FR2785211A1 - SIDE FACE FOR CONTINUOUS CASTING PLANT OF METALLIC STRIPS BETWEEN TWO CYLINDERS - Google Patents
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Abstract
Description
FACE LATERALE POUR INSTALLATION DE COLLEE CONTINUE DE
BANDES METALLIQUES ENTRE DEUX CYLINDRES
L'invention concerne la coulée continue des métaux. Elle concerne plus particulièrement les installations de coulée continue de bandes minces métalliques du type appelé coulées entre cylindres , et plus précisément leurs faces latérales en réfractaire qui obturent l'espace de coulée.SIDE PANEL FOR CONTINUOUS GLUE INSTALLATION OF
METAL STRIPS BETWEEN TWO CYLINDERS
The invention relates to the continuous casting of metals. It relates more particularly to the continuous casting installations of thin metallic strips of the type called castings between cylinders, and more precisely to their refractory side faces which seal the casting space.
La coulée de bandes minces métalliques de quelques mm d'épaisseur directement à partir de métal liquide (acier ou cuivre, par exemple) peut avoir lieu sur une installation dite de coulée entre cylindres , alimentée en métal liquide à partir d'un répartiteur au moyen d'une busette de coulée. La machine comporte une lingotière dont l'espace de coulée est délimité sur ses grands côtés par une paire de cylindres refroidis intérieurement à axes horizontaux parallèles et tournant autour de ces axes en sens inverses, et sur ses petits côtés par des plaques de fermeture (appelées faces latérales) en matériau réfractaire, appliquées contre les extrémités planes des cylindres. La solidification du métal liquide doit se produire uniquement sur les surfaces cylindriques refroidies des cylindres, par formation de peaux solidifiées que l'on fait se rejoindre au niveau du col (la zone où l'écart entre les surfaces des cylindres est minimal) pour former la bande, qui est extraite continûment de l'espace de coulée. The casting of thin metal strips a few mm thick directly from liquid metal (steel or copper, for example) can take place on a so-called casting installation between cylinders, supplied with liquid metal from a distributor by means of a pouring nozzle. The machine comprises an ingot mold, the casting space of which is delimited on its long sides by a pair of internally cooled cylinders with parallel horizontal axes and rotating around these axes in opposite directions, and on its short sides by closure plates (called side faces) of refractory material, applied against the flat ends of the cylinders. Solidification of the liquid metal must only occur on the cooled cylindrical surfaces of the cylinders, by the formation of solidified skins which are made to meet at the neck (the area where the distance between the surfaces of the cylinders is minimal) to form the strip, which is continuously extracted from the casting space.
Dans la pratique, il est cependant difficile d'éviter en permanence l'apparition de solidifications dites solidifications parasites , c'est à dire de couches de métal solidifiées qui prennent naissance sur certaines zones des faces latérales, souvent à proximité immédiate des cylindres. Elles sont dues au fait que le métal liquide avoisinant ces zones peut se trouver à une température sensiblement inférieure à sa température nominale et tre donc susceptible de se solidifier localement au contact des faces latérales. Cette basse température peut tre due à l'influence des cylindres refroidis, ou à des conditions hydrodynamiques défavorables qui ne permettent pas un renouvellement suffisant du métal liquide dans ces zones, ou à une température insuffisante des faces latérales due à un mauvais préchauffage avant la coulée. Bien entendu, plusieurs de ces facteurs peuvent se conjuguer. Les solidifications parasites qui se produisent au voisinage des zones de contact entre les cylindres et les faces latérales provoquent des dégradations des faces latérales qui compromettent l'étanchéité de l'espace de coulée. Du métal peut alors s'infiltrer entre les faces latérales et les cylindres et s'y solidifier, ce qui augmente encore la détérioration des faces latérales. Dans les cas les plus graves, le métal peut mme s'échapper à l'état liquide hors de la machine, avec tous les risques que cela comporte pour l'installation et le personnel. De plus, lorsque le métal solide résultant de ces solidifications parasites est entraîné dans le bas de l'espace de coulée, il doit passer entre les cylindres en créant une épaisseur de métal qui s'ajoute à l'épaisseur normale du produit. Il s'ensuit que les cylindres doivent momentanément absorber un effort supplémentaire qui les oblige à s'écarter temporairement l'un de l'autre pour éviter leur détérioration. La qualité de la bande en est défavorablement affectée. On peut aussi assister à un recul de la face latérale, avec les risques de perte de l'étanchéité de l'espace de coulée qui lui sont associés. In practice, it is however difficult to permanently avoid the appearance of solidifications called parasitic solidifications, that is to say layers of solidified metal which arise on certain zones of the lateral faces, often in the immediate vicinity of the cylinders. They are due to the fact that the liquid metal surrounding these zones may be at a temperature substantially lower than its nominal temperature and therefore be capable of solidifying locally on contact with the lateral faces. This low temperature may be due to the influence of the cooled rolls, or to unfavorable hydrodynamic conditions which do not allow sufficient renewal of the liquid metal in these zones, or to an insufficient temperature of the lateral faces due to poor preheating before casting. . Of course, several of these factors can combine. The parasitic solidifications which occur in the vicinity of the contact zones between the cylinders and the lateral faces cause degradations of the lateral faces which compromise the sealing of the casting space. Metal can then infiltrate between the side faces and the cylinders and solidify there, which further increases the deterioration of the side faces. In the most severe cases, the metal can even escape in a liquid state out of the machine, with all the risks that this entails for the installation and the personnel. In addition, when the solid metal resulting from these parasitic solidifications is entrained in the bottom of the casting space, it must pass between the cylinders, creating a thickness of metal which is added to the normal thickness of the product. It follows that the cylinders must momentarily absorb an additional force which forces them to temporarily separate from one another to avoid their deterioration. The quality of the tape is adversely affected. We can also witness a decline in the lateral face, with the risks of losing the tightness of the casting space associated with it.
