrôlé au cours du passage des feuillards dans le bain métallique. De plus, la tôle obtenue présente un état de surface satisfaisant puisqu'il est fonction uniquement de celui des feuillards choisis au départ. Par ailleurs, le procédé de l'invention permet dtobtenir des tôles composites présentant une bonne cohésion entre les différentes couches formant leur épaisseur. As will be understood, the interposition of metal strips between the shaping cylinders and the bath of liquid steel, said cylinders being provided with means for cooling which are adjustable, makes it possible, on the one hand, to ensure effective protection of the cylinders and , on the other hand, to obtain a controlled heat exchange during the passage of the strips in the metal bath. In addition, the sheet obtained has a satisfactory surface condition since it only depends on that of the strips chosen at the start. Furthermore, the method of the invention makes it possible to obtain composite sheets having good cohesion between the different layers forming their thickness.
L'invention a également pour objet l'installation de mise en oeuvre du procédé considéré. Cette installation comporte au moins un cylindre conformateur en acier, équipé de moyens de rotation autour de son axe disposé horizontalement, et pourvu de moyens de refroidissement internes Elle se caractérise en ce qu'elle comporte ou moins un dispositif de stockage d'un feuillard métallique, des moyens pour amener ledit feuillard au contact d'une partie du cylindre conformateur, des moyens pour confiner le bain d'acier liquide au voisinage du cylindre conformateur et des moyens d t extraction et de stockage de la tôle. The invention also relates to the installation for implementing the process under consideration. This installation comprises at least one steel shaping cylinder, equipped with means of rotation about its axis arranged horizontally, and provided with internal cooling means. It is characterized in that it comprises or at least a device for storing a metal strip , means for bringing said strip into contact with a part of the shaping cylinder, means for confining the bath of liquid steel in the vicinity of the shaping cylinder and means for extracting and storing the sheet.
Selon un mode de réalisation préféré, l'installation comporte deux cylindres conformateurs d'axes parallèles et au même niveau, rotatifs en sens inverse l'un de autre,
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparateront dans la description qui suit en référence aux dessins annexés dans lesquels :: - la figure 1 est une vue en perspective d'une installation de
fabrication de tôles d'acier selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale partielle de
l'installation selon la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un cylindre confor
mateur ; - la figure 4 est une vue en coupe transversale selon IV/IV de
la figure 3 ; - la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale par
tielle du secteur d'élaboration de tales d'un cylindre confor
mateur - la figure 6 est une vue en coupe transversale partielle d'une
variante de réalisation de l'installation de la figure 1 ; - la figure 7 est une vue en coupe transversale partielle d'une
autre installation de fabrication de tôles d'acier selon l'in
vention ; - la figure 8 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 4
dans le cas de la réalisation de la figure 7 ;; - la figure 9 est une vue an coupe transversale partielle d'une
variante de réalisation de l'installation représentée à la fi
gure 7.According to a preferred embodiment, the installation comprises two cylinders shaping parallel axes and at the same level, rotating in opposite directions to one another,
The characteristics and advantages of the invention will appear in the description which follows with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a perspective view of an installation of
manufacture of steel sheets according to the invention; - Figure 2 is a partial cross-sectional view of
the installation according to FIG. 1; - Figure 3 is an axial sectional view of a conforming cylinder
mateur; - Figure 4 is a cross-sectional view along IV / IV of
Figure 3; - Figure 5 is a schematic cross-sectional view through
part of the shaping sector of a conforming cylinder
drier - Figure 6 is a partial cross-sectional view of a
alternative embodiment of the installation of Figure 1; - Figure 7 is a partial cross-sectional view of a
other steel sheet manufacturing facility according to in
vention; - Figure 8 is a sectional view similar to that of Figure 4
in the case of the embodiment of Figure 7 ;; - Figure 9 is a partial cross-sectional view of a
variant of the installation shown in fi
gure 7.
