FR2572967A3

FR2572967A3 - Method for preventing the formation of cracks on metal products produced by horizontal continuous casting

Info

Publication number: FR2572967A3
Application number: FR8417065A
Authority: FR
Inventors: Robert Alberny
Original assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Current assignee: Institut de Recherches de la Siderurgie Francaise IRSID
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1986-05-16
Also published as: FR2572967B3

Abstract

The method of the invention consists in subjecting the surface of the metal products to a microforging process immediately upon exit from the ingot mould. Microforging affects the surface of the products over a depth of the order of 0.05 to 1.5 mm. It may be performed with a descaling hammer or with a series of adjacent needles which can be displaced alternately and are each provided with a blunt active end. Elimination of the risk of formation of cracks on products produced by horizontal continuous casting.

Description

PROCEDE POUR EMPECHER LA FORMATION
DE CRIQUES SUR DES PRODUITS METALLIQUES ELABORES
PAR COULEE CONTINUE HORIZONTALE.PROCESS FOR PREVENTING FORMATION
OF CRACKS ON ELABORATED METAL PRODUCTS
BY HORIZONTAL CONTINUOUS CASTING.

La présente invention concerne un procédé pour empêcher la formation de criques sur des produits métalliques, notamment -en acier, élaborés dans une lingotière de coulée continue horizontale. The present invention relates to a method for preventing the formation of cracks on metal products, in particular steel, produced in a mold for horizontal continuous casting.

Les produits élaborés par coulée continue horizontale présentent généralement deux types de défauts: des défauts sous-cutanés de solidification dits "traces de joint" ou "soudures froides", au niveau desquels la structure microcristalline des produits est désordonnée et des défauts superficiels dits "marques d'extraction", ou "points chauds", qui se manifestent par une irrégularité de l'état de surface des produits obtenus. The products produced by horizontal continuous casting generally have two types of defects: subcutaneous solidification defects called "joint marks" or "cold welds", at which level the microcrystalline structure of the products is disordered and surface defects called "marks" extraction ", or" hot spots ", which are manifested by an irregularity in the surface condition of the products obtained.

Ces deux types de défauts ont de plus l'inconvénient de favoriser la formation et le développement de criques sur les produits qui sont soumis à des contraintes mécaniques et/ou thermiques en aval de la lingotière. These two types of defects have the further disadvantage of favoring the formation and development of cracks on the products which are subjected to mechanical and / or thermal stresses downstream of the mold.

La présente invention se propose précisément d'empêcher la formation de ces criques dans les produits élaborés par coulée continue horizontale et, pour ce faire, elle a pour objet un procédé qui se caractérise en ce qu'il consiste à soumettre la surface desdits produits à un microforgeage immédiatement à la sortie de la lingotière. The present invention specifically proposes to prevent the formation of these cracks in the products produced by horizontal continuous casting and, to do this, it relates to a process which is characterized in that it consists in subjecting the surface of said products to microforging immediately at the outlet of the mold.

Le microforgeage, dont le rôle consiste à régulariser l'état de surface des produits élaborés par coulée continue horizontale et à supprimer les microporosités sous-cutanées présentes dans ces produits, empêche la formation ultérieure des criques et permet donc la production de produits coulés d'excellente qualité. Microforging, the role of which is to regularize the surface condition of the products produced by horizontal continuous casting and to remove the subcutaneous microporosities present in these products, prevents the subsequent formation of cracks and therefore allows the production of products cast from excellent quality.

On notera ici qu'il n'est pas nécessaire que le microforgeage rende la surface du produit parfaitement lisse. Il suffit en effet que cette surface présente une rugosité contrôlée, par exemple inférieure à 100 . It should be noted here that it is not necessary for the microforging to make the surface of the product perfectly smooth. It suffices that this surface has a controlled roughness, for example less than 100.

De préférence, le microforgeage est réalisé de manière à ce qu'il affecte la surface desdits produits sur une profondeur de l'ordre de 0,05 à 1,5 mm. Preferably, the microforging is carried out so that it affects the surface of said products to a depth of the order of 0.05 to 1.5 mm.

Comme les irrégularités superficielles dues aux marques d'extraction sont toutes réparties dans la zone intéressée par le microforgeage, elles sont toutes éliminées. As the surface irregularities due to the extraction marks are all distributed in the zone interested in the microforging, they are all eliminated.

Selon un mode de mise en oeuvre particulier du procédé selon
l'invention, on réalise le microforgeage avec un outil du type "marteau de décalaminage". Cette solution a e fait l'avantage d'être très économique car les marteaux de décalaminage sont disponibles dans pratiquement toutes les aciéries.According to a particular embodiment of the method according to
the invention, microforging is carried out with a tool of the "descaling hammer" type. This solution has had the advantage of being very economical since descaling hammers are available in practically all steelworks.