Habituellement, on essaye de limiter l'apparition des solidifications parasites en adoptant des configurations de busette de coulée particulières. Elles visent à imposer au métal liquide se trouvant dans l'espace de coulée des conditions d'écoulement censées assurer un renouvellement permanent du métal face aux zones où les solidifications parasites sont les plus susceptibles de se produire, par exemple en amenant du métal liquide sortant de la busette directement à proximité de ces zones. Cela peut cependant conduire à un déficit d'alimentation en métal liquide en d'autres parties de l'espace de coulée. Une autre méthode consiste à prévoir un réchauffage permanent des faces latérales pendant la coulée, au moyen de brûleurs ou de fours à induction, voire également un réchauffage par induction du métal se trouvant dans leur voisinage. Cela entraîne cependant des complications dans la construction de la face latérale et dans la gestion de son fonctionnement. Usually, we try to limit the appearance of parasitic solidifications by adopting particular nozzle configurations. They aim to impose on the liquid metal located in the casting space flow conditions which are supposed to ensure a permanent renewal of the metal in front of the zones where the parasitic solidifications are most likely to occur, for example by bringing out liquid metal of the nozzle directly near these areas. This can however lead to a deficit in the supply of liquid metal to other parts of the casting space. Another method consists in providing a permanent heating of the lateral faces during casting, by means of burners or induction furnaces, or even also an induction heating of the metal in their vicinity. This however leads to complications in the construction of the lateral face and in the management of its functioning.
Le but de l'invention est de procurer aux utilisateurs de coulées continues de bandes minces d'acier entre cylindres une méthode simple de prévention des solidifications parasites qui pourrait s'ajouter aux précédentes pour en renforcer les effets, ou s'y substituer pour en supprimer les inconvénients. The object of the invention is to provide users of continuous casting of thin strips of steel between cylinders with a simple method of preventing parasitic solidifications which could be added to the preceding ones to reinforce their effects, or be substituted therefor. remove the inconvenience.
A cet effet, l'invention a pour objet une face latérale d'obturation de l'espace de coulée d'une installation de coulée continue de bandes métalliques, directement à partir de métal liquide, entre deux cylindres refroidis à axes horizontaux en rotation en sens contraires, ladite face latérale étant destinée à tre mise au contact des extrémités planes des cylindres dans des zones incluant ses arcs de contact avec les bords desdits cylindres, caractérisée en ce qu'elle comporte sur chacune de ses portions destinées à tre mises au contact de l'un des cylindres, au moins une rainure ménagée sur sa surface, située en retrait d'une distance minimale, égale à quelques mm, dudit arc de contact, la ou lesdites rainures étant disposées de telle manière qu'au moins une telle rainure soit présente à chaque niveau desdites zones incluant lesdits arcs de contact, et ceci au moins sur la hauteur de l'espace de coulée sur laquelle du métal liquide est susceptible de se trouver. To this end, the subject of the invention is a lateral face for closing off the casting space of a continuous casting installation for metal strips, directly from liquid metal, between two cooled cylinders with horizontal axes in rotation in opposite directions, said lateral face being intended to be brought into contact with the planar ends of the cylinders in zones including its arcs of contact with the edges of said cylinders, characterized in that it comprises on each of its portions intended to be brought into contact of one of the cylinders, at least one groove formed on its surface, set back a minimum distance, equal to a few mm, from said contact arc, the groove or said grooves being arranged in such a way that at least one such groove is present at each level of said zones including said contact arcs, and this at least over the height of the casting space on which liquid metal is likely to be found uver.