En se référant aux figures 1-2-3-5 et 8, une installation de fabrication de tôles d'acier comporte un récipient métallurgique (1) à garnissage réfractaire interne (2) et enveloppe métallique (3), de forme parallélépipédique rectangle, présentant un fond (4) et quatre parois latérales (5) , (6), (7) et (e) une cloison (9) en matériau réfractaire, parallèle aux parois (7) et (8) et solidaire des parois (6) et (5), qui starrête à distance au-dessus du fond (4), sépare le récipient (î) en deux compartimeni (1A) et (AB) communiquant entre eux par le bas.Dans les parois (5 et (6) du compartiment (1A) se faisant face sont montes, par des paliers en alignement horizontal (11), deux cylindres conformateu (12) et (13) disposés côte à côte à faible FCartement. Ces cylind conformateurs (12) et (13) sont équipés à une de leurs extrémités d'un moyeu entraîneur (16) soumis à l'action d'un arbre menant (1 par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse (15). Les cylindres (12) et (13) tournent à des vitesses synchronisées et leurs sens de rotation f1 et f2 sont inverses l'un de l'autre,dans le sens ascendant.La surface de révolution (10) de chaque cylindre(12) (13) est équipée à chacune des extrémités longitudinales du cylin dre 02) (13) d'un épaulement d'extrémité (18) (18a - lBb et 18c 18d) correspondant à une surépaisseur radiale par rapport à la di mension radiale du cylindre proprement dit, sensiblement égale à la demi-épaisseur de la tôle à obtenir. Ainsi qu'on le verra plus loin, ces épaulements d'extrémité (18) sont destinés à former des parois de champ pour la telle à fabriquer et, à cet effet, les épa lements en regard (18a, 18d) et (18b et 18c) sont pratiquement er contact l'un avec l'autre. Referring to Figures 1-2-3-5 and 8, an installation for manufacturing steel sheets comprises a metallurgical container (1) with internal refractory lining (2) and metal casing (3), of rectangular parallelepiped shape, having a bottom (4) and four side walls (5), (6), (7) and (e) a partition (9) of refractory material, parallel to the walls (7) and (8) and integral with the walls (6 ) and (5), which stops at a distance above the bottom (4), separates the container (î) into two compartmentsi (1A) and (AB) communicating with each other from below. In the walls (5 and (6) ) of the compartment (1A) facing each other are mounted, by bearings in horizontal alignment (11), two conforming cylinders (12) and (13) arranged side by side with small spacing. These shaping cylinders (12) and (13) are equipped at one of their ends with a driving hub (16) subjected to the action of a driving shaft (1 by means of a speed reducer (15). The cylinders (12) and (13) turn to vi synchronized braids and their directions of rotation f1 and f2 are opposite to each other, in the upward direction. The surface of revolution (10) of each cylinder (12) (13) is equipped at each of the longitudinal ends of the cylin dre 02) (13) of an end shoulder (18) (18a - lBb and 18c 18d) corresponding to a radial excess thickness with respect to the radial dimension of the cylinder proper, substantially equal to the half thickness of the sheet metal to obtain. As will be seen below, these end shoulders (18) are intended to form field walls for the one to be manufactured and, for this purpose, the facing shoulders (18a, 18d) and (18b and 18c) are practically in contact with each other.
De préférence, l'installation est destinée à fonctionnE en continu et l'on agence un dispositif (19) d'alimentation d'aci liquide de façon à former un bain liquide dans le compartiment (1 du récipient (1). De façon plus précise, ce dispositif (19) est constitué par une poche de coulée (20) contenant un bain d'acier liquide qui s'écoule sous forme d'un jet (21) dans le compartimer (la) du récipient (1) ; ce jet (21) est protégez contre l'oxydatic par un gaz inerte liquide amené par un conduit (22) dans un manct (23) entourant le jet (21).Ainsi, l'acier liquide amené dans le compartiment (1B) par le dispositif d'alimentation (19) passe da le compartiment (1A) de façon à y former un bain liquide (24). UI ou plusieurs becs (25) d'amenée d'un gaz inerte liquide tel que ltazote ou de l'argon débouchent au-dessus du bain (24) de façon à former une nappe de protection (26) à la surface du bain (24). Preferably, the installation is intended for continuous operation and a device (19) for supplying liquid aci is arranged so as to form a liquid bath in the compartment (1 of the container (1). specifies, this device (19) consists of a ladle (20) containing a bath of liquid steel which flows in the form of a jet (21) into the compartment (la) of the container (1); jet (21) is protected against oxydatic by a liquid inert gas brought by a conduit (22) in a manct (23) surrounding the jet (21). Thus, the liquid steel brought in the compartment (1B) by the supply device (19) passes from the compartment (1A) so as to form a liquid bath (24) there UI or several nozzles (25) for supplying a liquid inert gas such as nitrogen or argon open out above the bath (24) so as to form a protective sheet (26) on the surface of the bath (24).