Selon un autre mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on réalise le mierofoqpage avec une pluralité d'aiguilles adjacentes mobiles selon un mouvement alterné de va-et- vient peqer.diculairement aux faces du produit et pourvues chacune d'une extrémité de frappe contmdnte
Etant donné que les aiguilles sont déplaçables alternativement, par exemple sous la commande de moyens pneumatiques, toute la surface du produit sortant de la lingotière peut être soumise au microforgeage.En effet, en réglant la fréquence des impacts en fonction de l'espacement des aiguilles et de la vitesse d'extraction du produit sortant de la linaptière, on peut s'assurer que les parties de la surface du produit qui ne seraient pas atteintes par les aiguilles à ltissue d'une course active de celles-ci le seront à l'issue des courses actives suivantes.According to another embodiment of the method according to the invention, the mierofoqpage is produced with a plurality of adjacent needles which are movable in an alternating reciprocating movement peqer.dicular to the faces of the product and each provided with a contmdnte striking end
Since the needles can be moved alternately, for example under the control of pneumatic means, the entire surface of the product leaving the ingot mold can be subjected to microforging. Indeed, by adjusting the frequency of impacts according to the spacing of the needles and the speed of extraction of the product leaving the strap, it can be ensured that the parts of the surface of the product which are not reached by the needles at the end of an active stroke thereof will be 'from the following active races.

On précisera par ailleurs que dans le cas particulier où le produit sortant de la lingotière est de l'acier, on réalise le microforgeage à une température de l'ordre de 11000 C. It will also be specified that in the particular case where the product leaving the ingot mold is steel, microforging is carried out at a temperature of the order of 11000 C.

On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention selon lequel le microforgeage est réalisé avec des aiguilles en acier dur constituées par des cylindres ayant chacun une masse m 2 de 10 grammes et une section S de 4,9 mm2 (ou un diamètre de 2,5 mm), et que les cylindres sont projetés à une vitesse V de 10 m/s contre un lingot d'acier sortant d'une lingotière à coulée continue horizontale. We will now describe an example of implementation of the method according to the invention according to which the microforging is carried out with hard steel needles constituted by cylinders each having a mass m 2 of 10 grams and a section S of 4.9 mm2 (or a diameter of 2.5 mm), and that the cylinders are projected at a speed V of 10 m / s against a steel ingot coming out of an ingot mold with horizontal continuous casting.

Dans ce cas, chaque aiguille transmet au lingot une énergie
2 cinétique, définie par la formule classique : Ec = mV2, de 0,5 joule. In this case, each needle transmits energy to the ingot
2 kinetics, defined by the classical formula: Ec = mV2, of 0.5 joule.

Lors d'un impact, chaque aiguille de massemexeroe sur le lingot une pression P qui, d'après la théorie du poinçonnement, est définie par la formule m
Pm = 3(D, dans laquelle représente la contrainte d'écoulement dont la valeur est de l'ordre de 100 N/mm2 à 11000 C.Upon impact, each massemexeroe needle on the ingot has a pressure P which, according to the punching theory, is defined by the formula m
Pm = 3 (D, in which represents the flow stress whose value is of the order of 100 N / mm2 at 11000 C.

Etant donné par ailleurs que la force F exercée sur le lingot par une aiguille ayant une surface d'impact S est définie par la relation : F =Pm.S et que l'énergie cinétique Ec est égale au produit de la forcie F par la profondeur de pénétration e
2 de l'aiguille, la relation : F.e = 5mV2 montre que la profondeur de pénétration e est d'environ 0,3 mm. On constate donc que cette valeur est bien située dans la plage donnée ci-avant pour définir la zone d'action du microforgeage. Given furthermore that the force F exerted on the ingot by a needle having an impact surface S is defined by the relation: F = Pm.S and that the kinetic energy Ec is equal to the product of the force F by the penetration depth e
2 of the needle, the relation: Fe = 5mV2 shows that the penetration depth e is approximately 0.3 mm. It can therefore be seen that this value is well situated in the range given above to define the area of action for microforging.

Comme les problèmes de montage imposent de ménager de légers espaces entre les aiguilles, celles-ci ne peuvent atteindre toute la surface du lingot lorsqu'elles ne décrivent qu'un seul cycle. Il convient en réalité qu'elles décrivent au moins trois cycles pour que toute la surface du lingot soit martelée. As the assembly problems impose to spare light spaces between the needles, these cannot reach all the surface of the ingot when they describe only one cycle. In reality, they should describe at least three cycles so that the entire surface of the ingot is hammered.

Des essais de microforgeage réalisés sur un lingot ayant une
2 section carrée de 120 x 120 mn et sortant de la lingotière à une vitesse de 2 m/mn ont également montré qu'il fallait répartir autour du lingot 10 000 aiguilles (soit 2 500 par face) de 2,5 mm de diamètre, sur une longueur d'environ 250 mm, et actionner les aiguilles à une fréquence d'un impact toutes les 2 secondes pour réaliser-correctement le microforgeage. Microforging tests carried out on an ingot having a
2 square sections of 120 x 120 min and leaving the ingot mold at a speed of 2 m / min also showed that it was necessary to distribute around the ingot 10,000 needles (2,500 per side) of 2.5 mm in diameter, over a length of approximately 250 mm, and actuate the needles at an impact frequency every 2 seconds to correctly carry out microforging.

Claims

1. Method for preventing the formation of cracks on metal products, in particular steel, produced in a mold for horizontal continuous casting, characterized in that it consists in subjecting the surface of said products to a microforging immediately at the exit of the mold.

2 Method according to claim 1, characterized in that the microforging is carried out so that it affects the surface of said products to a depth of the order of 0.05 to 1.5 mm

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the microforging is carried out with a descaling hammer.

4. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the microforging is carried out with a plurality of adjacent needles movable in an alternating movement back and forth perpendicular to the faces of the product and each provided with a striking end blunt.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the microforging is carried out at a temperature of at least 11000 C when said metal products are made of steel.