Comme on l'aura compris, 1'invention consiste à pratiquer des rainures superficielles dans les portions de la face latérale qui sont au contact des bords des cylindres, parallèlement à l'arc de contact cylindre-face latérale. Ces rainures introduisent une résistance de conduction supplémentaire sur les lignes de champ thermiques qui vont du cylindre à l'acier liquide en passant par la face latérale, et on atténue ainsi l'extraction de chaleur du métal liquide qui se produit au niveau de la face latérale. De cette façon, le risque d'apparition de solidification parasites sur la face latérale à proximité des cylindres est nettement diminué. As will be understood, the invention consists in making surface grooves in the portions of the lateral face which are in contact with the edges of the cylinders, parallel to the contact arc between cylinder and lateral face. These grooves introduce additional conduction resistance on the thermal field lines which go from the cylinder to the liquid steel passing through the lateral face, and thus the heat extraction of the liquid metal which occurs at the face is attenuated. lateral. In this way, the risk of appearance of parasitic solidification on the lateral face near the cylinders is significantly reduced.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux figures annexées suivantes :
-la figure 1 qui représente, à titre de référence, une face latérale de coulée continue entre cylindres d'un type habituel, vue de face sur la figure la, vue de dessus en coupe selon Ib-Ib sur la figure lb (sur laquelle on a également représenté le métal liquide, un cylindre et le métal solidifié à son voisinage, lorsque la face latérale est en ;
-la figure 2 qui représente un premier exemple de face latérale de coulée continue entre cylindres selon l'invention, vue de face sur la figure 2a, vue de dessus en coupe selon
IIb-IIb sur la figure 2b (sur laquelle on a également représenté le métal liquide, un cylindre et le métal solidifié à son voisinage, lorsque la face latérale est en service) ;
-la figure 3 qui représente un second exemple de face latérale de coulée continue entre cylindres selon l'invention, vue de face sur la figure 3a, vue de dessus en coupe selon IIIb-IIIb sur la figure 3b (sur laquelle on a également représenté le métal liquide, un cylindre et le métal solidifié à son voisinage, lorsque la face latérale est en service).The invention will be better understood on reading the description which follows, given with reference to the following appended figures:
FIG. 1 which represents, by way of reference, a lateral face of continuous casting between cylinders of a usual type, front view in FIG. 1a, top view in section according to Ib-Ib in FIG. 1b (in which the liquid metal, a cylinder and the solidified metal are also shown in its vicinity, when the lateral face is in;
FIG. 2 which represents a first example of the lateral face of continuous casting between cylinders according to the invention, front view in FIG. 2a, top view in section according to
IIb-IIb in FIG. 2b (in which the liquid metal, a cylinder and the solidified metal in its vicinity have also been shown, when the side face is in service);
FIG. 3 which represents a second example of the lateral face of continuous casting between cylinders according to the invention, front view in FIG. 3a, top view in section according to IIIb-IIIb in FIG. 3b (in which also shown liquid metal, a cylinder and solidified metal in its vicinity, when the side face is in use).
Sur la figure la, qui représente schématiquement la face avant d'un exemple de face latérale 1 selon l'art antérieur et sur les figures 2a, 3a qui représentent de la mme façon des exemples de face latérale 1', 1"selon l'invention, les dimensions ne sont pas à l'echelle, pour des raisons de clarté de l'illustration du principe de l'invention. Il faut savoir que sur les installations susceptibles d'tre utilisées industriellement pour la coulée de l'acier, les diamètres des cylindres 2,2'en rotation (dont les contours des surfaces externes, lorsque les faces latérales 1,1', 1"sont en position de travail, sont représentés en pointillés) vont de 500 à 1500 mm, alors qu'au niveau du col 3, la largeur de l'espace qui sépare les surfaces externes des cylindres 2,2'est égale à l'épaisseur de la bande coulée, à savoir quelques mm, au plus 10 mm. On a également représenté en pointillés le niveau nominal 4 atteint par la surface du métal liquide présent dans l'espace de coulée, et aussi les contours de la bande solidifiée 5 qui, est extraite de l'installation, et des peaux de métal solidifié 6,6'qui naissent et croissent sur les cylindres 2,2'et se rejoignent au col 3 pour former la bande 5. Dans l'espace de coulée, du métal liquide 12 est donc susceptible de se trouver sur une hauteur h comprise entre comprise niveau nominal niveau nominal la surface du métal liquide 12 et le niveau du col 3. In FIG. 1a, which schematically represents the front face of an example of lateral face 1 according to the prior art and in FIGS. 2a, 3a which in the same way represent examples of lateral face 1 ′, 1 "according to invention, the dimensions are not to scale, for reasons of clarity of the illustration of the principle of the invention. It should be known that on the installations likely to be used industrially for the casting of steel, the diameters of cylinders 2,2 ′ in rotation (the contours of the external surfaces of which, when the side faces 1,1 ′, 1 ″ are in the working position, are shown in dotted lines) range from 500 to 1,500 mm, while at at the level of the neck 3, the width of the space which separates the external surfaces of the cylinders 2,2 is equal to the thickness of the cast strip, namely a few mm, at most 10 mm. The nominal level 4 reached by the surface of the liquid metal present in the casting space, and also the contours of the solidified strip 5 which is extracted from the installation, and of the skins of solidified metal 6 have also been shown in dotted lines. , 6 ′ which arise and grow on the cylinders 2,2 ′ and meet at the neck 3 to form the strip 5. In the casting space, liquid metal 12 is therefore likely to be over a height h of between nominal level nominal level the surface of the liquid metal 12 and the level of the neck 3.
