FR2558399A1

FR2558399A1 - Improvements to ingot moulds for the continuous casting of metals, and particularly of steel

Info

Publication number: FR2558399A1
Application number: FR8401020A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-01-19
Filing date: 1984-01-19
Publication date: 1985-07-26
Also published as: FR2558399B1

Abstract

In the useful wall 1 of the casting ingot mould, and from its outer face 1b opposite the molten metal bath, is pierced a blind hole 1c at the base of which is welded a wire 2 made from a metal or alloy (constantan, for example) which is different from that (copper) of the wall. To the outer face and around the hole 1c is soldered a tube 3 which is caused to traverse the wall of the sleeve for cooling by water which surrounds the ingot mould, the wire 2 being arranged inside the tube and covered with an insulating sheath 5. Several pairs are thus arranged one above the other on the ingot mould and their indications are used to deduce the course of the temperature curve so as to act on the regulation of the supply of slag powder on the bath.

Description

La présente invention se préfère aux lingotières utilisées pour la coulée continue des métaux et notamment de l'acier. The present invention is preferred to the molds used for the continuous casting of metals and in particular steel.

On sait que ces lingotières se présentent sous la forme de corps tubulaires à chemise de refroidissement par eau, orientés de façon substantiellement verticale, dans lesquels on déverse le mental fondu qui s'y solidifie au moins sur une certaine epaisseur, la barre ainsi obtenue étant extraite par le bas de façon continue. Bien entendu, pour que le processus fonctionne de façon satisfaisante il faut maintenir le bain de métal fondu à un niveau substantiellement constant dans le haut de la lingotière et par ailleurs le mental solidifié doit pouvoir glisser contre la paroi de celle-ci sans que cela n'entraîne des efforts inadmissibles.En ce qui concerne le niveau, l'on connait des appareils automatiques qui le détectent et commandent de façon correspondante soit le déversement du métal fondu dans la lingotière, soit la vitesse d'extraction de la barre. Certains des appareils qu'on a ainsi utilises comprenaient des couples thermo-électriques incorporés à la partie haute de la paroi de la lingotière pour détecter les variations de température entratnees par la montée ou la baisse de ce niveau du bain. D'autre part, afin de faciliter le glissement de la barre on s'arrange pour maintenir sur le bain fondu une couche d'un laitier vitreux leger qui, entraîné par capillarité entre le métal et la paroi de la lingotière, agit à la façon d'un lubrifiant. Ce laitier est en pratique obtenu en déversant sur la surface du bain une poudre appropriee, généralement à base de silicates aisément fusibles. We know that these ingot molds are in the form of tubular bodies with a water-cooling jacket, oriented substantially vertically, into which the molten mind is poured, which solidifies therein at least over a certain thickness, the bar thus obtained being extracted from the bottom continuously. Of course, for the process to work satisfactorily, the molten metal bath must be maintained at a substantially constant level at the top of the mold and, moreover, the solidified mind must be able to slide against the wall of the mold without it 'involves unacceptable efforts. As far as the level is concerned, automatic devices are known which detect it and correspondingly control either the pouring of molten metal into the ingot mold or the speed of extraction of the bar. Some of the devices thus used included thermoelectric couples incorporated into the upper part of the wall of the mold to detect the temperature variations caused by the rise or fall of this level of the bath. On the other hand, in order to facilitate the sliding of the bar, it is arranged to maintain on the molten bath a layer of a light glassy slag which, entrained by capillarity between the metal and the wall of the ingot mold, acts in the manner a lubricant. This slag is in practice obtained by pouring onto the surface of the bath an appropriate powder, generally based on readily fusible silicates.

Toutefois l'incorporation de thermo-couples aux lingotieres, généralement faites en cuivre épais, entraîne des difficultés et des complications importantes. However, the incorporation of thermocouples into the molds, generally made of thick copper, causes significant difficulties and complications.