Chaque cylindre(12)(13) est équin de moyens de refroi dissement et, à cet effet, les cylindres sont délimités par une paroi métallique épaisse (27) de façon à former une large cavitÉ inter (28). Le moyeu (16) est du type à arbre creux et permet l'agencement à poste fixe d'une conduite d'amenée d'un fluide d refroidissement (29) et d'une conduite d'évacuation (30) de ce même fluide de refroidissement.La conduite d'amenée de fluide de refroidissement (29) est destinée à alimenter une pluralité de conduites longitudinalement agencées dans un secteur angulaire (31) dit d'élaboration de tôle qui est compris, dans le cas représenté à la figure 8, entre un plan sensiblement horizontal e un plan axial incliné d'environ 1200 sur lthorizontale, dans la partie descendante du cylindre à partir du plan horizontal, le secteur d'élaboration des deux cylindres se faisant face.Dans une première partie (31a) du secteur d'élaboration (31) qui est situé en amont par rapport au sens de rotation f2 du cylindre (13), la conduite d'amenée de fluide de refroidissement (29) alimente un ou plusieurs conduits ln-gi--t:ud-inaux (32) à ajustage répartis longitudinalement (33), de façon à assurer dans ladite zone (31a) une pulvérisation à débit limité du fluide de refroi dissement tandis que, dans l'autre Dartie restante (31b) du sec teur d'élaboration (31), la conduite d'alimentation (29) débouc dans un plus grand nombre de tubes (34) à ajustages (35) assura la formation de jets refroidisseurs à débit nettement accru. Each cylinder (12) (13) is equine with cooling means and, for this purpose, the cylinders are delimited by a thick metal wall (27) so as to form a large inter cavity (28). The hub (16) is of the hollow shaft type and allows the stationary arrangement of a pipe for supplying a cooling fluid (29) and a pipe for discharging this same fluid. The cooling fluid supply pipe (29) is intended to supply a plurality of pipes longitudinally arranged in an angular sector (31) said to be made of sheet metal which is included, in the case represented in FIG. 8 , between a substantially horizontal plane and an inclined axial plane of approximately 1200 on the horizontal, in the descending part of the cylinder from the horizontal plane, the production sector of the two cylinders facing each other. In a first part (31a) of the production sector (31) which is located upstream relative to the direction of rotation f2 of the cylinder (13), the coolant supply line (29) supplies one or more ln-gi - t: ud conduits -inals (32) with adjustment distributed longitudinally (33), so as to ensure in said e area (31a) a limited flow spraying of the cooling fluid while in the other remaining Dartie (31b) of the production sector (31), the supply line (29) opens into a larger number of tubes (34) with adjustments (35) ensured the formation of cooling jets with markedly increased flow.
En se reférant maintenant plus particulièrement aux f gures 1 et 2, on note qu'on dispose de part et d'autres des cylindres conformateurs (13) et (12) d'un ensemble d'alimentation d'un feuillard (36) (37) dévidés à partir d'un magasin de stoc kago à enroulement (38) (39), avec passage sur un cylindre de renvoi (40) (41), de façon à ce que chaque feuillard (36) (37) vienne s'appliquer contre chaque cylindre en passant dans le bain d'acier liquide (24) comme représenté à la figure 2.Entre le magasin de stockage(38)(39) et le cylindre de renvoi(40)(41 sont ménagés deux dispositifs entailleurs (42 et 43) (44 et 45), destinés à faire une succession d'entailles (46) le long de chaque bord longitudinal de feuillard avec une densité d'entailles suffisantes pour permettre, après redressement des parties entaillées par deux dispositifs redresseurs (47 et 48) (49 et 50) l'application des bords entaillés et relevés contre la face interne de chaque épaulement (18c), (18d), (18b) et (î8a). Referring now more particularly to FIGS. 1 and 2, it is noted that there are shaping cylinders (13) and (12) on both sides of a supply assembly for a strip (36) ( 37) unwound from a kago roll-up magazine (38) (39), passing over a deflection cylinder (40) (41), so that each strip (36) (37) comes '' apply against each cylinder passing through the bath of liquid steel (24) as shown in Figure 2. Between the storage magazine (38) (39) and the return cylinder (40) (41 are provided two notch devices (42 and 43) (44 and 45), intended to make a succession of notches (46) along each longitudinal edge of the strip with a density of notches sufficient to allow, after straightening of the notched parts by two straightening devices ( 47 and 48) (49 and 50) applying the notched and raised edges against the internal face of each shoulder (18c), (18d), (18b) and (î8a).