La face latérale 1 selon l'art antérieur se compose, dans l'exemple représenté, des éléments suivants :
-une plaque support 7 en matériau réfractaire à fortes propriétés isolantes, sur la face arrière de laquelle agissent les organes (non représentés) qui appliquent la face latérale 1 contre les extrémités des cylindres 2,2' ; sur sa face avant est ménagé un évidement ;
-une pièce 9 (qui peut tre en une ou plusieurs parties), appelée insert)) disposée à la périphérie de l'évidement 8 ; elle fait face aux bords des cylindres 2,2', à la zone 10 entourant le col 3 et aux peaux solidifiées 6,6' ; de manière générale, cet insert 9 doit faire face à toutes les parties de la face latérale 1 qui sont appelées à tre au contact des peaux solidifiées 6,6'dans des zones où une étanchéité de t'espace de coulée est indispensable ; pour que cette étanchéité soit réalisée en permanence, malgré les frottements auxquels est soumis l'insert 9, il faut réaliser cet insert 9 en un matériau réfractaire présentant une forte résistance à l'usure mécanique et à la corrosion par le métal coulé, tel que du SALON@, mme si sa compacité élevée doit lui conférer des propriétés isolantes relativement médiocres ;
-un garnissage 11 qui remplit le reste de l'évidement 8, et assure donc l'essentiel des contacts entre la face latérale 1 et le métal liquide 12 (représenté sur la figure lb) ; ce garnissage 11 est en un matériau réfractaire à hautes propriétés isolantes, tel que la mousse de silice, et peut présenter des propriétés mécaniques et chimiques moins élevées que celles de l'insert 9. L'insert 9 et le garnissage 11 constituent ce qu'on peut appeler la partie active de la face latérale 1, en ce qu'ils assurent le confinement du métal liquide 12 entre les cylindres 2,2'et l'essentiel de l'étanchéité de l'espace de coulée.The side face 1 according to the prior art consists, in the example shown, of the following elements:
a support plate 7 made of refractory material with strong insulating properties, on the rear face of which act the members (not shown) which apply the side face 1 against the ends of the cylinders 2,2 ′; on its front face is formed a recess;
a part 9 (which may be in one or more parts), called an insert)) disposed at the periphery of the recess 8; it faces the edges of the cylinders 2,2 ′, the zone 10 surrounding the neck 3 and the solidified skins 6,6 ′; in general, this insert 9 must face all the parts of the lateral face 1 which are called upon to be in contact with the solidified skins 6, 6 'in zones where sealing of the pouring space is essential; so that this sealing is carried out permanently, despite the friction to which the insert 9 is subjected, this insert 9 must be made of a refractory material having a high resistance to mechanical wear and corrosion by the cast metal, such as SALON @, even if its high compactness should give it relatively poor insulating properties;
-a lining 11 which fills the rest of the recess 8, and therefore provides most of the contacts between the side face 1 and the liquid metal 12 (shown in Figure lb); this lining 11 is made of a refractory material with high insulating properties, such as silica foam, and may have lower mechanical and chemical properties than those of the insert 9. The insert 9 and the lining 11 constitute what we can call the active part of the side face 1, in that they ensure the confinement of the liquid metal 12 between the cylinders 2,2 ′ and most of the tightness of the casting space.
Sur la figure lb, on a représenté un exemple de solidification parasite 13 qui s'est formée sur une partie de l'insert 9 qui fait face au métal liquide 12, et qui est du type de celles qu'il faut éviter. On n'a pas représenté les organes internes du cylindre 2, notamment ses moyens de refroidissement (canaux à circulation d'eau ménagés sous sa surface), car ils n'interviennent pas dans la définition de l'invention et peuvent tre de tout type connu. FIG. 1b shows an example of parasitic solidification 13 which has formed on a part of the insert 9 which faces the liquid metal 12, and which is of the type which should be avoided. The internal organs of cylinder 2 have not been shown, in particular its cooling means (water circulation channels arranged beneath its surface), since they do not come into play in the definition of the invention and can be of any type known.