L'invention vise à remédier à cet inconvénient et à permettre de réaliser une disposition facile de couples thermo-électriques sur la paroi d'une lingotière de coulée continue. The invention aims to remedy this drawback and to allow an easy arrangement of thermoelectric couples on the wall of a mold for continuous casting.

Conformément à l'invention chaque couple, ou plus exactement la soudure chaude de celui-ci, est logé dans une perforation borgne creusée dans la paroi 1 de la lingotière à partir de la face extérieure de celle-ci et à cette perforation est raccordé de façon étanche, par exemple par brasage, un tube qui traverse également de façon étanche la chemise de refroidisssement pour amener à l'extérieur le ou les fils de connexion du couple. According to the invention each pair, or more exactly the hot weld thereof, is housed in a blind perforation hollowed out in the wall 1 of the ingot mold from the external face of the latter and to this perforation is connected sealingly, for example by brazing, a tube which also passes sealingly through the cooling jacket to bring the torque connection wire (s) to the outside.

Dans une forme d'exécution préférée, le couple est réalisé par soudure directe à la paroi de la lingotière d'un fil fait en un métal différent de celui qui constitue cette dernière, de sorte que cette lingotière représente ainsi l'un des pales du couple thermo-électrique considéré. In a preferred embodiment, the torque is produced by direct welding to the wall of the mold with a wire made of a metal different from that which constitutes the latter, so that this mold thus represents one of the blades of the thermoelectric couple considered.

En outre, suivant l'invention, l'on profite de cette facilité de montage des couples pour multiplier les niveaux suivant lesquels ceux-ci sont agencés et l'on déduit des signaux reçus d'eux des indications concernant la lubrification assurée par la pellicule de laitier à l'intérieur de la lingotière. In addition, according to the invention, we take advantage of this ease of mounting the torques to multiply the levels at which they are arranged and we deduce from the signals received from them indications concerning the lubrication provided by the film. slag inside the mold.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing.

Fig. 1 est une coupe de détail de la paroi d'une lingotière de coulée continue équipée d'un couple thermo-électrique agencé conformément à l'invention. Fig. 1 is a detail section of the wall of a continuous casting mold equipped with a thermoelectric couple arranged in accordance with the invention.

Fig. 2 est une coupe à plus petite échelle montrant la disposition du tube formant canalisation électrique à l'intérieur de la chemise de refroidissement de la lingotière. Fig. 2 is a section on a smaller scale showing the arrangement of the tube forming an electrical pipe inside the cooling jacket of the mold.

Fig. 3 est un schéma correspondant à quatre couples disposés les uns au- dessus des autres autour da la lingotière, les températures relevées par ceux-ci étant représentées par des segments horizontaux. Fig. 3 is a diagram corresponding to four couples arranged one above the other around the ingot mold, the temperatures recorded by these being represented by horizontal segments.

En fig. 1 l'on a représenté en 1 la paroi d'une lingotière, par exemple destinée à la coulée continue de l'acier. Cette paroi est en général faite en cuivre relativement épais. Sa face la, ou face intérieure, est celle qui vient au contact du métal coulé qu'elle refroidit et solidifie sur une épaisseur allant en croissant en direction du bas. In fig. 1 shows in 1 the wall of an ingot mold, for example intended for the continuous casting of steel. This wall is generally made of relatively thick copper. Its face, or inner face, is that which comes into contact with the cast metal which it cools and solidifies over a thickness which increases in the direction of the bottom.