Le fonctionnement de leinstallation selon l'invention est le suivant : on déverse du métal liquide par le dispositif d'alimentation (19) de façon à maintenir un niveau N1 dans le compartiment (1A) du récipient métallurgique (4) qui soit suffisamment haut pour que les deux cylindres conformateurs (12) et (13) soient sensiblement à demi immergés.Auparavant, l'opérateur a assuré la mise en place de deux feuillards (36) et ~(37) dévidés des magasins de stockage (38) et (39), devant les Postes entailleurs (42) , (43), (44) et (45) et redresseurs (47), (48), (49) et (50), de façon à ce que ces feuillards viennent s'appliquer contre la surface (10) et la face interne des épaulements (18) des cylindres (13) et (12) et soient extraits vers le haut dans l'espace interstitiel entre lesdits cylindres par entraSnement de leurs extrémités libres par un dispositif extracteur et enrouleur (60) situé à distance au-dessus durécipient (1). Une fois les cylindres mis en rotation et les feuillards appliqués à la fois contre les parties centrales (10) et contre les épaulements d'extrémité (18) des cylindres (12) et (13), on assure, comme représenté au dessin de la figure 5, le refroidissement de chaque secteur d'élaboration (31) de chacun des cylindres (12) et (13) de façon telle qu'il y ait un refroidissement restreint dans la partie (31a) et un refroidissement plus accentué dans la partie (31b).Lorsque le feuillard (36) d'épaisseur pénètre dans le bain d'acier liquide, il commence à se chauffer légèrement (zone (70) de la partie (31a)) ; ensuite, une mince couche de métal liquide commence à se solidifier sur le feuillard (zone (71) de la partie (31a)) et réchauffe suffisamment la surface du feuillard avec laquelle elle est en contact pour qu'il y ait fusion superficielle, diffusion réciproque et soudure entre les deux parties (zone (72) de la partie (31a)).Enfin, au fur et à mesure de la progression du feuillard (36) dans le bain d'acier liquide, correspondant à la zone de refroidissement (31b), il y a formation d'une couche (73) d'acier solidifié dont l'épaisseur croit progressivement et atteint à la sortie du bain d'acier liquide une épaisseur E qui est substantiellement égale à la moitié de l'espacement prérrglé des cylindres (12) et (1g). The operation of the installation according to the invention is as follows: liquid metal is poured out by the supply device (19) so as to maintain a level N1 in the compartment (1A) of the metallurgical container (4) which is high enough to that the two shaping cylinders (12) and (13) are substantially half submerged. Previously, the operator ensured the installation of two strips (36) and ~ (37) unwound from the storage magazines (38) and ( 39), in front of the slotting stations (42), (43), (44) and (45) and rectifiers (47), (48), (49) and (50), so that these strips come apply against the surface (10) and the internal face of the shoulders (18) of the cylinders (13) and (12) and are extracted upwards into the interstitial space between said cylinders by entrainment of their free ends by an extractor device and reel (60) located at a distance above the container (1). Once the cylinders have rotated and the strips applied both against the central parts (10) and against the end shoulders (18) of the cylinders (12) and (13), it is ensured, as shown in the drawing of the FIG. 5, the cooling of each production sector (31) of each of the cylinders (12) and (13) so that there is limited cooling in the part (31a) and more accentuated cooling in the part When the strip (36) of thickness enters the bath of liquid steel, it begins to heat slightly (zone (70) of the part (31a)); then, a thin layer of liquid metal begins to solidify on the strip (zone (71) of the part (31a)) and sufficiently warms the surface of the strip with which it is in contact so that there is surface fusion, diffusion reciprocal and welding between the two parts (zone (72) of the part (31a)). Finally, as the strip progresses (36) in the bath of liquid steel, corresponding to the cooling zone ( 31b), a layer (73) of solidified steel is formed, the thickness of which gradually increases and reaches, at the outlet from the bath of liquid steel, a thickness E which is substantially equal to half of the preset spacing cylinders (12) and (1g).
Dans le même temps et de façon symétrique, il se produit le même processus sur le secteur d'élaboration du cylindre (12) et il se forme une couche d'acier solidifié (73') qui atteint à la sortie du bain d'acier liquide la même épaisseur E. La tôle extraite verticalement du bain acier liquide présente donc une épaisseur d'environ 2E + 2e ; elle est constituée d'une âme de métal solidifié, solidarisant entre eux les deux feuillards par une liaison de type soudure. At the same time and symmetrically, the same process takes place on the cylinder production sector (12) and a solidified steel layer (73 ') is formed which reaches at the exit of the steel bath liquid the same thickness E. The sheet extracted vertically from the liquid steel bath therefore has a thickness of approximately 2E + 2e; it consists of a solidified metal core, joining the two strips together by a weld-type connection.