Les inventeurs ont analysé les conditions de formation de telles solidifications parasites 13. Les échanges thermiques qui ont lieu entre les différents éléments présents dans cette région de la machine de coulée peuvent se décomposer de la manière suivante :
-échanges par convection entre le métal liquide 12 et le métal de la solidification parasite 13 éventuelle, et entre le métal liquide 12 et la peau solidifiée 6 ;
-échanges par conduction à l'intérieur de la solidification parasite 13 et de la peau solidifiée 6 ;
-échanges par conduction via une résistance de contact entre la solidification parasite 13 et l'insert 9, et entre la peau solidifiée 6 et l'insert ;
-échanges par conduction via une résistance de contact entre la peau solidifiée 6 et le cylindre refroidi 2 ;
-échanges par conduction à l'intérieur de l'insert 9 et à l'intérieur du cylindre ;
-échanges par conduction via une résistance de contact entre l'insert 9 et le cylindre 2.The inventors have analyzed the conditions for the formation of such parasitic solidifications 13. The heat exchanges which take place between the various elements present in this region of the casting machine can be broken down as follows:
exchanges by convection between the liquid metal 12 and the metal of the parasitic solidification 13, if any, and between the liquid metal 12 and the solidified skin 6;
exchanges by conduction inside the parasitic solidification 13 and of the solidified skin 6;
exchanges by conduction via a contact resistance between the parasitic solidification 13 and the insert 9, and between the solidified skin 6 and the insert;
exchanges by conduction via a contact resistance between the solidified skin 6 and the cooled cylinder 2;
exchanges by conduction inside the insert 9 and inside the cylinder;
-exchanges by conduction via a contact resistance between the insert 9 and the cylinder 2.
Les inventeurs ont déterminé que la conduction thermique qui provoque une extraction de chaleur à partir du métal liquide 12 par le cylindre refroidi 2, et ceci par l'intermédiaire de l'insert 9, n'est pas un phénomène d'importance secondaire. C'est en fait cette conduction qui est à l'origine de la formation des solidifications parasites 13, lorsque l'extraction de chaleur atteint des proportions suffisantes à cet effet. Les lignes de champ thermiques correspondantes sont représentées en pointillés 14. L'emploi d'un matériau plus isolant pour constituer l'insert 9, afin de réduire cette conduction thermique, poserait plus de problèmes qu'il n'en résoudrait. En effet, il se traduirait fatalement par une dégradation des propriétés mécaniques de l'insert 9, qui conduirait à des infiltrations et à des solidifications de métal entre le cylindre 2 et l'insert 9. The inventors have determined that the thermal conduction which causes heat to be extracted from the liquid metal 12 by the cooled cylinder 2, and this via the insert 9, is not a phenomenon of secondary importance. It is in fact this conduction which is at the origin of the formation of the parasitic solidifications 13, when the heat extraction reaches sufficient proportions for this purpose. The corresponding thermal field lines are shown in dotted lines 14. The use of a more insulating material to constitute the insert 9, in order to reduce this thermal conduction, would pose more problems than it would solve. Indeed, it would inevitably result in a degradation of the mechanical properties of the insert 9, which would lead to infiltrations and solidifications of metal between the cylinder 2 and the insert 9.
Pour atténuer ces transferts thermiques par conduction sans dégrader les propriétés mécaniques de l'insert 9, les inventeurs ont donc pensé à introduire une résistance de contact supplémentaire à l'intérieur mme de l'insert 9, sur le trajet des lignes de champ thermiques 14 qui vont du cylindre 2,2'au métal liquide 12. Cette résistance de contact est causée par des rainures étroites et relativement profondes qui sont ménagées à partir de la surface de l'insert 9, dans ses portions qui sont destinées à faire face aux cylindres 2,2'. To attenuate these thermal transfers by conduction without degrading the mechanical properties of the insert 9, the inventors therefore thought of introducing an additional contact resistance inside the insert 9 itself, on the path of the thermal field lines 14 which go from the cylinder 2,2 ′ to the liquid metal 12. This contact resistance is caused by narrow and relatively deep grooves which are formed from the surface of the insert 9, in its portions which are intended to face the 2,2 'cylinders.