L'autre face lb, ou face extérieure, est tournée vers la chemise à circulation qui entoure la lingotière et qui évacue la chaleur apportez par le métal en fusion. Dans cette paroi 1 et à partir de la face extérieure lb l'on a creusé une perforation borgne lc suivant un axe orienté légèrement en oblique vers le bas. Dans le fond de cette perforation l'on a soudé en S de toute manibre appropriée (par brasage ou autrement) un fil métallique 2 fait en un métal ou alliage autre que celui (cuivre) qui constitue la paroi 1. Autour de l'entrée de la perforation lc l'on a brasé ou autrement fixé sur la face extérieure lb un tube de cuivre 3 qui s'relève à travers l'espace délimité par la chemise de refroidissement, le fil 2 étant bien entendu passé dans ce tube.The other side 1b, or outer face, faces the circulation jacket which surrounds the mold and which dissipates the heat provided by the molten metal. In this wall 1 and from the outer face 1b, a blind perforation 1c has been dug along an axis oriented slightly obliquely downwards. In the bottom of this perforation, a metal wire 2 made of a metal or alloy other than that (copper) which constitutes the wall 1 has been welded in S in any suitable manner (by brazing or otherwise). from the perforation lc a copper tube 3 which has risen through the space delimited by the cooling jacket has been brazed or otherwise fixed to the external face 1b. The wire 2 is of course passed through this tube.

L'extrémité du tube 3 a été amené vers la paroi extérieure 4 (fig. The end of the tube 3 has been brought towards the outer wall 4 (fig.

2) de la chemise de refroidissement qu'on lui a fait traverser de toute manière appropriée, par exemple à l'aide d'un presse-étoupe ou encore plus simplement à travers un trou pratiqué dans la chemise, ltétanchéité étant la encore assurée par dudgeonnage, brasage ou équivalent.2) of the cooling jacket which it has been made to pass through in any suitable manner, for example using a cable gland or even more simply through a hole made in the jacket, the sealing being still ensured by expansion, brazing or equivalent.

Ceci fait, l'on a enfilé sur le fil 2 une gaine isolante 5 appropriée. This done, a suitable insulating sheath 5 has been threaded onto the wire 2.

On comprend que si le métal ou alliage constitutif du fil 2 a été convenablement choisi, la soudure S peut constituer un thermo-couple développant une force électromotrice aisément mesurable et qui varie de façon substantiellement proportionnelle à la différence de température entre cette soudure S et la soudure froide à laquelle elle est associée. It is understood that if the metal or alloy constituting the wire 2 has been suitably chosen, the weld S can constitute a thermocouple developing an easily measurable electromotive force and which varies substantially proportional to the temperature difference between this weld S and the cold junction with which it is associated.

Si par exempla la lingotière est en cuivre pur et le fil 2 en constantan, on prolonge celui-ci jusqu'a l'appareil récepteur de cette force dec- tromotrice, tandis qu'on relie la lingotière à l'autre borne de cet appareil par le moyen d'un fil de cuivre. La soudure froide est alors à la jonction du fil de constantan avec les circuits intérieurs de cuivre de l'appareil et c'est la température de cette jonction qu'il convient de maintenir constante ou à tout le moins de mesurer pour en déduire la valeur réelle de celle à laquelle se trouve la soudure S.If, for example, the ingot mold is made of pure copper and the wire 2 of constantan, this is extended to the apparatus receiving this decomotor force, while the ingot mold is connected to the other terminal of this apparatus by means of copper wire. The cold junction is then at the junction of the constantan wire with the internal copper circuits of the device and it is the temperature of this junction that should be kept constant or at least measured to deduce the value. real of the one at which the S weld is located.

Grâce à la facilité d'adaptation des thermo-couples suivant l'invention sur la périphérie de la lingotière on peut prévoir de monter sur cette dernière plusieurs rangées verticales de ceux-ci. Si l'on considère une telle rangée comprenant par exemple quatre couples A, B,
C, D (fig. 3) et en supposant que le premier A se trouve au-dessous du niveau normal du bain de métal fondu. dans la lingotière 1, l'on peut représenter les températures ainsi relevées par des segments horizontaux t, tb, t , td. Les extrémités de ces segments définissent une courbe C caractéristique de ltévolution de la température sur la hauteur de la face considérée de-la lingotière.S'il survient une anomalie quelconque dans le fonctionnement du processus, les températures relevées s'écartent de la courbe, ce qui peut avertir les opérateurs. Si par exemple la couche lubrifiante de laitier disparait à l'emplacement considéré, ou bien au contraire devient d'une épaisseur excessive, les segments ta, tb, t , td s'allongent ou se raccourcissent et l'on peut en deduire un signal régulateur de la distribution de la poudre à laitier sur la surface du bain.Thanks to the ease of adaptation of the thermocouples according to the invention on the periphery of the mold, provision can be made to mount thereon several vertical rows of these. If we consider such a row comprising for example four couples A, B,
C, D (fig. 3) and assuming that the first A is below the normal level of the molten metal bath. in the mold 1, the temperatures thus recorded can be represented by horizontal segments t, tb, t, td. The ends of these segments define a curve C characteristic of the temperature evolution over the height of the considered face of the ingot mold. If there is any anomaly in the functioning of the process, the temperatures recorded deviate from the curve, which can warn operators. If for example the lubricating layer of slag disappears at the location considered, or on the contrary becomes of an excessive thickness, the segments ta, tb, t, td lengthen or shorten and we can deduce a signal regulator of the distribution of the slag powder on the surface of the bath.