La figure 6-représente une installation identique à celle représentée aux figures 1 et 2 (les mêmes références ont été affectées aux mêmes éléments), mais dans laquelle le dispositif d'alimentation d'acier liquide (19) est différent. Selon cette variante de la figure 6, ledit dispositif d'alimentation (19) est constitué par une goulotte (62) dont la partie inférieure (63) est constamment immergée dans le bain de métal liquide contenu dans le compartiment (1B) du récipient (î) et dont la partie supérieure (64) est alimentée en continu en métal liquide par un four de maintien (65) basculant.Le jet d'acier liquide (66) s'écoulant du four (65) dans la goulotte (62) est protégé contre l'oxydation par des jets de gaz inerte liquéfié tel que de l'azote ou de l'argon provenant d'un conduit (67) ; la surface du bain d'acier liquide contenue dans la partie supérieure (64) de la gou lotte (62) est protégée contre l'oxydation grâce à un bec (68)
d'amenée d'un gaz inerte liquéfié tel que de l'azote ou de l'argo
Ainsi, de la meme façon que dans l'installation représentée aux
figures 1 et 2, l'acier liquide amené dans le compartiment (18)
passe dans le compartiment (1A) de façon à y former un bain liqui
de (24). Excepté cette différence de constitution du dispositif
d'alimentation (19), le fonctionnement de l'installation représen
tée à la figure 6 est identique à celui de l'installation repré
sentée aux figures 1 et 2.Figure 6-shows an installation identical to that shown in Figures 1 and 2 (the same references have been assigned to the same elements), but in which the liquid steel supply device (19) is different. According to this variant of FIG. 6, said supply device (19) consists of a chute (62), the lower part (63) of which is constantly immersed in the bath of liquid metal contained in the compartment (1B) of the container ( î) and the upper part (64) of which is continuously supplied with liquid metal by a tilting holding furnace (65). The jet of liquid steel (66) flowing from the furnace (65) into the chute (62) is protected against oxidation by jets of liquefied inert gas such as nitrogen or argon from a conduit (67); the surface of the liquid steel bath contained in the upper part (64) of the monkfish (62) is protected against oxidation by means of a spout (68)
for supplying a liquefied inert gas such as nitrogen or argo
Thus, in the same way as in the installation shown in
Figures 1 and 2, the liquid steel brought into the compartment (18)
passes into the compartment (1A) so as to form a liquid bath therein
from (24). Except for this difference in constitution of the device
supply (19), the operation of the installation represents
tee in figure 6 is identical to that of the installation shown
shown in Figures 1 and 2.
Selon la variante de la figure 7, un récipient métallur
gique (80) comporte quatre parois latérales (81) (81a, 81b, 81c
et 81d) ; une cloison (82), solidaire des deux parois opposées (81c et 81d)(non représentées sur la figure) et parallèle aux deux
parois(81a et 81b), sépare le récipient (80) en deux compartiments
(8DA) et (8ou). Le compartiment (ana) comporte un fond (83) qui
s'arrête juste au droit de la cloison (82) et à distance en-desso
de celle-ci ; ainsi, les compartiments (BOA) et (80B) communiquen
entre eux par le bas. Le compartiment (80A) ne comporte pas de
fond ; il est muni d'un couvercle (84) traversé par un conduit
d'alimentation (85) en gaz inerte liquéfié.According to the variant of Figure 7, a metal container
gique (80) has four side walls (81) (81a, 81b, 81c
and 81d); a partition (82), integral with the two opposite walls (81c and 81d) (not shown in the figure) and parallel to the two
walls (81a and 81b), separates the container (80) into two compartments
(8DA) and (8or). The compartment (ana) has a bottom (83) which
stops right at the partition wall (82) and at a distance below
of it; thus, compartments (BOA) and (80B) communicate
between them from below. The compartment (80A) has no
background ; it is provided with a cover (84) crossed by a conduit
supply (85) of liquefied inert gas.
L'installation comporte un dispositif (86) dalimenta-
tion en continu d'acier liquide de façon à former un bain (87)
de métal liquide dans le compartiment (anA) du récipient (80). The installation comprises a device (86) for feeding
continuous liquid steel so as to form a bath (87)
of liquid metal in the compartment (anA) of the container (80).