La figure 2 montre un premier exemple de mise en oeuvre de l'invention. Dans cet exemple, on a ménagé à la surface de l'insert 9 deux rainures 15, 15', situées chacune dans une des portions de l'insert 9 qui doivent tre au contact des cylindres 2,2'Elles forment chacune une portion de cercle, dont le centre de courbure 0, 0' est situé sur l'axe du cylindre 2,2'correspondant, et dont le rayon de courbure r est de peu inférieur peu rayon de courbure du bord dudit cylindre 2,2'. En conséquence, chaque rainure 15,15' s'étend parallèlement à l'arc de contact entre le bord du cylindre 2,2'correspondant et l'insert 9. Dans la pratique, la distance d qui sépare les rainures 15, 15'du rainures 15, cylindre 2,2'est, par exemple, de 2 à 4 mm. Elle doit tre aussi réduite que possible, car les transferts thermiques sont les plus intenses au voisinage des bords des cylindres 2,2', et une rainure 15,15'trop reculée par rapport au bord du cylindre correspondant ne pourrait pas intercepter les lignes de champ thermique 14 les plus importantes. Les rainures 15, 15', dans 1'exemple représenté, s'étendent sur toute la hauteur de l'insert 9, mais il serait aussi acceptable de limiter leur extension entre le niveau nominal 4 du métal liquide et le niveau du col 3 (ou un niveau légèrement inférieur), c'est à dire à la hauteur h de l'espace de coulée sur laquelle du métal liquide 12 est susceptible de se trouver. La fonction de ces rainures 15,15', comme symbolisé sur la figure 2b, est d'interrompre autant que possible les lignes de champ thermiques 14 qui partent des cylindres 2,2'et parcourent l'insert 9, avant qu'elles ne parviennent face au métal liquide 12. On réduit ainsi les transferts thermiques par conduction entre les cylindres 2,2'et le métal liquide 12 via l'insert 9, dans une mesure qui est suffisante pour empcher l'apparition des solidifications parasites 13 que l'on observait avec une face latérale 1 selon l'art antérieur. Ces rainures ont préférentietlement une largeur de 0,2 à 0,6 mm. Leur profondeur p est préférentiellement d'au moins 5 mm, afin qu'elles puissent interrompre un nombre suffisamment élevé de lignes de champ thermiques 14. Ces rainures 15, 15'ne doivent cependant pas atteindre une profondeur telle qu'elles fragiliseraient exagérément l'insert ; dans la pratique il est préférable à cet effet que les rainures 15, 15'ne s'étendent pas sur plus de 75% de l'épaisseur totale de l'insert 9. En variante, on peut ménager dans l'insert 9 d'autres rainures en retrait des rainures 15, 15'et parallèlement à elles. FIG. 2 shows a first example of implementation of the invention. In this example, two grooves 15, 15 ′ have been formed on the surface of the insert 9, each located in one of the portions of the insert 9 which must be in contact with the cylinders 2,2 ′. They each form a portion of circle, whose center of curvature 0, 0 'is located on the axis of the corresponding cylinder 2,2', and whose radius of curvature r is slightly less little radius of curvature of the edge of said cylinder 2,2 '. Consequently, each groove 15, 15 'extends parallel to the contact arc between the edge of the corresponding cylinder 2,2' and the insert 9. In practice, the distance d which separates the grooves 15, 15 ' grooves 15, cylinder 2,2 is, for example, from 2 to 4 mm. It must be as small as possible, because the heat transfers are the most intense in the vicinity of the edges of the cylinders 2,2 ′, and a groove 15,15 ′ too far back relative to the edge of the corresponding cylinder could not intercept the lines of 14 most important thermal field. The grooves 15, 15 ', in the example shown, extend over the entire height of the insert 9, but it would also be acceptable to limit their extension between the nominal level 4 of the liquid metal and the level of the neck 3 ( or a slightly lower level), that is to say at the height h of the casting space on which liquid metal 12 is likely to be found. The function of these grooves 15, 15 ′, as symbolized in FIG. 2b, is to interrupt as much as possible the thermal field lines 14 which start from the cylinders 2,2 ′ and run through the insert 9, before they face the liquid metal 12. This reduces heat transfer by conduction between the cylinders 2,2 ′ and the liquid metal 12 via the insert 9, to an extent which is sufficient to prevent the appearance of parasitic solidifications 13 that the 'was observed with a side face 1 according to the prior art. These grooves preferentially have a width of 0.2 to 0.6 mm. Their depth p is preferably at least 5 mm, so that they can interrupt a sufficiently high number of thermal field lines 14. These grooves 15, 15 ′ must not however reach a depth such that they would unduly weaken the insert; in practice it is preferable for this purpose that the grooves 15, 15 ′ do not extend over more than 75% of the total thickness of the insert 9. As a variant, it is possible to arrange in the insert 9 of other grooves set back from the grooves 15, 15 ′ and parallel to them.