I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. C'est ainsi, qu'on pourrait réaliser l'isolation du fil 2 par le moyen d'une matière réfractaire (perles, recouvrement de fibres d'amiante, etc...) auquel cas le brasage en position du tube 3 pourrait s'effectuer en présence de l'isolant qui n'aurait pas à être rapporté après coup. Au lieu de faire jouer à la paroi 1 le rôle de l'un des éléments du thermo-couple considéré, il serait possible de disposer dans ce tube 3 deux fils faits en métaux ou alliages différents et -dont les extrémités seraient soudées l'une à l'autre au fond de la perforation lc en se trouvant en contact électrique avec ce fond ou bien au contraire en étant isolées de celui-ci. les tubes tels que 3 pourraient déboucher non pas sur le cote de la chemise 4, mais bien sur le haut ou le bas de celle-ci. It should moreover be understood that the above description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the execution details described by all other equivalents. Thus, we could achieve the insulation of the wire 2 by means of a refractory material (beads, covering of asbestos fibers, etc.) in which case the brazing in position of the tube 3 could s '' perform in the presence of insulation which should not be added afterwards. Instead of making the wall 1 play the role of one of the elements of the thermocouple considered, it would be possible to have in this tube 3 two wires made of different metals or alloys and -whose ends would be welded one to the other at the bottom of the perforation lc by being in electrical contact with this bottom or indeed on the contrary being isolated from it. the tubes such as 3 could lead not to the side of the jacket 4, but to the top or bottom of the latter.

Claims

1. Method for associating a thermoelectric couple with the wall of a continuous casting mold, characterized in that the hot weld (5) of this couple is housed in a blind perforation (lc) established in the wall (1 ) of the mold from the outer face (lb) thereof, that is to say from its face opposite to that (the) which is in contact with the flowing metal, and in that has this perforation (îc) a tube (3) is connected in a leaktight manner which passes, also in a sealed manner, the cooling jacket (4) of the mold (1) to bring the connection wire (s) to the outside of the couple.

2. Method according to claim 1, characterized in that the axis of the perforation (lc) is oriented obliquely downwards.

3. Method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the hot weld (S) of the couple is produced at the bottom the perforation (tic) between the metal constituting the mold (1) and a single wire ( 2) made of a different metal or alloy.

4. Method according to claim 3, characterized in that an insulator (5) is engaged around the single wire (2) after having disposed the latter inside the tube (3) and having brazed the latter against the face outside (lb) of the mold (1).

5. Proceed according to any one of the preceding claims, characterized in that at least three perforations (lc) are provided substantially one below the other over the height of at least one of the faces of the mold and in that that infer from the signals emitted by the corresponding pairs (A to D) indications concerning the thickness of the slag lubricating film which is interposed in the known manner between the wall (1) of the mold and the mass of cast metal which go down inside.

6. Method according to claim 6, characterized in that the signals emitted by the couples are used to control the pouring of slag powder onto the surface of the bath enclosed by the ingot mold.

7. Ingot molds established for the implementation of the method according to any one of the preceding claims.