Ce dispositif d'alimentation (86) est constitué par une poche de
coulée (88) de laquelle s'écoule un jet d'acier liquide (89) dans
le compartiment (808) du récipient (80) ; ce jet d'acier liquide
(89) est protégé contre l'oxydation par un gaz inerte liquéfié
amené par un conduit (91) dans un manchon (90) entourant le jet
(89). Ainsi, l'acier liquide amené dans le compartiment (808)
par le dispositif d'alimentation (86) passe dans le compartiment
(80A) de façon à y former un bain liquide (87).This supply device (86) consists of a pocket of
casting (88) from which a jet of liquid steel (89) flows into
the compartment (808) of the container (80); this jet of liquid steel
(89) is protected against oxidation by a liquefied inert gas
brought by a conduit (91) into a sleeve (90) surrounding the jet
(89). Thus, the liquid steel brought into the compartment (808)
through the supply device (86) passes into the compartment
(80A) so as to form a liquid bath (87) there.
Deux cylindres conformateurs (92) et (93) sont placés
sous le compartiment (80A) du récipient (80). La surface latérale
du cylindre (92) s'étent à faible distance de la paroi (81a) du
compartiment (80A) et la surface latérale du cylindre (93) s'éten R faible distance du fond (81) du compartiment (808). Deux feuil lards (94) et (95) sont déroulés à partir de deux dispositifs de stockage en position basse (non représentés sur la figure) pour s'appliquer au-dessus des cylindres (92) et (93) et pour venir dans l'espace interstitiel entre les cylindres et être extraits vers le bas.A l'endroit où la paroi (81a) du compartiment (80A) et le fond (83) du compartiment (BOB) sont en regard et à faible distance de la face suprérieure des cylindres (92) et (93), le déplacement des feuillards (94) et (95) dans le sens f3 et f4 des cylindres (92) et (93) s'oppose en permanence à toute fuite de métal liquide hors du compartiment (80A), assurant ainsi une étanchéité dynamique.Avantageusement, le co in inférieur interne du garnissage réfractaire de la paroi (81a) du compartiment (BOA) et le coin inférieur interne du fond (83) sont évides de façon à y loger une brique (96) (97) en un matériau réfractaire tel que du nitrure dtaluminium ou de la zircone, susceptible de résister aux différences de température entre feuillards froids et bain de métal liquide ainsi qu'à l'érosion par le métal liqui
La figure 4 représente un secteur d'élaboration de tle (31') d'un cylindre (93) et les moyens de refroidissement du cylindre (93) dans ce secteur (31').Le secteur d'élaboration (31' est, dans le cas représenté, compris entre deux plans sensiblemE horizontal et vertical, dans la partie descendante du cylindre È partir du plan vertical, et les moyens de refroidissement compris nent successivement des moyens identiques à ceux de la figure 4 affectés de l'indice prime.Two shaping cylinders (92) and (93) are placed
under the compartment (80A) of the container (80). The lateral surface
of the cylinder (92) extend a short distance from the wall (81a) of the
compartment (80A) and the lateral surface of the cylinder (93) extends a short distance from the bottom (81) of the compartment (808). Two bacon sheets (94) and (95) are unwound from two storage devices in the low position (not shown in the figure) to be applied above the cylinders (92) and (93) and to come into the space between the cylinders and be extracted downwards. At the point where the wall (81a) of the compartment (80A) and the bottom (83) of the compartment (BOB) are opposite and at a short distance from the upper face cylinders (92) and (93), the movement of the strips (94) and (95) in the direction f3 and f4 of the cylinders (92) and (93) permanently prevents any leakage of liquid metal out of the compartment (80A), thus ensuring a dynamic seal. Advantageously, the inner lower part of the refractory lining of the wall (81a) of the compartment (BOA) and the inner lower corner of the bottom (83) are hollow so as to accommodate a brick therein. (96) (97) in a refractory material such as aluminum nitride or zirconia, capable of withstanding differences in temperature between cold strips and a bath of liquid metal as well as erosion by liquid metal
FIG. 4 represents a sector for producing the sheet (31 ') of a cylinder (93) and the means for cooling the cylinder (93) in this sector (31'). The production sector (31 'is, in the case shown, lying between two planes sensiblemE horizontal and vertical, in the descending part of the cylinder from the vertical plane, and the cooling means included successively arise means identical to those of Figure 4 assigned the prime index.