Un possible inconvénient du premier exemple de mise en oeuvre de l'invention qui vient d'tre décrit est que si, en cours de coulée, on est amené à écarter légèrement les cylindres 2,2'I'un de l'autre par rapport à leur position nominale, l'une au moins des rainures 15,15'risque de se retrouver face au métal liquide 12, en particulier dans les régions supérieures de l'espace de coulée où les peaux solidifiées 6,6'ont encore une faible épaisseur. Il y a alors un risque d'infiltration de métal liquide 12 entre l'insert 9 et le cylindre 2,2'correspondant, en particulier si les rainures 15, 15'sont relativement larges. A possible drawback of the first example of implementation of the invention which has just been described is that if, during casting, it is necessary to slightly separate the cylinders 2,2 ′ from one another relative to at their nominal position, at least one of the grooves 15, 15 'risks being faced with the liquid metal 12, in particular in the upper regions of the casting space where the solidified skins 6, 6' still have a low thickness. There is then a risk of infiltration of liquid metal 12 between the insert 9 and the corresponding cylinder 2,2 ′, in particular if the grooves 15, 15 ′ are relatively wide.
Le risque de retrouver fréquemment une rainure 15, 15'face au métal liquide 12 peut aussi exister dans le cas où, comme il est connu, on fait osciller ou vibrer la face latérale 1'dans son plan de contact avec les cylindres 2,2', ce qui a pour effet de faire varier en permanence la distance d) > . On peut remédier à cet inconvénient en utilisant la variante de l'invention représentée sur la figure 3. Dans cette variante, on ménage sur l'insert 9 de la face latérale 1"des séries de rainures sensiblement verticales 16,16'de longueurs diverses, chacune de ces séries étant disposée dans une zone dont l'orientation générale est parallèle à l'arc de contact de la face latérale 1"et du cylindre 2,2'qui lui correspond.The risk of frequently finding a groove 15, 15 ′ facing the liquid metal 12 can also exist in the case where, as is known, the lateral face 1 ′ is made to oscillate or vibrate in its plane of contact with the cylinders 2,2 ', which has the effect of permanently varying the distance d)>. This drawback can be remedied by using the variant of the invention shown in FIG. 3. In this variant, series of substantially vertical grooves 16, 16 ′ of various lengths are housed on the insert 9 of the lateral face 1 ". , each of these series being arranged in a zone whose general orientation is parallel to the contact arc of the lateral face 1 "and of the cylinder 2,2 ′ which corresponds to it.
L'essentiel est qu'a chaque niveau horizontal de l'insert 9, au moins sur la hauteur h de l'espace de coulée sur laquelle du métal liquide 12 est susceptible d'tre présent, on trouve au moins une rainure 16 qui débouche à une distance minimale d faible du faible de chaque cylindre 2,2' (par exemple 2 à 4 mm comme c'est le cas pour les rainures 15, 15' de la première variante). On réalise ainsi l'interruption des lignes de champ thermiques 14 au voisinage des arcs de contact entre les bords des cylindres 2,2'et l'insert 9 sur au moins toute la longueur de ces arcs où il y a des risques d'infiltration de métal liquide 12. Ainsi, en cas de déplacement relatif des cylindres 2,2'et de la face latérale 1"susceptible de mettre les rainures 16,16'en contact avec le métal liquide 12, les possibilités d'infiltration de métal liquide 12 entre l'insert 9 et les cylindres 2,2'n'existent que sur des longueurs faibles et, surtout, discontinues. Les conséquences en sont donc limitées. Bien entendu, la disposition verticale des rainures 16,16'telle que représentée sur la figure 3 n'est qu'un exemple, et les rainures 16,16'peuvent tre disposées selon un ordonnancement différent, voire de façon désordonnée, pourvu que la condition essentielle précédente soit respectée.The main thing is that at each horizontal level of the insert 9, at least over the height h of the pouring space on which liquid metal 12 is likely to be present, there is at least one groove 16 which opens out at a minimum distance d low from the low of each cylinder 2.2 '(for example 2 to 4 mm as is the case for the grooves 15, 15' of the first variant). The thermal field lines 14 are thus interrupted in the vicinity of the contact arcs between the edges of the cylinders 2,2 ′ and the insert 9 over at least the entire length of these arcs where there is a risk of infiltration of liquid metal 12. Thus, in the event of relative displacement of the cylinders 2,2 ′ and of the lateral face 1 ″ capable of bringing the grooves 16, 16 ′ into contact with the liquid metal 12, the possibilities of infiltration of liquid metal 12 between the insert 9 and the cylinders 2,2 "exist only on short and, above all, discontinuous lengths. The consequences are therefore limited. Of course, the vertical arrangement of the grooves 16, 16 as seen on FIG. 3 is only an example, and the grooves 16, 16 ′ can be arranged according to a different order, even in a disorderly manner, provided that the preceding essential condition is met.