Le fonctionnement de l'installation représenté aux fiç res 7 et 8 est le suivant : on déverse du métal liquide par le c positif d'alimentation (86) de façon à maintenir un niveau N2 dc le compartiment (80A) du récipient (80) et on déverse du gaz ins te liquiéfié par le conduit (85) de façon à former une nappe de protection (98) à la surface du bain (87).Une fois les feuilla, (94) et (95) appliqués sur les cylindres (9n) et (93) et les cylindres mis en rotation en sens inverse f3 et f4 l'un de l'autrE dans le sens descendant, on assure le refroidissement de chaque secteur d'élaboration (31') de chacun des cylindres (92) et (93) de telle façon qu'il y ait un refroidissement restreint dans la partie (31'a) et un refroidissement plus accentué dans la partie (31'b). Et on extrait vers le bas la tle formée par les deux feuillards (94) et (95) enserrant une ama de métal solidifiée. The operation of the installation shown in FIGS. 7 and 8 is as follows: liquid metal is poured through the positive supply c (86) so as to maintain a level N2 dc in the compartment (80A) of the container (80) and poured gas ins te liquefied through the conduit (85) so as to form a protective sheet (98) on the surface of the bath (87). Once the leaves, (94) and (95) applied to the cylinders (9n) and (93) and the cylinders rotated in the opposite direction f3 and f4 one from the other in the downward direction, cooling of each production sector (31 ') of each of the cylinders is ensured ( 92) and (93) so that there is limited cooling in the part (31'a) and more accentuated cooling in the part (31'b). And the sheet formed by the two strips (94) and (95) is extracted downwards enclosing a solidified metal mass.
La variante de réalisation représentée à la figure 7 est particulièrement avantageuse pour la fabrication de tôles à partir d'acier effervescent. En effet, pendant le fonctionnement, les bulles d'oxyde de carbone s'échappent vers le haut du récipient de olus, le dégagement des bulles provoque en effet dit de "flushing" entraînant une décantation des inclusions et donc une amélioration des propriétés métallurgiques du produit obtenu. The variant embodiment shown in FIG. 7 is particularly advantageous for the manufacture of sheets from effervescent steel. In fact, during operation, the carbon monoxide bubbles escape towards the top of the olus container, the release of the bubbles in fact causes so-called "flushing" resulting in settling of the inclusions and therefore an improvement in the metallurgical properties of the product obtained.
La figure 9 représente une installation identique à celle de la figure 7 (les mêmes référen-ces ont été affectées aux mêmes éléments) mais qui comporte, en plus, des moyens d'introduction dans le bain d'acier liquide (87) d'un troisième feuillard métallique (99), dit d'apport, interposé à distance entre les feuillards (94) et (gus). Ce troisième feuillard d'apport (99) est descendu verticalement à partir d'un magasin de stockage (non représenté sur la figure), sensiblement à l'aplomb de ltespace interstitiel entre les deux cylindres (92) et (93) et défile à travers un passage (1ûO) du couvercle (84) du compartiment (80A) du récipient (80). FIG. 9 represents an installation identical to that of FIG. 7 (the same references have been assigned to the same elements) but which comprises, in addition, means for introduction into the liquid steel bath (87) of a third metal strip (99), called filler, interposed at a distance between the strips (94) and (gus). This third supply strip (99) is lowered vertically from a storage magazine (not shown in the figure), substantially perpendicular to the interstitial space between the two cylinders (92) and (93) and scrolls at through a passage (1ûO) of the cover (84) of the compartment (80A) of the container (80).
Grâce à l'introduction du troisième feuillard (99), on peut modifier la qualité du grain de la tôle obtenue par effet refroidisseur supplémentaire : on peut également modifier la composition à coeur de la t61e par effet de dilution chimique.Thanks to the introduction of the third strip (99), it is possible to modify the quality of the grain of the sheet obtained by additional cooling effect: it is also possible to modify the composition at the core of the t61e by chemical dilution effect.
Les feuillards (94) et (95) (ou (36) et (37)) sont, soit en un métal autre que l'acier (par exemple du cuivre), soit en acier et, le cas écheant, en un acier de même composition que celui du bain liquide. Les feuillards (94) et (95) et le feuillard d'apport (99) sont, soit de même nature, soit de nature différente. The strips (94) and (95) (or (36) and (37)) are either of a metal other than steel (for example copper), or of steel and, if necessary, of a steel of same composition as that of the liquid bath. The strips (94) and (95) and the filler strip (99) are either of the same nature or of a different nature.
Le feuillard d'apport (99) constitue également,une séparation du bain (87) en deux bains élémentaires (101) et (102) s de la sorte, on peut, avec des moyens d'amenée indépendants, constituer les deux bains élémentaires avec des aciers de composition différente. Ainsi, selon la variante de réalisation utilisée et le choix des différents éléments, on obtient des tales dont la constitution en épaisseur peut comporter de 1 à 5 composants.The filler strip (99) also constitutes a separation of the bath (87) into two elementary baths (101) and (102) s in this way, it is possible, with independent supply means, to constitute the two elementary baths with steels of different composition. Thus, depending on the embodiment used and the choice of different elements, we obtain tales whose thickness may include 1 to 5 components.
La fluide réfrigérant utilisé pour les cylindres est par exemple de l'hydrogène gazeux ou de la vapeur d'eau, ou de l'eau dans le cas de la variante représentée aux figures 7 et 9. The refrigerant used for the cylinders is for example hydrogen gas or water vapor, or water in the case of the variant shown in FIGS. 7 and 9.
On donne ci-dessous un exemple de réalisation du procédé conforme à l'invention. An embodiment of the process according to the invention is given below.
On fabrique une tôle d'acier d'épaisseur 6 mm et de largeur 2.500 mm et, à cet effet, on utilise deux feuillards métalliques d'épaisseur 0,5 mm et de largeur très légèrement supérieur à 2.500 mm qu'on applique, après en avoir préalablement entaillé et redressé les bords, contre deux cylindres de diamètre de 0,350 m. On fait tourner les cylindres en sens inverse l'un de l'autre à une vitesse de 1 mètre par minute, soit î tour par minute. La tôle est produite à la même vitesse oue celle des cylindres, soit 1 mètre de tôle par minute, ce qui correspond à une production de 6,9 tonnes par heure. Pour une telle production, la quantité de chaleur à évacuer est de 5.740 kcal/mm.Le refroidissement est assuré par de lthydrogène introduit dans les cylindres à une température de 1000C et à un débit de 17,6 kg/mm; et que l'on évacue à une température de 2000C. Il peut également être assuré par de la vapeur d'eau que lton-ontroduit dans les cylindres à une température de 100du et à un débit de 130 kg/mm et que l'on évacue à une température de 2000C. Dans le cas où le bain d'acier liquide est en surplomb des cylindres, on peut également assurer le refroidissement par de liteau introduite dans les cylindres à une température de 200C et à un débit de 50 litres par minute, eau que l'on évacue à une température de 800C. A sheet of steel 6 mm thick and 2,500 mm wide is produced and, for this purpose, two metal strips 0.5 mm thick and very slightly greater than 2,500 mm wide are used, which is applied after having previously notched and straightened the edges against two cylinders with a diameter of 0.350 m. The cylinders are rotated in opposite directions to one another at a speed of 1 meter per minute, or 1 revolution per minute. The sheet is produced at the same speed as that of the cylinders, i.e. 1 meter of sheet per minute, which corresponds to a production of 6.9 tonnes per hour. For such production, the quantity of heat to be removed is 5.740 kcal / mm. Cooling is ensured by hydrogen introduced into the cylinders at a temperature of 1000C and at a flow rate of 17.6 kg / mm; and which is evacuated at a temperature of 2000C. It can also be ensured by steam which is introduced into the cylinders at a temperature of 100 μm and at a flow rate of 130 kg / mm and which is discharged at a temperature of 2000 ° C. In the case where the bath of liquid steel is overhanging the cylinders, it is also possible to provide cooling by a batten introduced into the cylinders at a temperature of 200C and at a flow rate of 50 liters per minute, water which is discharged at a temperature of 800C.
Le procédé de l'invention permet la fabrication d'une tôle en continu en déversant continuellement de l'acier liauide dans le récipient avec amenée simultanée de feuillards métalliques (on peut souder bout à bout différentes bobines de feuillards si nécessaire). The method of the invention allows the production of a continuous sheet by continuously pouring liquid steel into the container with simultaneous supply of metal strips (it is possible to weld different reels of strips if necessary).
L'invention s'applique à la fabrication de tôles à partir d'aciers calmés, d'aciers effervescents ou d'acier inoxydables. The invention applies to the manufacture of sheets from quenched steels, effervescent steels or stainless steel.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8310152A FR2547518A1 (en) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | Method and installation for manufacturing steel sheets by means of continuous casting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8310152A FR2547518A1 (en) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | Method and installation for manufacturing steel sheets by means of continuous casting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2547518A1 true FR2547518A1 (en) | 1984-12-21 |
Family
ID=9289945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8310152A Pending FR2547518A1 (en) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | Method and installation for manufacturing steel sheets by means of continuous casting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2547518A1 (en) |
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