Si les rainures 15, 15', 16,16'sont laissées vides, une transmission de la chaleur à travers elles peut néanmoins se produire par rayonnement de leur face interne 17 la plus proche de l'axe du cylindre 2,2'en direction de leur face interne 18 la plus proche du métal liquide 12. Cette transmission par rayonnement peut tre supprimée si on introduit dans les rainures 15, 15', 16,16'un matériau de remplissage composé de particules de réfractaire, dont la granulométrie est, de préférence, légèrement inférieure à la largeur des rainures 15, 15', 16,16'. Certes, en procédant ainsi on rétablit des possibilités de transmission de la chaleur par conduction à l'intérieur des rainures 15, 15', 16,16'Mais si les particules ont un diamètre qui n'est que de peu inférieur à la largeur des rainures 15, 15', 16,16', le remplissage ne possède qu'une faible compacité, ce qui lui confere des propriétés isolantes de toute façon sensiblement supérieures à celles du réfractaire dense constituant l'insert 9. Pour accroitre ces propriétés isolantes, on peut également jouer sur les caractéristiques intrinsèques du matériau constituant les particules du remplissage, en choisissant un matériau à conductivité thermique particulièrement faible (par exemple de l'oxyde de titane, de la zircone...). L'utilisation d'un tel remplissage a également pour avantage de réduire les risques d'infiltration de métal liquide 12 entre l'insert 9 et les cylindres 2,2', au cas où les rainures 15,15', 16,16'viendraient à se trouver en face du métal liquide 12. If the grooves 15, 15 ', 16, 16 are left empty, heat transmission through them can nevertheless occur by radiation from their internal face 17 closest to the axis of the cylinder 2,2' in the direction from their inner face 18 closest to the liquid metal 12. This radiation transmission can be eliminated if a filling material composed of refractory particles, the particle size of which is, is introduced into the grooves 15, 15 ′, 16, 16 ′, preferably slightly less than the width of the grooves 15, 15 ', 16.16'. Admittedly, by doing so it reestablishes possibilities of heat transmission by conduction inside the grooves 15, 15 ', 16, 16' But if the particles have a diameter which is only slightly less than the width of the grooves 15, 15 ', 16, 16', the filling has only a small compactness, which gives it insulating properties anyway substantially superior to those of the dense refractory constituting the insert 9. To increase these insulating properties, one can also play on the intrinsic characteristics of the material constituting the filling particles, by choosing a material with particularly low thermal conductivity (for example titanium oxide, zirconia, etc.). The use of such a filling also has the advantage of reducing the risks of infiltration of liquid metal 12 between the insert 9 and the cylinders 2,2 ', in the case where the grooves 15,15', 16,16 ' would come to face the liquid metal 12.
Si on veut réaliser des rainures 15, 15', 16,16'de largeur relativement élevée (0,5 mm ou plus), il est possible de le faire par des méthodes mécaniques. Si on désire réaliser des rainures 15,15', 16,16'plus étroites, cela peut tre fait en introduisant dans le réfractaire, lors de son moulage, des feuilles d'un matériau qui se volatilisera lors de la cuisson de l'insert 9 en laissant subsister des rainures 15, 15', 16,16'de la taille désirée à leurs emplacements. If we want to make grooves 15, 15 ', 16,16' of relatively large width (0.5 mm or more), it is possible to do this by mechanical methods. If it is desired to make narrower grooves 15,15 ′, 16,16 ′, this can be done by introducing into the refractory, during its molding, sheets of a material which will volatilize during cooking of the insert 9, leaving grooves 15, 15 ', 16, 16' of the desired size at their locations.
L'invention permet de diminuer considérablement l'influence des cylindres refroidis sur la température des faces latérales dans leurs zones les plus sensibles à l'apparition de solidifications parasites. Elle est simple à mettre en oeuvre, et contrairement aux autres dispositifs précédemment connus à cet effet, elle peut tre implantée sur une machine existante sans qu'il soit nécessaire d'en modifier les autres parties. L'invention peut tre employée seule, ou s'ajouter à d'autres dispositifs anti-solidifications parasites de types connus. The invention makes it possible to considerably reduce the influence of the cooled cylinders on the temperature of the lateral faces in their areas most sensitive to the appearance of parasitic solidifications. It is simple to implement, and unlike the other devices previously known for this purpose, it can be installed on an existing machine without the need to modify the other parts. The invention can be used alone, or in addition to other parasitic anti-solidification devices of known types.
L'invention est, bien entendu, applicable de la mme façon à des faces latérales dont la partie active ne serait pas constituée par un insert et un garnissage distincts, mais par une pièce unique. Elle est utilisable pour la coulée continue entre cylindres de bandes métalliques de tous métaux sur des installations telles que décrites, en particulier pour la coulée d'acier au carbone, d'acier inoxydable ou de cuivre. The invention is, of course, applicable in the same way to lateral faces, the active part of which would not be constituted by a separate insert and lining, but by a single piece. It can be used for continuous casting between cylinders of metal strips of all metals on installations as described, in particular for casting carbon steel, stainless steel or copper.
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